30. Бурые водоросли (Heterokonta, Ochrophyta, Phaeophyceae): общая характеристика. Роды Ectocarpus, Fucus, Laminaria.

Ответ. Бурые водоросли (лат. Phaeophyceae) — класс отдела охрофитовых водорослей. В жизненном цикле всех представителей присутствуют многоклеточные стадии. Бурые водоросли в хроматофорах содержат бурый пигмент фукоксантин, который маскирует остальные пигменты. Бурые водоросли в подавляющем большинстве принадлежат к морским биотопам, их заросли встречаются в литоральной и сублиторальной зонах, до глубин 40—100 м. Представителей класса Phaeophyceae можно увидеть во всех морях земного шара, однако наибольшая их концентрация — в приполярных и умеренных широтах, где они доминируют на глубине от 6 до 15 м. Обычно бурые водоросли растут прикреплённые к скалам и камням разной величины, и только в тихих местах и на большой глубине они могут удерживаться на створках моллюсков или гравии. Представители группы играют важную роль в морских экосистемах как один из основных источников органической материи; также, их заросли создают уникальную среду обитания для многих морских организмов. В пределах класса представлены нитчатый, разнонитчатый и настоящий тканевый типы структур тела водорослей. Все бурые водоросли, за исключением некоторых видов рода Sargassum, ведут прикреплённый образ жизни. Органами прикрепления служат ризоиды или специализированные базальные диски. У представителей с нитчатой структурой тела талломы созданы системой однорядных разветвлённых нитей. Разнонитчатые водоросли имеют вид довольно толстых шнуров. Такие шнуры имеют одно- или многоосевое строение. Среди бурых водорослей есть представители с эфемерными, однолетними и многолетними талломами. Значительное влияние на продолжительность существования таллома имеют экологические факторы. Разнообразная форма талломов характерна для представителей с тканевым типом строения тела. Форма талломов таких водорослей может быть в виде кожуры, шарообразной, мешкоподобной, пластинчатой, в виде куста с ребристыми листообразными пластинками. Талломы некоторых представителей могут иметь специальные воздушные пузырьки — пневматофоры, которые удерживают «ветви» в вертикальном положении. В простейших случаях таллом сформирован двумя тканями: корой, которая образована мелкими клетками с окрашенными хлоропластами, и сердцевиной, которая состоит из больших бесцветных клеток, которые выполняют проводящую и запасающую функции. У более высокоорганизованных представителей таллом образован четырьмя типами тканей: корой, меристодермой, промежуточной тканью и сердечником. Меристодерма — поверхностная ткань, которая выполняет защитную и репродуктивную функции. Её клетки обычно мелкие и способны к активному делению. В клетках промежуточной ткани накапливаются продукты ассимиляции. Клеточные покровы бурых водорослей образованы оболочками, которые состоят из внутреннего каркасного слоя, образованного микрофибрилами целлюлозы, и внешнего аморфного, который содержит в основном соли альгиновой кислоты, пектиновые вещества и белки. Соли альгиновой кислоты — альгинаты — в водных растворах способны к образованию гелей. Хлоропласты мелкие, многочисленные. Имеют дискообразный вид. Тилакоиды в пластиде преимущественно располагаются лентами по три, на периферии расположена опоясывающая ламелла. Жгутиковые стадии у бурых водорослей являются исключительно гаметами и зооспорами (у бурых водорослей отсутствуют движущиеся вегетативные клетки). Такие клетки имеют два жгутика, как и остальные страменопилы. Длинный жгутик — порчатый, покрытый трёхчленными мастигонемами, а короткий — гладкий. Также у монадных клеток, в хлоропласте имеется глазок (стигма), состоящий из 40-80 липидных глобул. Глазок функционирует как вогнутое зеркало, фокусируя свет на основе жгутика, где содержится фоторецептор, который отвечает за фототаксисы гамет или зооспор бурых водорослей. У бурых водорослей наблюдаются все типы размножения: вегетативное, бесполое, а также половое. Вегетативное размножение происходит при случайной фрагментации талломов, и только род Sphacelaria формирует особые выводковые почки. Издавна жители побережий, особенно