Широкое многообразие флоры планеты Земля восхищает и завораживает учёных-биологов. Растения являются домом и пищей для представителей животного мира, а также используются человеком во многих областях. Не остаются в стороне и живые организмы морских глубин, в частности, водоросли. Особой ценностью из-за своих уникальных свойств обладают красные водоросли, которые активно применяются в медицине, промышленности и сельском хозяйстве.
Красные водоросли активно применяются в медицине, промышленности и сельском хозяйстве
Описание и отличительные особенности
Тело многоклеточных красных водорослей багрянок, древней группы растений, состоит из длинного расчленённого слоевища, по строению схожее со стеблем и листьями. Длина некоторых кустистых и листостебельных представителей достигает 2-х м. 95 % таких больших растений обитают в море, остальные живут в пресных водоёмах, прикрепляются ризоидами.
17 уникальных видов мхов c примерами, где найти и как вырастить в домашних условиях
Наряду с крупными, багрянки бывают одноклеточных (бапгиевых), нитчатых (Porphyra) и пластинчатых форм.
Среди красных водорослей много паразитов, которые селятся на телах родственников.
В природе встречаются розового, красного, багряного, синеватого, даже чёрного цвета из-за особого вспомогательного пигмента. Этот краситель красных водорослей содержится в маленьких хроматофорах нежного и хрупкого тела вместе с хлорофиллом.
Пигменты красных водорослей:
- фикоэритрины дают красный и оранжевый цвет;
- фикобилины – синий;
- каротиноиды – пигменты жёлтого цвета.
Сильно поглощая солнечный свет, они способны выживать на большой глубине (100-200 м), запасая багрянковый крахмал.
Виды водорослей и названия
Самыми разнообразными среди прикрепленных водорослей являются красные – количество их видов превышает 4 000! А самыми крупными – бурые (их насчитывается около 1500 видов): в спокойных водах ламинария и макроцистис достигают в длину соответственно более 100 и 200 м. Кстати, макроцистис является «рекордсменом» среди водорослей по скорости роста: в день его слоевища вырастают на 30 см.
К бурым водорослям принадлежат и саргассы, среди которых есть формы, прикрепленные ко дну и неприкрепленные, плавающие. Эти плавающие водоросли населяют громадную область в Атлантическом океане – Саргассово море, не имеющее границ. Колумб назвал его Травяным морем, т.к. «16 сентября 1492 г., когда над океаном взошло солнце, моряки эскадры Колумба увидели море, до горизонта покрытое водорослями». Саргассовым же оно было названо потому, что водоросли со множеством шаровидных образований напоминали виноградные грозди (португальское слово «саргасо» означает сорт мелкого винограда). Первоначально считали, что саргассы – это оторванные от берегов прибрежные водоросли, унесенные течением. Но исследования показали, что водоросли Саргассового моря значительно отличаются от обитателей прибрежных вод Америки, Африки и Европы. Отличаются и живущие среди плавающих саргас различные виды червей, рачков, крабов и рыб. Есть предположение, что плавающие саргассы и обитающие среди них животные произошли от предков, живших на побережье легендарной Атлантиды.
Водоросли – наиболее «урожайные» растения на Земле. За год они (микро- и макрофиты) производят продукции по крайней мере в 10 раз больше, чем наземная флора! Продукция же только макроводорослей составляет 150 т зеленой массы с 1 га. А в прибрежных водах Мурмана эта цифра для ламинарий, фукусов и др. водорослей достигает в среднем даже 200 т с 1 га! Суточный же прирост крупных водорослей – 30-50 г на 1 кг. И эти цифры мы должны воспринимать не как отвлеченные, а как имеющие самое непосредственное отношение к нашей (каждого индивидуально и общества в целом) жизни. Ведь водоросли – живая аптека, о которой знали наши далекие предки. Мы же – дети технического прогресса (и химии) – напрочь забыли об этом.
Одна старинная легенда повествует о том, как герой древнего Шумера Гильгамеш еще более 3000 лет тому назад пытался найти волшебную траву жизни, делающую человека бессмертным. Он нашел ее на дне моря, но, к сожалению, ему не удалось сберечь ее. Древние греки подметили, что у сражающихся в море раны заживали быстрее, чем у сражавшихся на суше. В Китае, где искусство врачевания морскими растениями насчитывает свыше 4000 лет, водоросли с успехом применяют для лечения нарывов, водянки, зоба, сосудистых заболеваний.
ПОЧЕМУ ЛУЧИ СИНЕЙ ЧАСТИ СПЕКТРА ДОСТИГАЮТ БОЛЬШИХ ГЛУБИН, НЕЖЕЛИ КРАСНОЙ?
