Водорослями мы обычно называем все растения, живущие в воде. Влагу они действительно любят, однако это далеко не единственный их признак. Они представляют собой обширную группу разных по происхождению организмов, которые объединены некоторыми общими особенностями:
- наличие хлорофилла;
- фотоавтотрофность;
- отсутствие разделения тела на функциональные части;
- отсутствие покровной оболочки;
- отсутствие отчетливой проводящей системы.
Водоросли обитают во влажной местности. Они могут жить в почве, на поверхности земли, на коре растений, в морях, океанах, болотах и других водоемах. Они являются важными участниками экологических и биологических процессов. Именно с водорослей начинаются морские и некоторые наземные пищевые цепочки.
По типу питания они являются фотоавтотрофами. Это значит, что они умеют производить органические вещества из неорганических и делают это, используя энергию света и углекислый газ. Своей деятельностью они производят примерно половину всего объема кислорода, который производится растениями.
Их тело называется таллом, или слоевищем. В отличие от тела высших растений оно не разделяется на разные органы и ткани. И хотя внешне водоросли могут иметь видимые стебли, корни, листья — это всего лишь обман. Все их части состоят из клеток одного типа, которые выполняют одни и те же функции.
Водоросли — современные свидетели эволюции эукариотической клетки
Первые живые организмами на Земле появились более трех миллиардов лет назад. Это были прокариоты — предшественники бактерий или архей. Некоторое время спустя, возможно, менее чем через миллиард лет после этого, возникли эукариотические клетки. Изначально они тоже были чрезвычайно простыми. Они имели зачатки мембранно-ограниченного ядра, эндоплазматического ретикулума, микротрубочки, но были лишены митохондрий и пластид.
Митохондрии появились первыми, когда ранняя эукариотическая клетка поглотила, но не переваривала бактерию, способную к аэробному дыханию. Эти два организма жили вместе, один внутри другого, и оба от этого только выиграли. Такое выгодное сожительство называют эндосимбиозом. На протяжении сотен миллионов лет этот тандем постепенно превратился в более сложную форму эукариотической клетки с настоящими митохондриями. И как только это случилось, клетка смогла дать начало множеству новых видов. Некоторые из них вымирали довольно быстро; другие были более успешными и сохранялись, также образуя многообразные новые формы.
В настоящее время многочисленные группы организмов, называемые простейшими и водорослями, является живыми потомками эукариотических клеток, эволюционировавших на ранних этапах развития жизни. В конце концов один из кланов этих клеток основал клан животных и грибы, в клетках которых были ядро и митохондрии, но не было пластид.
Другая линия ранних эукариот, вошла в другой эндосимбиоз с фотосинтетическими цианобактериями, позже развившимися в хлоропласты. Эта линия дала начало более совершенной группе водорослей, в том числе зеленым, которые являются настоящими растениями — эмбриофитами. Однако разнообразие фотосинтетических организмов свидетельствует о том, что этот процесс происходил неоднократно.
Наиболее древние фотосинтетические эукариотические организмы — глаукофиты, красные и зеленые водоросли. Их хлоропласты имеют две оболочки, происходящие от двух мембран грамотрицательной цианобактерии, наружная оболочка — мембрана пищеварительной вакуоли — редуцируется. Хлоропласты у этих водорослей возникли в результате первичного эндосимбиоза. При этом у глаукофитовых и красных водорослей сохраняются фикобилисомы — белковые комплексы, характерные для цианобактерий, которые содержат фикобилипротеины и прикрепляются к мембранам тилакоидов.
Как и у Paulinella, многие важные гены из прокариотического эндосимбионта были перенесены в эукариотическое ядро, и эндосимбионт утратил самостоятельность. Красные или зеленые водоросли в результате вторичного эндосимбиоза были включены в клетки других эукариотических организмов. При интеграции зеленых водорослей в клетку других эукариот возникли эвгленовые и хлорарахниофиты, красные водоросли как эндосимбионты дали начало остальным группам.
В результате этого произошли хлоропласты, которые имеют четыре оболочки, первые две сохраняются от первичных хлоропластов, третья — цитоплазматическая мембрана клетки-эндосимбионта и наружная — мембрана пищеварительной вакуоли новой клетки-хозяина. У эвгленовых и части динофитовых наружная оболочка в дальнейшем редуцируется и остается три оболочки.
У ряда водорослей редукция, наоборот, не заходит очень далеко. Так, у хлорарахниофитов и криптомонад между второй и третьей мембраной хлоропласта сохраняется нуклеоморф — сильно редуцированный остаток ядра эндосимбионта, состоящий из трех хромосом.
Существует и третичный эндосимбиоз, который наблюдается у ряда динофитовых водорослей. Так, строение хлоропластов у некоторых представителей этой группы существенно отличается от такового у большинства родов. У рода Lepidodinium имеется двухмембранный хлоропласт с хлорофиллами a и b, у Kryptoperidinium — пятимембранный хлоропласт. Генетическими методами показано, что у первого рода хлоропласты происходят от эндосимбиотических зеленых водорослей, у второго — от диатомовых. Динофитовые также характеризуются присутствием клептохлоропластов, достающихся им от водорослей-жертв и способных на непродолжительное существование в их клетках.
