Растения, часть вторая- водоросли.

Водоросли — группа организмов различного происхождения, объединённых следующими признаками: наличие хлорофилла и фотоавтотрофного питания; у многоклеточных — отсутствие чёткой дифференцировки тела (называемого слоевищем, или талломом) на органы; отсутствие ярко выраженной проводящей системы; обитание в водной среде или во влажных условиях (в почве, сырых местах и т. п.). Они сами по себе не имеют органов, тканей и лишены покровной оболочки.

К водорослям относят различное число (в зависимости от классификации) отделов эукариот, многие из которых не связаны общим происхождением. Также к водорослям часто относят сине-зелёные водоросли или цианобактерии, являющиеся прокариотами. Традиционно водоросли причисляются к растениям.

Клетки водорослей (за исключением амёбоидного типа) покрыты клеточной стенкой или клеточной оболочкой. Стенка находится снаружи мембраны клетки, обычно содержит структурный компонент (например, целлюлозу) и аморфный матрикс (например, пектиновые или агаровые вещества); также в ней могут быть дополнительные слои (например, спорополлениновый слой у хлореллы).

У многих в хлоропласте имеются плотные образования — пиреноиды.

См. также: Талломы водорослей

У водорослей выделяют несколько основных типов организации таллома:

Амёбоидный (ризоподиальный)

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 они даже соединяются между собой посредством плазмодесм. У высокоорганизованных форм с многоклеточным талломом часто имеются расселительные стадии — зооспоры и гаметы, имеющие монадную структуру.

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.

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.

Клетки соединены в нить, простую или разветвлённую. Нити могут свободно плавать в толще воды, прикрепляться к субстрату, либо объединяться в колонию. Вегетативно нитчатые водоросли размножаются обычно распадом нити на отдельные фрагменты. Рост нитей может идти четырьмя путями: диффузным — делятся все клетки нити, интеркалярным — зона роста расположена в середине нити, апикальным — делением конечных клеток, и базальным — делением клеток у основания таллома. Клетки в нити не имеют жгутиков и могут быть связаны между собой плазмодесмами.

Есть две системы нитей: стелющиеся по субстрату горизонтальные и отходящие от них вертикальные. Горизонтальные нити тесно смыкаются, либо могут сливаться в псевдопаренхиматозную пластинку и выполняют, в основном, опорную функцию и функцию вегетативного размножения, вертикальные нити — преимущественно ассимиляторную функцию. Иногда может наблюдаться редукция, либо чрезмерное развитие тех или иных нитей, приводящее к вторичной утрате или нарушению характерных черт гетеротрихального строения (при редукции вертикальных нитей, например, таллом может представлять собой простую однослойную пластинку, полностью прикреплённую к субстрату).

Многоклеточные талломы в форме пластинок из одного, двух или нескольких слоёв клеток. Возникают при продольном делении клеток, составляющих нить. Число слоёв зависит от характера образования перегородок при делении клеток. Иногда слои могут расходиться, и таллом тогда приобретает трубчатую форму (полый внутри), стенки при этом становятся однослойными.

Отсутствуют клеточные перегородки, в результате чего таллом, часто крупный и внешне дифференцированный, формально представляет собой одну клетку с большим количеством ядер.Сифонокладальный

Таллом представлен многоядерными клетками, соединёнными в нитчатые или иной формы многоклеточные талломы (Siphonocladales).

Свойственна только харовым водорослям. Таллом крупный, многоклеточный, состоит из главного побега с ветвями и отходящими от него, иногда ветвящимися, членистыми боковыми побегами. Боковые побеги отходят от главного в области узлов, часть побега между узлами состоит, как правило, из одной крупной клетки и называется междоузлием.

Колонии, представляющие собой группы (пачки или нитеобразные образования), которые возникают в результате деления одной исходной клетки и заключены в растягивающуюся оболочку этой клетки.Псевдопаренхиматозный (ложнотканевый)

Представлен слоевищами, которые образовались в результате срастания разветвлённых нитей, нередко сопровождаемого морфофункциональной дифференциацией получающихся ложных тканей.

У водорослей встречается вегетативное, бесполое и половое размножение.

Вегетативное размножение может осуществляться как простым разделением многоклеточного организма (фрагменты нитей Spirogyra (спирогира) или колонии (Synura) на несколько частей, так и при помощи специализированных органов. Например, бурые водоросли из порядка сфацеляриевых имеют для этой цели специальные выводковые веточки, а водоросли из порядка харовых — клубеньки на ризоидах.