Из альгологии, раздела ботаники, посвященному всему, что касается водорослей, мы можем узнать, что водоросли разных отделов способны обитать на разных глубинах водоемов. Так, зеленые водоросли встречаются обычно на глубине в несколько метров. Бурые водоросли могут жить на глубинах до 200 метров.
Жизненный цикл и размножение
Разноцветная река Каньо-Кристалес
Изученные жизненные циклы красных водорослей сложные и не схожи с другими группами этих растений. Обязательно присутствие одной многоклеточной стадии, и все стадии – без подвижных жгутиковых клеток.
В жизни большинства этих растений, при половом размножении, меняется 3 поколения:
- Гаплоидный гаметофит – самостоятельное гаплоидное растение с гаметангиями: яйцеобразными клетками карпогонами с карпоспорами и сперматангиями для произведения спермиев.
- Диплоидный карпоспорофит – вспомогательная клетка, куда входят двойные карпоспоры. Сюда, оплодотворённая клетка карпогония, с помощью длинной нити, поместила ядро, где и началось деление.
- Диплоидный спорофит представлен пассивно плавающими карпоспорами, которые, оседая, становятся тетраспорофитами, схожими с обычными спорофитами.
В бесполом способе размножения участвуют неподвижные безжгутиковые споры. Багниевые и флоридеевые классы отдела красных водорослей, размножаются вегетативно.
Роль в природе
Фотосинтезирующие растения, багрянки – относятся к первичным продуцентам экосистемы моря. Кроме того – водорослями питаются беспозвоночные и позвоночные животные. Кораллиновые красные водоросли – основа коралловым рифам.
С помощью этих водорослей проверяют морскую воду на наличие заражения радиоактивными и другими вредными веществами. Эти вещества накапливаются в телах водорослей.
Маленькие водоёмы способны самоочищаться, благодаря красной водоросли.
Клетки багрянок содержат многоатомные спирты с низкомолекулярным углеродом. Некоторые виды содержат в стенках клеток вкрапления магния и углекислого кальция. Внутренний целлюлозный слой клеток и внешний аморфный, содержат вещество агар.
Популярные темы сообщений
- О домашних животных
Разнообразие животного мира на нашей планете так огромно, что едва поддаётся описанию. Домашние животные играют большую роль в жизни человека, они являются неотъемлемой частью его существования. Со времён первобытно-общинного строя, - Комар
Комар – насекомое, которое в наших краях встречается чаще всего. Комары относятся к семейству двукрылых членистоногих насекомых, а их разнообразие во всём мире насчитывает более трёх с половиной тысяч видов, из которых около ста обитают в России. - Древний восток
Знакомство с предметом история, в школьной программе, каждый человек (будучи ребёнком) начинает с большого раздела, который называется Древний Мир. В этом разделе Древний Восток занимает большую часть и является синонимом Древнего
Применение
Интересные факты о красных водорослях и их значении в жизни человека:
благодаря витаминам и минералам из багрянок делают лекарства, из филлофоры делают косметические препараты против старения кожи;
- с помощью лекарства из красных водорослей борются с вирусом иммунодефицита;
- экстракт хондруса, красной водоросли Северного моря, вылечивает дыхательные пути;
- российские биологи разрабатывают научную основу, чтобы использовать Чёрное море для разведения красных водорослей.
Значение красных водорослей, дающих биомассы больше, чем растения суши, переоценить сложно. Пищевая промышленность и микробиология получают растительный студень агар-агар. Во многих странах порфиру и грацилярию добавляют в полезное меню как изысканные блюда. Красные водоросли – источник йода, брома и калийной соли. Путём сухой перегонки получается смола, уголь и ацетон с метиловым спиртом. Водорослями кормят скот и удобряют поля, сапропелевые грязи с багрянками используют для лечения.
Буцефаландра — цветущее украшение подводного сада
Использование багрянок
Багрянки применяются в промышленности и кулинарии. Они содержат большое количество витаминов и микроэлементов, а их основу составляет легкоусвояемый белок. Жирные кислоты красных водорослей помогают в обновлении кожи за счёт участия в процессе строительства мембран клеток. Из них выделяют агар-агар, который используют как натуральный заменитель желатина.
Виды красных водорослей, которые используются для производства агара:
- церамиум;
- грацилария;
- анфельция;
- гелидиум.
Красные водоросли содержат много витаминов и микроэлементов, используются в кулинарии
Красная водоросль порфира употребляется в качестве пищевого продукта в США, Корее, Японии и Китае. Она считается изысканным блюдом и выращивается в больших масштабах на специализированных фермах. Порфира богата провитамином А, кальцием, фосфором, магнием, фтором и витаминами группы В. Эти вещества восстанавливают баланс минералов и помогают в укреплении сосудистых стенок.
