Водоросли — растения, которые производят 80% биомассы на Земле

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.

Общая характеристика

Водоросли – это самые древние и примитивные растения, но при этом они отличаются многообразием форм и размеров. Они могут быть многоклеточными и одноклеточными, микроскопическими и в десятки метров длиной. Большинство их обитает в водоемах (как в морских, так и пресных), но существуют виды водорослей, освоившие жизнь на суше.

Они сильно разнятся по форме и могут быть нитевидными, кустистыми, ветвящимися, в виде пластин и шаров.

Отличие от высших растений

Водоросли имеют более примитивную структуру, чем растения, среди ним немало одноклеточных видов. Их тело (оно называется слоевище или таллом) не разделено на органы, у них нет листьев, стеблей или корня, хотя у ряда видов есть отделы организма, которые выглядят похоже. Питательные вещества они поглощают с помощью клеточных мембран. В то же время в слоевищах содержатся пластиды с хлорофиллами, благодаря чему они могут осуществлять фотосинтез. Поэтому их всё же относят к низшим растениям, а не выделяют в отдельное царство. Не следует также путать их с водяными растениями, которые не относятся к водорослям.

Съедобные водоросли

Существует огромное количество съедобных представителей водорослей. К примеру ламинария, или морская капуста, порфиру (она же нори), спирулина, морской салат. Есть и другие разновидности съедобных водорослей, например фукус, лиму, родимения, уми будо.

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 м2 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.

Жизненный цикл

Способны к фотосинтезу, в результате которого и получают органические вещества, хотя ряд видов поглощает уже готовые органические из внешней среды. Как и у высших растений, в качестве запасного вещества используют крахмал, а также гликоген (последнее характерно для животных).

Как и растения, споры способны как к половому, так и бесполовому размножению.

Размножение

У водорослей есть различные способы размножения, основные это вегетативное, бесполое и половое. Вегетативное осуществляется делением клеток или размножением отдельных участков слоевища. При бесполом в слоевище происходит формирование новых спор, которые прорастают в новые особи. Споры делятся на зооспоры (подвижные) и апланоспоры (неподвижные). Наконец, при половом размножении формируются половые клетки – гаметы, после слияния которых образуются зиготы, из которых появляются новые особи.

Строение слоевища (талома) водорослей

У водорослей выделяют несколько основных типов организации таллома:

• I. Одноядерные одноклеточные (или их колонии): 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 формы путём отбрасывания или втягивания жгутиков.
• Монадный
  . 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.
• Коккоидный
  . 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 [как?].
• 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.

У части сине-зелёных, 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.

Классификация водорослей

Разнообразие водорослей в природе велико, названия водорослей (классов) зависит преимущественно от цвета.

Зеленые водоросли

Самая многочисленные представители водорослей (количество видов насчитывает около 7 тысяч). Бывают как одно- так и многоклеточными. Обитают преимущественно в верхних слоях водоёмов, кроме того одноклеточные растения могут жить даже в лужах, снегах и почве.

Бурые водоросли

Охрофитовые водоросли, насчитывается около 2 тысяч видов. Большинство обитают в морях и лишь 6 видов приспособились к жизни на суше. Содержат пигмент фукоксантин, придающих им коричневый цвет.

Красные водоросли или багрянки

Малочисленная группа водорослей (около 200 видов), в основном многоклеточные. Содержат пигмент фикоэтрин, придающий им красный цвет. Преимущественно обитают в морях. Считаются одними из первых, и возникли ещё в меловой период.

Сине-зеленые водоросли

Они же цианобактерии или цианеи. Древнейшие из земных организмов. Встречаются практически повсюду – морях или реках, в жарком климате и льдах. Размножаются делением. Большая часть фитопланктона состоит из них, некоторые виды водорослей вступают в симбиоз с лишайниками. Имеют дурную славу из-за токсичности многих видов загрязняющих воду, опасных как для рыб, так и животных.

Симбиотические

Лишайник
Водоросли, живущие в симбиозе с другими организмами. Не являются отдельной группой и к симбиотам относятся растения разных видов. Из примеров – вышеупомянутый лишайник, состоящий из грибов и водорослей; зооксантеллы, живущие в симбиозе с коралловыми полипами; зелёные водоросли, поселяющиеся внутри инфузорий. Они также могут осуществлять симбиоз даже с высшими позвоночными животными, например, желтопятнистая амбистома, в теле которой поселяются водоросли-симбиоты или ленивец, у которого они живут на шерсти.

