ВОДОРОСТІ

Загальна характеристика. Водорості — велика група найдавніших рослин.
Будова їхнього тіла і розміри характеризуються значною різноманітністю.
Існують одноклітинні, багатоклітинні і колоніальні форми мікроскопічних
розмірів (від тисячних часток міліметра), а також форми з різною будовою
слані, що досягають 30—45 м.

Водорості — єдина група організмів, серед яких зустрічаються прокаріоти
(синьозелені) і еукаріоти (решта відділів). В ядрах еукаріотних
водоростей виявлені структури, властиві ядрам інших еукаріотів:
оболонки, ядерний сік, ядерця, хромосоми.

Загальною ознакою всіх водоростей є наявність хлорофілу. Крім хлорофілу
водорості можуть містити й інші пігменти (фікоціан, фікоеритрин,
каротин, ксантофіл, фікосантин). Щ пігменти надають водоростям
червоного, бурого, жовто-зеленого кольору, маскуючи основний зелений.
Наявність пігментів у клітинах водоростей забезпечує автотрофний тип
живлення. Проте багато водоростей здатні за певних умов переходити на
гетеротрофне живлення (евгленові — в темряві) або поєднувати його з
фотосинтезом (міксотрофний тип живлення).

Кількість видів водоростей перевищує 40 тис. Проте класифікація їх не
завершена, оскільки не всі форми достатньо вивчені. У нашій країні
прийнято поділяти водорості на 10 відділів: синьозелені, пірофітові,
золотисті, діатомові, жовтозелені, бурі, червоні, евгленові, зелені,
харові. Найбільшу кількість видів налічують зелені (13—20 тис.) і
діатомові (10 тис.) водорості.

Поділ водоростей на відділи збігається зазвичай з їхнім забарвленням,
яке, як правило, пов’язане з особливостями будови клітин і слані.

Будова, склад і властивості клітинних компонентів водоростей
характеризуються великою різноманітністю. У процесі еволюції природний
добір зберіг найперспективніші форми, в тому числі такий тип клітинної
організації, який дав змогу рослинам перейти до наземного способу життя.

Розмноження водоростей буває вегетативним, безстатевим (за допомогою
спор) і статевим. У одного й того самого виду залежно від умов і пори
року способи розмноження різні. При цьому спостерігається зміна ядерних
фаз — гаплоїдної і диплоїдної.

Сприятливими умовами для зростання водоростей є наявність світла, джерел
вуглецю та мінеральних солей, а основним середовищем життя для них є
вода. Значний вплив на життя водоростей мають температура, солоність
води тощо.

За місцем зростання водорості поділяють на дві великі групи: ті, що
живуть у водоймах, та ті, що живуть поза водоймами. Серед тих, що живуть
у водоймах, виділяють такі екологічні групи: планктон — дуже дрібні
водорості, які знаходяться в товщі води у завислому стані
(хламідомонада, вольвокс, пандорина, мікроцистіс); бентос — водорості,
що живуть на дні водойм (харові, багато діатомових); перифітон —
водорості, якими обростають підводні предмети або вищі рослини водойм
(кладофора, червоні та бурі водорості морів). Населяють водорості і
гарячі джерела, а також водойми з підвищеною концентрацією солей.

Водорості, що живуть поза водоймами, також поділяють на групи: грунтові
(едафітон) — живуть у грунті або на грунті (ботридій, деякі вошерії), у
грунті живе понад 700 видів водоростей з різних відділів; наземні
(аерофітон) — на корі дерев, на скелях (трентеполія, плеврокок).

Багато водоростей вступають у симбіотичні зв’язки з іншими
представниками рослинного й тваринного світу. Особливе місце тут
належить симбіозу водоростей з грибами. У цьому симбіозі виникає така
біологічна єдність двох організмів, що призводить до появи третього —
лишайника, який відрізняється і від першого, і від другого.

Зелені водорості. Ознайомимося з представниками відділу зелених
водоростей, розглянувши з одноклітинних хламідомонаду, плеврокок і
хлорелу, з багатоклітинних нитчастих — улотрикс і спірогіру.

Хламідомонада — мікроскопічна одноклітинна водорість грушоподібної або
овальної форми. Поверхня клітини вкрита прозорою безбарвною пектиновою
оболонкою. На передньому кінці тіла оболонка утворює невелике випинання
— носик, від якого відходять два джгутики. За допомогою цих джгутиків
водорість рухається. Всю внутрішню частину клітини займає цитоплазма з
великим чашоподібним хлоропластом (хроматофором) зеленого кольору. В
нижній потовщеній частині хлоропласта розміщений кулястий піреноїд
(зона, де найактивніше синтезуються й нагромаджуються поживні речовини),
який містить багато білків і оточений зернами крохмалю. На верхній
частині хроматофора знаходиться добре помітне червоне вічко, насичене
каротином. Функція його невідома. В заглибині хроматофора розміщене
велике кулясте ядро з добре помітним ядерцем. Спереду біля основи
джгутиків розміщені дві пульсівні вакуолі.

Хламідомонади розмножуються статевим і безстатевим шляхом. При
безстатевому розмноженні клітина втрачає джгутики, її ядро, хлоропласт і
цитоплазма Діляться на 4 (рідше 8) клітин — зооспор. У кожної дочірньої
клітини виростає по 2 джгутики, оболонка материнської клітини руйнується
і зооспори виходять у воду.

У такий спосіб водорості розмножуються дуже швидко. Же через добу
дочірні клітини знов діляться.

При статевому розмноженні в материнській клітині утворюються гамети.
Вони подібні до зооспор, однак кількість значно більша — 32 або 64 в
одній клітині. Після дозрівання гамети виходять з материнської клітини і
попарно з’єднуються, утворюючи зиготу. Вона вкривається захисною
оболонкою і переходить у стан спокою. Через який час зигота виходить з
оболонки і ділиться мейотично з утворенням 4 гаплоїдних зооспор.