В косметологии багрянки применяют в создании средств для борьбы со старением кожи. Они являются антиоксидантами и предупреждают окислительные процессы в организме. Кроме того, содержащиеся в этих растениях каротиноиды и полисахариды увлажняют кожу и имеют лифтинг-эффект.
Менее ценные виды багрянок используют в сельском хозяйстве для удобрения почвы и кормления скота. На морском дне они выступают источником пищи и укрытием для глубоководных обитателей.
Красные водоросли обладают рядом свойств, благодаря которым используются в медицине и близких к ней областях. Они участвуют в восстановлении клеток поджелудочной железы, входят в состав отхаркивающих препаратов.
Багрянки имеют такие полезные качества:
- иммуномодулирующее;
- противовирусное;
- антимикробное;
- противобактериальное;
- антимутагенное;
- противовоспалительное;
- антигрибковое.
Также полезны красные водоросли в медицине, благодаря противовоспалительным свойствам
Использование агара не ограничивается приготовлением желе, джемов и мармелада. Его активно применяют в микробиологии для выращивания колоний бактерий и грибков и их последующего изучения. Агар-агар является незаменимым в этой отрасли, так как без него была бы невозможна разработка медицинских препаратов для борьбы с опасными вирусами.
С помощью агар-агара производят мягкие капсулы для лекарственных препаратов, которые нужно рассасывать. Важнейшим компонентом вида хондрус (ирландский мох) являются полисахариды под названием каррагены. Они имеют свойство препятствовать росту клеток вируса ВИЧ.
Из водоросли ага-агар производят мягкие капсулы для медикаментов
Красные водоросли в морях России
Места обитания багрянок – прибрежная полоса моря и глубина, редко – в пресной воде. Российские моря насчитывают 400 с лишним видов красных водорослей.
Баренцево море – багрянки составляют прибрежную бентосную растительность с другими представителями водной флоры. На отвесных камнях растёт Porphyra umbilical, ниже расположились литоральные багрянки, которые встречаются и на побережье Мурманска. В глубине воды обитают известковые кораллиновые и другие водоросли.
Белое море – не глубже 5 м селится много фукусов, встречаются заросли анфельции, которые отрываясь, плавают в бухтах большими пластами.
Водоросль Анфельция
Чёрное море – располагает заказником, называемым Малым филлофорным полем, находится северо-западнее Крыма.
Классификация
Отдел Красная водоросль относится к подцарству Билифита, и состоит из единственного класса – Rhodophyta (багрянки), образованного двумя подклассами Флоридофициды и Бангиофициды. Это большая группа водорослей, представленная 400 родами и 3900 видами.
Класс бангиевые
Сюда включают пресноводную и морскую нитчатую Бангию и листовидную Порфиру (Porphyra).
Porphyra состоит из тела, похожего на 2-слойную пластинку, которая сужается внизу как стебелёк, затем идёт подошва и ризоиды. Жизненный цикл порфиры начинается с карпогонов, и продолжается в известковой раковине двустворчатого моллюска. Здесь развивается спорофит.
Porphyra съедобна, зелёную и чёрную («нори») применяют, готовя суши.
Класс флоридеи:
Эти водоросли уже со сложно устроенным талломом, который составляют разветвлённые нити, и с верхушечным ростом. Одноклеточных форм, как и деления на ткани, нет.
Батрахоспермум (Batrachospermum) – пресноводная водоросль, ещё её называют лягушечником. Предпочитает быструю воду и чистые ручьи. Длина нитчатого гаметофита Batrachospermum – 40 см.
Подкласс гильденбрандиевые
Состоит из одного семейства с 8 родами. Размножение половое и бесполое. Тела гаметофита и спорофита не различаются, только если рассмотреть органы размножения. В многоядерных клетках содержатся пластинчатые хлоропласты, но отсутствуют пиреноиды. Выделяется подкласс появлением особой питающей ткани из многочисленных мелкоклеточных нитей.
Подкласс немалиофицидовые
Относится к примитивной группе красных водорослей, которые живут в пресной воде. Растения без ауксиллярных клеток, также отсутствуют питающие клетки. Начало нитям гонимобласта даёт оплодотворённый карпогон или нижележащая клетка с перешедшим в неё ядром.
Подкласс анфельциевые
Включает 10 видов, населяющих холодную северную часть Тихого и океана, Атлантики и некоторые регионы в Северном Ледовитом океане. Из этих водорослей добывают высококачественный агар-агар. Встречаются неприкреплённые слоевища, которые размножаются вегетативно. Прикреплённая анфельция способна размножаться половым способом.
Анфельцию равновершинную считают редким видом и охраняют законом.
