Лекция Водоросли

Зеленые водоросли


Распространены зеленые водоросли в воде (преимущественно пресной), почве, в наземных местообитаниях. Среди водных форм много планктонных, перифитонных и бентосных. Многие живут на скалах, коре деревьев и на других вневодных субстратах. Они могут поселяться на других организмах как эпи- или эндобионты. Вступая в симбиоз с грибами, зеленые водоросли входят в состав лишайников. Массовое развитие зеленых водорослей может вызвать зеленое или красное «цветение» воды, почвы, снега, коры деревьев.

Зеленые водоросли используются как индикаторные организмы в системе экологического мониторинга. Многие виды – активные агенты самоочищения загрязненных вод. В рыбохозяйственных водоемах они являются первичным звеном трофической цепи гидробионтов. Некоторые зеленые водоросли – перспективные объекты биотехнологии для получения высококачественных кормовых добавок, ценных витаминных, ферментных и фармацевтических препаратов. Изучается возможность использования зеленых водорослей в качестве фотосинтетического звена в системе жизнеобеспечения космонавтов. Зеленые водоросли – ценные модельные объекты в разнообразных биологических исследованиях.

Хроматофоры разнообразны по форме, размерам и расположению в клетке. Клетка может содержать от одного до нескольких десятков и даже сотен хроматофоров. Хроматофоры окружены оболочкой из двух мембран.

Хроматофоры обычно окрашены в различные оттенки зеленого цвета, зависящие от преобладания хлорофилловаиbнад каротиноидами (α-, β-, γ-, ε-каротином и их окисленными производными – ксантофиллами: лютеином, неоксантином, виолаксантином, зеаксантином, антераксантином и др.).

Основной продукт ассимиляции – крахмал, откладывается внутри хроматофора вокруг пиреноида и в строме.

Диатомовые водоросли

Диатомовые водоросли - одноклеточные одиночные или колониальные организмы микроскопических размеров, характерной особенностью которых является наличие кремнистых панциря. Они могут иметь радиальную илидвустороннюю симметрию тела . Хлоропласты этих растений имеют желтовато-бурую окраску, которое определяется наличием зеленых, бурых и желтых пигментов.Преобладающим является каротин, также присутствуют ксантофилл идиатомин- специфический пигмент исключительно диатомовых водорослей. Запасными питательными веществами в клетках диатомей являются липиды в виде множества капель масел. Одно крупное ядро может содержать до восьми ядрышек. Под микроскопом различимы в клетке также митохондрии, комплекс Гольджи, крупная вакуоль с клеточным соком. Клетки диатомовых водорослей покрыты кремнистых панцирем, состоящим из двух половинок. Большая половинка накрывает меньше, как крышечка от коробки с кремом. В панцире есть норы, через которые обеспечивается обмен веществ с окружающей средой. Через них в клетку водоросли поступают питательные вещества, кислород, углекислый газ и т.п.. В двобичносиметричних диатомовых водорослей створки довольно часто имеют продольную щель - шов, благодаря которому они способны к скользящему движению. Такие движения могут осуществляться в ответ на механические воздействия, в направлении к свету, теплу и т.д.. Водоросли с радиальной симметрией, не имеют шва, не двигаются . Многие диатомовых водорослей способны выделять слизь. Диатомовые водоросли живут везде: в пресных и соленых водоемах, на болотах, на камнях и скалах, в почве и на почве, на снегу и льду, на коре стволов деревьев. Они встречаются даже на глубине 350 м, где укрывают дно .В природе диатомовые водоросли играют важную роль, являясь ценным источником пищи для многих мелких обитателей водоемов. С отмерших диатомовых водорослей образуются большие отложения горных пород, которые человек использует для изготовления фильтров, порошков для шлифовки металлов, а также как материал для звуковой и тепловой изоляции.Онипроизводят до 25% органического вещества Земли. Их роль – основной источник корма и начальное звено в пищевых цепях водных животных.В геологическом прошлом нашей планеты скопления створок диатомей сформировали крупные залежи осадочных пород – диатомитов, имеющих промышленное значение. На дне морей в настоящее время эти водоросли образуют диатомовые илы. В связи с тем, что панцири диатомей имеют правильную четкую организацию, их применяют для тестирования разрешающей способности оптических микроскопов.