Хламідомонади живуть у невеликих, дуже забруднених водоймах, що добре
прогріваються (калюжі, стічні канави). У таких водоймах вони дуже швидко
розмножуються і спричинюють «цвітіння» води. Оскільки поряд з
автотрофним способом живлення клітини хламідомонад поглинають розчинені
органічні речовини, вони тим самим сприяють процесу очищення забрудненої
води (самоочищенню). Цей процес можна спостерігати у відстійниках,
очисних спорудах міської каналізації.

Уже через кілька днів після чергового викидання стічних вод водойма
очищається. Вода стає чистою і прозорою до дна. Водоростей — активних
санітарів — уже немає в товщі води, їхні зиготи опустились на дно і там
«відпочивають» до чергового забруднення, яке знов їх активізує.

Плеврокок — мікроскопічна одноклітинна наземна водорість без джгутиків.
Під щільною безбарвною оболонкою клітини знаходяться цитоплазма, ядро і
пластинчастий хлоропласт. Зазвичай клітини поєднані в групи по 4—6 і
більше у вигляді пакетів, іноді утворюють короткі нитки. Пакети можуть
розпадатися на окремі клітини» кожна з них існує самостійно і швидко
починає ділитися.

Клітини плеврокока діляться в двох взаємно перпендикулярних напрямках,
утворюючи нові пакети. Статевого розмноження немає, зооспори не
утворюються. Поселяється плеврокок на корі старих дерев, особливо на
північному боці на землі в сирих місцях, на стінках глиняних горщиків з
кімнатними рослинами, утворюючи на них разом з іншими водоростями
зелений наліт. Плеврокок входить до складу слані багатьох лишайників.

Хлорела — одноклітинна зелена водорість, має вигляд мікроскопічної
нерухомої (без джгутиків) кульки до 15 мкм у діаметрі. Зовні клітини
вкриті твердою двоконтурною оболонкою целюлозної природи. В цитоплазмі
міститься один чашоподібний хлоропласт з одним піреноїдом у потовщеній
його частині. Ядро одне, однак у живій клітині без спеціальної обробки
його не видно.

Розмножується лише нестатевим шляхом. При цьому в материнській клітині
утворюється 4—8 апланоспор, які через розрив оболонки виходять у воду й
набувають вигляду дорослої особини.

Хлорела невибаглива до умов існування і здатна до інтенсивного
розмноження, тому зустрічається всюди: у прісних водоймах, морях і
грунті. Вона може вступати у симбіоз з різними організмами, входить до
складу лишайників.

Клітина хлорели — зручний об’єкт для різних досліджень. Хлорела —
основний об’єкт масового культивування водоростей для практичного
використання в різних напрямах. Значну роль у формуванні підвищеного
інтересу до неї відіграв її хімічний склад. У перерахунку на суху
речовину хлорела містить повноцінних білків 40 % і більше, ліпідів — до
20 %, вуглеводів — до 35 %, зольних речовин — до 10 %. Є вітаміни групи
В, аскорбінова кислота (віт. С) і філохінони (віт. К). Знайдено
речовину, яка має антибіотичну активність — «хлорелін». У деяких країнах
хлорелу використовують у їжу після спеціальної обробки, Що поліпшує її
засвоєння. Для споживання використовують свіжу біомасу хлорели або
спеціальну пасту з неї.

Крім одноклітинних форм до відділу зелених водоростей належать і
багатоклітинні нитчасті. Форма їхнього тіла має вигляд простих або
розгалужених ниток, що безперервно ростуть у довжину в результаті поділу
клітин упоперек. Найтиповішими представниками нитчастих водоростей є
улотрикс і спірогіра.

Улотрикс дуже поширений у річках, живе, прикріплюючись до підводних
предметів, утворюючи яскраво-зелені обростання. Баговиння улотрикса
складається з нерозгалужених ниток різної довжини, які на початку росту
прикріплюються до субстрату безбарвною видовженою клітиною — ризоїдом.
Клітини ниток циліндричні або бочкоподібні, короткі. Кожна клітина має
ядро, пристінний хлоропласт у вигляді неповного кільця і один або кілька
піреноїдів.

Розмноження вегетативне, безстатеве і статеве. При вегетативному
розмноженні нитка улотрикса розпадається на короткі сегменти, кожний з
яких росте, утворюючи нову нитку.

Безстатеве розмноження здійснюється за допомогою зооспор, які формуються
в клітинах. Зооспори — яйце або грушоподібні клітини з чотирма
джгутиками на передньому кінці, червоним вічком і двома пульсівними
вакуолями. Кожна зооспора, вийшовши назовні, через деякий час
прикріплюється до субстрату і проростає в дорослу особину.

При статевому розмноженні в клітинах нитки формуються гамети, подібні до
зооспор, однак лише з двома джгутиками. Гамет у кожній клітині більше,
ніж зооспор. З’єднуючись попарно, гамети однієї й тієї самої або частіше
різних ниток утворюють зиготу. Вона залишається рухливою недовго, скоро
осідає на дно водойми, втрачає джгутики і вкривається товстою оболонкою,
що захищає її від несприятливих умов. Під час проростання зиготи
відбувається редукційний поділ з утворенням 4—16 гаплоїдних особин.

Спірогіра — одна з найпоширеніших зелених нитчастих водоростей у
прісноводних басейнах. Довгі нитки слані утворюють сплетення (баговиння)
яскраво-зеленого кольору, до субстрату вони не прикріплюються і вільно
плавають у воді.

Нитки спірогіри завдовжки від кількох міліметрів до 810 см не галузяться
і складаються з одного ряду однакових видовжених циліндричних клітин.
Кожна клітина має двошарову оболонку, яка зовні вкрита слизовим чохлом.
Внутрішній шар оболонки складається з целюлози, зовнішній — з пектинових
речовин. Целюлозна оболонка оточує цитоплазму, в якій розміщені
спіральне закручені зелені стрічкоподібні хлоропласти з численними
піреноїдами. Велике ядро з добре помітним ядерцем розміщене в
центральній частині клітини, оточене шаром цитоплазми, який сполучений з
пристінним шаром тяжами. Проміжки між тяжами заповнені вакуолями.

Спірогіра розмножується вегетативне і статевим шляхом, спор вона ніколи
не утворює. Вегетативне розмноження відбувається в разі випадкового
розриву ниток або розпадання її на окремі клітини за несприятливих умов.
З кожної частини нитки або окремої клітини утворюються нові особини
поділом клітин.

Статеве розмноження здійснюється кон’югацією. При цьому дві нитки, зовні
подібні, зближуються. З клітин ниток, розміщених одна навпроти одної,
утворюються вирости. При стиканні цих виростів перегородки їх зникають і
вміст «чоловічої» клітини переливається в «жіночу». В результаті цього
злиття утворюється зигота, яка вкривається товстою оболонкою і після
певного періоду спокою проростає. При цьому вона ділиться мейозом,
утворюючи чотири гаплоїдні клітини. Три з них — дрібні — відмирають, а
одна — велика — разом із вмістом зиготи утворює проросток нової особини,
який дає початок новій нитці.

Цікавим є відділ Бурі водорості. Серед них можна спостерігати і
мікроскопічні нитчасті організми, і гіганти, що сягають 30—50 м
завдовжки (наприклад, макроцистіс). Бурих водоростей існує близько 1500
видів; це фітобентос переважно холодних морів та океанів усього світу,
заселяють мілководдя, але зустрічаються і далеко від берегів. У Чорному
морі біля берегів України трапляються такі бурі водорості, як диктіота,
цистпозира. За зовнішнім виглядом бурі водорості можуть нагадувати
кущики, гіллясті шнури. Крім хлорофілу вони містять пігмент фукоксантин
(бурий). Піреноїдів немає. Це найорганізованіший відділ водоростей.
Талом у багатьох видів диференційований на різні тканини (асиміляційна,
запаслива та механічна тканини з потовщеними стінками). Бурі водорості
утворюють підводні «луки» та величезну кількість біомаси. Наприклад, це
всім відома морська капуста, або ламінарія. Найскладніше організованими
серед бурих водоростей є саргасуми. Ці багаторічні водорості живуть
компактно в Атлантичному океані (Саргасове море). Саме тут нереститься
вугор.

Вегетативне розмноження відбувається частинками талому; безстатеве —
зооспорами, у деяких спорами особливої будови; статеве — сперматозоїдами
та яйцеклітинами.

Червоні водорості (близько 4000 видів) — багато в чому подібні до бурих.
Сучасна наука виділяє їх із загальної групи водоростей в окреме
підцарство, зважаючи на те, що вони мають надто своєрідні форми
спороношення і статевого розмноження. В їхньому життєвому циклі
змінюється три покоління, а не два, як в інших рослин. Рухливих стадій у
циклі розвитку немає. Більшість червоних водоростей — дводомні рослини.
Агар-агар — це речовина, яку виробляють з багрянкового крохмалю,
продукту фотосинтезу червоних водоростей. У Чорному морі зростає церамій
червоний, якого хвилями викидає на берег під час шторму.

Роль водоростей у природі. Водорості — планктонні і бентосні, наземні й
грунтові — відіграють важливу роль у природі. Разом з іншими водяними
рослинами вони виробляють близько 80 % усієї маси органічних речовин, що
утворюються на Землі. Серед них найпродуктивнішими є планктонні завдяки
своїй здатності швидко розмножуватись.

Наземні водорості часто виступають у ролі піонерів рослинності,
поселяючись на безплідних ділянках суші: скелях, пісках. У симбіозі з
грибами водорості утворюють своєрідні організми — лишайники.

Водорості — одні з найдавніших організмів, що населяють нашу планету.
Від них виникли наземні рослини. Збагативши атмосферу киснем, вони
зумовили можливість існування різноманітного світу тварин і сприяли
розвитку аеробних бактерій. Завдяки їхній діяльності в атмосфері
з’явився озоновий екран, який захищає Землю від радіаційного
випромінювання. Органічні речовини, які створюють водорості в процесі
фотосинтезу, стають їжею для бактерій і тварин, зокрема риб.

Водорості беруть участь у колообігу речовин у природі, в поліпшенні
газового режиму водойм та утворенні відкладів сапропелю (органічного
мулу).

Зарості великих водоростей є укриттям для розмноження багатьох
побережних тварин і дрібних водоростей. З водоростей утворились потужні
поклади гірських порід: у крейдяних породах 95 % становлять рештки
оболонок деяких золотистих водоростей, діатоміти на 50—80 % складаються
з панцирів діатомових водоростей.

Рифи в морях і океанах також формуються за участю водоростей. Так, у
рифах островів Фіджі в Тихому океані водоростей майже в 3 рази більше,
ніж коралів.

Значення водоростей у народному господарстві. Водорості широко
використовують у народному господарстві. Багато з них людина здавна
використовувала в їжу (ламінарію, порфіру), на корм худобі, як добрива.

Діатоміти використовують у харчовій, хімічній, фармацевтичній
промисловості, будівництві. Бурі водорості є сировиною для добування
альгінатів (солей альгінової кислоти), які застосовують у різних галузях
народного господарства. Так, на основі альгінату натрію виготовляють
клей, який використовують у текстильному виробництві, для проклеювання
паперу, скріплення цементу. Плівки з альгінату натрію, нанесені на
бетонні споруди, метали, верстати, деревину, захищають їх від корозії,
гниття, руйнування.

