Изучение водорослей в аквариумных условиях. Рассмотрим некоторые примеры водорослей
Многоклеточные зелёные водоросли
Примером многоклеточных зеленых водорослей являются улотрикс и спирогира . Виды род, аулотрикс обитают преимущественно в пресных, реже в морских и солоноватых водоемах, а также в почве. Водоросли прикрепляются к подводным предметам, формируя ярко-зеленые кустики размером до 10 см и более.
Неразветвленные нити улотрикса, состоящие из одного ряда цилиндрических клеток с толстым целлюлозными оболочками, прикрепляются к субстрату бесцветной конической базальной клеткой, выполняющей функции ризоида. Характерным является строение хроматофора, который имеет вид постенной пластинки, образующей незамкнутый поясок или кольцо (цилиндр). Все клетки, кроме базальной, способны делиться, обусловливая непрерывное нарастание таллома.
Бесполое размножение осуществляется двумя способами: распадением нити на короткие участки, каждый из которых развивается в новую нить, или образованием в клетках четырехжгутико-вых зооспор. Они выходят из материнской клетки, сбрасывают один за другим жгутики, прикрепляются боком к субстрату, покрываются тонкой целлюлозной оболочкой и прорастают в новую нить.
Размножение нитчатой водоросли улотрикса: красные стрелки - бесполое размножение, синие стрелки - половое размножение.
Половой процесс изогамный. После оплодотворения зигота вначале плавает, затем оседает на дно, теряет жгутики, вырабатывает плотную оболочку и слизистую ножку, которой прикрепляется к субстрату. Это покоящийся спорофит. После периода покоя происходит редукционное деление ядра и зигота прорастает зооспорами.
Таким образом, в жизненном цикле улотрикса происходит чередование поколений, или смена половой и бесполой форм развития: нитчатый многоклеточный гаметофит (поколение, формирующее гаметы) сменяется одноклеточным спорофитом - поколением, которое представлено своеобразной зиготой на ножке и способно образовывать споры.
Спирогира распространена в стоячих и медленно текущих водах, где нередко образует большие массы «тины» ярко-зеленого цвета. Она представляет собой тонкую нить, состоящую из длинных цилиндрических, расположенных в один ряд клеток с хорошо заметной клеточной стенкой. Снаружи нити одеты слизистым чехлом.
Клетка нитчатой водоросли спирогиры
Характерным признаком спирогиры является лентовидный, спирально изогнутый хроматофор, расположенный в постенном слое цитоплазмы. В центре клетки находится ядро, заключенное в цитоплазматический мешочек и подвешенное на цитоплазмати-ческих тяжах в крупной вакуоле.
Бесполое размножение осуществляется путем разрыва нити на короткие участки, при этом спорообразование отсутствует. Половой процесс - конъюгация. При этом две нити обычно располагаются параллельно друг другу и срастаются при помощи копуляционных выростов или мостиков. Оболочки их в месте соприкосновения растворяются, и образуется сквозной канал, через который сжавшееся содержимое клетки одной нити перемещается в клетку другой и сливается с ее протопластом. Образующаяся в результате оплодотворения зигота после периода покоя прорастает. Этому предшествует редукционное деление ядра: из четырех образовавшихся ядер три отмирают, а одно остается ядром единственного проростка, выходящего через разрыв наружных слоев оболочки зиготы.
Спирогира
(Spirogyra)
Спирогира (Spirogyra Link.) - зеленая водоросль из группы коньюгат (см. Conjugatae), принадлежит к семейству зигнемовых (Zygnemeae). Тело Спирогира - неветвящаяся нить, состоит из цилиндрических клеток. В последних находится характерный для Спирогира хроматофор (см.): одна или несколько спирально завитых, зеленых лент. В хроматофорах помещаются бесцветные тела, вокруг которых сгруппированы крахмальные зерна, так называемые пиреноиды. Очень хорошо видимое в микроскоп ядро, подвешенное на протоплазматических нитях, находится в середине клетки. Спирогира растет при помощи интеркалярного (равномерного) деления клеток. Половой процесс Спирогира - копуляция или конъюгация: клетки 2-х соседних нитей соединяются между собой боковыми выростами; оболочки, разделяющие эти выросты, разрушаются и, таким образом, получается копуляционный канал, по которому все содержимое одной клетки (мужской) переходит в другую (женскую) и сливается с содержимым последней; клетка, в которой произошло слияние (зигота), закругляется, отделяется от нити и, одеваясь толстой оболочкой, превращается в зигоспору. Зигоспора перезимовывает и весной прорастает в молодую нить. В зиготе, после слияния содержимого мужской и женской клетки, хроматофор первой клетки гибнет и остается лишь второй, ядра сначала сливаются в одно, которое делится затем на 4 неравные по величине (неравное деление ядра); из них 2 меньших расплываются в окружающей плазме, а 2 больших, сливаясь, образуют ядро зиготы.
Описанная копуляция между клетками различных нитей (двудомная) - называется лестничной. В том случае, когда канал образуется между двумя соседними клетками одной и той же нити, копуляция (однодомная) называется боковой. У большинства Спирогира при половом процессе копуляционный канал всегда развит (подрод Euspirogyra) и мужская, и женская клетки одинаковы, у некоторых же эти клетки неравны по величине, а копуляционный канал развит очень слабо или совсем отсутствует, так что клетки сливаются друг с другом непосредственно (подрод Sirogonium). Вследствие величины клеток Спирогира, достигающей у некоторых ее видов до 0,01 мм, вследствие ясности их строения, эта водоросль является одной из наилучше изученных и служит классическим объектом при изучении анатомии клетки и ядра.
Зеленые водоросли спирогира
Спирогира - одна из наиболее распространенных зеленых водорослей пресных вод всех частей света, встречается также и в солоноватых водах. Ее нити собраны в большие зеленые скопища, которые плавают на поверхности воды или стелятся по дну и очень часто встречаются в тине стоячих и текучих вод, в прудах, болотах, канавах, речках, ручьях, бассейнах и т. д.
Спирогира под микроскопом
Всего известно до 70 видов Спирогира, отличающихся друг от друга формой и величиной клеток и зигоспор, а также формой и количеством, находящихся в них лент хроматофоров, и принадлежащих, как сказано выше, к 2-м отделам - Euspirogyra (наиболее распространенные: Sp. tenuissima Hass., longata Kg. с одной лентой, Sp. nitida Kg. с несколькими лентами, Sp. grassa Kg. с очень толстыми клетками и т. д.) и Sirogonium (Sp. stictica Sm. и др.). Для России указано до 40 видов Спирогира
Улотрикс
Улотрикс (лат. Ulothrix ) - род зелёных водорослей Chlorophyta .
Обитает в морских и пресных водах, образуя на подводных предметах тину зелёного цвета. Нитчатый тип дифференциацииталлома. Хлоропласт постенный в виде пояска, замкнутого или незамкнутого, с несколькими пиреноидами. Ядро одно, но без покраски не видно.
Порядок улотриксовые (Ulotrichales)
Слоевище улотриксовых построено по типу однорядной неразветвленной нити. Оно слагается клетками, подобными друг другу по строению и функции (табл. 30, 2). Потенциально все клетки способны делиться и участвовать в росте растения, точно так же все клетки могут образовывать споры и гаметы. Отличается от остальных лишь клетка в основании нити: с ее помощью осуществляется прикрепление слоевища к субстрату (у прикрепленных форм). Клетки улотриксовых обладают значительной автономностью. С этим свойством связана способность к регенерации и вегетативному размножению - отдельные клетки или участки нитей легко отрываются от нитей и переходят к самостоятельному росту
Порядок включает более 16 родов. Несмотря на то что все их представители построены как простая однорядная нить, в их организации можно обнаружить важные различия, на основании которых весь порядок делят на три группы. У водорослей первой группы нить представляет собой ряд клеток, рыхлорасположенных в толстом слизистом чехле. Таковы, например, водоросли рода геминелла Geminella. Интересно, что все улотриксовые с подобным строением - планктонные организмы.
Ко второй группе относятся те нитчатые водоросли, которые вегетируют как одиночные клетки или как короткие цепочки из 2-4 клеток, очень неплотно соединенных друг с другом. Нити у них образуются редко и на короткое время. Примером подобного строения может служить род стихококкус (Stichococcus, рис. 216, 2). Водоросли, входящие в эту группу, ведут наземный образ жизни.
Центральной группой порядка является третья группа, включающая водоросли, построенные как типичная многоклеточная нить, в которой клетки плотно соединены друг с другом без помощи слизистого футляра. Водоросли, относящиеся к этой группе, в подавляющем большинстве прикрепленные организмы, по крайней мере в молодом состоянии. Их нити - более постоянные образования, они уже не таклегко распадаются, и в них можно различить базальную и верхушечную части. Сюда относится несколько родов, в том числе и центральный род порядка - улотрикс (Ulothrix).
Виды улотрикса (в настоящее время их известно более 25) обитают преимущественно в пресных водоемах и лишь очень немногие заходят в солоноватые и морские воды. Эти водоросли могут поселяться и на влажных поверхностях, периодически смачиваемых брызгами прибоя или водопадов.
Один из самых широко распространенных и хорошо изученных видов - улотрикс опоясанный (Ulothrix zonata).
Слоевище улотрикса состоит из неразветвленных нитей неопределенной длины, которые в начале роста прикрепляются к субстрату базальной клеткой. Клетки нитей цилиндрические или слегка бочонковидные, часто короткие. Клеточные оболочки обычно тонкие, но нередко они утолщаются и могут становиться слоистыми. Клетки улотрикса, так же как клетки всех водорослей этого порядка, содержат единственный пристенный хлоропласт с одним или несколькими пиреноидами и одно ядро, расположенное по продольной оси клетки. Хлоропласт имеет форму пояска, который опоясывает весь протопласт или только часть его
Вегетативное размножение улотрикса осуществляется фрагментацией: нити распадаются на короткие сегменты и каждый сегмент развивается в новую нить. Однако этим способом улотрикс размножается не так часто, как другие водоросли порядка, имеющие рыхлое строение нитей.
Для бесполого размножения служат зооспоры, которые образуются во всех клетках нитей, кроме базальной. Развитие зооспор, так же как и гамет, начинается на вершине нити и постепенно захватывает нижележащие клетки.
Зооспоры - яйцевидные клетки с четырьмя жгутиками на переднем конце. Они содержат стигму, несколько сократительных вакуолей и пристенный хлоропласт. У улотрикса опоясанного имеются два типа зооспор - макрозооспоры и микрозооспоры. Крупные макрозооспоры обладают широкояйцевидной формой, часто с заостренным задним концом, и стигмой, расположенной на переднем конце (. Микрозооспоры отличаются более мелкими размерами, округлым задним концом и расположением стигмы в середине споры Природа микрозооспор остается пока не совсем ясной. По-видимому, они представляют собой переходный тип между макрозооспорами и гаметами.
Довольно часто зооспоры не покидают спорангий, а выделяют тонкую оболочку и превращаются в апланоспоры. Последние освобождаются в результате разрушения нити, но иногда они могут начать прорастать, находясь в спорангии.
При половом размножении в нитях точно таким же способом, как зооспоры, образуются гаметы. Как правило, они развиваются в тех же нитях, что и зооспоры, или в подобных им. Чаще всего переход к половому размножению связан с концом активного роста и наступлением неблагоприятных условий. В отличие от зооспор, гаметы несут два жгутика. Половой процесс изогамный. Слияние происходит между гаметами одной и той же или разных нитей. Зигота остается подвижной в течение короткого времени, затем оседает, теряет жгутики, одевается толстой оболочкой и превращается в одноклеточный спорофит. Он впадает в период покоя, в течение которого происходит накопление запасных веществ. Форма спорофита разнообразна, обычно он сферический с гладкой оболочкой, у некоторых морских видов становится яйцевидным и сидит на слизистой ножке.
БУРЫЕ ВОДОРОСЛИ,
Бурые водоросли
(Phaeophyta), тип споровых растений, включающий 240 родов (1500 видов), из которых 3 - пресноводные, остальные - морские. Слоевища от оливково-зелёного до темно-бурого цвета из-за присутствия в хроматофорах особого бурого пигмента 
фукоксантина (C40H56O6), маскирующего др. пигменты (хлорофилл а, хлорофилл с, ксантофилл и бета-каротин). Бурые водоросли разнообразны по форме и размерам (от микроскопических разветвленных нитей до 40-метровых растений). У высших бурых водорослей (например, ламинариевых водорослей) наблюдаются дифференциация тканей и появление проводящих элементов. Для бурых водорослей характерны многоклеточные волоски с базальной зоной роста, отсутствующие у других водорослей. Оболочки клеток содержат целлюлозу и специфические вещества - альгин и фукоидин. Обычно в каждой клетке одно ядро. Хроматофоры большей частью мелкие, дисковидные. У некоторых видов бурых водорослей есть пиреноиды, мало похожие на пиреноиды др. водорослей. В клетке вокруг ядра скапливаются бесцветные пузырьки с фукозаном, обладающим многими свойствами танина. В качестве запасных продуктов в тканях бурых водорослей накапливаются маннит (многоатомный спирт) и ламинарин (полисахарид), реже масло. Размножаются бурые водоросли половым и бесполым путём, редко вегетативно. Обычно у бурых водорослей имеются спорофит и гаметофит; у высших (ламинариевые, десмарестиевые и др.) они строго чередуются; у циклоспоровых гаметофиты развиваются на спорофитах; у примитивных (эктокарповые, хордариевые, кутлериевые и др.) гаметофит или спорофит может выпадать из цикла развития или появляться раз в несколько поколений. Органы размножения - одногнёздные или многогнёздные спорангии. Многогнёздный спорангий, который чаще функционирует как гаметангий, образуется в виде одной клетки или серии клеток, делящихся перегородками на камеры, содержащие внутри по одной гамете или споре. Мейоз происходит обычно в одногнёздных спорангиях, у диктиотовых - в тетраспорангиях. Половой процесс - изогамия, гетерогамия или оогамия. Грушевидные споры и гаметы обычно с глазком, имеют сбоку по два жгутика, один направлен вперёд, другой - назад. бурые водоросли делятся на 3 класса: Aplanosporophyceae (только диктиотовые), Phaeosporophyceae (гетерогенератные и изогенератные, за исключением диктиотовых) и Cyclosporophyceae (циклоспоровые). бурые водоросли распространены во всех морях, особенно в холодных, где образуют большие заросли. Используются для получения альгиновых кислот и их солей - альгинатов, а также кормовой муки и применяемого в медицине порошка, содержащих йод и другие микроэлементы. Некоторые бурые водоросли используются в пищу.
Бурые водоросли: 1 - ламинария; 2 - диктиота; 3 - эктокарпус; 4 - лессония; 5 - нереоцистис; 6 - алярия; 7 - цистозира; 8 - кустики элахисты на стволике другой водоросли; 9 - фукус; 10 - диктиосифон; 11 - саргассум (все, кроме 3 и 8, сильно уменьшены; 3 - вид под микроскопом, увеличено приблизительно в 40 раз).
У многоклеточных представителей зелёных водорослей тело (слоевище ) имеет форму нитей или плоских листовидных образований.
В проточных водоёмах часто можно заметить ярко-зелёные скопления шелковистых нитей, прикреплённых к подводным камням и корягам. Это многоклеточная нитчатая зелёная водоросль улотрикс . Его нити состоят из ряда коротких клеток. В цитоплазме каждой из них расположены ядро и хроматофор в виде незамкнутого кольца. Клетки делятся, и нить растет.
Также, в прудах и озерах широко распространена нитчатая многоклеточная зеленая водоросль спирогира . Вместе с другими нитчатыми водорослями спирогира образует большие скопления тины. Шелковистые, слизистые на ощупь, тончайшие нити тины - это отдельные растения спирогиры. Нить спирогиры состоит из множества клеток, расположенных в один ряд.
Строение спирогиры можно рассмотреть под микроскопом. Клетки спирогиры крупные. Цитоплазма в них расположена вдоль оболочки. Середина каждой клетки занята вакуолей с клеточным соком. В цитоплазме находится хроматофор в виде зеленой спиральной ленты. В центре клетки - округлое ядро, словно подвешенное на нитях, отходящих от цитоплазмы. Поэтому кажется, что ядро имеет звездчатую форму.
Питается спирогира так же, как хламидомонада. В хроматофорах спирогиры из углекислого газа и воды образуется органическое вещество - крахмал.
Многие многоклеточные водоросли, так же как и хламидомонада, размножаются бесполым и половым путями.
Размножение нитчатой водоросли улотрикса: красные стрелки - бесполое размножение, синие стрелки - половое размножение
Размножение водорослей удобнее наблюдать у другой нитчатой многоклеточной водоросли, которую называют улотрикс. На подводных камнях и корягах в проточных водоемах часто можно заметить яркозеленые дерновинки шелковистых нитей. Это и есть улотрикс. Улотрикс размножается бесполым и половым путями, так же как и многие другие водоросли.
При бесполом размножении содержимое некоторых клеток этой нитчатой водоросли сжимается в комочки. Комочки выскальзывают в воду через отверстия, образующиеся в оболочке клеток. У них появляются четыре жгутика, позволяющие маленьким клеткам - зооспорам - свободно плавать в воде. Зооспорами их называют потому, что эти клетки подвижны.
Клетка нитчатой водоросли спирогиры
Зооспоры улотрикса по строению и форме напоминают одноклеточную хламидомонаду; вскоре зооспоры оседают на какой-нибудь подводный предмет. После этого каждая клетка начинает делиться и постепенно превращается в многоклеточную нитчатую водоросль.
В воде мелкие подвижные клетки, образовавшиеся в разных нитях водоросли, сливаются попарно и превращаются в одну клетку с толстой оболочкой, называемую спорой.
После периода покоя спора начинает делиться. Образуется несколько клеток, каждая из которых развивается во взрослую водоросль. При бесполом размножении клетки водоросли делятся, образуя зооспоры. Из каждой зооспоры затем развивается взрослая водоросль.
Многоклеточные зелёные водоросли живут также в водах морей и океанов. Примером таких водорослей может служить ульва , или морской салат , длиной около 30 см и толщиной всего две клетки.
Наиболее сложное строение в этой группе растений имеют харовые водоросли , обитающие в пресноводных водоёмах. Эти многочисленные зелёные водоросли по внешнему виду напоминают хвощи. Харовую водоросль нителлу , или блестянку гибкую , часто выращивают в аквариумах.
Значение зеленых водорослей в природе велико. Образуя в своем теле органические вещества, зеленые водоросли поглощают из воды углекислый газ и, как все зеленые растения, выделяют кислород, которым дышат живые организмы, обитающие в воде. Кроме того, зеленые водоросли, особенно одноклеточные и многоклеточные нитчатые, служат кормом для рыб и других животных.
Бурые водоросли
Бурые водоросли - многоклеточные, в основном морские, растения с желтовато-бурой окраской слоевищ.
Их длина колеблется от микроскопической до гигантской (несколько десятков метров). Слоевища этих водорослей могут быть нитевидными, шаровидными, пластинчатыми, кустообразными. Иногда они содержат воздушные пузыри, удерживающие растение в воде в вертикальном положении. К грунту бурые водоросли прикрепляются ризоидами или дисковидно разросшимся основанием слоевища.
В наших дальневосточных морях и морях Северного Ледовитого океана растёт крупная бурая водоросль ламинария, или морская капуста. В прибрежной полосе Чёрного моря часто встречается бурая водоросль цистозейра.
Красные водоросли
Красные водоросли , или багрянки , - в основном многоклеточные морские растения. Лишь некоторые виды багрянок встречаются в пресных водоёмах. Размеры багрянок обычно колеблются от нескольких сантиметров до метра в длину (но есть и микроскопические формы).
По форме красные водоросли весьма разнообразны и причудливы: нитевидные, цилиндрические, пластинчатые и кораллоподобные, в разной мере рассечённые и разветвлённые. Обычно они прикрепляются к скалам, валунам, искусственным сооружениям, а иногда и к другим водорослям.
Благодаря тому что красные пигменты способны улавливать даже очень небольшое количество света, багрянки могут расти на значительных глубинах. Их можно встретить даже на глубине 100-200 м.
В морях нашей страны широко распространены филлофора, порфира и др.
При лечении водорослями чаще всего используются бурые морские разновидности, к примеру, ламинария, аскофилиум, амфельция, фукус, содержащие наибольшее количество альгиновой кислоты. Многие медики настаивают на пользе водорослей при лечении онкологических заболеваний и болезней желез внутренней секреции. Нашли применение водоросли и в косметологии.
Что это - морские водоросли и чем они полезны для человека
Водоросли — это группа преимущественно водных одноклеточных или колониальных фотосинтезирующих организмов. В отличие от высших растений водоросли не имеют стеблей, листьев, корней, образуют протопласт. Содержат большой набор полезных веществ.
Чем полезны водоросли, не понаслышке знают приверженцы альтернативной медицины. В частности, измельченные или микронизированные водоросли применяются в талассотерапии: из кашицы в кожу проникают энергетически богатые вещества, оживляющие обменные процессы и противодействующие целлюлиту. Кроме того, польза водорослей для человека заключается в том, что они богаты антиоксидантами: Р-каротином, витаминами С и Е, ферментом супероксиддисмутазы, микроэлементами и являются источником незаменимых жирных кислот.
Всего насчитывается более 30 тысяч видов морских водорослей — бурые, зеленые, красные, сине-зеленые и другие. Лечение морскими водорослями основано на том, что они содержат большое количество йода, морской камеди, растительной слизи, хлорофилла, альгиновых кислот, солей натрия, калия, аммония, витаминов. В косметике используются преимущественно экстракты бурых водорослей — фукуса, ламинарии, цистозиры. Говоря о том, чем полезны водоросли для человека, нельзя забывать, что экстракты, полученные из отдельных видов водорослей, различаются по своему составу и потому обладают направленным действием.
Витамины в морских и пресноводных водорослях
Особенно велико содержание в пресноводных и морских водорослях таких витаминов, как А, В1; В2, С, Е и D. Также в водорослях много фукоксантина, йода и сульфоаминокислот. Значение водорослей в жизни человека заключается в том, что они способны стимулировать и регенерировать клетки кожи, оказывать смягчающее и легкое бактерицидное действие. У других — отчетливо проявляются увлажняющие и влагоудерживающие свойства в силу более высокого содержания полисахаридов, органических кислот, минеральных солей. Третьи — за счет активного воздействия органического йода, фукостерола, минеральных солей и витаминов эффективны против целлюлита, угревой сыпи, благоприятны для ухода за жирной кожей, поскольку обеспечивают регуляцию жирового обмена и улучшают кровообращение.
В современной косметической практике экстракты морских водорослей применяются практически во всех типах средств по уходу за кожей и волосами.