Нам очень повезло и в том, что до сих пор существуют организмы, имеющие признаки предков, присутствующих у ранних эукариот. Они почти всегда одноклеточные и ранее их группировали в царство под названием «Протиста». Но это была искусственная классификация, основанная на том, что они якобы слишком просто устроены, находясь на низком эволюционном уровне, имеют производные признаки растений, животных и грибов. Благодаря расшифровке их ДНК, подтверждённой электронной микроскопией и другими методами, представители этой сборной группы были разнесены по разным группам организмов.
Главное, что отличает водоросли от настоящих растений — их репродуктивная система. Водоросли теперь определяются как фотосинтетические эукариотические организмы, у которых репродуктивные структуры полностью превращаются в споры или гаметы, при высвобождении не оставляют ничего, кроме пустых стенок. У растений же репродуктивные системы всегда сложны и многоклеточны, и только некоторые их внутренние клетки становятся репродуктивными.
Способ размножения водорослей — это процесс, отражающий простой клеточный уровень организации самого организма. У растений в отличие от водорослей репродуктивная система включает два типа тканей — репродуктивную и стерильную, функционирующих совместно как орган. Это отражает более сложный органный уровень интеграции тела настоящих растений.
Какие бывают водоросли?
Известно больше 100 тысяч видов водорослей. Они подразделяются на отделы: бурые, диатомовые, красные, зеленые водоросли. Все они являются эукариотами, так как их клетки содержат ядро. Однако науке известны и сине-зеленые водоросли, которые являются прокариотическими организмами. За способность к фотосинтезу их когда-то причисляли к растениям, но теперь они считаются бактериями и встречаются под названиями «цианей» или «цианобактерий».
Зеленые водоросли относятся к царству растений и включают организмы самых разнообразных форм и размеров. Чаще всего они обитают в пресных водоемах и увлажненных регионах, но встречаются и в соленых, и в солоноватых водах.
Существует несколько классов зеленых водорослей:
- ульфоциевые;
- бриопсидовые;
- хлорофициевые;
- требуксиевые;
- празиновые;
Их размеры колеблются от нескольких микрометров до двух метров. Характерный зеленый цвет придает им высокое содержание хлорофилла. Кроме него, водоросли содержат пигмент лютеин, неоксантин. Из-за присутствия каротиноидов некоторые из них имеют красноватый или оранжевый оттенок.
Отдел красные водоросли или багрянки
Отдел красные водоросли или багрянки
К отделу Красные водоросли, или Багрянки (Rhodophyta), принадлежат преимущественно многоклеточные водоросли, которые распространены в основном в соленых водоемах и прикрепляются к субстрату. Меньше по размерам, чем бурые. Известно около 4000 видов. Внешний вид – разнообразный: нитевидные, пластинчатые, кораллообразные с рассеченностью разной степени. Окраска слоевища разнообразная: от желтой или лазурно-зеленой до красной. Это обусловлено тем, что кроме хлорофилла (а и d) есть красные и желтые пигменты (каротины, ксантофиллы, фикоэритрины), которые маскируют его. Хлорофилл d характерен только для красных водорослей. Багряный цвет придает особый пигмент – фикоэритрин. Красные пигменты позволяют водорослям уловить слабый свет на больших глубинах (до 250 м). На мелководье преобладает лазурно-зеленая окраска, обусловленная синим пигментом фикоцианом.
Клетки покрыты двухслойной оболочкой: внутренняя – целлюлозная, внешняя – пектиновая. Оболочки пропитаны углекислым кальцием. Имеют одно или много ядер, один или много хлоропластов с пиреноидами. Особенностью строения является наличие у некоторых представителей особых железистых клеток. Клетки слоевища соединены парами. Запасающее вещество – багрянковый крахмал, который откладывается в цитоплазме.
Размножение половое и бесполое. Вегетативное размножение происходит редко. При неполовом размножении отсутствуют жгутиковые формы – зооспоры. В спорангиях перед образованием спор происходит мейоз. Споры и мужские гаметы пассивно переносятся водой. Половой процесс – оогамия. Зигота проходит сложное развитие, в результате которого образуются споры (карпоспоры), из которых образуется спорофит. Жизненный цикл сложный.
Представители красных водорослей
Наиболее известными представителями являются порфира, делесерия и др. Очень редко встречаются в пресных водоемах (батрахоспермум), наземных обрастаниях во влажных местах (порфиридиум). В Черном море можно встретить красные водоросли шарообразной формы – церамию, кустики, похожие на кораллы, – кораллину, шнуровидную форму – немалион.
Из разных видов багрянок получают полисахариды агар-агар, который используют в пищевой, кондитерской, бумажной, текстильной и медицинской отраслях хозяйства. Некоторые виды употребляют в пищу, на корм животным. Из красных водорослей добывают бром, йод, изготавливают препараты против свертывания крови, заменители крови и т. п.
Внешний вид и строение
Внутреннее и внешнее строение зеленых водорослей очень разнообразно. Они могут быть одноядерными и многоядерными, состоять из разного количества клеток или вообще иметь неклеточный таллом. Некоторые из них не прикрепляются к поверхностям и свободно живут в водной среде. Другие же прочно закреплены на предметах и различных субстратах.
Среди зеленых водорослей есть такие, которые состоят всего из одной клетки. Разглядеть их без микроскопа не получится, ведь их размер чрезвычайно мал. Зато летом и весной можно наблюдать, как от их активного размножения вода в лужах, прудах и болотах окрашивается в зеленый цвет.