З червоних водоростей (філофора) добувають агар, який використовують у
мікробіології та кондитерській промисловості, із зелених (кладофора,
ризоклоніум) виготовляють папір. Деякі види водоростей мають цілющі
властивості і використовуються в медицині (ламінарії, лікувальні грязі з
синьозеленими водоростями; добування йоду).

Багато водоростей є біоіндикаторами під час санітарнобіологічної оцінки
вод або виконують функцію активних санітарів забруднених водойм.

У деяких країнах водорості вирощують у штучних водоймах для промислового
виробництва органічних речовин.

Разом з тим водорості можуть мати і негативне значення. Так, у разі
масового розмноження у водоймах вони спричинюють «цвітіння» води,
роблячи її непридатною для використання, забруднюють насосні станції та
водоводи, деякі види вкривають днища суден, буї, погіршуючи їх
експлуатацію.

Похожие записи

Реферат

на тему:

“Водорості”

У групу водоростей поєднують нижчі рослини, тіло яких не розчленовано
на органи і тканини і називається сланню (талломом). Водорості
надзвичайно різноманітні й у систематичному відношенні являють собою
сукупність декількох відособлених відділів рослин, – імовірно,
самостійних по своєму походженню й еволюції. Про це говорять істотні
розходження в наборі пігментів у різних групах водоростей, деталях
тонкої структури хлоропластів (які у водоростей часто називають
хроматофорами), продуктах фотосинтезу, що накопичується в клітці, у
будівлі жгутикового апарата і т.д.

Ламінарія

Серед водоростей є дрібні одноклітинні, колоніальні і багатоклітинні –
іноді дуже великі – організми. Різна і фарбування водоростей: крім
хлорофілу, що існує в декількох формах (a, b, c, d, e) і каротиноїдів, у
їхніх хлоропластах присутні й інші пігменти: фікоціанін, фікоеритрин,
фікоксантін, ксантофілл і т.д., що часто маскують основне зелене
фарбування, роблячи тіло водоростей бурим, червоним, жовто-зеленим,
золотавим і т.д.

Клітки більшості водоростей мають клітинну стінку, що складається з
аморфного, утвореного геміцелюлозами і пектиновими речовинами матрікса,
у який занурені волокна целюлози. Нерідко до складу клітинної стінки
водоростей входять і інші, специфічні, компоненти: солі кальцію
(ацетобулярія, харові водорості, багато червоних водоростей), солі
заліза (вольвокс), спорополленін (хлорелла, сценедесмус і ін.), хітин
(кладофора, едогониум). Ці компоненти нерідко формують структуру, схожу
на панцир. У діатомових водоростей матрікс клітинної стінки також
пектиновий, але містить як кістякову речовину не целюлозу, а кремнезем.

Хлоропласти (хроматофори) водоростей, на відміну від хлоропластів вищих
рослин надзвичайно різноманітні за формою. Вони можуть мати вид чи зерен
дисків, розташованих у постінному шарі цитоплазми, бути чашоподібними
(хламідомонада), у виді кільця, що оперізує клітку (улотрікс), мати вид
стрічки, розташованої по спіралі (спірогира). В одноклітинних рухливих
водоростей на передньому кінці клітки добре помітне цегляно-червоне чи
вічко стигма, що складається з гранул, що містять пігмент астаксантин
(гематохром). У більшості водоростей такі вічка є частиною хлоропласта.

Різноманітні також способи розмноження водоростей, їхні життєві цикли,
особливості чергування статевого і безстатевого поколінь.

Макроцистіс – велетень серед водоростей

Водорості, що не мають покривів, що захищають їх від висихання і
провідних елементів, що доставляють воду до різних ділянок тіла, не
можуть активно існувати в умовах зниженої вологості. Більше усього
водоростей живе безпосередньо у водяному середовищі. По способі життя їх
можна розділити на планктонні (фітопланктон) – мікроскопічні водорості,
пасивно зважені в товщі води і нездатні протистояти плинам; нейстонні
(фітонейстон) (від гречок. “неїн” – плавати) – також мікроскопічні
водорості, що живуть у самому верхньому шарі води, у поверхневій плівці,
що безпосередньо граничить з атмосферним повітрям і бентосні
(фітобентос) – водорості, прикріплені до чи ґрунту предметам на дні
(звичайно в прибережній зоні водойм).

Серед бентосних водоростей виділяють групу мікроскопічних водоростей
вапняного субстрату (кальцефілів). Вони виділяють органічні кислоти, що
розчиняють вапно, у результаті чого субстрат, на якому вони поселяються
– скелі, раковини, корали, виявляється пронизаний тонкими канальцями.
Тому іноді ці водорості називають ще “свердлувальними”.

Основну масу природних водойм чи складають моря й океани, у воді яких
міститься близько 35 м солей на 1 л води, чи прісноводні басейни, у воді
яких солі міститися приблизно в кількості 0,01 – 0,5 м на 1 л. Видовий
склад водоростей прісноводних водойм і морів різний. Так, наприклад,
майже всі бурі і червоні водорості живуть у морях, приблизно половина
діатомових водоростей представлена морськими видами, половина –
прісноводними.

Прісноводний фітопланктон складається переважно з зелених
(Chlamydomonas, Chlorella, Volvox, Pandorina, Eudorina, Gonium, а в
заболочених водоймах – Cosmarium, Closterium, Desmidium і ін.),
синьо-зелених (Anabaena, Microcystis, Aphanizomenon) діатомових
(Asterionella, Tabellaria, Fragilaria) і золотавих водоростей.