ОТЛИЧИЯ мхов от папоротников

1. Мхи не имеют корней. Папоротники имеют множество придаточных корней, отрастающих от корневища (видоизменённого побега) . 2. Листья мхов микроскопичны, листья папоротников — вайи имеют сложное строение.

3. У мхов гаметофитом является взрослое листостебельное растение, у папоротников — заросток. 4. Мхи гаплоидны, папоротники — диплоидны. 5. У мхов фотосинтез идёт медленно. Мхи могут фотосинтезировать под снегом. Если температура холодного времени года близка к 0, то мхи остаются вечнозелёными. 6. Мхи — в эволюционном тупике ( невозможность размножения без воды) . 7. Тело мхов может быть представлено слоевищем (нет органов), как у Печёночников.

8. У мхов плохо дифференцированны ткани, у папоротников ткани специализированны. 9. У мхов споры находятся в коробочке на ножке, у папоротников — с обратной стороны вайи ( на спорофите) . 10. Жизненный цикл мхов проходит неразрывно от гаметофита и спорофита.

У папоротников половое поколение — это отдельное самостоятельное растение (заросток) . 11. Некоторые мхи могут приводить к заболачиванию территории своего обитания.

—————————————— СХОДСТВА: это отделы ВЫСШИХ СПОРОВЫХ растений.

Почему появляются в аквариуме?

В отличие от водяных растений, почти все из видов водорослей в аквариумах не желательны и даже вредны, фактически являясь аналогом огородных сорняков. Они мутят воду, оседают на стенах и губят растения, на которых паразитируют.

Как избавиться?

Существуют различные способы борьбы с водорослями. Во-первых – аквариум можно банально очищать вручную, удаляя вредные растения и прочищая стенки и грунт, на который они попали, смена большей части воды.

Во-вторых, можно использовать самих обитателей аквариума. Из рыб хорошо подходят сиамские водорослееды, сомики отоцинклюсы и анциструсы, пециллиевые, ряд моллюсков. Лучше всего подойдут моллюски теодокусы и креветки кардина мультидентат они же креветки амано. Следует учитывать, что они нужны в больших количествах, иначе особой пользы не принесут.

Наконец, это различные препараты для борьбы с подводными сорняками. Из примеров – Сайдекс, TetraAlguMin, Tetra Algetten, Tetra AlgoStop (от Algae – латинское название водорослей).

Однако использовать эти препараты надо крайне осторожно и дозировано, некоторые из них могут быть не безопасны и для рыб и растений.

Профилактика

Водоросли любят свет, поэтому следует сократить время освещения и не ставить аквариум возле окон. Свет не должен быть слишком сильный или слабый – первый способствует росту зеленых, а второй – бурых водорослей. Большое количество органических остатков также способствует их размножению, поэтому воду надо регулярно чистить и менять, а также отбирать корма, после которые остаётся меньше органических остатков и не перекармливать рыб. Температура не должна быть слишком высокой – водоросли это любят. Также не рекомендуется применять мощные фильтры, создающие сильное течение в воде – это любят красные виды водорослей. Из растений хороши длинностебельковые, вроде роголистника, элодеи – если они будут быстро расти, то затрудняют питание водорослям. Также, как и c рыбами, важно следить за подкормкой растений – её переизбыток также способствует их росту.

Мхи

Мхи являются представителями высших споровых растений, наравне с папоротниками, хвощами и плаунами.

Никто из представителей этой группы не цветет, не продуцирует плоды или семена. Они размножаются бесполым способом, вырабатывая споры, или половым, но процесс оплодотворения возможен лишь при наличии влажной среды.

Самыми распространенными представителями мхов является кукушкин лен, сфагнум, политрикс волосоносный, бриум, дикран и эриопус.

Во внешнем строении мхов существует разница между особями полового и бесполого поколения и особями, несущими мужские и женские половые клетки. Поэтому мхи относят к двудомным растениям.