Многоклеточные зеленые водоросли больше напоминают обыкновенные высшие растения. Их тело может состоять из множества нитей, образовывать подобие стебельков и листочков. Промежуточный вариант между многоклеточными и одноклеточными представляют колониальные. Они представляют собой группу соединенных между собой клеток или организмов. Несмотря на объединение, они могут сохранять свою самостоятельность и по-разному реагировать на раздражители. В случае разрыва колонии они спокойно существуют дальше и способны образовывать новые группы при помощи деления своих клеток.
Улотрикс
С помощью нижней ризоидальной или прикрепительной клетки улотрикс удерживается на одном месте в субстрате. У этой клетки отмирает цитоплазма, а клеточная стенка наоборот, утолщается. Все остальные клетки имеют одинаковое строение.
Фрагмент нити улотрикса способен дать начало новому организму. Это вегетативный способ размножения. Кроме того, возможен половой и бесполый путь.
При бесполом размножении образуются подвижные зооспоры с 4 жгутиками. Они получаются путем митотического деления клеток средней части нити. Прикрепившись к поверхности, зооспоры отбрасывают жгутики и начинают делиться. Нижняя клетка становится прикрепительной, остальные образуют нить.
Половое размножение характерно для неблагоприятных условий. В клетках созревают гаметы, которые, соединяясь, образуют зиготу. Из зиготы образуется зигоциста, которая ждет наступления благоприятного момента для роста. Затем в ней происходит мейоз, образуются гаплоидные клетки. Эти клетки дадут начало новым нитям улотрикса.
Отношения с другими организмами
Зеленые водоросли могут существовать практически во всех влажных местах. Они встречаются в почве, на тенистой стороне камней и даже в снегах высоких гор и арктического пояса Земли. Если стакан с водой оставить на несколько дней в солнечном месте, то они появятся и там.
Водоросли легко вступают в симбиотические отношения с другими организмами. Они прекрасно сосуществуют с моллюсками, губками, простейшими, гидрами и плоскими червями. С грибами их сотрудничество оказалось настолько продуктивным, что даже получило отдельное название – лишайник. Когда-то такое объединение считали целостным растительным организмом, например мхом. В образовании лишайников участвует около 80 водорослей, из которых чаще всего встречаются представители рода требуксия.
Одноклеточные зеленые водоросли порой развиваются в шерсти или кожном покрове млекопитающих, а также на высших растениях. Их присутствие не всегда полезно для других. Порой они просто паразитируют и приводят к заболеваниям хозяина. Они способны вызвать мастит у рогатого скота, становятся причиной некоторых кожных заболеваний человека, истощают растения чая, приводя к пожелтению листьев.
Экология СПРАВОЧНИК
Водоросли рода ривулярия (Rivularia) образуют студенистые полушаровидные или шаровидные колонии, в которых нити располагаются радиально. Некоторые виды инкрустируются известью.[ …]
Пресноводный фитопланктон отличается от типично морского огромным разнообразием зеленых и сине-зеленых водорослей.[ …]
В пресноводных водорослях или в нематодах паразитируют грибы рода мизоцитиум (Myzocytium), вегетативное тело которых имеет перетяжки и образует часто серию зооспорангиев, расположенных в ряд.[ …]
Харовые водоросли, или, как их еще называют, харофиты, или лучицы, представляют собой совершенно своеобразные крупные растения, резко отличающиеся от всех остальных водорослей. При беглом взгляде они скорее похожи на некоторые высшие растения: одни из них — более всего на хвощ, растущий в лесах по тенистым и сырым местам; другие — на водяное растение роголистник. Но это сходство, конечно, чисто внешнее, так как тело харовых водорослей состоит не из стеблей, листьев и корней, а представляет собой настоящее многоклеточное слоевище (таллом), характерное для низших растений, хотя и очень сложно и своеобразно устроенное. Они широко распространены з пресноводных прудах и озерах, особенно с жесткой известковой водой, а некоторые из них встречаются и в морских заливах, и в солоноватых континентальных водоемах. Как правило, харовые растут не поодиночке, а образуют заросли, нередко очень обширные, покрывающие сплошным ковром дно водоемов. И в этих местообитаниях харовые являются наиболее крупными представителями мира водорослей — высота их слоевищ обычно составляет 20—30 см, но может достигать 1 и даже 2 м. Все части их тела, включая органы размножения, хорошо различимы невооруженным глазом.[ …]
Растение пресноводных водоемов, относится к так называемым харовым водорослям (элодея, уруть). Произрастает на глубине воды около четырех метров. В зарослях роголистника не бывает много рыбы: листья его выделяют вещество —. танин» отпугивающий насекомых. А нет пищи — нет и рыбы (рис. 185).[ …]
Диатомовые водоросли — микроскопические одноклеточные растения, являющиеся неотъемлемой частью и важнейшей составляющей большинства пресноводных экосистем. По своей экологической пластичности, масштабам географического распространения и уровню биопродуктивности диатомовые водоросли фактически не имеют аналогов.[ …]
Большинство пресноводных грибов рода питиум паразитирует на зеленых нитчатых водорослях. Наиболее распространены морфологически близкие виды Р. gracile и Р. tenue. У первого из них оогонии крупнее, чем у второго (16—20 мкм против 7—17 мкм), и одеты более толстой оболочкой.[ …]
Сине-зеленые водоросли преобладают в планктоне эвтрофных (богатых питательными веществами) водоемов, где их массовое развитие часто вызывает «цветение» воды. Планктонному образу жизни этих водорослей способствуют газовые вакуоли в клетках, хотя они имеются и не у всех возбудителей «цветения» (табл. 4). Прижизненные выделения и продукты посмертного разложения у некоторых из этих сине-зеленых водорослей ядовиты. Массовое развитие большинства планктонных сине-зеленых водорослей начинается при высокой температуре, т. е. во второй половине весны, летом и в начале осени. Установлено, что для большинства пресноводных сине-зеленых водорослей температурный оптимум находится около+30°С. Есть и исключения. Некоторые виды осциллато-рии вызывают «цветение» воды подо льдом, т. е. при температуре около 0°С. Бесцветные и сероводородолюбивые виды развиваются в массовом количестве в глубинных слоях озер. Некоторые возбудители «цветения» явно выходят за границы своего ареала благодаря человеческой деятельности. Так, виды рода АпаЬаепорз18 за пределами тропических и субтропических областей долгое время совсем не встречались, но потом были найдены в южных районах умеренного пояса, а несколько лет назад развились уже в Хельсинкской бухте. Подходящая температура и повышенная эвтрофизация (органическое загрязнение) позволили этому организму развиваться в больших количествах и севернее 60-й параллели.[ …]
Зиготы части пресноводных зеленых водорослей, таких, как вольвоксовые, улотриксовые и др., представляют собой одноклеточные спорофиты. Они производят до 32 зооспор, что по массе во много раз больше, чем пара родительских гамет. Таким образом, у этих водорослей, по существу, наблюдается спорическая редукция.[ …]
Сине-зеленые водоросли сходны по строению с бактериальными клетками, являются фотосинтезирующими автотро-фами. Обитают преимущественно в поверхностном слое пресноводных водоемов, хотя есть и в морях. Продуктом их метаболизма являются азотистые соединения, способствующие развитию других планктонных водорослей, что при определенных условиях может привести к «цветению» воды и к ее загрязнению, в том числе и в водопроводных системах.[ …]
Определитель пресноводных водорослей СССР. Под ред. Голлер-баха М. М., Полянского И. H., Савича В. П. М., «Советская наука», 1954—1959.[ …]
Определитель пресноводных водорослей СССР в 14 томах / Под ред. М. М. Голлербаха. ТТ. 2-4, 6-8, 10, И. Л.: Изд-во АН СССР. 1951-1986.[ …]
Правда, вначале пресноводная флора неогена была довольно однообразной и массового развития достигли лишь немногие виды центрических (Melosira и Coscinodiscus) и пеннат-ных (Tetracyclus, Fragilaria, Eunotia) диатомей. Однако уже для поздненеогеновой флоры характерно значительное разнообразие и обилие видов диатомовых водорослей.[ …]
Имандра — это пресноводный макробассейн, являющийся системой нескольких свободно сообщающихся крупных водоемов: оз. Бабинская Имандра, оз. Большая Имандра и др. (см. рис.1). В целом водоем относится к олиготроф-ному типу, однако степень эвтрофикации в различных частях водоема не одинакова (как и степень антропогенной нагрузки). Поэтому при анализе донных комплексов диатомовых водорослей из оз. Имандра невозможно ограничиться отбором проб в 1 — 2 точках (как это делалось для малых и средних озер).[ …]
Настоящие водоросли являются растениями, тело которых представлено слоевищем. Известно около 30 ООО видов этих организмов. Встречаются как одноклеточные, так и многоклеточные водоросли. Они являются обитателями в основном пресноводных водоемов и морей, но встречаются почвенные водоросли и даже водоросли снега и льда. Размножение одноклеточных водорослей происходит путем деления, многоклеточные формы размножаются как бесполым, так и половым путем. Когда-то Вергилий писал — «nigilvilor algo» (ничего нет хуже водорослей). В наше время водоросли приобрели другие оценки.[ …]
Слева — морская зеленая водоросль ацетабулярия средиземноморская, состоящая из гигантской клетки, изображенной в натуральную величину: 1— шляпка; 2 — стебелек; 3 — ризоиды с ядром. Справа — пресноводная диатомовая водоросль пиннулярия зеленая: 4 — конечные узелки шва панциря; а — перистая структура панциря; 6 — цитоплазма; 7 — центральный узелок.[ …]
Видовой состав диатомовых водорослей в водоемах определяется комплексом физико-химических факторов, из которых большое значение имеет в первую очередь соленость воды. По отношению к солености все диатомеи разделяются на морские, солоноватоводные и пресноводные. Особенно четко проявляется их реакция на содержание в воде поваренной соли NaCl, что позволяет различать у них три группы видов. Первую составляют эвгалобы, для развития которых наличие хлоридов обязательно. Сюда относятся типично морские обитатели (полигалобы) и представители солоноватых вод (мезогалобы), живущие во внутренних морях и опресненных морских бухтах. Третья группа — это настоящие пресноводные виды, на которых даже незначительное присутствие в воде NaCl действует губительно (виды родов Eunotia, Pinnularia, Cymbella, Frustulia).[ …]
Распространены желто-зеленые водоросли по всему земному шару. Встречаются они главным образом в чистых пресноводных водоемах, реже в морях и солоноватых водах, обычны они также в почве; могут обитать как в кислых, так и в щелочных водах; предпочитая умеренную температуру, чаще развиваются весной и осенью, хотя имеются виды, встречающиеся на протяжении всех периодов года, в том числе и зимой.[ …]
Голлербах М. М. и Полянский В. И. Пресноводные водоросли и их изучение, М., 1951. 5—195.[ …]
Поскольку сукцессии диатомовых водорослей являются неотъемлемой составляющей большинства пресноводных экосистем, их включение в создаваемые шкалы сапробности было вполне закономерно. Так, система сапробности, разработанная Пантле и Бук-ком, включает в себя более 300 видов и вариететов диатомовых-индикаторов [79]. В этой системе для каждого вида в пробе оценка частоты /? выражена относительными числами от 1 до 5, а степень сапробности в каждого вида располагается соответственно 4 классам воды между 1 и 4 [74].[ …]
Рассмотрим колебания численности в пресноводном экологическом цикле питания: «рыба—органические отбросы—разлагающие органику бактерии—неорганические продукты—водоросли—мелкие животные—рыба». Предположим, что особенно теплая погода летом обусловила быстрый рост водорослей. Это ведет к истощению запасов неорганических веществ, и условия для продолжения роста водорослей могут быстро измениться. Но тут подключаются консументы: водоросли и питающиеся ими моллюски, ракообразные, личинки насекомых создают обильную кормовую базу для рыб. Усиление питания и роста последних сопровождается сокращением биомассы водорослей и увеличением массы органических отбросов. Это способствует размножению деструкторов и нарастанию количества неорганических питательных веществ. Наступает новая вспышка роста водорослей, и равновесие в цикле восстанавливается или переходит на новый уровень. Так осуществляется регуляция численности во многих экосистемах.[ …]
Промышленное использование морских водорослей по сравнению с пресноводными также имеет значительно большие масштабы и более давнюю историю. В настоящее время под термином «водорослевая промышленность» разумеют промышленную переработку именно морских водорослей. Из них получают как различные органические соединения, так и минеральные вещества.[ …]
В океанах наблюдается бурное цветение водорослей — феномен, получивший название «красные приливы». Красный прилив» — это гигантские скопления фитопланктона (фитон по-гречески означает растение, а планктос — блуждающий); они существовали и ранее, однако, по мнению ученых, имели иную периодичность и другой состав. Кроме того, обнаружено выделение ядовитых веществ. Образование «красных приливов» в первую очереди связывают с повышенным содержанием в морской воде фосфатов и нитратов, которые, как правило, даже при обработке сточных или загрязненных вод удаляются в незначительной степени и при попадании в воду стимулируют рост микроорганизмов. Кислотные дожди способствуют распространению этого явления.[ …]
Учитывая чувствительность многих видов водорослей к разнообразным видам антропогенного воздействия, возможно привлечение этой группы водных организмов в качестве диагностического показателя для оценки состояния пресноводных экосистем охраняемых территорий.[ …]
Нередки случаи и прижизненного выделения водорослями токсических веществ. В пресноводных водоемах чаще всего это наблюдается при массовом развитии сине-зеленых водорослей, в частности видов рода микроцистис (Microcystis). В морских водах отравление воды нередко вызывается массовым развитием мелких жгутиковых. В таких случаях вода иногда окрашивается в красный цвет, отсюда и название этого явления — «красный прилив».[ …]
Протококковые за некоторыми исключениями пресноводные организмы. Многие живут во влажной почве, на стволах деревьев. В воде они распространены в планктонных условиях, особенно сценедесмовые. Они нередко являются миксотрофами, развиваясь в большом количестве в присутствии органических веществ, что, например, выражено у хлореллы. Это свойство и обусловливает способность протококковых водорослей развиваться в биофильтрах, где они участвуют в утилизации органических загрязнений стоков. Но важная роль зеленых водорослей в очистке воды состоит не в потреблении органических веществ, а в фотосинтетической аэрации окислительных прудов.[ …]
Н. В. Бондаренко выявил 36 видов планктонных водорослей: 9 видов диатомовых, 8 — синезеленых, 14 — зеленых (из трех групп устаревшей систематики водорослей: Chlorophyta, Conju-gatae и из Mastigophora — вольвоксовые), 2 — золотистых (Masti-gophora), 3 — динофитовых (Mastigophora). Зеленые оказались доминирующими по видовому богатству в исследовании Н. В. Бондаренко из-за многочисленных видов рода Staurastrum, сильно изменчивых и признаваемых позднейшими исследованиями (Определитель пресноводных…, 1951-1986) в некоторых случаях за один вид. Учитывая это замечание, а также то, что основной акцент в исследованиях Н. В. Бондаренко сделан на бентос и, следовательно, бентосные формы диатомей учтены им в другой группе водных организмов, можно сделать вывод о преобладании видового богатства диатомей над остальными отделами планктонных водорослей. Второе место занимают зеленые, третье — синезеленые, далее немногочисленные золотистые и динофитовые.[ …]
Программа гидробиологического мониторинга пресноводных экосистем России предусматривает наблюдения по всем основным подсистемам: фитопланктону, макрофитам, зоопланктону, зообентосу, перифитону, микрофлоре [3]. Диатомовые водоросли, обитающие во всех трех экопространствах (берег, вода, дно), являются неотъемлемой составляющей большинства пресноводных экосистем и объектом мониторинга в рамках осуществляемых программ.[ …]