в Восточной Азии, употребляли их в пищу, часто как основу рациона; сегодня бурые водоросли являются, прежде всего, сырьем для получения альгинатов, используемых в пищевой, текстильной, фармацевтической и биотехнологической отраслях промышленности. В перспективе бурые водоросли и их компоненты также рассматриваются как источник новых лекарств. Эктокарпус коричневая водоросль. Фукус («морской дуб», «царь водоросль», «морской виноград», лат. Fucus) — род бурых водорослей. Представители встречаются на литорали и в сублиторали практически по всему миру. Определяют облик каменистой литорали северных морей. Фукус добывают в Белом море частные компании по добычи морских биоресурсов KarjalaKelp в Беломорске. Фукус наряду с другими бурыми водорослями используют в косметологии для проведения водорослевых обёртываний. Нередко употребляются как добавка к пище. Эти водоросли обеспечивают организм человека витаминами, аминокислотами, полиненасыщенными жирными кислотами. Кроме того, в их состав входит компонент фукоидан, обладающий противовирусным, противоопухолевым, иммунорегулирующим свойствами. Фукус — идеальный способ изучения размножения, репродуктивной изоляции и генов видообразования, поскольку род состоит из двух линий, как с гермафродитным, так и с двудомным видом, гибридизирующимся в некоторой части их ареала. Группа российских учёных из Южного научного центра РАН и Мурманского морского биологического института разработала уникальные биофильтры на основе фукусовых водорослей, способные эффективно и безопасно очищать морскую воду от нефтяных загрязнений. Морская водоросль Фукус пузырчатый (Fucus vesiculosus), на основе которого работает новый метод, является самой устойчивой к воздействиям водорослью. Эксперименты российских учёных показали, что несколько десятков килограммов этих водорослей, расположенных определённым образом, способны утилизировать в воде несколько тонн нефтепродуктов. Ламинария (лат. Laminaria), или «морская капуста», — род морских водорослей из класса бурых водорослей. Многие виды ламинарии употребляются в пищу. Слоевище в виде пластинки, ровной или морщинистой, цельной или рассечённой, без отверстий, длиной от нескольких десятков сантиметров до 20 м, бурой окраски. Стволик неразветвлённый, прикрепляется ризоидами или дисковидной подошвой. Спорофиты Laminaria многолетние, у некоторых видов их возраст может достигать 11—18 лет. Ламинария японская распространена в южных районах Японского и Охотского морей. В Белом и Карском морях обитают ламинария сахаристая и ламинария пальчаторассечённая, которые используются для медицинских и пищевых целей. Ламинарии растут, образуя густые заросли в местах с постоянным течением, формируя так называемый «пояс ламинарий» на определённой глубине вдоль берегов. Большие подводные «водорослевые леса» образуются обычно на глубине 4—10 м. На каменистом грунте ламинарии в некоторых районах встречаются до глубины 35 м. Слоевища ламинарий содержат полисахариды (главным образом соли альгиновой кислоты), маннит, белковые вещества, витамины, иод, минеральные соли, микроэлементы. В медицине ламинарию применяют в виде порошка, капсул или геля для профилактики зоба, атеросклероза, как слабительное средство при хронических запорах и колитах. Получают в форме гранул суммарный препарат «Ламинарид», содержащий смесь полисахаридов с белковым компонентом и соли альгиновых кислот. Ламинария сахаристая и ламинария пальчаторассечённая используются в пищу под названием «морская капуста». Для восполнения суточной дозы йода (в регионах с дефицитом иода в воде) человеку достаточно употреблять ежедневно примерно 30—40 граммов свежей ламинарии. Ламинария противопоказана к употреблению людям с повышенной чувствительностью к йоду. Ламинарию употребляют при хроническом запоре. Поглощая воду и увеличиваясь в объёме, она раздражает рецепторы слизистой оболочки кишечника и рефлекторно усиливает перистальтику кишечника. Цельные либо измельчённые до порошка слоевища ламинарии используются для проведения процедуры обёртывания и приготовления настоя. Экстракт ламинарии входит в состав некоторых косметических средств.