У морському фітопланктоні переважають діатомові і перідинієві
водорості, а зелені і синьо-зелені менш численні. З останніх тільки
Oscillatoria erythraea може розвиватися так сильно, що викликає
“цвітіння” води в тропічних морях. А от жгутикові форми з відділу
пірофітових водоростей у морях представлені великою кількістю видів, чим
у прісних водах.

Крім морських і прісноводних водоростей, існують види цих рослин, що
зустрічаються в солоних озерах, концентрація солей яких може бути
найрізноманітнішої – аж до насичених розчинів. Їх поєднують в екологічну
групу водоростей солоних вод (галофитон). Цікаво, що морські форми в
солоних озерах не зустрічаються – вважається, що такі форми вдруге
розвилися з прісноводних, що пристосувалися до підвищеної концентрації
солей.

Дуже цікаву екологічну групу складають термофільні водорості
(термофітон), що живуть у гарячих мінеральних джерелах. Більшість їхніх
видів найкраще почуває себе при +35… +40 ос, але деякі можуть жити і
при температурі +85 ос. Деякі водорості пристосувалися існувати і
забруднених гарячих водах, що спускаються фабриками і заводами.

Але водорості можна зустріти не тільки у водоймах. Аерофільні їхньої
форми (аерофітон) – населяють поверхня скель, каменів, живуть на корі і
листах дерев, на заборах, стінах і дахах будинків і навіть на вовні
тварин. Такі форми задовольняються невеликою кількістю води у виді дощу,
що випадає, роси, бризів прибою, водоспаду і т.д.

Особливу екологічну групу складають ґрунтові водорості (фітоедафон),
середовищем мешкання яким є мікропорожнечі в поверхневому шарі ґрунту і
плівка води, що обволікає її частки.

Ще одна цікава група – кріофітон, холодолюбиві водорості, що
розвиваються на поверхні підталого снігу і льоду. Їх відомо приблизно
100 видів, серед них яких переважають зелені, діатомові і синьо-зелені
водорості, але невеликим числом видів представлені і золотаві, і
пірофітові.

Кріофільні водорості, що інтенсивно розвиваються на поверхні снігу,
офарблюють його в різні кольори. У залежності від складу видів сніг може
здобувати червоні, зелені, жовті, бурі відтінки.

Червоне фарбування снігу додає хламідомонада сніжна (Chlamydomonas
nivalis), у клітках якої міститься червоний пігмент астаксантін.
Червоний сніг – досить звичайне явище на Кавказу, Північному Уралу, на
Камчатці, в Арктиці, і т.д. Інтенсивність кольору варіює від рожевого до
темно-малинового в залежності від кількості водоростей на одиницю площі,
товщина пофарбованого шару снігу досягає декількох сантиметрів, а площа
пофарбованих ділянок може доходити до декількох квадратних кілометрів.

У Високих Татрах зустрічається інший вид хламідомонади – Chlamydomonas
flavo-virens, що офарблює сніг у жовто-зелений колір. У Гренландії,
Альпах відзначали позеленіння снігу, причиною якого були не тільки види
роду Chlamydomonas, але і види роду Raphidonema і деякі десмідиєві
водорості. Бурувато-жовте фарбування звичайно додають снігу діатомові.

Фукус

Водорості відіграють величезну роль у загальному круговороті речовин у
природі. У Світовому океані маса фітопланктону складає близько 1,5 млрд.
т, а за рік морські водорості створюють близько 550 млрд. тонн біомаси,
що складає приблизно 1/4 всіх органічних речовин планети. Водорості
являють собою початкову ланку в ланцюгах харчування водяних екосистем, а
також є також важливим постачальником кисню в атмосферу.

Водорості, що живуть у ґрунті, активно беруть участь у процесах її
формування.

Геохімічна роль водоростей зв’язана насамперед із круговоротом кальцію і
кремнію. Рифи – величезні геологічні утворення, створені живими
організмами, найчастіше острова і навіть цілі архіпелаги, на яких живуть
люди. Постійними будівельниками рифів є не тільки корали, але і різні
групи водоростей, здатні концентрувати у своєму тілі карбонат кальцію.
Це переважно червоні, зелені і синьо-зелені водорості. В оболонках
кліток червоних водоростей літотамний (Lithothamnion), що іноді
називають кам’яними водоростями, відкладається така велика кількість
карбонату кальцію, що вони здобувають міцність каменю, замуровуючи
частини колоній, що відмирають.

У деяких рифах водорості навіть переважають над коралами. Наприклад, у
рифах островів Фіджі в Тихому океані їх майже в три рази більше, ніж
коралів. Часто гіллясті низькі кущики, кулясті і сланкі корковидні
колонії червоних кораллінових водоростей, переплітаючи разом, утворять
по краї коралового рифа вапняну масу у виді гребеня.

Процес утворення рифів продовжується вже сотні мільйонів років. Вивчення
древніх рифових будівель дозволяє судити про розташування суші і моря в
минулі геологічні епохи, про розвиток життя в ті далекі часи. Так,
основну масу вапняків хребта Кара-Чатир у Південній Фергані в
кам’яновугільний час створили рифоутворюючі сифонові водорості. У Криму
по ріці Каче виявлені рифи пермського періоду, майже цілком утворені
сифоновою водорістю міццією. Такі ж міццієві рифові вапняки описані в
Югославії, Греції, Японії, США (штати Оклахома і Колорадо), Північному
Іракові. В Альпах потужність товщі вапняків, що представляє собою
водорослево-коралловие рифи юрського періоду, досягає 1000 м. У юрському
періоді виникли і рифові будівлі червоних водоростей у Криму, утворивши
мальовничі вершини Яйли, Ай-Петрі, Чатирдаг і ін.

Рифові вапняки – коштовний будівельний матеріал, карбонат кальцію рифів
відрізняється високою чистотою і його використовують при виробництві
найвищих марок цементу. У Східному Саяне і на східному схилі Уралу до
древніх рифів присвячені поклади алюмінієвих бокситових руд. З рифовими
будівлями тісно зв’язані родовища нафти Башкирії: поховані під могутнім
шаром більш молодих порід древні рифи, утворені водоростями і
моховинками в кам’яновугільному періоді, виявилися колекторами
величезних запасів “чорного золота”.

Панцир кліток діатомових водоростей, як уже було сказано, містить у собі
велика кількість кремнію (до 75 % від сухої маси всієї клітки). При
сприятливих умовах діатомеї інтенсивно розмножуються, витягаючи з води
розчинену в ній кремнієву кислоту. Навесні під час масового розвитку
(“цвітіння” води), у поверхневому шарі нараховується до 12 млн. кліток
діатомей у 1 л води. У Світовому океані ці водорості щорічно витягають з
води і використовують для побудови своїх панцирів до 150 х 109 т
кремнезему. А відмираючи, клітки діатомей опускаються на дно – за 1000
років вони можуть утворити осад товщиною до 30 див. Так виходять породи,
що називаються діатоміти і можуть місцями досягати потужності в кілька
сотень метрів.

Водорості древніх епох “відповідальні” і за створення інших гірських
порід. У третинних відкладеннях Киргизи і Туви присутні харацити –
вапняки, складені майже винятково залишками харових водоростей. А в
штаті Колорадо, у парку Пері знайдений дванадцатиметровий шар
раннедевонского харацита, що простирається на 240 м. Скупчення графіту в
доломітах Трансваалю ( що відноситься до архейської ери) – не що інше як
залишки колоній водоростей, що жили 2 млрд. 600 млн. років тому. По
своїх особливостях вони найбільш близькі до синьо-зеленого.

У багатьох районах земної кулі поширені товщі своєрідних вапняків, що
одержала назви “плойчаті вапняки”, “скорлупові породи” чи
“строматоліти”, що в перекладі значить “килимовий камінь”. Зовні ці
вапняки нагадують численні стопки годинних стекол, щільно притиснуті
друг до друга. Установлено, що строматоліти – це будівлі колоній
синьо-зелених водоростей. За багато тисячоріч вони утворили шаруваті
товщі вапняків потужністю до 200 м, що простираються іноді на кілька
кілометрів. Такі вапняки зустрічаються в Європейській частині Росії, на
Уралі, у Східному Сибіру, Чукотці, у Західній Європі, Китаї, Манчжурии,
Екваторіальній Африці, Канаді, США. Самі могутні, до 1000 м висотою,
водорослевие будівлі описані в Австралії.

Вивчення строматолітів дозволяє визначити, як проходили берегові лінії
давно зниклих морів і океанів, які були умови на планеті в ті минулі
часи. І це представляє не тільки науковий інтерес, але має і велике
практичне значення, тому що для пошуків корисних копалин, зв’язаних з
докембрийським породами (залізних, марганцевих, кобальтових, уранових
руд, золота, міді, фосфоритів) геологам важливо знати про умови, що
існували тоді на Землі.

Якщо розглянути в мікроскоп звичайна крейда, то при невеликих
збільшеннях у ньому добре видні вапняні раковини форамініфер, але при
збільшеннях більш ніж у 1000 разів там виявляється і безліч прозорих
пластинок величина яких не перевищує 10 мкм. Це так називані кокколити –
частки вапняного панцира золотавих водоростей кокколітофорид. За
допомогою електронного мікроскопа встановлено, що крейдові породи майже
на 95% складаються з кокколітів.

Людина не тільки дихає киснем, виділюваним водоростями, ловить рибу, що
існує завдяки водоростям і використовує будівельний матеріал, створений
древніми водоростями. Він активно використовує і самі водорості, і
продукти їхньої переробки. У багатьох країнах водорості використовують
як харчові продукти: вони багаті білками, вітамінами і мікроелементами,
особливо солями йоду і брому, завдяки чому їх рекомендують
використовувати в дієтичному харчуванні. Так, ламінарію (морську
капусту) рекомендують при порушеннях функції щитовидної залози, для
профілактики атеросклерозу. З деяких водоростей (спіруліна) виготовляють
різні харчові добавки, покликані збагатити звичайний раціон сучасної
людини необхідними для здоров’я речовинами. Деякі бурі водорості
застосовують для годівлі домашнього тварин і як добрива.

Саргасси – водорості тропічних морів

З морських водоростей одержують широко застосовувані в багатьох галузях
промисловості агар-агар і альгин. По фізичних властивостях агар схожий
на тваринний желатин, але залишається твердим при більш високій
температурі. Агар використовують у мікробіології для готування середовищ
при культивуванні мікроорганізмів, на основі агару роблять капсули і
таблетки з антибіотиками, вітамінами, сульфопрепаратами, особливо коли
потрібно повільне рассасивание. Агар додають замість крохмалю в хліб для
хворих діабетом, застосовують як ліки при розладах кишечнику. Широко
застосовують агар у харчовій промисловості. На ньому готують желе,
мармелад, м’які цукерки, варення, тому що він охороняє їх від
зацукровування; його використовують при виготовленні м’ясних і рибних
консервів у желе, для очищення вин. Альгин і альгинати, одержувані з
бурих водоростей, володіють чудовими властивостями, що клеять. Їх
додають у харчові продукти. у таблетки при виготовленні лікарських
препаратів, використовують при виробленні шкір, при виробництві папера і
тканин. З альгинатов роблять розчинні нитки, використовувані в хірургії.

Співвідношення диплоидной і гаплоидной фаз у життєвому циклі водоростей
по-різному. Редукційний розподіл може відбуватися безпосередньо після
злиття гамет (зиготическая редукція), у результаті чого всі клітки
рослини, що розвивається, виявляються гаплоидними. Наприклад, у багатьох
зелених водоростей зигота – єдина диплоидная стадія в циклі розвитку, а
уся вегетативна фаза проходить у гаплоидном стані.

В інших водоростей, навпроти, що розвивається з зиготи вегетативна фаза
диплоидна, а редукційний розподіл відбувається тільки безпосередньо
перед утворенням гамет (гаметическая редукція). Такі, наприклад, усі
діатомові водорості і деякі бурі (представники порядку фукусових).

Нарешті, у ряду водоростей редукційний розподіл ядра, що проходить після
деякого часу існування диплоидного таллома, приводить до утворення не
гамет, а суперечка (спорическая редукція). Відмінність полягає в тому,
що суперечки не зливаються попарно – кожна з них дає початок новій
рослині, клітки якого виявляються гаплоїдними. Надалі на такій рослині –
уже без редукційного розподілу – утворяться гамети, злиття яких знову
приводить до утворення диплоїдного організму. У цьому випадку говорять
про чергування поколінь: диплоїдного – утворюючого суперечки – спорофіта
і гаплоїдного – гаметофіту. Спорофіт і гаметофит можуть бути практично
однакові по зовнішньому вигляді (ізоморфна зміна поколінь, характерна
для ряду видів зелених, – ульва, кладофора, деяких порядків бурих і
більшості червоних водоростей) чи різко розрізнятися (гетероморфна зміна
поколінь, широко розповсюджена серед бурих водоростей, але що
зустрічається й у зелених і червоних).

Систематика водоростей

У систематичному відношенні водорості являють собою сукупність декількох
відособлених груп рослин, імовірно, самостійних по своєму походженню й
еволюції. Поділ водоростей на групи в основному збігається з характером
їхнього фарбування, що, у свою чергу, зв’язано з набором пігментів, а
також засновано на загальних особливостях будівлі. При такому підході
виділяється 10 груп водоростей: Синьозелені (Cyanophita), пирофитовие
(Pyrrophyta), золотаві (Chrysophyta), діатомові (Bacillariophyta),
жовто-зелені (Xanthophyta), бурі (Phaeophyta), червоні (Rhodophyta),
евгленовие (Euglenophyta), зелені (Chlorophyta) і харовие (Charophyta).

У нашій країні більшість систематиків дотримують точки зору про поділ
всіх організмів на чотири царства – бактерії, гриби, рослини і тварини.
До власне водоростей у цьому випадку відносяться всі перераховані вище
групи (відділи в царстві рослин), крім синезелених. Останні, будучи
прокариотическими організмами, попадають у царство бактерій.

Існують і інші класифікації. Наприклад, деякі закордонні систематики
поділяють усі живі організми на п’ять царств: Monera (доядерние),
Protista (еукариотические одноклітинні чи складаються з багатьох клеток,
не диференційованих на тканині), Animalia (тварини), Fungi (гриби),
Plantae (рослини). У цьому випадку Синьозелені водорості також відносять
до царства Monera, тоді як інші відділи водоростей попадають у царство
Protista, тому що, не маючи диференційованих тканин і органів, не можуть
вважатися рослинами. Існує і така точка зору, відповідно до якої різні
групи водоростей одержують ранг окремих царств.

Синезелені водорості (ціанобактерії)

Як уже були сказано, Синьозелені водорості є прокариотическими
організмами, тобто не мають типовими, обмеженими мембранами клітинних
ядер, хроматофорів, мітохондрій, елементів ендоплазматической мережі і
вакуолею з клітинним соком. Тому їх звичайно відносять не до рослин, а
до царства бактерій. Подібність же їх з еукариотическими водоростями
виражається в особливостях біохімії пігментів і фотосинтезу. При цьому
найбільш подібним із синьозеленим набором пігментів і запасних живильних
речовин володіють червоні водорості. Для обох цих груп також характерна
відсутність рухливих жгутикових стадій.

Свердлувальні (1, 2) і туфообразующие (3, 4) Синьозелені водорості

Синьозелені водорості можуть бути як одноклітинними і колоніальними, так
і утворювати нитчаті тіла. Клітки цих організмів можуть бути пофарбовані
по-різному в залежності від співвідношення пігментів: хлорофілу а
(зелені), каротиноидов (жовті, жовтогарячі), фикоцианина (сині),
фикоеритрина (червоні). У їхній цитоплазмі знаходяться включення
запасних живильних речовин (глікоген, волютин, цианофициновие зерна), а
також газові вакуолі, чи псевдовакуоли, – порожнини, заповнені газом. У
периферичній цитоплазмі розташовані тилакоиди, у мембрани яких
«убудовані» молекули хлорофілу і каротиноидов. Кнаружи від
цитоплазматической мембрани знаходиться клітинна стінка, до складу якої
входить муреин (полімер, що складається з аминосахаров і амінокислот) –
речовина, що є основним компонентом клітинної стінки бактерій і не
зустрічається в еукариотических водоростей і грибів. У багатьох
синезелених водоростей поверх клітинних стінок знаходяться ще і
слизуваті шари, причому єдина слизувата оболонка часто покриває кілька
кліток.

Синьозелені водорості – перші автотрофні фотосинтезуючі організми, що
з’явилися на Землі. По своїй будівлі на них дуже схожі і найбільш древні
з відомих дотепер живих організмів – кулясті мікроскопічні тільця
діаметром від 5 до 30 мкм, виявлені в Південній Африці і маючих вік
більш 3 млрд років.

Різні структури синьозелених водоростей

Розвинені в докембрійських морях у величезній кількості ціанобактерії
змінили атмосферу древньої Землі, збагативши її вільним киснем, а також
з’явилися першими творцями органічної речовини, що стали їжею для
гетеротрофних бактерій і тварин.

Червоні водорості

Відділ червоних водоростей, чи багрянок, (Rhodophyta) включає більш 600
пологів і близько 4000 видів. Найдавніші червоні водорості, виявлені в
кембрійських відкладеннях, мають вік близько 550 млн років.

Деякі систематики виділяють цю групу в окреме підцарство в царстві
рослин, оскільки багрянки мають ряд особливостей, що істотно відрізняють
їх від інших еукаріотичних водоростей. У їхніх хроматофорах крім
хлорофілів a і d і каротиноидов міститься ще ряд водорозчинних пігментів
– фикобилинов: фикоеритрини (червоні), фикоцианини й аллофикоцианин
(сині). У підсумку фарбування таллома варіює від малиново-червоної (якщо
переважає фико–еритрин) до блакитнувато-сталевої (при надлишку
фикоцианина). Запасним полисахаридом червоних водоростей є «багрянковий
крохмаль», зерна якого відкладаються в цито–плазме поза хлоропластами.
По своїй структурі цей полисахарид ближче до амілопектину і глікогену,
чим до крохмалю.

Багрянки: 1 – каллітамніон; 2 – делессерія

Суперечки і гамети багрянок позбавлені жгутиків, а цикл їхнього розвитку
включає не двох, як в інших водоростей, а три стадії. Після злиття гамет
із зиготи розвивається диплоидний організм (у тієї чи інший, іноді
скороченої, формі) – спорофіт, що робить диплоидние ж суперечки. З цих
спор розвивається друге диплоидное покоління – спорофіт, у клітках якого
у визначений час відбувається мейоз і утворяться гаплоидние суперечки. З
такої спори розвивається третє покоління – гаплоидний гаметофит, що
робить гамети.

До складу клітинної стінки багрянок входять пектини і гемицеллюлози,
здатні сильно набухати і зливатися в загальну слизувату масу, що укладає
протопласти. Нерідко слизуваті речовини склеюють нитки таллома, що
робить їх слизькими на дотик. У клітинних стінках і межклетниках
багатьох багрянок містяться фикоколлоиди – утримуючі сірку полисахариди,
широко застосовувані людиною в господарській діяльності. Найбільш відомі
з них – агар, каррагинин, агароиди. Багато хто багрянки відкладають у
клітинних стінках карбонат кальцію, що додає їм твердість.

У більшості червоних водоростей талломи утворені багатоклітинними
нитками, що переплітаються, прикріпленими до субстрату за допомогою
ризоидов, рідше в цій групі можна зустріти одноклітинні (порфиридиум) і
пластинчасті (порфіру) форми. Розміри талломов багрянок – від декількох
сантиметрів до метра.

Здебільшого червоні водорості – мешканці морів, де вони завжди
прикріплені до каменів, раковинам і іншим предметам на дні. Часом
багрянки проникають на дуже великі глибини. Один з видів цих водоростей
був виявлений у Багамськ островів на глибині 260 м (освітленість на
такій глибині в кілька тисяч разів менше, ніж у поверхні моря). При
цьому водорості того самого виду, що ростуть глибше, мають, як правило,
більш яскраве фарбування – наприклад яскраво-малинову на глибині і
жовтувату на мілководдя.

Один з типових представників багрянок – каллитамнион щитковидний
(Callithamnion corymbosum) – утворить витончені кустики яскраво-рожевого
кольору до 10 див висотою, що складаються із сильно розгалужених ниток.
У морях на скелях росте немалион (Nemalion), слизуваті блідо-рожеві
шнури якого досягають 25 див довжини і 5 мм товщини. У видів роду
делессерия (Delesseria) талломи схожі на яскраво-червоні листи – вони
утворилися шляхом зрощення бічних галузей головної осі. У розповсюджених
у теплих морях видів роду кораллина (Corallina) талломи складаються із
сильно просочених вапном члеників, з’єднаних один з одним зчленуваннями
з невеликим змістом сповісти, що додає всій рослині гнучкість, що
допомагає протистояти дії хвиль і рости в місцях сильного прибою.

Немалион

Червоні водорості знаходять широке застосування в господарській
діяльності людини. Відомо, що вони є коштовним харчовим продуктом, що
містить досить багато білка, вітамінів і мікроелементів. У країнах
Східної Азії, на Гавайських і інших островах з них готують різноманітні
блюда, нерідко їдять сушеними чи зацукрованими. Найбільш відомі такі
їстівні багрянки, як родимения (Rodimenia) і порфіру (Porphyra),
розповсюджені в багатьох морях. Листоподібний пурпурний таллом видів
порфіри прикріплюється підставою до субстрату і досягає в довжину
близько 50 див. У Японії навіть розвите промислове культивування цих
водоростей. Для цього в прибережній смузі на мілководдя укладають
камені, пучки чи галузей розтягують спеціальні мережі з товстих мотузок,
закріплюючи їх на бамбукових тичинах так, щоб вони трималися в поверхні
води. Через якийсь час ці предмети суцільно обростають порфірою.

Агар-агар, про властивості і застосування якого розповідалося на початку
статті, відомий у Японії з 1760 р. Майже до середини ХХ в. його
одержували винятково з червоної водорості гелидиума, але в даний час для
цієї мети використовують близько 30 видів багрянок. У Росії сировиною
для агару служить анфельція, розповсюджена в північних частинах
Атлантичного і Тихого океанів. Добувають її в Білому морі й в узбережжя
Сахаліну. Агароиди же в нас одержують з чорноморської водорості
филлофори.

Похожие записи