Световой фактор играет огромную роль в жизни пресноводных растений. Он является основным источником энергии для синтеза органических соединений. Поглощение ионов и их перенос через систему мембран в клетку напрямую связан с процессами фотосинтеза, а значит, и с освещенностью (Пост, 1975). Проблема влияния света на накопление радионуклидов пресноводными растениями изучена в настоящее время недостаточно. Так, установлено, что коэффициенты накопления б0Со, 90Sr и I37Cs у ряда водных растений с увеличением освещенности возрастают. В частности, элодея накапливает 90Sr на свету в 2 раза больше, чем в темноте. Коэффициенты накопления б0Со, 90Sr и l37Cs у харовой водоросли Chara tomentosa на свету в 2-5 раз выше, чем в темноте, a 59Fe, 9iY, 144Се накапливаются водорослью практически одинаково при всех режимах освещения (Боченин и др., 1978).[ …]
В планктоне прудов, рек, водохранилищ и других пресноводных водоемов часто можно встретить ксантококковых с разнообразной формой клетки и различными выростами и украшениями оболочки. Их нередко путают с одноклеточными зелеными водорослями, но при внимательном просмотре они довольно четко различаются.[ …]
Род Arapaima (рис. 77) принадлежит к одной из крупных пресноводных рыб, достигая размерами до 4,5 метра и весом более 150 кг. Некоторые из рыб этого семейства устраивают для икры большие гнезда из водорослей и охраняют молодь; их вышедшие из икры личинки имеют наружные жабры. У некоторых плавательный пузырь делается ячеистым.[ …]
В литературе часто выделяют в особую категорию пресноводного планктона речной фитопланктон. В больших реках с очень медленным течением, конечно, водоросли успевают размножаться в пределах ограниченного участка реки при относительно однородных условиях. Следовательно, здесь может сформироваться до некоторой степени особый для данных условий состав фитопланктона. Однако даже в этом случае исходным «материалом» для данного речного сообщества являются организмы, занесенные течением из выше расположенного участка реки или из боковых притоков. Чаще же всего в реке состав фитопланктона формируется как смесь фитопланктона притоков, в той или иной степени преобразованная под влиянием условий реки.[ …]
Местообитание и распространение. Десмиди-евые — типично пресноводные организмы, морских видов среди этих водорослей нет. Правда, некоторые из них были найдены в слабосолоноватых водоемах морских побережий или в более соленых континентальных водоемах, однако существует мнение, что десмидиевые попадают туда случайно и через некоторое время погибают.[ …]
Поскольку обычно считается, что лимитирующим фактором роста водорослей в пресноводных водоемах является содержание фосфора, то при очистке вод от биогенных элементов наиболее эффективные методы основаны на удалении фосфора. Очистка от азота менее эффективна и технологически более трудоемка и, следовательно, более дорогостояща.[ …]
Изучаются и необычные источники растительного топлива, например пресноводная одноклеточная водоросль ботриококк. Она на 85% состоит из жира, при переработке которого можно получать бензин, авиационное и дизельное топливо и некоторое количество тяжелых масел.[ …]
Чрезмерный сброс соединений фосфора, особенно во внутренние моря и пресноводные водоемы, вызывает бурное развитие водорослей и последующее обеднение вод кислородом, поглощаемым микроорганизмами при разложении отмершей растительности.[ …]
Сильное истощение запасов кислорода при процессе разложения остатков водорослей после цветения может снизить концентрацию РК до такой степени, что вызовет заморы рыб. Долговременное влияние эвтрофирования должно привести к преобладанию менее ценных видов рыб, которые способны переносить более низкую концентрацию РК. Некоторые из них могут также находить пищу в богатых органическим веществом донных отложениях. В лагуне Бей (Филиппины) завод по разведению пресноводных рыб понес большие финансовые убытки при заморах рыбы (особенно в июле 1975 г.) вследствие возросшей урбанизации водосбора. Из-за сброса неочищенных сточных вод озеро стало гипертрофным с громадными популяциями Microcystis aeruginosa и Eichhornia erassipes. После прекращения цветения водорослей последующее потребление РК приведет к острому его недостатку для культивируемых рыб с очевидными отрицательными последствиями для рыбоводства.[ …]
Низшие организмы. При длительном действии сточных вод, содержащих от 2 до 3 г/л солей, пресноводные организмы вытесняются морскими. Явным признаком содержания солей служит появление диатомовых водорослей [28]. Среди них Tha-lassiosira fluviatilis получает массовое развитие (цветение воды), а это в свою очередь вызывают гибель рыбы.[ …]
Наиболее многочисленную группу составляют эндосимбиозы одноклеточных зеленых и желто-зеленых водорослей с одноклеточными животными (рис. 48, 1). Эти водоросли носят названия соответственно зоохлорелл и зооксантелл. Из многоклеточных животных зеленые и желто-зеленые водоросли образуют эндосимбиозы с пресноводными губками, гидрами и др. (рис. 48, 2). Сине-зеленые водоросли образуют с протозоа и некоторыми другими организмами своеобразную группу эндосимбиозов, получивших название синцианозов; возникающий при этом морфологический комплекс из двух организмов называют ц и а н о-м о м, а сине-зеленые водоросли в нем — ц и а-неллами (рис. 48, 3).[ …]
Для токсикологических исследований наибольший интерес представляет культивирование массовых видов синезеленых водорослей — возбудителей «цветения» воды в пресноводных водоемах, перифитонных и обрастающих форм, широко распространенных в водоемах различных зон. Это, в первую очередь, представители родов Anabaena (A. hassalii, A. flos-aquae, A. spiroides), Microcystis (М. aeruginosa), Aphanizomenon (A. flos-aquae), Oscillatoria (O. agardhii), Phormidium (Ph. un-cinatum, Ph. muscicola).[ …]
В литературе обобщен опыт разработки международных стандартов ИСО по контролю воды, в частности, описаны методы биотестирования с помощью пресноводных рыб (ИСО 7346), дафний (ИСО 6341), водорослей (ИСО 8693) и активированного ила (ИСО 8192) [15].[ …]
Термины «обрастание» и «перифитон» вполне логично считать синонимами. На наш взгляд они имеют одинаковое право на использование как в морской, так и пресноводной гидробиологии. По-видимому, нет необходимости вводить новые общие термины, поскольку это не дает каких-либо дополнительных удобств, но их конкретизация при изучении отдельных групп сообществ вполне допустима. В поле зрения гидробиологов оказалось население нижней поверхности льда, для которого предложен специальный термин «криоперифитон» (Юрьев и др., 1988). Массовые компоненты сообщества—водоросли, степень развития которых зависит от светового фактора. Для обозначения мелких водорослей и беспозвоночных, поселяющихся на поверхности тела более крупных гидробионтов, используют термин «эпибионты», которые по сути являются перифитонными организмами.[ …]
В настоящее время утверждение, что в качестве главного критерия трофии служат развитие фитопланктона и условия, определяющие это развитие (Винберг, 1960), не вызывает возражений. Из биогенных элементов чаще всего речь идет о фосфоре, который первоначально рассматривали как основной фактор, регулирующий развитие пресноводного фитопланктона (Vollenweider, 1979; OECD, 1982). Однако не менее важную роль в развитии водорослей играет и азот (Hoyer, Jones, 1983; Lambou et al., 1983; Prepas, Trew, 1983; Pridmore et al., 1985), присутствие которого, в частности, определяет биологическое потребление фосфора (Smith, 1982).[ …]
Наиболее примитивные ракообразные — дафнии и циклопы. Это довольно мелкие животные. Их можно рассмотреть при слабом увеличении микроскопа. У дафнии имеются двухветвистые антенны, которые кроме органов чувств являются и органами передвижения. Дафниями питаются многие рыбы. Их количество очень велико во всех пресноводных водоемах. Дафнии питаются бактериями, водорослями и другими мелкими организмами.[ …]
Неожиданное усиление неблагоприятного воздействия на организм возможно в следующих случаях: при мутации болезнетворного организма в плане усиления повреждающей способности, при попадании его в новую экологическую нишу, при резком изменении среды его обитания, при резком изменении среды половозрастной структуры поражаемого вида (старение, омоложение), приводящем к снижению иммунитета. Приведем пример. Легионеллы являются естественными обитателями пресноводных водоемов. Наиболее высокая частота выделения и концентрации легионелл приходится на терминальные водоемы с температурой от 40 до 58°С. Научно-технический прогресс позволил ввести в производственно-бытовую деятельность человека системы охлаждения, компрессионные устройства, душевые установки, плавательные бассейны, ванны, оборудование для респираторной терапии и т.д. Условия выживания легионелл в искусственных сооружениях в симбиозе с сине-зелеными водорослями оказались более благоприятными, чем в естественных водоемах. Это несколько иная экологическая ниша способствовала появлению штаммов легионелл, вызывающих вспышки различных клинических форм легионеллезов.[ …]
Хламидомонада
Род хламидомонада объединяет больше 500 видов зеленых водорослей, обитающих преимущественно в пресных водоемах. Это одноклеточные организмы грушевидной или овальной формы. Они оснащены специальными светочувствительными глазками и парой жгутиков, вращательные движения которых помогают хламидомонадам перемещаться в воде к более освещенным местам.
Большинство из них обитают в небольших, хорошо прогретых водоемах и могут способствовать их цветению. Самый необычный представитель – хламидомонада снежная, живущая при низких температурах. Она обитает в снегах и льдах, и благодаря пигменту астаксантину окрашивает их в розоватый оттенок.
Половые процессы
Половое размножение многоклеточных водорослей запускается при наблюдении плохих условий. К таким условиям относят:
- засыхание водоема;
- резкие скачки температуры и пр.
У многоклеточных водорослей размножение происходит несколькими способами, включая при механическом разрушение слоевища на части. Половое размножение заключается в слияние двух клеток, в результате чего появляется зигота. Она вырастает в новую особь либо дает зооспоры. Половое размножение может быть нескольких типов. В простейшем виде – это соединение содержимого двух вегетативных клеток.
Спирогира
Спирогира является самой распространенной многоклеточной водорослью. Она окрашена в ярко-зеленый цвет и состоит из множества тонких ниточек различной длины. Спирогира встречается как в пресных, так и в соленых водах. Она появляется в медленно текущих и застойных водоемах, в аквариумах, за которыми неправильно ухаживают. Вместе с другими водорослями она образует липкую тину, наощупь напоминающую вату.
Общая характеристика
Тело многоклеточных особей может иметь форму в виде листика либо ниточки. В водохранилищах без течения часто наблюдаются ярко окрашенные комочки зеленого оттенка. Это клубки зелёных спирогири. Клетки вещества протягиваются в длину, имеют стенку из клеток целлюлозы и наделены слизью. Между собой они совмещаются. Благодаря этому появляются нитки. В клетках отмечаются цитоплазмы с воспроизведенными в пружину хроматофорами в виде лент.
Ещё одна разновидность, которая отмечается в водоемах с проточной водой. Это улотрикс. Вещество представляет собой ярко-зелёные нити, которые присоединяются к разнообразным предметам под водой. Частички возникают за счет коротких клеток, которые совмещены между собой. В каждой клетке наблюдаются ядро и хроматофор. Нить растения становится большей путем разделения клеток.
Вольвокс
Вольвокс – подвижные колониальные водоросли, обитающие в стоячих пресных водоемах. В период массового размножения они способствуют цветению воды, окрашивая ее в зеленый цвет. Известно около 20 видов вольвокса.
Колония вольвокса выглядит как зеленый шар размером максимум 3 мм. В каждый из таких шаров входит от 10 до 200 тысяч микроскопических клеток, которые соединяются нитками из протоплазмы. Как и у хламидомонады, у них имеются жгутики для передвижения внутри водоема. Клетки не одинаковы и разделяются по своей специфике. Одни являются вегетативными, другие генеративными и принимают участие в половом размножении.
Подвижные колониальные Зеленые водоросли
Клетки подвижных колониальных форм схожи с хламидомонадой. Они образуются в результате деления зиготы. Клетки удерживаются между собой с помощью слизистого вещества.
- Вольвокс
Колониальная водоросль в форме подвижных зеленых шариков. Колония включает около 20-50 тысяч клеток, большую часть которых составляют вегетативные. Клетки сообщаются между собой цитоплазматическими мостиками.
Рис. 4. Вольвокс
Для вольвокса характерно вегетативное и половое размножение. В результате вегетативного образуются дочерние колонии, отделяющиеся от материнской последовательными продольными делениями. После этого они вываливаются в середину материнского организма и освобождаются после разрушения последней.
Рис. 5. Бесполое размножение вольвокса
Половое размножение реализуется специализированными клетками без жгутиков. Одна часть преобразовывается в женские половые клетки – оогонии, из которых формируются яйцеклетки (n), а другая часть – в мужские клетки – сперматозоиды (n). При их сливании образуется зигота – ооспора (2n). Сначала она делится путем мейоза, а затем – путем митоза. В результате развивается пластина из гаплоидных клеток.
Ульва
Род ульва представляет морские зеленые водоросли, обитающие в пределах субтропического и умеренного поясов земного шара. Они являются многоклеточными организмами с ветвистым пластинчатым талломом размером от 30 сантиметров до 1,5 метра. У основания тела водоросли находятся нитевидные образования, ризоиды, при помощи которых они цепляются за различные поверхности.
Ульва нуждается в солнечном свете, поэтому обитает на небольших глубинах. Она служит кормом морских животных и является отличным местом для откладывания икры рыбами. Некоторые виды ульвы люди употребляют в пищу. В кулинарии она больше известна как морской салат.
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.
Нителла
Водоросли рода нителла широко распространены в пределах Северного полушария. Они обитают в пресных водоемах Азии, Европы и Северной Америки. Внешне водоросли сложно отличить от высших растений. Их таллом состоит из тоненьких стебельков с небольшими узлами, от которых по кругу отходит 5-7 узких и тонких листочков.
Они любят хорошо освещенные места и теплую температуру воды — в пределах 20-28 градусов. Растение довольно неприхотливо и способно делать воду прозрачнее, отчего его часто заводят в аквариумах. В естественных водоемах разросшаяся нителла становится убежищем небольших рыбешек и местом для их нереста.
Эвдорина и пандорина – самые известные вольвоксовые
Относятся к колониальным водорослям и яркие представители класса вольвоксовых – эвдорина и пандорина. Колония эвдорины обычно состоит из 32, 64 либо 128 особей. Клетки находятся в небольшом комке слизи, обычно образующей сферическую форму. Пандорина также является шарообразной колонией водорослей. При этом она тоже подвижна. Встречается пандорина обычно там же, где и эвдорина.
Каулерпа
Бриопсидовые водоросли рода каулерпа обитают преимущественно в теплых тропических и субтропических морях. Внешне они очень разнообразны и визуально делятся на листья, стебли и корни. Они могут быть ветвистыми или напоминать по виду грибы. Несмотря на видимую сложность, их внутреннее строение очень простое. Таллом водорослей состоит всего из одной клетки, которая содержит множество ядер. У некоторых видов она может сильно разрастаться, достигая 2-3 метра в размере.
Каулерпа неподвижна и всегда прикрепляется к какой-нибудь поверхности. Часто она селится на дне водоемов, цепляясь к илу или песку. Она также растет на подводных камнях и коралловых рифах. Благодаря своим размерам, водоросли этого рода являются крупнейшими одноклеточными организмами в мире. Из-за необычного вида они пользуются популярностью, поэтому их часто выращивают в аквариумах. В странах Юго-Восточной и Восточной Азии некоторые виды каулерп употребляют в пищу.
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.
Источник: