Править Происхождение филогения и эволюция

Водоросли

Водоросли (лат. Algae) — гетерогенная группа некоторых видов автотрофных организмов. Эта группа охватывает несколько различных групп относительно простых по структуре живых организмов, которые получают необходимую для жизнедеятельности энергию путем фотосинтеза, живут преимущественно в водной среде или приспособились к жизни в почве и других наземных мисцезростаннях. Водоросли традиционно рассматривались как низшие растения и действительно, некоторые из них (Зеленые водоросли) родственны высшим растениям. Однако другие представляют разные группы простейших, которые традиционно считались похожими на животных (например, Apicomplexa). Различные группы водорослей возникли в разное время от разных предковых форм (полифилетично) и развивались отдельно, но в результате конвергентной эволюции приобрели много сходных черт.

Наука о водорослях называется альгологией.

Содержание

[править] Общие сведения

Водоросли — полифилетичная группа организмов, которые объединены по следующим признакам: наличие фотосинтетических пигментов, определяющих их разнообразную окраску, и способность к оксигенному фотосинтезу. Кроме того, к водорослям добавляют некоторые бесцветные организмы, вторично утратившие фотосинтетические пигменты (теория эндосимбиоза) и, соответственно, способность к фототрофному питанию, однако имеют с водорослями близкое генетическое родство. Некоторые водоросли способны к гетеротрофии, как осмотрофно (поверхностью клетки), так и путем активного захвата пищи (некоторые эвгленовые, динофитовые). Размеры водорослей колеблются от микрона (большинство одноклеточных водорослей) до 40 м (Бурые водоросли). Таллом — вегетативное тело водорослей, может быть как одно-, так и многоклеточным. Среди многоклеточных есть и одноклеточные (например, спорофит бурых водорослей). Среди одноклеточных есть колониальные формы — определенное четное количество клеток, соединенных между собой через плазмодесмы или окруженных общей слизью.

Среди водорослей на сегодня описано более 60 тыс. Видов, вместе с тем ожидаемое многообразие по оценкам различных авторов находится в пределах 500 тыс. — 10 млн видов. Объединяют водоросли в разное количество видов. Но во всех системах один отдел — сине-зелёные водоросли (Цианобактерии) — относится к прокариотам, остальные — к эукариотам.

[править] Цитология

Цитологические признаки водорослей вполне типичными для других эукариот (наличие ядра, комплекса Гольджи, митохондрий). Вместе с тем они имеют специфические признаки, присущие только растительным (наличие клеточной оболочки, хлоропластов, вакуолей и др.) Или только животным организмам (двигательный аппарат, центриоли). Синезеленые водоросли по строению напоминают бактерии, вместе с которыми их относят к безъядерных (прокариотических) организмов.

К цитологическим признакам, являющимися систематическими признаками на уровне отделов, относятся следующие:

  • признаки, отражающие родство таксонов за клеткой-хозяином (покровы, ядерный аппарат)
  • система микротрубочковых органелл (жгутиковий апарат)
  • митохондриальный аппарат.

[править] Размножение

Размножение у водорослей происходит двумя путями: половым и бесполым. Соответственно, при бесполом размножении дочерние особи наследуют такой геном, какой и у родителей, за исключением мутационных процессов. При половом размножении дочерние геномы отличаются от родительских, потому что образованию нового поколения предшествует процесс кроссинговера.

Бесполое размножение водорослей условно можно разделить на два типа:

  • споруляция (с помощью специализированных клеток (спор))
  • вегетативное (частью таллома)

[править] Споруляция

Размножение с помощью специализированных клеток — спор — проходит путем разделения протопласта клетки (спорангии) на части с последующим выходом продуктов деления из оболочки родительской клетки. Спорангии зачастую не отличаются от обычных вегетативных клеток, но иногда возникают как их выросты, выполняя лишь функцию образования спор. Споры бывают шаровидными, эллипсоидными, яйцевидными, тетраэдрическими, покрытыми клеточной оболочкой или без нее. Количество спор может колебаться от одной (Oedogonium) до нескольких сотен (в зеленых Chlorophyta и бурых Phaeophyta водорослях). Согласно способности к активному движению споры разделяют на подвижные с жгутиками (зооспоры), неподвижные с клеточными покровами (гемизооспоры), апланоспоры и автоспоры, и малоподвижные амебоидные, лишенные жгутиков (моноспоры, диспоры и тетраспоры). Сине-зеленые водоросли (Cyanophyta) имеют два типа спор: эндоспоры, которые образовались внутри спорангии результате дробления его содержания, и экзоспоры, возникающие как вырост протопласта на верхушке клеток.

[править] Вегетативное размножение

Вегетативное размножение у одноклеточных водорослей происходит преимущественно путем деления клетки пополам. У многоклеточных и колониальных представителей вегетативное размножение чаще связано с фрагментацией талломов и колоний соответственно. Причиной распада талломов могут быть различные факторы, такие как: механические (действие волн, течений, выедание животными), отмирание части клеток или нарушение связи между ними (например, в Cyanophyta). Образованные таким путем фрагменты многоклеточных водорослей этой группы называются гормогониями.

[править] Половое размножение

Половое размножение у водорослей напрямую связано с половым процессом, который состоит в слиянии двух клеток, в результате чего образуется зигота. Есть разные типы полового процесса. Например, в простейшем случае половой процесс заключается в слиянии двух подвижных клеток, не имеющих клеточной оболочки и называется гологамией. Половой процесс в форме слияния двух безджгутикових вегетативных клеток, имеющих клеточные оболочки, называют конъюгацией. Чаще всего половой процесс у водорослей заключается в слиянии специализированных клеток (гамет) и называется гаметогамией. В зависимости от размеров и строения гамет, различают три формы гаметогамии — изогамия (обе гаметы подвижны, одинакового размера и строения), гетерогамия (женская клетка больше мужскую, но похожа на нее по строению, обе подвижные) и оогамия (женская гамета неподвижна и значительно больше подвижной мужской гаметы).

[править] Происхождение, филогения и эволюция

Согласно современной системой органического мира, водоросли являются в обоих надцарствах органического мира: Procaryota и Eucaryota. Вопрос о происхождении водорослей долгое время был дискуссионным, собственно, как и вопрос о происхождении эукариот. В наше время общепризнанной теорией является синтетическая гипотеза происхождения эукариот. Эта гипотеза объединяет представления о автогенетичном происхождении клетки (путем дарвиновской эволюции) и гипотезу о симбиогенезе (возникновение эукариотической клетки путем серии эндосимбиоза между различными организмами). Возникновение различных групп водорослей происходило, очевидно, разными путями, о чем свидетельствуют результаты молекулярно-генетических, морфологических и биохимических исследований.

[править] Значение в природе

Водоросли играют важную роль в синтезе органического вещества на Земле. В комплексе организмов, осуществляющих круговорот веществ в природе (продуценты — консументы — редуценты), водоросли вместе с автотрофным бактериями и высшими растениями составляют звено продуцентов, за счет которых существуют все бесхлорофильные организмы планеты.

Водоросли выступают продуцентами также в наземных условиях, в частности чаще всего в таких, которые являются малопригодными для жизни высших растений. В таких биотопах они создают условия для существования бактерий, грибов и животных. Например, в водоемах водоросли являются основным источником питания беспозвоночных животных, которыми, в свою очередь, питаются позвоночные, в том числе и рыбы. Вполне очевидно, что производительность зарыбленного водоема зависит от производительности ее водорослевой составляющей. Участвуя в процессах круговорота веществ в природе, водоросли являются активными агентами самоочищения водоемов, а также первичных грунтоформирующих процессов и восстановления плодородия почв.

В геологической летописи нашей планеты водоросли также оставили отпечаток в виде строматолитов, диатомитов и известняков.

[править] Экология

[править] Планктонные водоросли

Phytoplankton Lake Chuzenji.jpg

Обитающие в толще воды во взвешенном состоянии, для чего обычно имеют специальные морфологические приспособления. Распространенные повсеместно: от лужи до океана. Отсутствуют только в горячих термальных источниках и в чистых приледниковых водах, атакже в пещерных озерах и на большой глубине, где отсутствует достаточное количество солнечной энергии для фотосинтеза. Они являются основным, а в некоторых случаях — единственным продуцентом органического вещества, на основе которого в водоеме существует все живое.

[править] Нейстонные водоросли

Обитают в поверхностной пленке воды и не является планктонными организмами. Некоторые нейстонные организмы находятся на поверхностной пленке, другие — под ней. В некоторых случаях нейстонные организмы развиваются в таких количествах, покрывающих воду сплошной пленкой и имеющих решающее значение в дальнейшей судьбе водоема.

[править] Бентосные водоросли (фитобентос)

Развитие водорослей в конкретном мисцезростання обусловлен как абиотическими, так и биотическими факторами. Различные виды бентосных водорослей растут на разной глубине и в разных гидрохимических и гидрологических условиях на дне водоема в свободном или прикрепленном состоянии. Условно различают следующие экологические группы бентосных организмов: эпилиты (на твердом субстрате) и эпипелиты (на мягком субстрате), эпифиты (на поверхности растений), эндолиты (в известняковых отложениях), а также паразитические и симбиогенетические формы. В континентальных водоемах среди бентосных водорослей преобладают диатомовые, зеленые, сине-зеленые и желто-зеленые водоросли, тогда как основными жителями океанов и морей являются бурые и красные водоросли.

[править] Перифитонные водоросли

Обитающих на поверхности различных субстратов, на границе жидкой и твердой фаз. В качестве субстратов для обрастания могут выступать другие водоросли, водные животные и растения и их остатки, а также искусственные и естественные твердые минеральные субстраты. Обычно могут иметь специальные органы для прикрепления, образование которых обусловлено как морфологически (разнообразные вырасти) и химически (слизь). Наряду с моллюсками создают определенные трудности при эксплуатации судов и гидротехнических сооружений.

[править] Наземные водоросли и лишайники

Живут за водоемами. В течение почти всей жизни окружены воздухом, поэтому их еще называют аерофитнимы. Поселяются на стволах деревьев, кустов и кустиков, скалах и камнях. Имеют приспособления к выживанию в наземной среде, проживающих в симбиотических ассоциациях с микобиоты (лишайники).

[править] Грунтовые

Живут как на поверхности почвы, образуя иногда разрастания в виде пленок, так и в глубине почвы, где встречаются на глубине 2-2,7 м. Лучше развиваются у поверхности на глубине 0,2-1,0 см. Прежде всего, это связано с такими необходимыми условиями, как влажность, аэрация и освещенность. Играют большую роль в грунтотвирних процессах.

[править] Водоросли горячих вод

Вегетируют при температуре от +35 °C до +52 °C, в отдельных случаях +75 °C, +80 °C и до +84 °C, часто в условиях повышенной концентрации органических веществ и минеральных солей.

[править] Водоросли солёных водоемов

Вегетируют как при слабой, так и повышенной концентрации солей в воде (иногда до 285—347 г / л). Некоторые из них (например, Dunaliella salina) используют для промышленного культивирования для получения каротиноидов .

[править] Водоросли известняковых отложений

Живут как в водной среде, так и вне её. Могут разрушать (путем выделения органических кислот) и создавать (выделяя кальций) известняковые породы.

[править] Сожительство с другими организмами

Поскольку водоросли являются широко распространенными организмами, они вступают в различные формы взаимоотношений с другими организмами. Кроме взаимодействий водорослей с растениями, грибами (лишайники) и, собственно, водорослями, они живут и на животных. Например, есть симбионты, проживающие в клетках других организмов, в частности, беспозвоночных. Так, зеленая водоросль рода Хлорелла (Chlorella) поселяется в вакуолях инфузории Paramecium bursaria. Интересные экологическое группировки составляют епизоиты, обитающие на ракообразных, коловратках и др. Паразитические водоросли, обитающие в кишечнике червей, нематод, амфибий, известны среди эвгленофитовых и динофитовых водорослей.

[править] В жизни человека

Важно отметить их прямое и косвенное значение в медицине, технике, химической промышленности. Условно можно выделить следующие сферы применения водорослей:

[править] Пищевая

Человек издавна использует водоросли в пищевой промышленности, а именно в сфере рыбного и сельского хозяйства. По океанических и морских побережьях морские водоросли употребляют в пищу почти повсеместно, но в Японии они являются национальным блюдом. В европейских странах водоросли широко используют как пищевую добавку. Самой популярной является так называемая морская капуста. Главным образом, это ламинария и близкие к ней виды бурых водорослей. Продукты, которые получают из этих водорослей, в Японии известны под названием «комбу». Чаще всего употребляют вместо обычной капусты в супах, с рыбными и мясными блюдами. Употребляют и в кондитерских изделиях.

Кроме морских водорослей, в пищу употребляют также пресноводные и наземные водоросли, такие как Nostoc pruniforme (носток сливовидные), Nostoc commune (носток обычный), Nostoc flagelliforme (носток войлочный).

[править] Фармацевтическая

Из водорослей получают также агар-агар, агароид и альгинаты. Используют в качестве источника каротиноидов (Dunaliella salina) и в качестве источника пищевого йода (морские водоросли).

[править] Техническая

Водоросли используют в космической технике, производстве биотоплива и в качестве агентов очистки сточных вод, модельных объектов для оценки состояния окружающей среды. Есть и другая сторона: это обрастания гидротехнических сооружений, забивания фильтров насосных станций и др. Рассматриваются как перспективные объекты культивации для очистки газов и получения биомассы (получение целлюлозы) и масла (получение биодизеля).

[править] Научно-исследовательская

Водоросли благодаря особенностям жизненного цикла, клеточного строения, высокой производительности и удобства культивирования (большинства водорослей) достаточно удобными модельными объектами биологических исследований различных направлений — от узко специализированных (филогения водорослей, исследования цитологии и молекулярной биологии, исследования фотосинтеза) и до прикладных (например, для применения в технике).

Источник

ВО́ДОРОСЛИ

ВО́ДОРОСЛИ (Аlgae, или Phykos), раз­но­род­ная по про­ис­хо­ж­де­нию груп­па низ­ших фо­то­троф­ных ор­га­низ­мов, оби­таю­щих пре­им. в во­до­ёмах. Тра­ди­ци­он­но они от­но­си­лись к цар­ст­ву рас­те­ний, в ко­то­ром поч­ти все от­де­лы и клас­сы В. (зе­лё­ные, крас­ные, бу­рые, ди­но­фи­то­вые, ди­ато­мо­вые, эвг­ле­но­вые и др.) бы­ли вы­де­ле­ны на ос­но­ва­нии на­бо­ра пиг­мен­тов, при­сут­ст­вую­щих в клет­ках, и мор­фо­ло­гич. при­зна­ков. В совр. сис­те­мах, ос­но­ван­ных гл. обр. на кри­те­ри­ях тон­ко­го строе­ния кле­точ­ных ор­га­нелл, не­ко­то­рые от­де­лы В. по­ме­ща­ют в са­мо­сто­ят. цар­ст­ва, при этом в ря­де из них В. объ­еди­ня­ют с отд. груп­па­ми гри­бов и про­стей­ших.

Строение, питание и размножение водорослей

Те­ло В. (слое­ви­ще, или тал­лом), в от­ли­чие от выс­ших рас­те­ний, не диф­фе­рен­ци­ро­ва­но на ко­рень, сте­бель, ли­стья и со­став­ляю­щие их тка­ни и не име­ет еди­но­го пла­на строе­ния. Осн. фо­то­ав­то­троф­ный тип пи­та­ния не ис­клю­ча­ет их спо­соб­но­сти пе­ре­хо­дить на фо­то­ге­те­ро­троф­ное пи­та­ние и по­гло­щать рас­тво­рён­ные ор­га­нич. со­еди­не­ния на све­ту или в тем­но­те (по­доб­но гри­бам) или мел­кие час­ти­цы (по­доб­но жи­вот­ным). Пи­та­ние осу­ще­ст­в­ля­ет­ся всей по­верх­но­стью слое­ви­ща. На­бор фо­то­син­те­тич. пиг­мен­тов у В. раз­ных от­де­лов со­сто­ит из со­че­та­ния хло­ро­фил­лов a, b, c, фи­ко­би­ли­нов, ка­ро­ти­нов, ксан­то­фил­лов. За­пас­ные пи­та­тель­ные ве­ще­ст­ва – разл. фор­мы крах­ма­ла и др. по­ли­са­ха­ри­дов, ли­пи­ды.

Клет­ка В. ха­рак­те­ри­зу­ет­ся чрез­вы­чай­ным мно­го­об­ра­зи­ем строе­ния её эле­мен­тов и ря­дом спе­ци­фич. черт. Кле­точ­ные по­кро­вы у при­ми­тив­ных од­но­кле­точ­ных форм пред­став­ле­ны толь­ко внеш­ней ци­то­плаз­ма­тич. мем­бра­ной (плаз­ма­лем­мой), не фик­си­рую­щей фор­му клет­ки, и ря­дом до­пол­нит. по­кро­вов (че­шуй­ки и пр.). У бо­лее вы­со­ко­ор­га­ни­зо­ван­ных В. име­ют­ся кле­точ­ные стен­ки, осн. струк­тур­ной еди­ни­цей ко­то­рых яв­ля­ет­ся цел­лю­ло­за. В их со­став вхо­дят так­же др. по­ли­са­ха­ри­ды (в т. ч. об­ла­даю­щий же­ли­рую­щи­ми свой­ст­ва­ми агар крас­ных В.), бел­ки (в т. ч. гли­ко­про­теи­ны), со­ли же­ле­за, каль­ция и крем­ния, об­ра­зую­щие по­до­бие пан­ци­ря, и др.

В. – эу­ка­рио­ты. Их хло­ро­пла­сты, в от­ли­чие от выс­ших рас­те­ний, раз­но­об­раз­ны по фор­ме, ко­ли­че­ст­ву и ме­сто­по­ло­же­нию в клет­ке, тон­ко­му строе­нию и ли­ше­ны на­стоя­щих гран. Толь­ко у В. име­ют­ся осо­бые тель­ца – пи­ре­нои­ды, слу­жа­щие ме­стом об­ра­зо­ва­ния крах­ма­ла. Дви­же­ние В. с по­мо­щью вре­мен­ных вы­рос­тов, рес­ни­чек или жгу­ти­ков сбли­жа­ет их с жи­вот­ны­ми. Жгу­ти­ко­вые клет­ки встре­ча­ют­ся поч­ти у всех пред­ста­ви­те­лей В. ли­бо как са­мо­сто­ят. од­но­кле­точ­ные ор­га­низ­мы, ли­бо как отд. ста­дии в жиз­нен­ном цик­ле. Жгу­ти­ко­вый ап­па­рат со­сто­ит из соб­ст­вен­но жгу­ти­ка, ба­заль­но­го те­ла и жгу­ти­ко­вых ко­реш­ков со слож­ной ульт­ра­струк­ту­рой. В под­виж­ных клет­ках В. име­ют­ся свое­об­раз­ные ор­га­нел­лы: све­то­чув­ст­ви­тель­ная стиг­ма (гла­зок), функ­цио­наль­но свя­зан­ная с жгу­ти­ко­вым ап­па­ра­том и хло­ро­пла­стом, а так­же цен­трио­ли (сход­ны с ба­заль­ны­ми те­ла­ми жгу­ти­ков), при­су­щие жи­вот­ным и от­сут­ст­вую­щие у выс­ших рас­те­ний.

В. пред­став­ле­ны од­но­кле­точ­ны­ми, ко­ло­ни­аль­ны­ми, мно­го­кле­точ­ны­ми, не­кле­точ­ны­ми ор­га­низ­ма­ми; раз­ме­ры их варь­и­ру­ют от не­сколь­ких мкм (хло­рел­ла) до 40–50 м (не­ре­о­ци­стис). Та­кое раз­но­об­ра­зие В. мож­но све­сти к не­сколь­ким осн. ти­пам строе­ния, от­ра­жаю­щим эта­пы их мор­фо­ло­гич. эво­лю­ции и её па­рал­ле­лизм в раз­ных от­де­лах. У од­но­кле­точ­ных В. вы­де­ля­ют­ся: амё­бо­ид­ный тип – клет­ки го­лые, ли­ше­ны жгу­ти­ков; мо­над­ный – клет­ки со жгу­ти­ка­ми; кок­ко­ид­ный – клет­ки с обо­лоч­кой, не­по­движ­ные; так­же раз­ли­ча­ют оди­ноч­ные фор­мы, ко­ло­нии (ско­п­ле­ния не­оп­ре­де­лён­но­го чис­ла кле­ток раз­ных ге­не­ра­ций, объ­е­ди­нён­ных сли­зью или спец. вы­рос­та­ми) и це­но­бии (ко­ло­нии, об­ра­зо­ван­ные фик­си­ро­ван­ным чис­лом кле­ток од­ной ге­не­ра­ции). Сре­ди мно­го­кле­точ­ных В. наи­бо­лее рас­про­стра­нён нит­ча­тый тип строе­ния. Cлоевище мо­жет быть в ви­де про­стой или раз­ветв­лён­ной од­но­ряд­ной кле­точ­ной ни­ти (улот­рикс). По ме­ре ус­лож­не­ния ветв­ле­ния и диф­фе­рен­циа­ции кле­ток фор­ми­ру­ют­ся: раз­но­нит­ча­тый тип строе­ния, при ко­то­ром раз­ли­ча­ют­ся сте­лю­щая­ся по суб­стра­ту и вер­ти­каль­ная час­ти слое­ви­ща; слож­ная псев­до­па­рен­хим­ная струк­ту­ра (у бу­рых и крас­ных В.) со спе­циа­ли­за­ци­ей кле­ток на на­руж­ные ас­си­ми­ля­ци­он­ные и внут­рен­ние, вы­пол­няю­щие за­па­саю­щую, ме­ха­нич. и про­во­дя­щую функ­ции по­доб­но тка­ням выс­ших рас­те­ний (ла­ми­на­рия); спе­ци­фич. струк­ту­ра ха­ро­вых. Па­рен­хим­ный тип воз­ни­ка­ет при де­ле­нии кле­ток в 2–3 плос­ко­стях (уль­ва, пор­фи­ра). Осо­бый тип строе­ния – си­фон­ный (це­но­цит­ный), ко­гда слое­ви­ще, не­ред­ко мак­ро­ско­пи­че­ское и слож­но рас­чле­нён­ное, ли­ше­но кле­точ­ных пе­ре­го­ро­док и яв­ля­ет­ся од­ной ги­гант­ской мно­го­ядер­ной клет­кой (кау­лер­па, аце­та­бу­ля­рия). Мно­го­кле­точ­ные В. при­кре­п­ле­ны к суб­стра­ту с по­мо­щью сплош­ной по­дош­вы или нит­ча­тых вы­рос­тов – ри­зои­дов. Мор­фо­ло­ги­че­ски В. раз­ных ти­пов строе­ния весь­ма раз­но­об­раз­ны. У вы­со­ко­ор­га­ни­зо­ван­ных форм слое­ви­ще внеш­не мо­жет быть рас­чле­не­но на лис­то­вид­ные и стеб­ле­вид­ные час­ти. Рост слое­ви­ща диф­фуз­ный, ес­ли де­ле­ние кле­ток про­ис­хо­дит в лю­бой его час­ти; ес­ли оно при­уро­че­но к оп­ре­де­лён­ной зо­не рос­та – апи­каль­ный, ин­тер­ка­ляр­ный (в ср. час­ти слое­ви­ща), ба­заль­ный.

Раз­мно­же­ние – ве­ге­та­тив­ное, бес­по­лое и по­ло­вое. У од­но­кле­точ­ных В. ве­ге­та­тив­ное раз­мно­же­ние осу­ще­ст­в­ля­ет­ся де­ле­ни­ем клет­ки на­двое с об­ра­зо­ва­ни­ем до­чер­них кле­ток, по­доб­ных ма­те­рин­ской, фраг­мен­та­ци­ей ко­ло­ний, пу­тём по­втор­ных де­ле­ний в це­но­би­ях, фор­ми­рую­щих но­вые ми­ниа­тюр­ные це­но­бии; у мно­го­кле­точ­ных В. – фраг­мента­ми слое­ви­ща, спец. ве­ге­та­тив­ны­ми об­ра­зо­ва­ния­ми (клу­бень­ки у ха­ры, про­па­гу­лы у сфа­це­ля­рии), до­пол­нит. по­бе­га­ми в ба­заль­ной час­ти при­кре­п­лён­ных форм и т. п. Толь­ко ве­ге­та­тив­но раз­мно­жа­ют­ся не­при­кре­п­лён­ные фор­мы дон­ных мак­ро­во­до­рос­лей, спо­соб­ные об­ра­зо­вы­вать круп­ные ско­п­ле­ния (ан­фель­тия, кла­до­фо­ра, сар­гас­сы, фил­ло­фо­ра, эн­те­ро­мор­фа). Бес­по­лое раз­мно­же­ние, при­су­щее боль­шин­ст­ву В., свя­за­но с об­ра­зо­ва­ни­ем спец. кле­ток – спор, про­рас­таю­щих в но­вые осо­би по­сле вы­хо­да из ма­те­рин­ской клет­ки – спо­ран­гия. У про­сто ор­га­ни­зо­ван­ных В. спо­ран­гия­ми слу­жат обыч­ные ве­ге­та­тив­ные клет­ки, у бо­лее спе­циа­ли­зи­ро­ван­ных – мор­фо­ло­ги­че­ски диф­фе­рен­ци­ро­ван­ные, вы­пол­няю­щие толь­ко функ­цию об­ра­зо­ва­ния спор. Осн. ти­пы спор: зоо­спо­ры – под­виж­ные, име­ют жгу­ти­ки (от 1–4 до мно­гих в раз­ных груп­пах), ха­рак­тер­ны для боль­шин­ст­ва В.; апла­нос­по­ры – не­под­виж­ные (сре­ди них раз­ли­ча­ют ав­то­спо­ры, фор­ми­рую­щие соб­ст­вен­ную обо­лоч­ку внут­ри ма­те­рин­ской клет­ки; гип­нос­по­ры – с утол­щён­ной обо­лоч­кой, спо­соб­ные к дли­тель­но­му со­стоя­нию по­коя). По­ло­вое раз­мно­же­ние в про­стей­шем ви­де сво­дит­ся к слия­нию ве­ге­та­тив­ных кле­ток – го­ло­га­мия у жгу­ти­ко­вых и конъ­ю­га­ция у без­жгу­ти­ко­вых. У боль­шин­ст­ва В. об­ра­зу­ют­ся спе­циа­ли­зир. по­ло­вые клет­ки – га­ме­ты в не­диф­фе­рен­ци­ро­ван­ных или спец. клет­ках – га­ме­тан­ги­ях. Ти­пы по­ло­во­го про­цес­са: изо­га­мия – га­ме­ты под­виж­ные, иден­тич­ные по раз­ме­рам и фор­ме; ани­зо­га­мия – га­ме­ты под­виж­ные, жен­ская круп­нее муж­ской; оога­мия – жен­ская га­ме­та ли­ше­на жгу­ти­ков, на­мно­го круп­нее муж­ской. Муж­ские га­ме­ты под­виж­ны у всех В., за ис­клю­че­ни­ем крас­ных и сце­п­ля­нок.

С по­яв­ле­ни­ем по­ло­во­го про­цес­са и га­мет в про­цес­се эво­лю­ции по­сте­пен­но про­ис­хо­дит спе­циа­ли­за­ция осо­бей на об­ра­зо­ва­ние спор или га­мет и воз­ник­но­ве­ние в цик­ле раз­ви­тия сме­ны по­ло­вой (га­ме­то­фит) и бес­по­лой (спо­ро­фит) форм раз­ви­тия, вклю­чаю­щей сме­ну мор­фо­ло­ги­че­ских и ядер­ных фаз. Спо­ры про­рас­та­ют в од­но­по­лые или дву­по­лые га­ме­тофи­ты, даю­щие га­ме­ты. В ре­зуль­та­те слия­ния га­мет об­ра­зу­ет­ся зи­го­та, про­рас­таю­щая в спо­ро­фит. При всём раз­но­обра­зии цик­лов раз­ви­тия В. вы­де­ля­ет­ся 3 осн. ти­па в за­ви­си­мо­сти от мес­та мей­о­за: га­п­ло­фаз­ный – ди­п­ло­ид­на толь­ко зи­го­та, мей­оз про­ис­хо­дит при её про­рас­та­нии; ди­п­ло­га­п­ло­фаз­ный – спо­ро­фит ди­п­ло­ид­ный, га­ме­то­фит га­п­ло­ид­ный, мей­оз при спо­ро­ге­не­зе – по­ло­вая и бес­по­лая фор­мы раз­ви­тия су­ще­ст­ву­ют са­мо­стоя­тель­но, они мо­гут быть мор­фо­ло­ги­че­ски сход­ны (изо­морф­ный цикл) или раз­лич­ны (ге­те­ро­морф­ный цикл); ди­п­ло­фаз­ный – ор­га­низм су­ще­ст­ву­ет в ди­п­ло­ид­ной фа­зе, мей­оз – при об­ра­зо­ва­нии га­мет.

Распространение в природе и экологические группы водорослей

Из­вест­но ок. 50 тыс. ви­дов В. Они на­се­ля­ют все воз­мож­ные ме­сто­оби­та­ния и об­ра­зу­ют мно­же­ст­во эко­ло­гич. груп­пи­ро­вок. В мор­ских и кон­ти­нен­таль­ных во­до­ёмах всех ти­пов В. оби­та­ют в тол­ще во­ды, фор­ми­руя фи­то­планк­тон, в зо­не по­верх­но­ст­ной плён­ки (ней­стон), на дне во­до­ёмов (фи­то­бен­тос); они по­се­ля­ют­ся на раз­ных грун­тах, а так­же на ис­кусств. со­ору­же­ни­ях, дни­щах су­дов (пе­ри­фи­тон). На рас­пре­де­ле­ние В. в во­до­ёмах влия­ют их гид­ро­ди­на­мич. осо­бен­но­сти, ос­ве­щён­ность, темп-ра, на­ли­чие био­ген­ных ве­ществ. В фи­то­планк­то­не пре­об­ла­да­ют од­но­кле­точ­ные В.: в пре­сных во­до­ёмах – зе­лё­ные, в мо­рях – диа­то­мо­вые и ди­но­фи­то­вые. Фи­то­бен­тос со­став­ля­ют при­кре­п­лён­ные В., ко­то­рые рас­тут на твёр­дых и рых­лых грун­тах, на рас­те­ни­ях и жи­вот­ных или внут­ри них. В пре­сных во­до­ёмах пре­об­ла­да­ют мел­кие фор­мы, про­ни­каю­щие на глу­би­ну не­сколь­ких мет­ров. Фи­то­бен­тос мо­рей сла­га­ют пре­им. мак­ро­фи­ты – зе­лё­ные, бу­рые и крас­ные В., ко­то­рые на­се­ля­ют при­лив­но-от­лив­ную зо­ну и верх­ние от­де­лы шель­фа до глу­би­ны 40–50 м, как ис­клю­че­ние – до 200 м. В уме­рен­ных и хо­лод­ных во­дах мо­рей до­ми­ни­ру­ют круп­ные фу­ку­со­вые и ла­ми­на­рие­вые В.; в их за­рос­лях фор­ми­ру­ют­ся бога­тые ви­да­ми мно­го­ярус­ные вы­со­ко­про­дук­тив­ные со­об­ще­ст­ва, био­мас­са ко­то­рых мо­жет дос­ти­гать 40–100 кг на 1 м 2 дна. В ре­зуль­та­те эв­тро­фи­ро­ва­ния при­бреж­ной зо­ны мо­рей и не­ра­цио­наль­но­го про­мыс­ла про­ис­хо­дит ис­чез­но­ве­ние круп­ных мно­го­лет­них ви­дов и свя­зан­ных с ни­ми гид­ро­био­нтов, обед­не­ние и уп­ро­ще­ние струк­ту­ры вод­ных био­це­но­зов.

Ок. 2 тыс. ви­дов В. (гл. обр. зе­лё­ные) рас­тут на по­верх­но­сти поч­вы и в её тол­ще. Аэ­ро­филь­ные В. оби­та­ют в воз­душ­ной сре­де в ус­ло­ви­ях не­зна­чи­тель­но­го пе­рио­дич. ув­лаж­не­ния на са­мых раз­ных суб­стра­тах – ко­ре и ли­сть­ях рас­те­ний, ска­лах, де­ре­вян­ных и ка­мен­ных со­оруже­ни­ях и т. п. Раз­ви­ва­ют­ся они и в экс­тре­маль­ных ус­ло­ви­ях – в го­ря­чих ис­точ­ни­ках (диа­то­мо­вые), на сне­гу (напр., хла­ми­до­мо­нас снеж­ный, при­даю­щий крас­ную ок­ра­ску сне­гу), во льду (диа­то­мо­вые). Есть т. н. свер­ля­щие В., спо­соб­ные вне­дрять­ся в из­вест­ко­вый суб­страт (мик­ро­ско­пич. зе­лё­ные), и В., вы­де­ляю­щие из­весть (ли­то­там­ний). В., жи­ву­щие на др. ор­га­низ­мах, ис­поль­зу­ют их в ка­че­ст­ве суб­стра­та, па­ра­зи­ти­ру­ют на них или всту­па­ют с ни­ми в сим­би­оз. Наи­бо­лее ин­те­ре­сен сим­би­оз не­ко­то­рых В. с гри­ба­ми, при­вед­ший к об­ра­зо­ва­нию но­вых ор­га­низ­мов – ли­шай­ни­ков, и с ко­рал­ло­вы­ми по­ли­па­ми, обес­пе­чи­ваю­щий бла­го­да­ря спо­соб­но­сти В. к фо­то­син­те­зу су­ще­ст­во­ва­ние са­мо­под­дер­жи­ваю­щей­ся био­ло­гич. сис­те­мы ко­рал­ло­вых ри­фов.

Роль водорослей в природе и их использование

Роль В. в при­ро­де оп­ре­де­ля­ет­ся в пер­вую оче­редь тем, что они яв­ля­ют­ся про­ду­цен­та­ми ки­сло­ро­да и ор­га­нич. со­еди­не­ний, на­чаль­ным зве­ном пи­ще­вых це­пей в во­до­ёмах и, тем са­мым, оп­ре­де­ля­ют са­мо су­ще­ст­во­ва­ние вод­ных эко­си­стем. Их сум­мар­ная пер­вич­ная про­дук­ция со­став­ля­ет в сред­нем ок. 50% об­щей пер­вич­ной про­дук­ции на пла­не­те. В. уча­ст­ву­ют в про­цес­сах са­мо­очи­ще­ния за­гряз­нён­ных вод, спо­соб­ны аб­сор­би­ро­вать в вы­со­ких кон­цен­тра­ци­ях тя­жё­лые ме­тал­лы из ок­ру­жаю­щей сре­ды; от­ми­рая, они иг­ра­ют боль­шую роль в осад­ко­на­ко­п­ле­нии, в об­ра­зо­ва­нии илов, са­про­пе­ля, ле­чеб­ных гря­зей. За­рос­ли дон­ных В. соз­да­ют сре­ду оби­та­ния для жи­вот­ных. Гео­ло­гич. зна­че­ние В. как древ­них ор­га­низ­мов (из­вест­ных с до­кем­брия) со­сто­ит в фор­ми­ро­ва­нии не­ко­то­рых гор­ных по­род – диа­то­ми­тов, из­вест­ня­ков, ту­фов, го­рю­чих слан­цев – и в уча­стии в кру­го­во­ро­те ве­ществ в при­ро­де. Чрез­мер­ное раз­ви­тие В., про­во­цируе­мое хо­зяйств. дея­тель­но­стью че­ло­ве­ка, вы­зы­ва­ет «цве­те­ние» во­до­ёмов, час­то дей­ст­вую­щее гу­би­тель­но на жи­вот­ных и че­ло­ве­ка (см. Эв­тро­фи­ка­ция во­до­ёмов). Поч­вен­ные В. уча­ст­ву­ют в соз­да­нии гу­му­са, в т. ч. пер­вич­но­го (на бес­плод­ных уча­ст­ках су­ши). В. со­дер­жат ус­вояе­мые уг­ле­во­ды, бел­ки, бо­га­ты ви­та­ми­на­ми и мик­ро­эле­мен­та­ми, об­ла­да­ют дие­ти­че­ски­ми и ле­чеб­ны­ми свой­ст­ва­ми. По­это­му их ши­ро­ко ис­поль­зу­ют в пи­щу (пор­фи­ра, ла­ми­на­рия, уль­ва, спи­ру­ли­на и др., все­го ок. 150 ви­дов), в ка­че­ст­ве кор­ма для ско­та (фу­кус, ла­ми­на­рия, хло­рел­ла), на удоб­ре­ние (в при­мор­ских ре­гио­нах). Кол­лои­ды крас­ных и бу­рых В. (ага­ры, кар­ра­ги­на­ны, аль­ги­на­ты) при­ме­ня­ют­ся как эмуль­га­то­ры и же­ли­рую­щие аген­ты в пи­ще­вой, фар­ма­цев­тич., бу­маж­ной, тек­стиль­ной и др. от­рас­лях пром-сти, в мик­ро­био­ло­гии. Ряд В. со­дер­жат ан­ти­био­тич. ве­ще­ст­ва, со­еди­не­ния, спо­соб­ные вы­во­дить из ор­га­низ­ма со­ли тя­жё­лых ме­тал­лов, ра­дио­нук­ли­ды, что пред­став­ля­ет оп­ре­де­лён­ный ин­те­рес для ме­ди­ци­ны. Не­ко­то­рые В. – пре­крас­ный объ­ект для ге­не­ти­че­ских (аце­та­бу­ля­рия), био­фи­зи­че­ских и фи­зио­ло­ги­че­ских (ха­ро­вые В.) ис­сле­до­ва­ний. Мн. В. до­бы­ва­ют пу­тём пром. куль­ти­ви­ро­ва­ния (см. Ак­ва­куль­ту­ра). Нау­ка о во­до­рос­лях – аль­го­ло­гия, или фи­ко­ло­гия. См. так­же Бу­рые во­до­рос­ли, Зе­лё­ные во­до­рос­ли, Крас­ные во­до­рос­ли и др.

Источник



Водоросль

Водоросли (лат. Algae ) — гетерогенная экологическая группа преимущественно фототрофных одноклеточных, колониальных или многоклеточных организмов, обитающих, как правило, в водной среде, в систематическом отношении представляющая собой совокупность многих отделов.

Наука о водорослях называется альгологией.

Содержание

Общие сведения

Водоросли — группа организмов различного происхождения, объединённых следующими признаками: наличие хлорофилла и фотоавтотрофного питания; у многоклеточных — отсутствие чёткой дифференцировки тела (называемого слоевищем, или талломом) на органы; отсутствие ярко выраженной проводящей системы; проживание в водной среде, либо во влажных условиях (в почве, сырых местах и т. п.).

Некоторые водоросли способны к гетеротрофии (питанию готовой органикой), как осмотрофной (поверхностью клетки), так и путём заглатывания через клеточный рот (эвгленовые, динофитовые). Размеры водорослей колеблются от долей микрона (кокколитофориды и некоторые диатомеи) до 40 м (макроцистис). Таллом бывает как одноклеточным, так и многоклеточным. Среди многоклеточных водорослей наряду с крупными есть микроскопические (например, спорофит ламинариевых). Среди одноклеточных есть колониальные формы, когда отдельные клетки тесно связаны между собой (соединены через плазмодесмы или погружены в общую слизь).

К водорослям относят различное число (в зависимости от классификации) отделов эукариот, многие из которых не связаны общим происхождением. Также к водорослям часто относят синезелёные водоросли или цианобактерии, являющиеся прокариотами. Традиционно водоросли причисляются к растениям.

Цитология

Клетки водорослей — вполне типичные для эукариот. Очень похожи на клетки наземных растений (мхов, плаунов, папоротникообразных, голосеменных и цветковых). Основные отличия — на биохимическом уровне (различные фотосинтезирующие и маскирующие пигменты, запасающие вещества, основы клеточной стенки и т. д.) и в цитокинезе (процессе деления клетки).

Фотосинтезирующие (и «маскирующие» их) пигменты находятся в особых пластидах — хлоропластах. Хлоропласт имеет две (красные, зелёные, харовые водоросли), три (эвглены, динофлагелляты) или четыре (охрофитовые водоросли) мембраны. Также он имеет собственный сильно редуцированный генетический аппарат, что позволяет предположить его симбиогенез (происхождение от захваченной прокариоты). Внутренняя мембрана выпячивается внутрь, образуя складки — тилакоиды, собранные в стопки — ламеллы: монотилакоидные у красных и синезелёных, двух- и больше у зелёных и харовых, трёхтилакоидные у остальных. На тилакоидах, собственно, и расположены пигменты. Хлоропласты у водорослей имеют различную форму (мелкие дисковидные, спиралевидные, чашевидные, звёздчатые и т. д.).

У многих в хлоропласте имеются плотные образования — пиреноиды.

Продукты фотосинтеза, в данный момент излишние, сохраняются в форме различных запасных веществ: крахмала, гликогена, других полисахаридов, липидов. Запасание липидов больше свойственно морским формам (особенно планктонным диатомовым, которые за счёт масла держатся на плаву со своим тяжёлым панцирем), а запасание полисахаридов (включая крахмал и гликоген) больше свойственно пресноводным.

Клетки водорослей (за исключением амёбоидного типа) покрыты клеточной стенкой и/или клеточной оболочкой. Стенка находится снаружи мембраны клетки, обычно содержит структурный компонент (например, целлюлозу) и аморфный матрикс (например, пектиновые или агаровые вещества); также в ней могут быть дополнительные слои (например, спорополлениновый слой у хлореллы). Клеточная оболочка представляет из себя или внешний кремнийорганический панцирь (у диатомей и некоторых других охрофитовых), или уплотнённый верхний слой цитоплазмы (плазмалемму), в котором могут быть дополнительные структуры, например, пузырьки, пустые или с целлюлозными пластинками (своеобразный панцирь, тека, у динофлагеллятов). Если клеточная оболочка пластичная, клетка может быть способна к так называемому метаболическому движению — скольжению за счёт небольшого изменения формы тела.

Морфологическая организация таллома

У водорослей выделяют несколько основных типов организации таллома:

1. Амёбоидный (ризоподиальный)

Одноклеточные организмы, лишённые твёрдой клеточной оболочки и вследствие этого, не способные сохранять постоянную форму тела. Благодаря отсутствию клеточной стенки и наличию особых внутриклеточных структур клетка способна к ползающему движению посредством псевдоподий или ризоподий. Для некоторых видов характерно образование многоядерного плазмодия путём слияния нескольких амёбоидных клеток. Амёбоидное строение могут вторично приобретать некоторые монадные форму путём отбрасывания или втягивания жгутиков.

Одноклеточные водоросли, имеющие постоянную форму тела, жгутик(и), часто стигму, а пресноводные — сократительную вакуоль. Клетки активно двигаются в вегетативном состоянии. Часто встречается объединение нескольких монадных клеток в колонию, окружённую общей слизью, в некоторых случаях даже соединяясь между собой посредством плазмодесм. У высокоорганизованных форм с многоклеточным талломом часто имеются расселительные стадии — зооспоры и гаметы, имеющие монадную структуру.

Одноклеточные, лишённые каких-либо органоидов передвижения и сохраняющие постоянную форму тела в вегетативном состоянии клетки. Чаще всего имеется утолщённая клеточная стенка или панцирь, могут быть различные выросты, поры и пр. для облегчения парения в толще воды. Многим водорослям с данной структурой свойственно образование колоний. Некоторые диатомеи и десмидиевые способны к активному передвижению путём выделения слизи.

4. Пальмеллоидный (капсальный)

Постоянное, достаточно крупное, как правило, прикреплённое к субстрату, образование из нескольких коккоидных клеток, погружённых в общую слизистую массу. Клетки непосредственно между собой не объединяются — отсутствуют плазмодесмы. Временную стадию жизненного цикла с аналогичной морфологией называют пальмеллевидным состоянием. В такое состояние могут переходить многие монадные и коккоидные водоросли при наступлении неблагоприятных условий, образующиеся при этом пальмеллевидные образования, как правило, мелкие и не имеют постоянной формы.

5. Нитчатый (трихальный)

Клетки соединены в нить, простую или разветвлённую. Нити могут свободно плавать в толще воды, прикрепляться к субстрату, либо объединяться в колонию. Вегетативно нитчатые водоросли размножаются обычно распадом нити на отдельные фрагменты. Рост нитей может идти четырьмя путями: диффузным — делятся все клетки нити, интеркалярным — зона роста расположена в середине нити, апикальным — делением конечных клеток, и базальным — делением клеток у основания таллома. Клетки в нити не имеют жгутиков и могут быть связаны между собой плазмодесмами.

6. Разнонитчатый (гетеротрихальный)

Есть две системы нитей: стелющиеся по субстрату горизонтальные и отходящие от них вертикальные. Горизонтальные нити тесно смыкаются, либо могут сливаться в псевдопаренхиматозную пластинку и выполняют, в основном, опорную функцию и функцию вегетативного размножения, вертикальные нити — преимущественно ассимиляторную функцию. Иногда может наблюдаться редукция, либо чрезмерное развитие тех или иных нитей, приводящее к вторичной утрате или нарушению характерных черт гетеротрихального сроения (при редукции вертикальных нитей, например, таллом может представлять собой простую однослойную пластинку, полностью прикреплённую к субстрату.

Многоклеточные талломы в форме пластинок из одного, двух или нескольких слоёв клеток. Возникают при продольном делении клеток, составляющих нить. Число слоёв зависит от характера образования перегородок при делении клеток. Иногда слои могут расходиться, и таллом тогда приобретает трубчатую форму (полый внутри), стенки при этом становятся однослойными.

8. Сифональный (неклеточный, сифоновый)

Отсутствуют клеточные перегородки, в результате чего таллом, часто крупный и внешне дифференцированный, формально представляет собой одну клетку с большим количеством ядер.

Таллом представлен многоядерными клетками, соединёнными в нитчатые или иной формы многоклеточные талломы (Siphonocladales).

10. Харофитный (членисто-мутовчатый)

Свойственна только харовым водорослям. Таллом крупный, многоклеточный, состоит из главного побега с ветвями и отходящими от него, иногда ветвящимися, членистыми боковыми побегами. Боковые побеги отходят от главного в области узлов, часть побега между узлами состоит, как правило, из одной крупной клетки и называется междоузлием.

У части синезелёных, зелёных и красных водорослей в слоевище откладываются соединения кальция, и оно становится твёрдым. Водоросли лишены корней и поглощают нужные им вещества из воды всей поверхностью. Крупные донные водоросли имеют органы прикрепления — подошву (уплощённое расширение в основании) или ризоиды (разветвлённые выросты). У некоторых водорослей побеги стелются по дну и дают новые слоевища.

Размножение и циклы развития

Размножение водорослей — вегетативное, бесполое и половое. Многие одноклеточные водоросли размножаются путём деления одной материнской клетки. Деление начинается с ядра, а затем разделяются все части клетки:хроматофор, глазок, вакуоли, цитоплазма и пр. Крупные водоросли размножаются вегетативно — частями слоевища или при помощи специальных почек (сфацеляриевые). Некоторые многоклеточные водоросли не имеют полового размножения, у большинства же образуются споры и гаметы либо в обычных клетках (зелёные водоросли, часть красных), либо в особых образованиях — спорангиях и гаметангиях (бурые водоросли); споры и гаметы бывают неподвижными (красные, конъюгаты) или подвижными — со жгутиками. У водорослей наблюдаются все формы полового процесса: изогамия, гетерогамия, оогамия и конъюгация (слияние протопластов двух вегетативных клеток). Образующаяся в результате полового процесса зигота делится сразу или после периода покоя. Одновременно в ней может происходить мейоз. У примитивных водорослей одна и та же особь даёт гаметы или споры в зависимости от внешних условий. У других водорослей функции бесполого и полового размножения выполняют разные особи (спорофиты и гаметофиты); они могут произрастать одновременно в одинаковых условиях (фурцелярия); одновременно, но в разных местообитаниях (бангиевые); в одних и тех же местообитаниях, но в разные сезоны. У ряда водорослей происходит строгое чередование гаметофита и спорофита, которое принято называть «чередованием поколений». При этом у высших водорослей зигота или прорастает на гаметофите, на нём же вырастает и спорофит (ламинариевые), а гаметофит отмирает, или спора, не отделяясь от спорофита, прорастает в гаметофит, который развивается на спорофите (фукусовые).

Экологические группы водорослей

Мелкие свободноплавающие водоросли входят в состав планктона и, развиваясь в больших количествах, вызывают «цветение» (окрашивание) воды. Бентосные водоросли прикрепляются ко дну водоёма или к другим водорослям. Есть водоросли, внедряющиеся в раковины и известняк (сверлящие); встречаются (среди красных) и паразитические. Крупные морские водоросли, главным образом бурые, образуют нередко целые подводные леса. Большинство водорослей обитает от поверхности воды до глубины 20-40 м, единичные виды (из красных и бурых) при хорошей прозрачности воды опускаются до 200 м. В 1984 г кораллиновая красная водоросль была найдена на глубине 268 м, что является рекордом для фотосинтезирующих организмов. Водоросли нередко в большом количестве живут на поверхности и в верхних слоях почвы, одни из них усваивают атмосферный азот, другие приспособились к жизни на коре деревьев, заборах, стенах домов, скалах. Микроскопические водоросли вызывают красное или жёлтое «окрашивание» снега высоко в горах и в полярных районах. Некоторые водоросли вступают в симбиотические отношения с грибами (лишайники) и животными.

Сожительство водорослей с другими организмами

Систематика

Водоросли — крайне гетерогенная группа организмов, насчитывающая около 100 тысяч (а по некоторым данным до 100 тыс. видов только в составе отдела диатомовых) видов. На основании различий в наборе пигментов, структуре хроматофора, особенностей морфологии и биохимии (состав клеточных оболочек, типы запасных питательных веществ) большинством отечественных систематиков выделяется 11 отделов водорослей:

Происхождение, родственные связи и эволюция

Роль в природе и жизни человека

Роль в биогеоценозах

Водоросли — главные производители органических веществ в водной среде. Около 80 % всех органических веществ, ежегодно создающихся на земле, приходится на долю водорослей и других водных растений. Водоросли прямо или косвенно служат источником пищи для всех водных животных. Известны горные породы (диатомиты, горючие сланцы, часть известняков), возникшие в результате жизнедеятельности водорослей в прошлые геологические эпохи. Водоросли участвуют в образовании лечебных грязей.

Пищевое применение

Некоторые, в основном морские, употребляются в пищу (морская капуста, порфира, ульва). В приморских районах водоросли идут на корм скоту и удобрение. В ряде стран водоросли культивируют для получения большого количества биомассы, идущей на корм скоту и используемой в пищевой промышленности.

Съедобные водоросли — богатый минеральными веществами, особенно йодом, продукт — используются в восточноазатских кухнях. Одно из самых популярных блюд с водорослями — суши.

    — используется как желирующее вещество
  • вакаме ламинария
  • комбу
  • порфира
  • ульва
  • хидзик

Водоочистка

Многие водоросли — важный компонент процесса биологической очистки сточных вод.

В фармацевтической промышленности

Из водорослей получают: студне- и слизеобразующие вещества — агар-агар (анфельция, гелидиум), агароиды (филлофора, грацилярия), карраген (хондрус, гигартина, фурцелярия), альгинаты (ламинариевые и фукусовые), кормовую муку, содержащую микроэлементы и иод.

Биотопливо

Из-за высокой скорости размножения водоросли нашли применение для получения биомассы на топливо.

В исследовательских работах

Водоросли широко применяют в экспериментальных исследованиях для решения проблем фотосинтеза и выяснения роли ядра и других компонентов клетки.

Экодом

Предпринимаются попытки использовать некоторые быстро размножающиеся и неприхотливые водоросли (например, хлореллу, которая быстро и в большом количестве синтезирует белки, жиры, углеводы, витамины и достаточно полно поглощает вещества, выделяемые человеком и животными) для создания круговорота веществ в обитаемых отсеках космического корабля.

Ссылки

Литература

  • «Жизнь растений в 6-ти тт. Том 3. Водоросли. Лишайники.», под ред. А. А. Фёдорова, М.: Просвещение, 1977
  • «Курс низших растений», под ред. М. В. Горленко — М.: «Высшая школа», 1981
  • «Ботаника: Курс альгологии и микологии.», под ред. Ю. Т. Дьякова, М.: Издательство МГУ, 2007
  • В. А. Крыжановский, Г. Л. Билич «Биология. Полный курс. В 3-х тт. Том 2. Ботаника.» — М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 21 век», 2002
  • «Малый практикум по низшим растениям» — М.: «Высшая школа», 1976
  • «Водоросли, лишайники и мохообразные СССР.», под ред. Л. В. Гарибовой, М.: Мысль, 1978
  • Н. П. Горбунова «Альгология», М.: «Высшая школа», 1991

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Водоросль» в других словарях:

водоросль — эвглена, вошерия, хара, карраген, ламинария, гонидия, криптогам, келп, спирогира, сцеплянка, филлофора, хламидомонада, валония, багрянка, хлорелла, протококк, зоохлорелла, гелидиум, хамесифоновый, хроококковый, плеврококк, трохилиск, нителла,… … Словарь синонимов

ВОДОРОСЛЬ — ВОДОРОСЛЬ, водоросли, жен. (бот.). Споровое растение, б. ч. живущее в воде. Морские водоросли. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

ВОДОРОСЛЬ — ВОДОРОСЛЬ, и, жен. Низшее водяное растение, у к рого отсутствует расчленение на корень, стебель и листья. Пруд зарос водорослями. | прил. водорослевый, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

водоросль — Простое бессосудистое растение, не имеющее корней и цветков, размножающееся делением; преимущественно одноклеточные в открытом океане, но в большинстве случаев многоклеточные (бурые водоросли) вдоль прибрежных зон океанов.… … Справочник технического переводчика

Водоросль — ж. см. водоросли Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

водоросль — водоросль, водоросли, водоросли, водорослей, водоросли, водорослям, водоросль, водоросли, водорослью, водорослями, водоросли, водорослях (Источник: «Полная акцентуированная парадигма по А. А. Зализняку») … Формы слов

водоросль — в одоросль, и … Русский орфографический словарь

водоросль — (3 ж)‚ Р.‚ Д.‚ Пр. во/доросли; мн. во/доросли‚ Р. во/дорослей … Орфографический словарь русского языка

водоросль — ВОДОРОСЛЬ, и, мн род. ей,ж, обычно мн Низшие водные растения, отличающиеся от других водных растений отсутствием расчленения на корень, стебель и листья, а также вообще название водных растений. Все дно было покрыто водорослями … Толковый словарь русских существительных

водоросль — вод/о/рос/ль/ … Морфемно-орфографический словарь

Источник

Водоросль это животное или растение

Водоросли — это растения, которые живут в воде. Само их название прямо говорит об этом. Вот только камыш, кувшинки, ряска, покрывающая зеленым ковром поверхность пруда, и многие другие привычные обитатели водоемов к водорослям никакого отношения не имеют.

Мир водорослей очень обширен и занимает в царстве растений совершенно особое, исключительное место. В пользу этого говорит их роль в истории нашей планеты, а также их значение в современной природе и жизни человека.

Водоросли — это низшие растения, содержащие в своих клетках пигмент хлорофилл и живущие преимущественно в воде. Настоящих корней, стебля и листьев у них нет. Их тело, называемое слоевищем, может состоять из одной клетки, а может представлять собой довольно крупный многоклеточный организм, плоский или разветвленный.

Большинство видов водорослей — обитатели крупных и мелких водоемов. Очень часто мы их там, однако, не обнаруживаем: многие из них настолько крошечные, что заметить их невооруженным глазом бывает крайне сложно. К тому же не всегда водоросли живут в воде: некоторые давным-давно перебрались на сушу. Без влаги им, конечно, не прожить, но они научились довольствоваться росой, дождевыми каплями, брызгами. В отличие от своих «водных» собратьев, эти водоросли могут без существенных потерь какое-то время жить вообще без воды: они высыхают, но быстро восстанавливаются, стоит их хотя бы чуть-чуть сбрызнуть.

Размножение

Воспроизводить себе подобных водоросли могут несколькими способами. Одноклеточные виды размножаются делением клетки, а многоклеточные — с помощью спор или посредством слияния двух клеток, в результате чего образуется зигота, вырастающая в новую особь.

Есть и еще один способ — отростками или кусочками слоевища. Растущие на каменистом дне водоросли нередко разрушаются волнами или просто сильным течением. Оторванные части уносит вода, и прикрепиться снова им бывает нелегко, поэтому приходится расти лежа прямо на грунте. Постепенно старое слоевище полностью заменяется молодым.

Роль водорослей на нашей планете

Водоросли содержат хлорофилл и способны к фотосинтезу. Этот сложный химический процесс заключается в том, что под действием солнечного света вырабатывается органическое вещество. При этом водоросли выделяют в атмосферу так необходимый всем нам для дыхания кислород. Хлорофилл придает водорослям зеленую окраску. Но некоторые виды содержат и другие красящие вещества, делающие их красными, бурыми, голубоватыми или желтоватыми.

Водоросли производят больше половины всего кислорода на Земле. В доисторическую эпоху именно они обогатили атмосферу, создав таким образом условия, подходящие для возникновения и развития разнообразного мира растений и животных.

Источник

Водоросль это животное или растение

учительучительучительучитель

водоросли

«Низшие растения. Водоросли»

Водоросли — это низшие содержащие хлорофилл растения, не расчлененные на стебель, корень и листья. Гетерогенная экологическая группа преимущественно фотоавтотрофных одноклеточных, колониальных или многоклеточных организмов, обитающих, как правило, в водной среде.

Общая характеристика водорослей:

  • Тело не расчленено на органы (у многоклеточных); отсутствие чёткой дифференцировки тела (называемого слоевищем, или талломом).
  • Нет специализированных тканей.
  • Клетки содержат хлорофилл. Происходит фотосинтез. Фотоавтотрофного питание.
  • Размножение: бесполое, половое и вегетативное.
  • Распространение в воде: во взвешенном состоянии (планктон); на границе «вода-воздух» (нейстон); на дне или на значительной глубине (бентос); на подводных скалах (перифитон).

водоросли

К водорослям относят различное число (в зависимости от классификации) отделов эукариот , многие из которых не связаны общим происхождением. Также к водорослям часто относят синезелёные водоросли или цианобактерии, являющиеся прокариотами . Традиционно водоросли причисляются к растениям.

Отдел зеленые водоросли.

Зеленые водоросли делятся на одноклеточные и многоклеточные формы, содержат хлорофилл. У них встречаются все виды бесполого и полового размножения. Зеленые в. встречаются в соленых и пресных водоемах, в почве, на коре деревьев, на камнях и скалах. Этот отдел насчитывает до 20 тыс. видов и включает пять классов:

  • Класс волосковые — наиболее примитивные одноклеточные в. со жгутиками. Некоторые их виды представляют собой колонию.
  • Класс протококковые — одноклеточные и многоклеточные безжгутиковые формы
  • Класс улотриксовые — имеют нитчатое или пластинчатое строение слоевища.
  • Класс жаровые — строением напоминают высшие растения — хвощи.
  • Класс сифоновые — внешне похожи на другие в. или на высшие растения, состоят из одной многоядерной клетки, достигая размеров до 1 м.

Одноклеточная зеленая пресноводная водоросль — хламидомонада. Имеет овальную или круглую форму тела, на вытянутом переднем конце два жгутика. Хроматофор чашевидный, с пиреноидом, содержащим зерна крахмала. В передней части клетки красный глазок — это светочувствительный орган. Ядро одно, с маленьким ядрышком. Две пульсирующие вакуоли смещены к переднему концу клетки. Хламидомонада питается автотрофно, но при отсутствии света может перейти на гетеротрофное питание, если в воде присутствуют органические вещества. Размножается бесполым и половым путем. При бесполом размножении содержимое клетки (спорофит) делится на 4 части и образуются 4 гаплоидных зооспоры. С наступлением холодов 2 зооспоры сливаются, образуя диплоидную зиготоспору. Весной она делится митозом, вновь образуя гаплоидные в.

Спирогира — пресноводная зеленая многоклеточная нитчатая водоросль. Нити составлены одним рядом одноядерных цилиндрических клеток со спиралевидными хлоропластами и пиреноидами. Рост нити в длину происходит бесполо за счет поперечного деления клеток. Размножается частями нити или половым путем. Половой процесс называется конъюгацией.

отделы водорослей

Отдел бурые водоросли

Многоклеточные морские водоросли. Насчитывается ок. 1500 видов. Имеют желтовато- бурую окраску, обусловленную большим количеством желтых и бурых пигментов. Размер и форма их различны. Встречаются нитевидные, корковидные, шаровидные, пластинчатые и кустообразные растения. Слоевища (тела) многих видов содержат газовые пузырьки, удерживающие в. в вертикальном положении. Вегетативное тело расчленено на подошву или ризоиды, служащие органами прикрепления, и на простую или рассеченную пластину, соединяющуюся с подошвой черешком. Пигменты, придающие им бурый цвет, сосредоточены только в поверхностных слоях клеток, внутренние клетки талома бесцветны. Это свидетельствует о дифференциации клеток по функциям: фотосимтетической и загасающей. У бурых водорослей нет настоящей проводящей системы, однако, в центре слоевища имеются ткани, по которым передвигаются продукты ассимиляции. Всасывание минеральных веществ осуществляется всей поверхностью слоевища.

У бурых водорослей встречаются все формы размножения: вегетативное (при случайных отделениях частей слоевища), споровое, половое (три формы: изогамная, гетерогамная и моногамная).

Отдел красные водоросли (багрянки)

Встречаются обычно на больших глубинах теплых морей. Насчитывают ок. 4000 видов. Имеют расчлененное слоевище, ризоидом или подошвой крепятся к субстрату. Помимо обычных хлорофиллов и каротиноидов, в пластидах багрянок содержатся фикобилины. Другая их особенность — сложный половой процесс. Гаметы и споры красных водорослей лишены жгутиков и неподвижны. Оплодотворение происходит при пассивном переносе мужских половых клеток к женскому половому органу.

многообразие водорослей

Значение водорослей

Водоросли — первичные продуценты с высокой продуктивностью. С них начинаются большинство пищевых цепей морей, океанов и пресных водоемов Одноклеточные в. являются главным компонентом фитопланктона, который служит кормом многим видам водных животных. В. обогащают атмосферу кислородом.

Из водорослей получают много ценных продуктов. Например, из красных водорослей получают полисахариды агар-агар и карраген (используются для получения желе, в косметике и как пищевые добавки); из бурых водорослей получают альгиновые кислоты (применяют в качестве отвердителей, желеобразующих веществ в пищевой, косметической промышленности, для изготовления красок и паков).

водоросли

Конспект урока «Водоросли». Следующая тема:

Это конспект по теме «Низшие растения. Водоросли». Выберите дальнейшие действия:

Источник

Adblock
detector