Основные группы и особенности водорослей, их классификация
Говоря о роли водорослей в жизни человека, нельзя не вспомнить о современной теории происхождения жизни, в которой утверждается, что у истоков всего живого на Земле стояли бактерии. Позже некоторые из них эволюционировали, что дало жизнь микроорганизмам, содержащим хлорофилл. Так появились первые водоросли. Будучи способными к утилизации солнечной энергии и выделению молекул кислорода, они смогли принять участие в формировании оболочки атмосферного кислорода, окружающей нашу планету. Таким образом, стали возможными те формы жизни на Земле, которые знакомы современному человеку.
Классификация водорослей в общей таблице развития затруднена. Растительные организмы, получившие название «морские водоросли», — это весьма произвольное сообщество близкородственных организмов. Исходя из целого ряда признаков, это сообщество принято делить на несколько групп. Основных видов водорослей 11, и разница между бурыми и зелеными водорослями более значительна, чем разница между зелеными водорослями и высшими растениями, например травами.
В то же время у всех групп водорослей есть хлорофилл — зеленый пигмент, который отвечает за фотосинтез. Поскольку только у одной из групп водорослей, у зеленых, состав и соотношение пигментов такие же, как у высших растений, считается, что именно они — предки лесов.
Кроме зеленых, водоросли бывают сине-зеленые, синие, красные, бурые. Но независимо от окраски все огромное количество известных нам видов, прежде всего, делится на две большие группы — одноклеточные и многоклеточные. Фото основных видов водорослей представлены ниже на этой странице.
Какие бывают основные виды водорослей
К основным группам водорослей относятся микроскопические одноклеточные и крупные многоклеточные.
Микроскопические одноклеточные водоросли представлены одной клеткой, которая способна обеспечивать все функции организма. Как видно на фото, эти водоросли имеют размер в пределах нескольких десятков микрон (l микрон — тысячная доля миллиметра). Большая их часть приспособлена к плавучему образу жизни. Кроме того, у многих видов имеется один или несколько жгутиков, которые делают их очень подвижными.
Второй основной вид водорослей — крупные многоклеточные — состоят из большого количества клеток, образующих так называемое слоевище, или таллом, — то, что мы воспринимаем как индивидуальную водоросль. Слоевище состоит из трех частей:
- фиксирующего аппарата — ризоида, с помощью которого водоросль держится за субстрат;
- стебелька (ножки), варьирующегося по длине и диаметру;
- пластины, рассеченной на волокна в форме тяжей или ремешков.
Размеры слоевища очень разные, что зависит от вида водоросли. Например, слоевище ульвы, или морского салата (Ulva lactuca), не превышает нескольких сантиметров. Особенность этих водорослей в том, что их чрезвычайно тонкая пластина может продолжать развитие и рост даже после отрыва от субстрата. Отдельные экземпляры ламинарий достигают в длину нескольких метров. Именно их слоевище, четко разделенное на три части, хорошо иллюстрирует схему строения макроводорослей.
По форме слоевища также очень разнообразны. Известны морские известковые отложения, состоящие из водоросли рода литотамнион (Lithothamnium calcareum), которая при жизни выглядит как маленький розовый коралл.
Роль и значение пресноводных водорослей в жизни человека
Какие бывают виды водорослей, кроме морских? Море не единственная среда обитания колоний водорослей. Пресная вода прудов, малых и больших рек также является средой их обитания. Водоросли живут всюду, куда проникает достаточно света, необходимого для фотосинтеза.
Так, даже на большой глубине, вблизи дна, живут морские водоросли, называемые бентосными. Это макроводоросли, которые нуждаются в твердой опоре для закрепления и развития.
Здесь же обитают многочисленные микроскопические диатомовые водоросли, которые либо располагаются на дне, либо живут на слоевище крупных бентосных водорослей. Огромное количество морских микроскопических водорослей формирует значительную часть фитопланктона, который дрейфует по течению. Морские водоросли можно встретить даже в водоемах с повышенной соленостью воды. Мелкие водоросли, размножаясь, могут окрасить воду, как это происходит в Красном море из-за микроскопической водоросли Thishodesmium, содержащей красный пигмент.
Пресноводные водоросли представлены обычно волокнистыми формами и развиваются на дне водоемов, на скалах или на поверхности водяных растений. Широко известен пресноводный фитопланктон. Это микроскопические одноклеточные водоросли, которые живут буквально во всех слоях пресной воды.
Пресноводные водоросли совершенно неожиданно преуспели в заселении других территорий, например жилых зданий. Главное для любой среды обитания водорослей — влажность и освещенность. Водоросли появляются на стенах домов, их находят даже в горячих источниках с температурой до +85 °С.
Некоторые одноклеточные водоросли — в основном это касается зооксантелл (Zooxanthelles) — поселяются внутри животных клеток, пребывая в устойчивых взаимоотношениях (симбиоз). Даже кораллы, из которых состоят коралловые рифы, не могут существовать без симбиоза с водорослями, которые благодаря способности к фотосинтезу снабжают их питательными веществами, необходимыми для роста.
Ламинария - это бурая водоросль
Какие бывают водоросли, и в каких отраслях они нашли свое применение? В настоящее время науке известно около 30 000 разновидностей водорослей. В косметологии нашли свое применение бурые водоросли — ламинария (морская капуста), амфельция и фукус; красная водоросль литотамния; сине-зеленые водоросли — спирулина, хрокус, настук; синие водоросли — спиралевидные водоросли и зеленая водоросль ульва (морской салат).
Ламинария — это бурая водоросль, которую одной из первых начали применять в косметических изделиях. Несмотря на то, что существует несколько видов ламинарий, внешне очень отличающихся друг от друга, все они живут только в холодной, хорошо перемешивающейся воде. Наиболее известна ламинария сахаристая (Laminaria Saccharina), обитающая у европейских берегов и обязанная своим названием сладкому вкусу покрывающей ее слизи. Растет кустами, размер которых находится в прямой зависимости от степени защищенности среды обитания. В длину достигает 2-4 метров, стебель у нее цилиндрический, переходящий в гофрированную длинную пластину.
Широко известное название «морская капуста» исторически связано с ламинарией пальчато-рассеченной (Laminaria digitata), живущей в защищенных от прибоя местах у самой верхней границы сублиторали — зоны морского шельфа. Иначе ламинарию называют «ведьмин хвост». Слоевище этой водоросли, достигающее в длину 3 метров, является прекрасным наглядным примером общего плана строения макроводоросли. Очень четко видны ризоиды (прицепки), пальчатые, разветвленные, которыми водоросль прикрепляется к камням; стебель — длинный, цилиндрический, гибкий и гладкий; пластинка — плоская, цельная в нижнем отделе, а затем рассеченная на ремешки. Этот вид водорослей особенно богат йодом, поскольку ламинария всегда пребывает под водой.
Использование водорослей этого вида налажено в промышленных масштабах. Помимо пищевого назначения, она обладает ценными фармакологическими свойствами. Этот вид ламинарии особенно известен благодаря своему стимулирующему и тонизирующему действию: улучшает общий обмен, является источником микроэлементов и широко включается в средства для похудания и антицеллюлитные программы.
Многочисленные исследования показали, что морская капуста (да и другие водоросли) отличается тем, что ни один из входящих в нее компонентов не является вредным для больных, в том числе и со злокачественными процессами.
Фукус (Fucus) является второй по значимости для косметики водорослью из класса бурых (Phaeophycophyta). Произрастает на камнях в прибрежной зоне и собирают его вручную. Полезные свойства этих водорослей обусловлены тем, что они чрезвычайно богаты йодом, витаминами, аминокислотами, растительными гормонами и микроэлементами. Найти его можно на пляжах Ла-Манша и по всему побережью Атлантики. Для косметических целей обычно используют две разновидности фукуса:
Fucus vesiculosus
и Fucus serrafus.
Наличие большого количества альгиновой кислоты определяет природную желирующую и загущающую способность экстрактов, как ламинарии, так и фукуса. Обе водоросли богаты органическими и неорганическими веществами, определяющими их высокую биологическую активность. Экстракты ламинарии и в большей степени фукуса пузырчатого (Fucus vesiculosus) содержат комплекс веществ, стимулирующих работу β-рецепторов и блокирующих α-рецепторы жировых клеток, обеспечивая эффективное антицеллюлитное действие.
Что это — красные, синие и зеленые водоросли (с фото)
Красные водоросли - это отдел водорослей, обитающих в морской воде.
Литотамния (Lithothamnium) , как и все красные водоросли, они встречаются на подводных скалах Северного моря, Ла-Манша и Атлантики. Ее красочно описал в 1963 году известный подводник Жак Кусто. На стометровой глубине он обнаружил красный пляж — площадку из известковой багрянки — литотамнию. Эта водоросль похожа на большие куски розового мрамора с неровной поверхностью. Живя в море, она впитывает и аккумулирует известь. Содержание кальция в ней до 33% и магния до 3%, и к тому же она имеет концентрацию железа в 18 500 раз большую, чем морская вода. Добывают литотамнию в основном в Британии и Японии. В состав косметических изделий ее включают, учитывая способность восстанавливать баланс минеральных веществ в организме, но она популярна и как пищевая добавка.
В средствах по уходу за лицом и особенно телом, разработанных в последние годы, распространено использование смеси водорослей фукуса, ламинарии и литотамнии. Богатая неорганическими соединениями литотамния прекрасно дополняет действие бурых водорослей, обеспечивая всесторонний эффект при воздействии на кожу и волосы.
Синие водоросли - это спиралевидные водоросли, произрастающие в некоторых озерах Калифорнии и Мексики. Благодаря высокому содержанию белка, витамина В12 и Р-каротина они повышают упругость кожи и оказывают замечательный укрепляющий эффект.
Посмотрите, как выглядят сини водоросли на фото - они отличаются от других водорослей насыщенным сине-бирюзовый цветом.
Зеленые водоросли - это группа низших растений. Ульва (Ulva lactuca) — морской салат — представляет собой зеленую водоросль, растущую на скалах. Собирать ее можно только во время отлива. Морской салат — настоящая кладовая витаминов группы В и железа, они способствуют укреплению тканей организма и улучшают кровообращение в капиллярных сосудах.
Спирулина - это сине-зеленая морская водоросль, её использование для лечения. Спирулина из более чем 30 000 видов водорослей содержит в своем составе самый богатый набор витаминов, микроэлементов, аминокислот, ферментов. Она богата хлорофиллом, гамма-линолевой кислотой, полиненасыщенными жирными кислотами и другими потенциально ценными питательными веществами — такими, как сульфолипиды, гликолипиды, фикоцианин, супероксиддизмутаза, РНКаза, ДНКаза.
Спирулина отличается от других водорослей тем, что в своём составе содержит до 70% самого совершенного белка, такого количества не содержат никакие другие представители растительного и животного мира на Земле.
Спирулина — самый богатый источник природного Р-каротина, жизненно необходимого антиоксиданта, и других каротиноидов. Каротиноиды используются несколькими органами нашего организма, включая надпочечники, систему размножения, поджелудочную железу и селезенку, кожу и сетчатую оболочку глаз.
Только спирулина и молоко матери являются полными источниками гамма-линолевой кислоты (ГЛК), играющей незаменимую роль в обеспечении нормального функционирования организма, все другие источники — это экстрагированные масла. ГЛК помогает предотвратить сердечные приступы и инфаркты, помогает выводить излишнюю жидкость, улучшает функцию нервной системы и регулирует размножение клеток, обладает противовоспалительными свойствами, поддерживает в здоровом состоянии суставы, помогает лечению артритов. ГЛК также признана важным элементом питания, для предотвращения кожных болезней, таких как псориаз. Спирулина имеет в своем составе самый совершенный белок и все незаменимые аминокислоты. Белок спирулины для употребления не требует термической обработки, тогда как другие продукты, содержащие белок, необходимо подвергать варке или выпечке (крупы, мясо, рыба, яйца), в результате чего отдельные формы белка частично, а некоторые полностью теряют свои полезные качества.
Спирулина не содержит в своих клеточных стенках жесткой целлюлозы, в отличие от других водорослей а состоит из мукоцол сахаридов. Это позволяет ее белку легко усваиваться я ассимилироваться в организме. Усвоение белка составляет 85-95%.
Водоросли самые древние растения на Земле, обитающие в воде, на почве, на коре деревьев, а также образующие симбиотический организм - лишайник .
Являются начальным звеном в цепях питания, представляя собой пищу для животных, начиная от простейших и кончая млекопитающими. Кроме того, водоросли в процессе фотосинтеза выделяют в воду кислород, что дает возможность животным дышать в воде как в морях и океанах, так и в маленьких прудах и лужах.
В зарослях водорослей находят приют и среду обитания многие беспозвоночные животные и молодь рыб и земноводных.
Для нормального состояния биоценозов водоемов все должно находиться в равновесии - и ресурсы растений, и количество животных. Для поддержания этого равновесия необходимо, чтобы водоемы были экологически чистыми - в них не сбрасывали бы нечистоты, химические отходы, металлический лом, гниющую древесину и негниющие синтетические материалы, так как это приводит к резкому сокращению количества кислорода, повышению кислотности, увеличению численности гнилостных и болезнетворных бактерий. Это неизбежно ведет к гибели растений и животных, болезням человека и появлению на Земле мертвых и зараженных морей, озер, прудов.
Строение
Водоросли - это низшие споровые растения, содержащие в своих клетках хлорофилл и живущие преимуществепно в воде. В морфологическом отношении для водорослей наиболее существенным признаком является отсутствие тела, расчлененного на стебли, листья и корни. Их тело обозначают как слоевище (или таллом). Размножаются они вегетативно или с помощью спор, т. е. относятся к споровым растениям. В физиологическом отношении водоросли резко отличаются от других групп низших растений наличием хлорофилла,благодаря которому они способны ассимилировать углекислый газ, т. е. питаться фотоавтотрофно. В отличие от водорослей бактерии, имеющие зеленую окраску, содержат пигмент, близкий к хлорофиллу, но не тождественный ему.
Водоросли, даже простейшие из них - сине-зеленые, являются первыми организмами, у которых в процессе эволюции появилась способность осуществлять фотосинтез с использованием воды в качестве источника (донора) водорода и выделением свободного кислорода, т.е. процесс, свойственный высшим растениям. Второй особенностью питания водорослей и других фотосинтезирующих растений является способность усваивать азот, серу, фосфор, калий и другие минеральные элементы в виде ионов минеральных солей и использовать их для синтеза таких важных компонентов живой клетки, как аминокислоты, белки, нуклеиновые кислоты, макроэргические соединения, вещества вторичного обмена. Среди водорослей есть виды, которые являются строгими фотосинтетиками (из синезеленых - анабены, некоторые штаммы ностоков; из зеленых - некоторые виды хлорококкум, хламидомоносов).
Многие водоросли в определенных условиях могут легко переключаться с фотоавтотрофного способа питания на ассимиляцию различных органических соединений, т. е. осуществлять гетеро- или фотогетеротрофный (сочетание гетеротрофного и фотоавтотрофного) типы питания.
Основная структурная единица тела водорослей - клетка. Уникальную группу составляют сифоновые водоросли: у них таллом не разделен на клетки, однако в цикле развития имеются одноклеточные стадии.
Многоклеточные формы возникли после того, как клетка проделала длительный и сложный путь развития в качестве самостоятельного организма. Переход от одноклеточного к многоклеточному состоянию сопровождался потерей индивидуальности и связанными с этим, изменениями в структуре и функциях клетки. С возникновением многоклеточности связаны дифференцировка и специализация клеток в талломе, что следует рассматривать как первый шаг на пути становления тканей и органов.
Краткая характеристика отдельных представителей водорослей
Одноклеточные водоросли Хламидомонада. Отдел: Зеленые водоросли
Подвижные формы (два жгутика на переднем конце). Клетка имеет пектиновую оболочку, которая плотно прилегает к протопласту (у более старых особей слегка отстает от него в задней части клетки). Строение протопласта типичное для вольвоксовых: имеется чашевидный хроматофор с одним пиреноидом (округлое тело, богатое белками, нередко в середине находится белковый кристалл), окруженным крахмалом, ядро, глазок, пульсирующие вакуоли. Способ размножения бесполый - особь теряет жгутики, протопласт внутри материнской оболочки делится последовательно на 2-4 (8) частей. Отрастают два жгутика и особи (зооспоры) выходят наружу. Половое размножение связано с возникновением гамет, слияние которых приводит к образованию зиготы. Гаметы сливаются парами. У большинства видов наблюдается изогамия, но встречаются гетерогамия и настоящая оогамия. Обитатель мелких, хорошо прогреваемых и сильно загрязненных водоемов. Активные санитары загрязненных вод. Хлорелла. Отдел: Зеленые водоросли.
Клетки шарообразные, одноядерные, с чашевидным пристеночным хроматофором с пиреноидом. Клетка покрыта твердой оболочкой целлюлозной природы. Химический состав: белки - 40 % (на сухую массу) и больше, липиды - до 20 % (в среднем), углеводы - до 35 %, зольные вещества - 10 %. Есть витамины С, К и группы В. Обнаружено вещество, имеющее антибиотическую активность, - хлореллин. Размножение бесполое - в материнской клетке образуется около десятка апланоспор (автоспор), которые освобождаются через разрыв ее оболочки. Апланоспоры не имеют жгутиков и еще внутри материнской клетки покрываются целлюлозной оболочкой. Распространена в пресных водоемах, на влажной земле, стволах деревьев, встречается как симбионт с животными (инфузориями, гидрами, червями) - Zoochlorella - и грибами, как гонидий лишайников. Культивируется в искусственных условиях. Нитчатые водоросли Улотрикс. Отдел: Зеленые водоросли.
Тело нитчатое, неразветвленное, прикреплено к субстрату с помощью клетки, вытягивающейся в короткий бесцветный ризоид. Остальные клетки одинаковые, короткие, часто с толстыми набухающими оболочками. Имеется одно ядро, пластинчатый хроматофор с пиреноидами. Размножение бесполое зооспорами с четырьмя жгутиками. (Имеются макро- и микрозооспоры, отличающиеся только размерами.) Половое воспроизведение изогамное. Гаметы образуются на тех же нитях, что и зооспоры, но их больше и они имеют лишь два жгутика. Зигота переходит в состояние покоя и позже прорастает четырьмя зооспорами. При этом происходит редукционное деление ядра и образуются гаплоидные особи. Распространена в реках, где, прикрепляясь к подводным предметам, образует ярко-зеленые обрастания. Спирогира. Отдел: Зеленые водоросли.
Нити состоят из одинаковых цилиндрических клеток с лентообразным, спирально закрученным хроматофором, пристенным слоем протоплазмы, пиреноидами, окруженными мелкими крахмальными зернами, ядром и вакуолей. Клеточная оболочка целлюлозная, извне окружена слизистым чехлом. Клетки способны к делению (вегетативное размножение), которое происходит ночью. Клетки после деления растут только в длину. Нити могут разрываться на отдельные участки. Половое размножение - конъюгация. Нити сближаются, склеиваются своей слизью. Образуются боковые отростки клеток, которые соединяются. На концах отростков образуется канал, соединяющий две клетки. По этому каналу содержимое одной клетки перетекает в другую, сливаясь в зиготу. Ее прорастание происходит после периода покоя. Распространена в стоячих или медленно текущих пресных водоемах. Слизистые на ощупь нити лежат на дне или поднимаются на поверхность в большом количестве. Образуют основную массу тины прудов. |
Существует огромное разнообразие форм (шаровидные, грушевидные, яйцевидные, веретеновидные, спиралевидные, цилиндрические и др.) и размеров (от нескольких микрометров у синезеленых до нескольких сантиметров у харовых) водорослевой клетки.
Размножение
Различают размножение:
- вегетативное
[показать]
.
Вегетативное - деление особей надвое. Иногда делению предшествует отмирание отдельных клеток (у синезеленых), иногда для вегетативного размножения служат специальные образования: почки на слоевищах сфацелярии из бурых водорослей; одно- или многоклеточные клубеньки у харовых водорослей; акинеты (иногда их называют спорами) - клетки, способные переживать неблагоприятные условия у нитчатых синезеленых. Вегетативное размножение - одна из форм бесполого размножения.
- бесполое
[показать]
.
Бесполое размножение сопровождается делением протопласта клетки на части и выходом продуктов деления из оболочки материнской клетки. Бесполое размножение происходит посредством спор или зооспор (спор со жгутиками). Они образуются в клетках, не отличающихся по форме от других клеток, или в особых клетках - спорангиях, которые могут иметь другую форму и размеры, чем вегетативные. Главное отличие спорангиев от других клеток заключается в том, что они возникают как выросты обычных клеток и выполняют только функцию образования спор.
Типы спор:
- апланоспоры - споры, одевающиеся оболочкой внутри материнской клетки;
- автоспоры - апланоспоры, которые в материнской клетке приобретают подобную ей форму.
По количеству их в спорангиях различают тетраспоры (многие красные и диктиотовые из бурых), биоспоры (кораллиновые из красных) и моноспоры (некоторые красные).
Споры и зооспоры обычно выходят в воду через отверстие в стенке спорангия целой группой, окруженные слизистой оболочкой, которая вскоре расплывается.
- половое
[показать]
.
Половое размножение заключается в слиянии двух клеток (гамет), в результате чего образуется зигота, вырастающая в новую особь или дающая зооспоры.
Типы полового размножения:
- соединение содержимого двух вегетативных клеток (гологамия - слияние двух особей у вольвоксовых; конъюгация - слияние содержимого двух безжгутиковых вегетативных клеток у конъюгатов из зеленых водорослей);
- образование внутри клеток специализированных половых клеток-гамет (мужские гаметы имеют жгутики, женские - не всегда). Вместилища гамет называются гаметангиями.
В зависимости от относительных размеров гамет различают:
- изогамию - гаметы одинаковой величины и формы;
- гетерогамию (анизогамию) - женская гамета крупнее мужской, но сходна с нею;
- оогамию - женская гамета (яйцеклетка) лишена жгутиков, неподвижна, значительно крупнее мужской, которую называют сперматозоидом или антерозоидом; гаметангии, содержащие яйцеклетку, называются оогониями, мужскую гамету - сперматангиями или антеридиями;
- автогамию - особый тип полового процесса (у части диатомовых), заключающийся в том, что ядро клетки предварительно делится с мейозом на 4 ядра, два из них разрушаются, а оставшиеся два сливаются, вновь образуя диплоидное ядро. Автогамия не сопровождается увеличением числа особей, а лишь их омоложением.
В результате слияния гамет образуется зигота, жгутики отпадают, появляется оболочка (если жгутики некоторое время сохраняются, зигота называется планозиготой). В зиготе происходит слияние двух ядер - она диплоидна. В дальнейшем зиготы различных водорослей ведут себя по-разному: одни покрываются толстой оболочкой и впадают в период покоя, длящийся до несколььих месяцев; другие прорастают без периода покоя. В одних случаях из зиготы вырастают новые слоевища, в других - из зиготы образуются зооспоры.
Есть водоросли, у которых органы бесполого и полового размножения развиваются на разных особях; тогда растения, образующие споры, называют спорофитами, а растения, производящие гаметы, - гаметофитами. У других водорослей споры и гаметы образуются на одних и тех же растениях.