Мелкие свободноплавающие водоросли входят в состав планктона и, развиваясь в больших количествах, вызывают «цветение» (окрашивание) воды. Бентосные водоросли прикрепляются ко дну водоёма или к другим водорослям. Есть водоросли, внедряющиеся в раковины и известняк (сверлящие); встречаются (среди красных) и паразитические. Крупные морские водоросли, главным образом бурые

Водоросли — крайне гетерогенная группа организмов, насчитывающая около 100 тысяч (а по некоторым данным до 100 тыс. видов только в составе отдела диатомовых) видов. На основании различий в наборе пигментов, структуре хроматофора, особенностей морфологии и биохимии (состав клеточных оболочек, типы запасных питательных веществ) большинством отечественных систематиков выделяется 11 отделов водорослей[источник не указан 2363 дня]:

С учётом того, что водоросли — искусственная группа, включающая самые разные по систематическому положению организмы (а одна из основных задач современной систематики — формировать систематические группы на основании филогенетического родства, то есть именно по происхождению), говорить о происхождении и эволюции водорослей в целом смысла нет, ведь одни из них — прокариоты, а другие, относящиеся к эукариотам, также имеют самое разное происхождение[3]. Например, зелёные и харовые водоросли образуют общую родственную группу с настоящими, наземными

Роль в биогеоценозах[править | править вики-текст]

Водоросли — главные производители органических веществ в водной среде. Около 80 % всех органических веществ, ежегодно создающихся на Земле, приходится на долю водорослей и других водных растений. Водоросли прямо или косвенно служат источником пищи для всех водных животных. Известны горные породы (диатомиты, горючие сланцы, часть известняков), возникшие в результате жизнедеятельности водорослей в прошлые геологические эпохи. Кстати, именно по диатомовым водорослям определяется возраст этих пород.

Некоторые водоросли, в основном морские, употребляются в пищу (морская капуста, порфира, ульва). В приморских районах водоросли идут на корм скоту и удобрение. В ряде стран водоросли культивируют для получения большого количества биомассы, идущей на корм скоту и используемой в пищевой промышленности.

Съедобные водоросли — богаты минеральными веществами, особенно йодом. Традиционно используются в восточноазиатских кухнях. Одно из самых популярных блюд с водорослями — суши.

Многие водоросли — важный компонент процесса биологической очистки сточных вод.

Бурное развитие нитчатых и планктонных водорослей (цветение воды) может создавать проблемы в работе очистных сооружений, систем водоснабжения.

В морской аквариумистике водоросли используют в системах биологической фильтрации. Применяются водорослевые танки («водорослевики») и скрубберы. Выращиваются либо специально посаженные макроводоросли (обычно из родов Хетоморфа и Каулерпа), либо используется естественное водорослевое обрастание. Интенсивное освещение обеспечивает быстрый рост водорослей и активное поглощение ими загрязнителей. Периодически масса разросшихся водорослей удаляется из фильтра[5].

Из водорослей получают: студне- и слизеобразующие вещества — агар-агар (анфельция, гелидиум), агароиды (филлофора, грацилярия), карраген (хондрус, гигартина, фурцелярия), альгинаты (ламинариевые и фукусовые), кормовую муку, содержащую микроэлементы и йод.

Водоросли участвуют в образовании некоторых типов лечебных грязей.

Человек использует морские водоросли в химической промышленности. Из них получают йод, альгиновую кислоту, агар-агар, калийные соли[источник не указан 2366 дней], целлюлозу, спирт, уксусную кислоту.

Биотопливо[править | править вики-текст]

Из-за высокой скорости размножения водоросли применяются для получения биомассы на топливо. Разработано множество различных экспериментальных процессов получения биотоплива (англ.)русск., например, использующих высокие температуры и давления[6].

В науке[править | править вики-текст]

Водоросли широко применяют в экспериментальных исследованиях для решения проблем фотосинтеза и выяснения роли ядра и других компонентов клетки.

Водоросли являются одним из наиболее широко применяемых биообъектов при биотестировании химических веществ и образцов природных и загрязнённых вод.

Экодом[править | править вики-текст]

Предпринимаются попытки использовать некоторые быстро размножающиеся и неприхотливые водоросли (например, хлореллу, которая быстро и в большом количестве синтезирует белки, жиры, углеводы, витамины и способна усваивать примерно 10-12 % солнечной энергии[источник не указан 2386 дней], синтезируя органическое вещество (для сравнения — высшие растения способны усваивать только 1-2 % солнечной радиации) для создания круговорота веществ в обитаемых отсеках космического корабля.