Діатомеї поширені по всій земній кулі, живуть у прісних та солоних водоймах, ґрунті. Мул, утворений рештками діатомових водоростей, дістав назву «діатоміт». Його висушують та просочують певними речовинами, отримуючи вибухівку – динаміт, який винайшов наприкінці ХХ ст.. шведський інженер А. Нобель. Частину прибутків від виробництва вибухівки він заповів на підтримку найвидатніших науковців, письменників і політиків. Так з’явилася славнозвісна Нобелівська премія.

Бурые водоросли.

Средибурыхводорослейотсутствуютодноклеточныеиколониальныеформы,всеособимногоклеточные.Встречаютсякакоднолетние,такимноголетниевиды,возрасткоторыхможетдостигать15-18лет. Відомо близько 1,5 тис. видів. До них належать: ламінарія ( морська капуста), саргасум, фукус, макроцистис, лесонія та ін. Почти все бурые водоросли распространены преимущественно в холодных морях. Растут они на скалах, камнях, крупных раковинах или как эпифиты на других видах водорослей. Крупные формы представителей порядка ламинариальные (Laminariales) образуют обширные подводные леса. Наибольшего развития бурые водоросли достигают в , морях умеренных и приполярных широт, где содержание биогенных веществ достаточно высокое. Они произрастают от литоральной зоны до глубины 40–100 (200) м. Однако наиболее обширные и густые заросли встречаются до глубины 6–15 м.

Убурыхводорослейталломымогутбытьмикроскопическимиилидостигатьнесколькихдесятковметров(например,уMacrocystis,Nereocystis).Форматалломовсамаяразнообразная:стелющиесяиливертикальностоящиенити,корочки,пластинки(простыеилирассечённые),мешки, Бурі водорості – найкрупніші. Бурые водоросли обычно прикреплены к твердому субстрату, к примеру, камням, скалам, раковинам моллюсков, слоевищам других водорослей. Коренеподібні частини – ризоїди – охоплюють каміння, яке знаходиться на дні. По размерам они могут достигать от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров. Найдовша водорость, що досягає від 60 до 100 м, - макроцистис, трапляється вона в Тихому океані. Фукус утворює кущики заввишки до 1м. Многоклеточное слоевище окрашено от оливково-зеленого до темно-бурого цвета, так как в клетках, кроме хлорофилла, имеется значительное количество коричневых и желтых пигментов - каротиноидов, ксантофиллов.Эти растения имеют наиболее сложное строение из всех водорослей: у некоторых из них клетки сгруппированы в один-два ряда, чем напоминают ткани высших растений. Виды могут быть как однолетние, так и многолетние.

Таллом. У водорослей данной группы слоевища могут быть различной формы: стелющиеся либо вертикально «висящие» нити, пластинки (цельные или изрезанные) или ветвящиеся кусты. К твердому субстрату талломы прикреплены посредством ризоидов (подошвы).Для высших бурых водорослей порядка ламинариевых и фукусовых характерна дифференциация тканевых структур и появление проводящих систем.Клетки бурых водорослей разнообразны по форме и размерам. Оболочка клеток состоит из внутреннего целлюлозного (альгулозного) слоя и внешнего пектинового. Пектиновый слой образован обычно белковыми соединениями альгиновой кислоты и ее солей. Благодаря такому строению оболочка клеток может сильно набухать и превращаться в слизистую массу

Значение. Значение бурых водорослей в природе и жизни человека велико. Они являются главным источником органических веществ в прибрежной зоне морей. Их биомасса может доходить до десятков килограммов на 1 м². В зарослях этих водорослей, занимающих огромные площади, находят убежище, пищу и место размножения многие морские обитатели. В промышленности используются в производстве альгиновых кислот и их солей, для получения кормовой муки и порошка для изготовления лекарственных средств, содержащих в большой концентрации йод и ряд других микроэлементов.

Велика роль бурых водорослей в хозяйственной деятельности человека. Они являются ценным сырьем для получения альгинатов, которые широко используются в пищевой, медицинской, химической и ряде других отраслей промышленности. Некоторые водоросли (например, ламинария – «морская капуста») употребляются человеком в пищу. Выброшенные на берег бурые водоросли, богатые азотом и калием, используются как удобрения.

В аквариумах появление бурых водорослей связывают с недостаточным освещением.