Распространение в природе
По условиям существования водоросли можно разделить на две группы: живущие в воде и живущие вне воды.
Водные организмы делятся на планктонные (находятся во взвешенном состоянии в воде и имеют ряд приспособлений к этим условиям жизни), бентические (находятся на дне водоемов), перифитонные (обрастают подводные скалы, высшие водные растения, подводные предметы), нейстонные (плавают в полупогруженном состоянии на поверхности воды на границе раздела вода - воздух). Водоросли, живущие вне воды, разделяются на аэрофитон (наземные обрастания) и почвенные.
Кроме названных групп, различают водоросли горячих источников (типичными обитателями их являются синезеленые, специфически термофильных форм мало - мастигокладус, формидиум); водоросли снега и льда (явление "красного снега" вызывает хламидомонада снежная; 80 видов "ледовых" диатомей); водоросли соленых водоемов (дуналиелла солевая из вольвоксовых, хлороглея сарциноидная из синезеленых); водоросли в известняковом субстрате (сверлящие и туфообразующие водоросли - гиелла, ривулярия).
Отделы водорослей
Разделение водорослей на систематические группы - отделы - в основном совпадает с характером их окраски, связанной, конечно, с особенностями строения. Наиболее широко распространено деление водорослей на 10 отделов:
- синезеленые
[показать]
.
Синезеленые водоросли окрашены в синевато-зеленый, иногда почти черно-зеленый или оливково-зеленый цвет. Пигменты: хлорофилл а, каротиноиды, синий фикоцианин, в небольшом количестве красный фикоэритрин. Формы преимущественно многоклеточные, колониальные или нитчатые, есть одноклеточные. Оболочки состоят из муреина, пектиновых веществ, иногда целлюлозы, ослизняются. Характерное строение клеток: нет дифференцированного ядра, хлоропластов, вакуолей, в цитоплазме расположены фотосинтетические мембраны, пигменты и нуклеопротеиды - главная составная часть ядер других растений. У многих синезеленых водорослей в цитоплазме сеть газовые вакуоли, у значительного количества нитчатых образуются так называемые гетероцисты - клетки со специфической структурой.
Размножение у одноклеточных происходит делением клеток, у колониальных и нитчатых - распадом колоний и нитей, есть половой процесс. У многих синезеленых образуются споры для перенесения неблагоприятных условий и для размножения.
- пирофитовые
[показать]
.
Пирофитовые водоросли - одноклеточные, существенным признаком является спинно-брюшное (дорсовентральное) строение их клеток (отчетливо выражены спинная, брюшная и боковые стороны, передний и задний концы). Характерно наличие бороздок, их может быть две (продольная и поперечная) или одна (продольная). Имеются два разных по длине жгутика, глотка (имеющая вид мешка, трубы, внутреннего кармана или треугольного резервуара), сильно преломляющие свет тельца - трихоцисты (располагаются в периферическом слое цитоплазмы, на внутренней поверхности глотки или внутри протопласта). Окрашены обычно в оливковый, бурый или коричневый цвет, нередко желтый, золотистый, красный, реже голубой, синий. Пигменты: хлорофиллы а и с, ксантофиллы, перидинины. Бывают бесцветные формы. Питание автотрофное, реже гетеротрофное. Размножение в основном вегетативное, реже бесполое (зоо- и автоспорами). Половой процесс неизвестен.
Широко распространены в водоемах нашей планеты (пресных, солоноватых водах, в морях).
- золотистые
[показать]
.
Золотистые водоросли - преимущественно микроскопические, одноклеточные, колониальные и многоклеточные формы. Окрашены в золотисто-желтый цвет. Пигменты: хлорофиллы а и с, каротиноиды, особенно много фукоксантина. Живут преимущественно в чистых пресных водах, характерны для кислых вод сфагновых болот. Некоторые виды обитают в морях. Развиваются обычно ранней весной, поздней осенью и зимой.
Строение клетки однотипно: в протопласте находится один или два постенных корытовидных хлоропласта с пиреноидом, ядро небольшое, у некоторых видов на передней части клетки имеется одна или две пульсирующие вакуоли. Оболочка: у простейших представителей - нежный перипласт; у большинства золотистых - перипласт плотный, клетка имеет постоянную форму; у высокоорганизованных представителей - настоящая целлюлозная, обычно двухконтурная оболочка. У многих видов клетки покрыты панцирем с шипами и иглами.
Размножаются простым делением клетки или распадом таллома на части. Наблюдается бесполое размножение с помощью зооспор, реже автоспор. Известен половой процесс в виде типичной изогамии, автогамии.
- диатомовые
[показать]
.
Диатомовые водоросли - микроскопические одноклеточные, колониальные или нитчатые водоросли буровато-желтого цвета. Пигменты: хлорофиллы а и с, каротин, фукоксантин и другие ксантофиллы. Форма клеток разнообразна. Оболочка представлена панцирем из кремнезема, выстланным изнутри пектиновой прослойкой. В кремневом панцире находятся поры - ареолы. В зависимости от конфигурации клеток и структуры створок различают диатомовые с радиальной и двусторонней симметрией.
У многих диатомовых в створках есть продольная щель (так называемый шов). На его концах и посредине находятся утолщения оболочки, которые называются узелками. Благодаря шву и узелкам клетка движется. Водоросли, которые не имеют шва, не двигаются.
Протоплазма расположена в клетках тонким слоем. В клетке находятся ядро, вакуоль с клеточным соком. Хлоропласты имеют различную форму, их бывает один или несколько.
Размножаются диатомовые делением. Есть у них и половой процесс, обычно связанный с образованием ауксоспор, т. е. "растущих спор", которые сильно разрастаются и затем прорастают в клетки, значительно отличающиеся по размерам от исходных. Ауксоспоры свойственны только диатомовым. Диатомовые могут образовывать покоящиеся споры.
Живут повсюду: в водоемах (пресных и соленых), в болотах, на камнях и скалах, в почвах и на их поверхности, на снегу и льду.
- желтозеленые
[показать]
.
Желтозеленые водоросли - одноклеточные, колониальные, многоклеточные и неклеточные формы. Большинство неподвижных, но есть подвижные формы.
Этот отдел недавно выделен из зеленых водорослей. Желтозеленые водоросли отличаются тем, что два жгутика их зооспор неодинаковы по расположению и строению: один - более длинный, направленный вперед, на оси имеет отростки, второй - гладкий, короткий, направленный назад. Оболочка клеток содержит много пектиновых веществ, не дает реакции на целлюлозу.
Строение клеток желтозеленых водорослей однотипно. В протопласте несколько хлоропластов, имеющих дисковидную, корытовидную, пластинчатую, реже лентовидную, звездчатую форму. Основные пигменты: хлорофиллы а, е, каротины и ксантофиллы. У подвижных форм на переднем конце хлоропласта расположен красный глазок. Ядро одно. У немногих видов имеется пиреноид и в передней части клетки одна или две пульсирующие вакуоли.
Вегетативное размножение происходит делением клеток, распадом колоний или нитей, бесполое размножение - зоо- и автоспорами. Половой процесс известен для небольшого количества родов: изо-, оогамия.
Распространены в планктоне, бентосе пресных водоемов, в морях, почве, в местах с повышенной влажностью.
- бурые
[показать]
.
Бурые водоросли - в большинстве случаев это морские формы. Они многоклеточные, прикрепляются к субстрату. Размеры их варьируют от нескольких миллиметров до нескольких метров, есть виды, достигающие 60 м.
По внешнему виду это разветвленные кустики, пластинки, шнуры, ленточки, некоторые как будто имеют стебель и листья. В клетке одно ядро, хлоропласты бурого цвета, зернистые, чаще их много. Пигменты: хлорофиллы а и с, каротины, много фукоксантинов.
В многорядных слоевищах наблюдается специализация клеток с образованием тканей. В простейшем случае различают кору (интенсивно окрашенные клетки, содержащие хлоропласты) и сердцевину (бесцветные крупные клетки одинаковой формы). У более сложно организованных (ламинариевых и фукусовых) различают еще поверхностный слой делящихся клеток, способных производить органы размножения и называемых меристодермой, и промежуточный слой между сердцевиной и корой. Сердцевина служит для транспорта продуктов фотосинтеза и выполняет механическую функцию.
- красные
[показать]
.
Красные водоросли (багрянки) - обширная группа среди донных морских водорослей. Очень редко встречаются в пресных водоемах (виды батрахоспермума), в наземных обрастаниях (порфиридиум). Окрашены в различные оттенки красного цвета, некоторые имеют желтоватую, оливковую или синевато-зеленую окраску.
Пигменты: хлорофиллы a и d (последний встречается только у красных водорослей), каротины, ксантофиллы, R-фикоэритрин, R-фикоцианин. Почти все красные водоросли многоклеточные, имеют форму нитей, разветвленных нитей, кустиков, у некоторых есть стеблеподобные и листообразные органы. Не бывают таких больших размеров, как бурые. Все прикреплены к субстрату. Клетки покрыты оболочкой, состоящей из двух слоев: внутреннего - целлюлозного и наружного - пектинового. У наиболее простоорганизованных клетки одноядерные, у высокоорганизованных - многоядерные. Имеется один или несколько хлоропластов. Особенностью красных водорослей является наличие у некоторых представителей особых железистых клеток. Клетки, слагающие слоевище, соединяются порами.
Вегетативное размножение наблюдается редко. При бесполом процессе совершенно отсутствуют зооспоры. Половой процесс - оогамия.
Багрянки имеют своеобразное строение оогония (карпогона) и сложные процессы развития зиготы. Подвижные стадии в цикле развития отсутствуют. Зигота, прежде чем дать начало спорофиту, претерпевает сложное развитие, в результате которого образуются споры (карпоспоры), дающие начало спорофиту.
- эвгленовые
[показать]
.
Эвгленовые водоросли - микроскопические организмы. Форма клеток в основном эллипсообразная, веретеновидная. Хлоропласты звездчатой, лентовидной, крупнопластинчатой формы.
Пигменты: хлорофиллы а, b, каротин, ксантофиллы. У некоторых эвгленовых имеется красный пигмент - астаксантин, регулирующий количество света, попадающего на хлоропласты. В условиях интенсивного освещения пигмент скапливается в периферической части клетки и затеняет собой хлоропласты. Клетка при этом окрашивается в красный цвет. Целлюлозной оболочки нет, ее роль играет уплотненный слой цитоплазмы; у некоторых имеется панцирь, не связанный плотно с протопластом. На переднем конце тела - углубление (глотка), от дна которого отходит один или два жгутика. Двигаются эвгленовые за счет изменения формы тела и с помощью жгутика, поворачиваясь одновременно вокруг продольной оси. У живых эвгленовых в передней части клетки находится красное пятно - стигма, выполняющее роль светочувствительного органа. Размножаются продольным делением. Наличие полового процесса не установлено. Обитают главным образом в небольших пресных водоемах, некоторые - в солоноватых.
- зеленые
[показать]
.
Зеленые водоросли - это самый многочисленный отдел (до 20 000 видов). Отличаются чисто зеленым цветом своих слоевищ.
Пигменты: хлорофиллы а и b, каротины и много ксантофиллов. У некоторых видов и на некоторых стадиях развития зеленая окраска может маскироваться красным пигментом гематохромом. Одноклеточные, колониальные и многоклеточные формы. Размеры: от мельчайших одиночных клеток диаметром 1-2 мкм до макроскопических растений, измеряемых в длину десятками сантиметров. У зеленых водорослей встречаются все основные типы бесполого и полового размножения и все основные типы смены форм развития.
- харовые
[показать]
.
Харовые водоросли - своеобразная группа водорослей, по внешнему виду напоминающая высшие растения. Широко распространены в пресноводных прудах и озерах, особенно в жесткой известковой воде; встречаются в морских заливах и в солоноватых континентальных водах. Образуют заросли. Высота их слоевищ обычно составляет 20-30 см, но может достигать 1 и даже 2 м. Имеют вид кустистых нитевидных или стеблевидных зеленых побегов членисто-мутовчатого строения: на основных побегах, условно называемых стеблями, на некотором расстоянии друг от друга располагаются мутовки боковых побегов - условно листья - тоже членистого строения. Места расположения мутовок называются узлами, а участки стебля между ними - междоузлиями. Клетки узлов и междоузлий отличаются: междоузлие - это гигантская вытянутая клетка, не способная к делению; узел состоит из собранных в диск нескольких мелких одноядерных клеток, дифференцирующихся в процессе деления и образующих боковые ответвления и мутовку.
Хлоропласты многочисленны, имеют форму мелких дисковидных телец (напоминают хлорофилловые зерна).
Пигменты: хлорофиллы а и b, каротины, ксантофиллы (подобны зеленым водорослям). Своеобразно строение органов полового размножения, образующихся на вершине большинства члеников - листьев. Женские органы - оогонии - и мужские - антеридии - многоклеточны, развиваются обычно на одном растении (редко бывают двудомные).
Роль водорослей в природе, их хозяйственное значение
Водоросли - один из древнейших организмов, населяющих нашу планету. В прошлые геологические эпохи, как и в настоящее время, водоросли населяли океаны, реки, озера и другие водоемы. Обогатив атмосферу кислородом, они вызвали к жизни разнообразный мир животных и способствовали развитию аэробных бактерии; они явились родоначальниками растений, заселивших сушу, и создали мощные толщи горных пород.
Водоросли, как и высшие растения на суше, - источник органических веществ, продуценты кислорода в водоемах. Вследствие деятельности водорослей (в основном диатомовых, синезеленых и зеленых) образуются горные породы (диатомиты, кремнистые залежи, некоторые известняки). Некоторые водоросли (сверлящие синезеленые), разрушая горные породы, участвуют в образовании первичных почв.
В комплексе с другими организмами (бактериями, грибами) водоросли принимают участие в процессе самоочищения воды.
Однако развиваясь в большом количестве, водоросли (синезеленые, некоторые зеленые, диатомовые, пирофитовые) могут приводить к "цветению воды", во время которого значительное количество организмов оседает на дно, усиливаются процессы гниения, резко уменьшается количество кислорода и повышается концентрация углекислого газа. Это приводит к летнему замору рыб. "Цветение" отрицательно отражается на водоснабжении (забиваются фильтры, вода приобретает неприятный вкус и запах).
В сельском хозяйстве водоросли используются как органические удобрения (азотфиксирующие синезеленые водоросли, морские водоросли, а также масса синезеленых водорослей, которую собирают во время "цветения" водоемов). Водоросли обусловливают образование гумуса, улучшают аэрацию почвы, влияют на ее структуру.
Водоросли являются сырьем для получения ценных органических веществ: спиртов, аммиака, лаков, органических кислот и т. п. (сапропели); йода, брома (бурые водоросли); клея (ламинариевые); агар-агара (красные водоросли, филлофора), каротина, биологически активных веществ. Используются в микробиологической промышленности, космических исследованиях. Для производства бумаги и картона используют кладофору и ризоклоний, которые в большом количестве развиваются в водоемах Западной Сибири. Морские водоросли используют в пищевой промышленности, а также непосредственно в пищу (морская капуста, морской салат, ностоки).
В санитарной гидробиологии водоросли используются как индикаторы, показывающие степень загрязненности воды органическими веществами. Водоросли применяют для очистки промышленных вод.