И женские, и мужские особи имеют стебель, который густо укрыт листками. Верхние листки традицонно ярко-зеленого цвета из-за наличия хлорофилла, нижние обычно желто-бурые из-за разрушения пигмента в условиях недостаточной освещенности. Корней у мхов нет. К грунту они крепятся ризоидами, многоклеточными волосообразными отростками. Ризоиды закрепляют растение в грунте и участвуют в поглощении мхом питательных веществ.

Но те же питательные вещества могут поступать в растение через другие органы.

На верхушках некоторых мхов можно заметить длинные тонкие отростки, на вершине которых держится коробочка с крышечкой. Это особи бесполого поколения, которые развились из оплодотворенной яйцеклетки. Со временем они теряют зеленый цвет и способность к фотосинтезу, поэтому питаются за счет особи полового поколения.

Коробочка с крышечкой – спорангий, после того, как споры в ней вызреют, раскрывается. Если споры попали в сильно увлаженный грунт, то они прорастают в виде зеленой нитки, подобной нитчастым водорослям. Такая «нитка» растет, а из некоторых ее клеток образуются особи женского и мужского полового поколения. Несмотря на чередование поколений, в жизненном цикле мхов преобладает половое поколение.

Мхи считаются пионерами наземного пространства, они распространены почти во всех природных зонах суши, а также на мелководье пресных водоемов.

Мхи регулируют водный режим грунтов, стимулируя их заболачивание. Мох сфагнум является основным растением, формирующим торф, а также является одним из древнейших перевязочных материалов из-за своих бактерицидных свойств.

Применение

Как и высшие растения, водоросли также используют в пищу, применяют в медицине и косметологии.

Кулинария

Большая часть съедобных водорослей относится к трём группам – красные, зелёные и бурые. Они содержат большое количество белков, витаминов и йода, кроме того из них получают полезные вещества (вроде агар-агар, альгиновая кислота, каротиниды), которые используют в качестве пищевых добавок. Преимущественно блюда из водорослей используют в пищу в странах Юго-Восточной Азии, особенно в Японии.

Съедобные водоросли примеры:

• ламинария или морская капуста – богата йодом, стимулирует метаболизм;
• спирулина – богата белком;
• ульва или морской салат – содержит большое количество железа, белка и клетчатки;
• порфира или нори – традиционная часть блюд Японии, Китая и Кореи, полезен для снижения холестерина, источника витаминов А, D и В12;
• литотамния – богата витамина, содержит большое количество магния и железа, полезна для профилактики анемии;
• анфельция – используется для выработки агар-агар.

Также, существуют различные блюда с применением с добавками веществ, производимых из водорослей, к примеру японская пастила ёкан, с добавкой из агар-агара.

Медицина

Водоросли известны в первую очередь за высокое содержание йода, который хорошо борется с вирусами и улучшает синтез гармонов щитовидной железы. С древних времён их использовали для лечения запора, диареи, анемии, нарушении работы щитовидной железы. Регулярное употребление водорослей восполняет нехватку таких микроэлементов как фтор, марганец, железо. Также они способствую выведению из организма солей тяжёлых металлов, радионуклидов и других вредных веществ. Наконец, в них содержатся множество витаминов.

Косметология

Водоросли также активно применяют в косметологии, преимущественно морские водоросли. Косметические препараты с водорослями обеспечивают уход и питание за кожей, омолаживают кожу и обладают противовоспалительным эффектом, а также улучшают структуру и вид волос и ногтей. Каждая из группы водорослей обладает своими полезными свойствами:

• зелёные богаты железом и антиоксидантами, улучшают микроциркуляцию и обменные процессы;
• синие способствуют укреплению, тонизации и подтягиванию кожи. Богаты аминокислотами и бета-каротином;
• бурые содержат высокое количество витаминов и минералов, применяются при детоксикации и увлажнении кожи.

Вопрос: у каких водорослей есть ризоиды

После того, как спора попадает на влажный субстрат, из нее вырастает тонкая обычно ветвистая, зеленая нить или пластинку водорослей. Эта маленькая нить (пластинка) называется протонемой. Через некоторое время на протонеме появляются почки, дающие начало взрослому растению мха. У настоящих мхов стебель (каулидий) и листочки (филлидии) ясно отличаются друг от друга; стебель чаще всего в нижней части бывает покрыт волосками или ризоидами.

На верхушках главных стеблей или боковых веточек развиваются половые органы: антеридии♂ архегонии ♀, в которых образуются половые клетки. Внутри антеридия развиваются сперматозоиды, архегоний же содержит в себе яйцеклетку. Все стадии развития мха, начиная со споры и кончая стеблем с листочками и половыми органами, объединяются в понятие полового поколения или гаметофита.

Оплодотворение яйцеклетки сперматозоидом совершается с помощью капель воды внутри архегония в сырую погоду; после оплодотворения на гаметофите вырастает коробочка со спорангием, в котором после редукционного деления образуются споры.

Коробочка сидит на тонкой ножке. Это – спорогон мха или бесполое поколение (спорофит). К моменту созревания спор коробочка открывается наверху крышечкой и споры высыпаются.

Цикл развития папоротника.

Спорофит так называется взрослое листостебельное растение, которое образует значительные заросли в лесах умеренного пояса.

Спорофит является преобладающим поколением этих растений. Следующим этапом цикла развития папоротника является созревание органов бесполого размножения. Они называются спорангиями. Эти структуры имеют вид небольших коричневых бугорков, расположенных на нижней стороне листьев. Сверху они дополнительно защищены пленчатыми «покрывальцами». Спорангии папоротников собраны в группы, которые называются сорусами. В конце лета эти структуры темнеют.

Это значит, что спорангии созрели. Далее они раскрываются, и в землю высыпаются тысячи мелких клеток. Это и есть споры. При наличии достаточного количества влаги они сразу начинают прорастать.

Результатом развития спор является заросток. Это и есть особь полового поколения, которая является следующим звеном в цикле развития папоротника.

Внешне он представляет собой пластину зеленого цвета сердцевидной формы. Заросток развивается на почве, к которой прикрепляется с помощью ризоидов. По мере развития гаметофита на его нижней стороне формируются органы полового размножения.

В них созревают половые клетки двух видов: яйцеклетки и сперматозоиды. Оплодотворение у папоротников имеет свои особенности. Во-первых, мужские и женские половые клетки на одном заростке созревают в разное время. Поэтому слияние гамет возможно только между разными растениями. Такой тип оплодотворения называется перекрестным. Второй особенностью этого процесса у папоротников является обязательное наличие воды. Дело в том, что половые клетки споровых растений не могут самостоятельно двигаться.

Поэтому сперматозоид может добраться до яйцеклетки только с помощью воды. Таким образом, папоротники хоть и относятся к группе первых наземных растений, но не утратили связь с прежней средой обитания. Далее из оплодотворенной яйцеклетки развивается растение бесполого поколения, на нем созревают споры, и процесс повторяется.

Выводы

1. Мхи более сложно организованы, чем водоросли.
2. Водоросли появились намного раньше, чем мхи.
3. Среди водорослей есть большая группа одноклеточных, все мхи – многоклеточные организмы.
4. Большинство водорослей живет в водной среде, большинство мхов – на суше, но с высоким процентом влажности.
5. Тело мха дифференцированно на органы, лишь у самых развитых водорослей можно наблюдать праобраз тканей.
6. У мхов есть внешние отличия между мужскими, женскими особями, между половым и бесполым поколением.

У водорослей все особи одного вида одинаковы.

• Мхи не могут размножаться вегетативно, а водоросли могут.

Красные водоросли, или багрянки

Имеют все оттенки красного цвета, а также желтоватую, оливковую и синевато-зеленую окраску. Содержат много пигментов, хлорофилл А и Д, каротины, ксантофиллы, фикоэритрин и синий фикоцианит. Красные водоросли преимущественно многоклеточные. Клетки одноядерные, оболочка пектиновая. Хроматофор дисковый или пластинчатый, иногда звездчатый. Похоже на кустики.

Можно различить на них стеблевые и листовые органы. Размеры достигают не скольких метров.

Водоросли неподвижны, так как прикреплены к субстрату. Место обитания – море, пресные водоемы, очень редко суша. Иногда размножение вегетативное. Бесполое размножение беззооспоровое. Половой процесс оогамный.