красные водоросли (багрянки).

почти все обитают в морях. Это многоклеточные растения, достигающие значительной величины (до 2 м), их слоевище обычно так расчленено, что напоминает стебель и листья. Красные водоросли в своих мелких хроматофорах, кроме хлорофилла, содержат пигмент красного цвета —фикоэритрин, фикоциан.Окраска этих пигментов обусловливает окраску водорослей в розовый, красный, синеватый и другие цвета.Тело багрянок очень нежное, хрупкое. Великолепная их окраска, переливающаяся множеством тонов, от ярко-красной до почти черной. В сочетании с причудливыми очертаниями багрянок она обусловливает несравненную красоту подводного царства.

Відомо близько 4 тис. видів. До цього відділу належать: філофора, телесерія, порфіра, бангія та ін.. Назва відділу зумовлена тим, що вони містять, крім хлорофілу, червоні та жовті пігменти, різні поєднання яких зумовлюють різноманітне забарвлення слані – від червоного до жовтого. Червоні пігменти можуть уловлювати дуже слабке світло. У порфіри клітини утворюють пластинки, які віддалено нагадують листки. Делесерія містить частини слані, які нагадують корені, стебло і листки. Поширені в солоних водоймах, на мілководдях у прісних водоймах і навіть на вологому ґрунті суходолу.

 

 

Середовище життя водоростей.

Біле всього водоростей живе безпосередньо у водному середовищі. За способом життя їх можна розділити на планктонні ( фітопланктон) – мікроскопічні водорості, які пасивно зависають у товщі води й нездатні протистояти плинам; нейстонні (фітонейстон) – також мікроскопічні водорості, що живуть у верхньому шарі води, у поверхневій плівці, що безпосередньо межує з атмосферним повітрям; бентосі ( фітобентос) – водорості, прикріплені до ґрунту чи до предметів на дні (зазвичай у прибережній зоні водойм).

Видовий склад водоростей прісноводних водойм і морів різний. Так, наприклад, майже всі бурі й червоні водорості живуть у морях, приблизно половина діатомових водоростей представлена морськими видами, половина – прісноводними.

Крім морських і прісноводних водоростей, існують види цих рослин, що трапляються в солоних озерах, концентрація солей яких може буди найрізноманітнішою – аж до насичених розчинів. Їх об’єднують в екологічну групу водоростей солоних вод (галофітон). Цікаво, що морські форми в солоних озерах не трапляються – вважається, що такі форми вдруге розвинулися з прісноводних, що пристосувалися до підвищеної концентрації солей.

Дуже цікаву екологічну групу утворюють термофільні водорості ( термофітон), які живуть у гарячих мінеральних джерелах. Більшість їхніх видів найкраще почувають себе при + 35…+40, але можуть жити і при температурі +85. Деякі водорості пристосувалися до існування в забруднених гарячих водах, що спускаються фабриками і заводами.

Повітряні форми населяють поверхню скель,каменів, живуть на корі і листі дерев, на парканах, стінах і дахах будинків і навіть на шерсті тварин. Такі форми задовольняються невеликою кількістю води у вигляді дощу, що випадає, роси, бризок прибою, водоспаду тощо.

Особливу екологічну групу становлять ґрунтові водорості, середовищем мешкання яких є мікропорожнечі в поверхневому шарі ґрунту і плівка води,що обволікає їхні частки. Ще одна цікава група – холодолюбні водорості, які розвиваються на поверхні підталого снігу й льоду. Їх відомо близько 100 видів, серед яких переважають зелені, діатомові і синьо-зелені водорості.

Холодолюбні водорості,що інтенсивно розвиваються на поверхні снігу,забарвлюють його в різні кольори. Залежно від складу різних видів водоростей сніг може набувати червоних, зелених, бурих відтінків.

Червоного забарвлення снігу надає хламідомонада сніжна, у клітинах якої міститься червоний пігмент – астаксантин. Червоний сніг – досить звичайне явище на Кавказі, Північному Уралі, на Камчатці, в Арктиці тощо. Інтенсивність кольору варіює від рожевого до темно-малинового в залежності від кількості водоростей на одиницю площі, товщина забарвленого шару снігу досягає кількох сантиметрів, а площа кольорових ділянок може сягати до кількох квадратних кілометрів. У Високих Татрах трапляється інший вид хламідомонади, що забарвлює сніг у жовто-зелений колір.

Особливості води як середовища життя.

- Велика густина, яка підтримує тіла рослин, що живуть у водному середовищі.

- На кожні 10 м углиб удвічі збільшується тиск.

- З глибиною зменшується освітленість і насиченість води киснем.

- Незначні перепади температури.

- Уводі полегшений обмін речовин між організмом і середовищем.

- У воді рослини не мають проблем з розмноженням ( на суходолі проблема розмноження стає однією з найгостріших).

Значення водоростей у природі та в житті людини.

Водорості – це основний продукт харчування для водних тварин. Вони є найбільшим джерелом кисню у воді та повітря над водою. Ґрунтові водорості постачають у товщу води кисень, а їх відмерлі рештки утворюють органічну речовину ґрунту, що підвищує його родючість, беруть участь у ґрунтоутворенні. У водоростях високий вміст вітамінів (А,С,Е,В0, мінеральних солей, сполук Йоду та Брому, тому постійне вживання їх у їжу запобігає різним порушенням обміну речовин. З давніх-давен ліки із водоростей широко використовувалися для лікування ран, опіків. Особливо велике значення має ламінарія (морська капуста), яка використовується для лікування і профілактики атеросклерозу, тромбофлебіту, зоба. Кораліна, церамій ( червоні водорості) – глистогінний засіб, особливо для боротьби з аскаридами. На основі водоростей фармакологічна промисловість випускає водовмісні лікарські препарати. Велике значення для лікування захворювань опорно-рухової системи мають лікувальні грязі які утворилися за рахунок життєдіяльності водоростей у природі.

Продукти життєдіяльності водоростей і самі водорості широко використовуються в харчовій промисловості. Так, наприклад, із великих бурих водоростей виділяють альгінат, який використовується під час виготовлення морозива. Він надає йому значної гомогенності і не дає утворюватися кристаликам льоду. З водоростей, яка відома під назвою ірландський мох, отримують карагенан, який використовують в кондитерській промисловості. Близько 80 видів водоростей уживають і їжу. Із зелених використовують ульву (морський салат), з бурих – різні види ламінарій ( морська капуста). Серед червоних найчастіше вживають у їжу порфіру ( у Японії її вирощують штучно), гігартину. Майже всі їстівні водорості містять високопоживні компоненти. Із червоних водоростей одержують драглисту речовину – агар, яка використовується в кондитерській промисловості для виготовлення ласощів, як мармелад чи пастила.

У тваринництві постійно використовують корм для худоби, який виготовляють з бурих водоростей. У ньому міститься багато поживних та корисних речовин,зокрема сполук Йоду, необхідних для забезпечення нормального функціонування організму тварин. У сільському господарстві теж вдячні водоростям. Відмерлі водорості опускаються на дно водойм, де утворюють органічний мул. Його широко застосовують як добриво.

Хімічна промисловість теж не обходиться без водоростей. У слані бурих водоростей високий вміст особливої речовини, яка за здатністю склеювати різні предмети майже в 40 разів перевищує звичайний канцелярський клей. Її застосовують для просочування водонепроникних тканин, при виробництві картону. Також водорості є сировиною для виробництва високоякісного паперу (кладофора). З водоростей отримують різні органічні кислоти, спирти, барвники, йод, калійну селітру та інші речовини.

Моряки – сучасники Колумба – залишили чимало описів дійсно драматичних ситуацій, у які потрапляли їхні трищоглові каравели, заплутуючись у водоростях Саргасова моря. Скільки в цих описах правди, а скільки вимислів, ніхто не береться сказати. Нехай цим займаються історики мореплавання. Однак судячи з усього, водорості дійсно є завадою судноплавства, і якщо капітанам сучасних кораблів доводиться враховувати можливості таких зустрічей, то немає нічого дивного в тому,що екіпажі каравел паралельно з фантастичними морськими чудовиськами вважали зустріч із водоростевими зарослями небезпечною для своїх парусних судів.

Масове розмноження одноклітинних зелених та деяких інших водоростей у прісних водоймах призводить до «цвітіння» води, коли вода набуває зеленого кольору. У воді зменшується вміст кисню і відбувається масове вимирання водних тварин.

 

 

 

скачать софт