Морские водоросли входят в царство Протисты и могут принадлежать к одной из нескольких групп многоклеточных водорослей: красные водоросли, зелёные водоросли или бурые водоросли. Поскольку эти три группы не могут иметь общего многоклеточного предка, морские водоросли являются полифилетической группой. Кроме того, некоторая группа синезелёных водорослей (цианобактерии) иногда тоже рассматриваются как морские водоросли, поэтому «морские водоросли» является разговорным термином и не имеет формального определения.

Внешне морские водоросли напоминают недревесные наземные растения. Они состоят из:

слоевище: тело водоросли пластинка: плоские структуры, похожие на листья сорус: группа спор

у рода фукус воздушные пузыри на листовой пластинке: орган, помогающий в плавании

у рода келп поплавки между пластинкой и стволиком: орган, помогающий в плавании

захват: специальные базальные структуры, обеспечивающей прикрепление к поверхности, часто к скале или к другой водоросли

прицепка: пальцеподобные расширения захвата для прикрепления к донным отложениям

Стволик и листовая пластинка вместе известны как вайя.

В отношении экологии у морских водорослей доминируют два конкретных требования к окружающей среде. Это присутствие морской воды (или по крайней мере солоноватой воды) и наличие достаточного количества света для осуществления фотосинтеза. Другим общим требованием является наличие прочной точки привязки. В результате морские водоросли чаще всего населяют прибрежные зоны, а в пределах этой зоны чаще встречаются на скалистых берегах, чем на песке или гальке. Морские водоросли занимают широкий

Онигири и вакаме мисо-суп, Япония

Маленькие участки используются для фермы морских водорослей в Индонезии, здесь каждый прямоугольник принадлежит различным семьям.

Морские водоросли широко используются человеком для различных целей, в настоящее время они могут как выращиваться на фермах[3] так и добываться в дикой природе.[4]

В начале 2011 года Индонезия произвела 3 миллиона тонн водорослей и превзошла Филиппины, став крупнейшим в мире производителем морских водорослей. К 2012 году производство выйдет на уровень 10 млн. тонн.[5]

Морские водоросли употребляют в пищу жители прибрежных районов, особенно в Восточной Азии, в том числе в Японии, Китае, Корее, на Тайване, в Таиланде, Камбодже и Вьетнаме, а также в Индонезии, Белизе, Перу, Чили, в канадском приморье, Скандинавии, Юго-Западной Англии,[6] Ирландии, Уэльсе, штате Калифорния, на Филиппинах и в Шотландии. Жители муниципалитета Тиви провинции Албай (Филиппины) открыли новый продукт питания — пансит или лапша из морских водорослей, которая очень полезна для здоровья. Она богата кальцием, магнием и йодом. Из такой лапши можно приготовить блюда пансит кантон, пансит луглуг, спагетти или карбонара.[7]

Скалы в Великобритании, покрытые морскими водорослями

Морские водоросли на скалах Лонг-Айленда

См. также: Фукоидан

Альгинаты используются в перевязочных материалах и в производстве стоматологических форм. Агар широко используется в микробиологических исследованиях в качестве питательной среды.

Морские водоросли являются источником йода, необходимого для функционирования щитовидной железы и предотвращения зоба.[9]

Некоторые морские водоросли используются в качестве удобрения. В настоящее время морские водоросли рассматриваются как потенциальный источник биоэтанола.[15][16] Водоросли входят в качестве ингредиента в состав зубных паст, косметики и красок.[3]

Высокое содержание йода в морских водорослях может привести к отравлению йодом, если потребляется слишком большое количество водорослей.

Морская водоросль Rotting (гнилостная) является мощным источником очень токсичного газа сероводорода, который может вызывать рвоту и понос. Известны случаи очевидного сероводородного отравления.[17]

Нори

Каулерпа

Ламинария

Порфира (водоросль)

Термин нори также относится к продуктам, изготовленным из этих водорослей. Конечный продукт изготавливают, измельчая и затем высушивая водоросли на сетке, после чего он напоминает зелёную бумагу. Эти листы используются при изготовлении блюд японской и корейской кухонь.

Корейское название — «ким» (김). Корейский ким солёный, в отличие от немного сладковатого японского нори. Из ким также делают роллы (김밥).

Нори чаще всего используют для приготовления суши и онигири. Эти водоросли могут быть гарниром или вкусовой добавкой для лапши. Водоросли содержат йод, железо, кальций, фосфор, витамины A, D.

Согласно данным ряда исследований, в нори содержится витамин B12[2][3][4], в том числе его биодоступная форма, что позволяет некоторым исследователям рекомендовать использовать нори в качестве пищевого источника витамина для веганов[5]. Согласно другим данным, употребление веганами нори в качестве источника витамина B12 возможно, но нерекомендовано, поскольку при потреблении необходимого количества морских