Подкласс родимениофицидовые
Порядок чётко отграничен и занимает отдельное место в систематике класса. Отличие: нет разделения на ауксиллярную и карпогонную ветви – это единое целое. Родимениовые водоросли предпочитают тёплую среду обитания, но встречаются и далеко на Севере.
Красные водоросли в домашних аквариумах
В содержании аквариумов становится популярным направление аквадизайна. Роль базового элемента в аквариумном декоре отдали красным водорослям, с которыми ёмкость с водой смотрится изысканно и напоминает жаркие страны. Чтобы багрянка вписалась, и не нарушила хрупкой экосистемы, ей требуется создать специальные условия и тщательный уход. Иначе водоросль проявит себя как настоящий «идеальный паразит».
Причины появления
Уберечься от попадания спор красных водорослей в аквариум практически невозможно. Они поселяются на растениях и, таким образом, «переезжают» на новое место жительства. Прикрепляются к рыбкам, декорациям, даже попадают в рыбий корм. Одни, затем, вырастают маленькими и невидимыми, другие, разрастаясь, занимают всю площадь аквариума.
Условия бурного развития багрянок:
- перенасыщение ёмкости питательными веществами (органикой);
- слабо фильтруемая вода, редко очищаемый аквариум и нерегулярно подменяемая вода;
- внутри слишком сильный водяной поток;
- углекислый газ в недостаточном количестве;
- преувеличена длина светового дня, причём освещение с излишней мощностью.
В результате – нарушен биологический баланс и появился источник питания «красным дьяволам», которые моментально разрастаются. После исправления ошибок баланс восстановится, и багрянки исчезнут. Иногда помогают травоядные рыбки и моллюски.
Рост водорослей
Рост водорослей зависит в первую очередь от света, который ограничивает глубину их обитания. За свет даже в хорошо освещенных местах между растениями идет жесткая конкуренция, которая порой не обходится без курьезов, когда, например, более крупные водоросли алярии вытесняются значительно более мелкими ламинариями. Происходит это потому, что в начале своего развития молодые, еще невысокие растения алярий заслоняются ламинариями, их развитие угнетается, и доминирующими водорослями становятся ламинарии. Если же секаторами удалить все растения ламинарий, то алярии вновь разрастутся. Но и между водорослями одного вида тоже наблюдается борьба за свет, если «листва» их становится слишком густой. Тогда молодые растения могут поселяться только по краям густых скоплений родителей-спорофитов либо ждать, пока в зарослях взрослых растений не появится свободное место.
Помимо хорошей освещенности макрофитам для нормального роста необходимо еще и движение воды, обеспечивающее приток к ним питательных веществ (в основном азота и фосфора) и кислорода. К тому же движение воды ограничивает поселение на водорослях растительноядных животных. Однако слишком сильное течение может оторвать водоросли от субстрата, к которому они прикреплены (грунта, камней, створок раковин и т.д.), или же привести к повреждению самого растения.
Рост и развитие водорослей во многом зависит от температуры. Она определяет, например, в какой момент слоевища водорослей из микроскопических разовьются в макроскопические или когда макрофиты начнут готовиться к размножению. Например, у некоторых видов ламинарии органы размножения закладываются только при температуре ниже + 10оС, причем достаточно, чтобы она продержалась в течение всего лишь одной ночи! Температура ускоряет или замедляет темпы роста и развития отдельных видов, что обусловливает конкурентную борьбу между ними.
Присутствие растительноядных животных (брюхоногих моллюсков, морских ежей, ракообразных, рыб) также является фактором, влияющим на жизнь водорослей. В рассказе о морских ежах мы уже говорили, как уничтожение касатками каланов привело к чрезмерному размножению морских ежей, которыми питались каланы; а ежи, биомасса которых за 10 лет выросла в 8 раз, «съели» бурые водоросли, понизив их биомассу за эти годы в 12 раз! Такое же положение наблюдалось и у берегов Канады: при активном вылове омаров, питающихся морскими ежами, существенно уменьшались размеры зарослей ламинариевых водорослей. Поэтому довольно часто глубина обитания водорослей зависит от присутствия морских ежей. Некоторые виды водорослей чувствительны даже к присутствию собственных сородичей, но другого вида. Например, фукусы обычно растут в зоне, которая обнажается во время отлива, – глубже грунт занят другими водорослями. В Арктике же, где число видов водорослей уменьшается, фукусовые растут и глубже. То же самое наблюдается и в сильно опресненном Балтийском море.
В настоящее время в некоторых бухтах исчезают крупные морские водоросли. Это – результат загрязнения воды. Дело в том, что в такой среде быстро развиваются микроскопические водоросли – они обрастают проростки более крупных водорослей и губят их, т.к. часто проростки талломов крупных водорослей по размерам не превосходят своих «губителей».
Источник: