Водоросли — algae

Водоросли - древнейшие представители растительного мира. Благо­- даря постоянству условий жизни в водной среде, в которой они возникли и пережили целые геологические эпохи, они сохранились до наших дней в формах, мало отличающихся от первоначальных. Это одноклеточные и колониальные организмы, близкие к простейшим животным. В процесс- се филогенеза водоросли эволюционировали от одноклеточных и колониальных к многоклеточным, сложноорганизованным гигантам, дости­гающим десятков метров длины, с дифференцированным телом, которое как бы имитирует органы и ткани высших растений.

Современная наука предполагает происхождение водорослей от жгутиковых (Flagellatae) —одноклеточных организмов, живущих в воде и снабженных одним или двумя жгутиками. Среди них встречаются хлорофиллоносные (автотрофные) организмы и бесцветные (гетеротроф­ные). Первые стоят ближе к растениям (эвглена), вторые — к животным (астасия). Многие систематики рассматривают жгутиковые как исход­ную группу, связывающую растительные организмы с животными.

Царство растений

Водоросли

Отдел: Rhodophyta (красные водоросли)

Отдел: Chrysophyta (золотистые водоросли)

Отдел: Xanthophyta (желто-зеленые водоросли)

Отдел: Bacillari- ophyta Phaeophyta Chlorophyta Euglenophyta (диатомовые водоросли)

Отдел: Dinophyta: (дино- флагеллаты и крипто- монады)

Отдел: Phaeo- phyta (бурые водоросли)

Отдел: Chloro- phyta (зеленые водо- росли)

Отдел: Eugleno- Phyta (эвглено- вые водоро- сли)

Рис. 35. Систематика эукариотических водорослей.

Все водоросли содержат хлорофилл и питаются автотрофно, но не­ редко зеленая окраска их замаскирована другими пигментами. Тело водо­рослей называют талломом. Вегетативные клетки таллома снаружи по­- крыты твердой стенкой, состоящей из целлюлозы и пектиновых веществ. Нередко наружная поверхность клеточной стенки одета слизью или инкрустирована кремнеземом. Цитоплазма выполняет всю полость клет­ки или расположена постенно. Одна крупная или несколько мелких вакуолей заполнены клеточным соком. В клетке находится одно или не­ сколько ядер и хроматофоры, содержащие пигменты. По фор-­ ме хроматофоры необычайно разнообразны: пластинчатые, спиральные, лентовидные, чашевидные, сетчатые, зернистые, звездчатые и т. д., что служит важным признаком для определения водорос­лей. В хроматофорах некоторых водорослей расположены белковые тель­ца — пиреноиды, вокруг которых откладываются запасные вещества в виде крахмала или близкого к нему углевода. Кроме крахмала, в каче­стве запасного вещества может образоваться масло. У сине-зеленых водо­рослей оформленного ядра нет, как нет и обычных для других хроматофоров и вакуолей.

Для водорослей характерны все типы размножения : вегетативное, бесполое и половое. Вегетативное размножение происходит:

1. путем деле­ния – у одноклеточных организмов,

2. распадения колоний — у колони­альных,

3. частями таллома — у многоклеточных, а иногда путем образо­вания специальных органов вегетативного размножения (например, клубеньков у харовых). Собственно бесполое размножение осуществля­ется с помощью зооспор или спор – одноклеточных образований, возникающих внутри вегетативных клеток или в особых органах — зооспорангиях (или спорангиях). Зооспоры имеют двигательные органы — жгутики. Вскоре после появления зооспоры сбрасывают жгутики, покрываются клеточной стенкой и про­растают в новую особь.

Половое размножение возможно в форме изогамии и оогамии. Изо- и гетерогаметы образуются в обычной вегетативной клетке( рис. 36). Яйцеклетки (одна или несколько) развиваются в оогониях, сперматозои­ды (их всегда много) — в антеридиях. Нередко у водорослей наблюдается половой процесс в виде коньюгации (слияние протопластов двух вегетативных клеток). Конечным результатом полового размножения будет образование зиготы. После периода покоя из зиготы образуется четыре зооспоры или прорастает в новую неподвижную особь. Эти новые особи длительно способны делиться бесполым способом.

Рис. 36. Способы полового процесса

(схема). А — изогамия; Б — гетерогамия;;

В — оогамия; Г — зигогамия:

1 — изогаметы, 2 — гетерогаметы, 3 — яйце­клетка, 4 — сперматозоид, 5 — копуляционный канал

Водоросли — понятие экологическое. Это группа растений, объеди­ненных жизнью в водной среде, что наложило отпечаток на их внешний облик, сделала их похожими друг на друга. В систематическом отноше­нии они делятся на 6 отделов, различающихся по способам размноже­ния, окраске, иногда по организации клетки и другим признакам: сине-зеленые водоросли, зеленые водоросли, золотистые водоросли, диато­мовые (кремнистые) водоросли, бурые водоросли, красные водо­росли.

Таблица 3.. Систематика и основные признаки некоторых главных групп водорослей

В одоросли - Algae

О бщие признаки

Тело представляет собой фотосинтезирующее слоевище (таллом) Почти все виды специализированы к существованию в водной среде Большое разнообразие форм и размеров

Отдел Chlorophyta (зеленые водоросли)

Отдел Phaeophyta (бурые водоросли)

Отдел Euglenophyta (эвгленовые)

Среди фотосинтетических пигментов преобладает хлорофилл; поэтому они окрашены в зеленый цвет. Содержатся хлорофиллы а и b

Запасают углеводы в виде крахмала (нерастворим)

В основном пресноводные растения

Большое разнообразие видов, на­пример одноклеточные, нитчатые, колониальные, талломовидные

Примеры: Chlamydomonas - однокле­точная подвижная водоросль Spirogyra- нитчатая водоросль Ulva - талломовидная, морская водоросль

• Среди фотосинтетических пигмен­тов преобладает бурый пигмент, который называется фукоксантином. Содержатся хлорофиллы аи с.

• Запасают углеводы в виде раство­римого ламинарина и маннита. Кроме того, запасают жиры

Почти все виды-морские (всего

три пресноводных рода) Нитчатые и талломовидные, часто

крупные

Примеры: Fucus- талломовидная морская водоросль Laminaria - крупная тал­ломовидная морская водоросль; имеет боль­шое хозяйственное значение

Среди фотосинтетических пигментов преобладает хлорофилл; поэтому они окрашены в зеленый цвет. Со­держатся хлорофиллы а и b

Запасают углеводы в виде парамилона (похож на крахмал)

В основном пресноводные формы Одноклеточные и подвижные

* Вместо целлюлозной клеточной стенки имеется пелликула

Имеются глазок и пульсирующие вакуоли

Пример: Euglena

^* Звездочкой отмечен систематический признак.

Распространение и хозяйственное значение. Большинство водорослей живет в воде, преимущественно морской. Одни из них- свободно плава­ют в ее толще, составляя существенную часть планктона (средний вес особи планктонных видов 0,000006 мг). Водоросли, свободно лежащие на дне или прикрепляющиеся к нему, составляют часть бентоса.

Водоросли — фотосинтезирующие растения. В морях массовое рас­пространение водорослей наблюдается на глубине до 30 м. Однако наи­более теневыносливые бурые и красные водоросли достигают глубины 100—200 м, а отдельные виды — 500 м. Известны виды, проникающие и на более значительную глубину. Некоторые водоросли сохраняют жиз­неспособность при очень низких, а другие — при высоких температурах. Так, в полярных и высокогорных странах они живут на снегу, нередко окрашивая его в красный, зеленый, бурый, желтый цвета (снежная хламидомонада). Некоторые сине-зеленые водоросли ведут нормаль­ный образ жизни в горячих источниках при температуре 85° С и да­же 95° С.

Отдельные виды, попадая вместе с бактериями на бесплодные суб­страты, являются пионерами их заселения. Водоросли живут на почве, в почве и даже в атмосферном воздухе, например, некоторые виды хло­реллы. Многие активно участвуют в процессе почвообразования.

Азотфиксирующие водоросли накапливают в почве азот. Некоторые виды зеленых и сине-зеленых водорослей входят в состав комплексных организмов — лишайников.

Водоросли обогащают воду кислородом. Они служат кормом для рыб и водоплавающих птиц. Муку из водорослей используют на корм сель­скохозяйственным животным. Тонна муки из сухих водорослей содер­жит около 180 кг солей калия, 16 кг органического азота, 10 кг фосфата и другие вещества. Водоросли используют как удобрения. Зола бурых и красных водорослей — сырье для получения брома и йода.