Биологическая роль водорослей
Водоросли участвуют в общем круговороте веществ в природе как фотосинтезирующие организмы. Производительность водорослей в морях и океанах в 6-9 раз больше, чем высших растений на суше. За год морские водоросли создают в ¼ всех органических веществ планеты. Геохимическая роль водорослей связана прежде всего с круговоротом кальция и кремния, с процессами формирования почвы, камней, островов, архипелагов, горных пород, ископаемых минералов, полезных ископаемых. Вместе с бактериями водоросли обеспечивают самоочищение воды, связывают свободный азот, способствуют накоплению органических остатков, образованию гумуса, улучшению аэрации, состава и структуры почвы. Антибиотики, которые выделяются в воду водорослей (хлорелла, сценедесмус, пандорина, хламидомонас, гематококус, зигнема, ризоклониум, едогониум, спирогира, кладофора), подавляют размножение бактерий. Отрицательное значение имеет способность водорослей накапливать металлы и радиоактивные изотопы, а также вызывать «цветение воды» — массовое развитие, отмирание и загнивание планктонных водорослей, сопровождающееся уменьшением в воде содержания кислорода и увеличением углерода, фосфора, азота, серы, интенсивным размножением бактерий , накоплением токсинов водорослей, которые могут вызвать отравление. Проникновение в легкие человека диатомовой пыли может вызвать хронический бронхит, пневмосклероз, силикоз.
Основная характеристика
В зависимости от разновидностей водорослей одни прикрепляются к подводным поверхностям, другие свободно живут в воде. Культуры могут содержать только зелёный пигмент, но бывают виды с различными пигментами. Они окрашивают водоросли в розовый, голубой, фиолетовый, красный и почти чёрный цвет.
Биологические процессы, происходящие в аквариуме, являются основанием для самостоятельного появления водорослей. Они заносятся при кормлении рыб живым кормом или вновь приобретёнными водными растениями.
Одни водоросли выглядят, как пушистый пучок, другие напоминают расстелившийся ковёр, третьи — слизистое покрытие. Бывают плоские, слоевищные, ветвящиеся, нитчатые культуры. В отличие от высших растений у них нет корней, стеблей и листьев. Их форма, строение и размеры разнообразные. Встречаются виды, которые можно увидеть только под микроскопом. В природной среде растения достигают нескольких метров в длину.
Применение водорослей
Использование водорослей и их метаболитов осуществляется по многим направлениям, в т.ч. как источников промышленного сырья, БАВ, фармпрепаратов, продуктов питания, парфюмерно-косметических средств, новых объектов биотехнологии. Тело водоросли (слоевище) богато полноценные белки (20-70% сухой массы), растворимые углеводы, аминокислоты, жиры, витамины (С, А, D, B1, B2, B3, B9, B12, PP, E), пигменты, микроэлементы, соли йода и брома, стеролы, ферменты и др. БАС. За высокую питательность, вкус, цвет и консистенцию съедобных водоросли относят более 170 видов отделов Chlorophyceae (Monostroma, Caulerpa, Enteromorpha, Ulva), Phaeophyceae (Laminarиa, Undaria, Alaria, Eisenia, Ecklonia), Rhodophyceae (Porphyra, Palmaria, Gracilaria, Gelidium, Eucheuma, Gigartina, Chondrus) Cyanophyсеае (Nostoс, Spиrulina).
Вред водорослей и противопоказания
Вред съедобные водоросли могут принести при обнаружении индивидуальной непереносимости продукта. Не стоит употреблять их в больших количествах.
У каждой разновидности такого продукта есть свои противопоказания к употреблению. К примеру, морскую капусту запрещено есть при наличии туберкулеза и проблем с почками.
Осторожными в употреблении в пищу водорослей стоит быть людям с заболеваниями щитовидной железы, язвой и другими заболеваниями желудка и кишечника. При наличии каких-либо хронических заболеваний рекомендуется проконсультироваться с врачом перед употреблением той или иной разновидности съедобных водорослей.
Лечебные свойства водорослей
Витамины, питательные и минеральные вещества водоросли играют определенную роль в профилактике заболеваний, связанных с неполноценным рационом питания. Одноклеточные водоросли используются для создания замкнутых экологических систем и питательных продуктов для космонавтов. При переработке водоросли и их образований
(известняков, мела, сапропелей, диатомита, кизельгура, трепела, строматолиты, каменного угля, горючих сланцев, торфа, фосфоритов, руды и т.д.) получают минеральные элементы, питательные БАС и др. соединения и материалы (соду, полисахариды, манит, сорбит, витамины, каротиноиды, аминокислоты, белки, иммобилизованные ферменты, липиды, йод, соли брома, калия и железа, спирты, смолу, глицерин, красители, ароматизаторы, аммиак, ацетон, клетчатку, уксусную кислоту, меченые вещества, бензин, керосин, газ и т.д.).
Диатомит используют для фильтрации воды, очистка масла, мелассы. К ценных и уникальных продуктов, которые получают водоросли, принадлежат фикоколоиды (агар, каррагинан, альгиновая кислота и ее соли — альгинаты) и высокомолекулярные спирты (манит, сорбит). Агар, агароид, агароза, агаробиоза, агаропектин, каррагинан являются специфическими продуктами биосинтеза красных водорослей (родов Gracilaria, Gelidium, Ahnfeltia, Pteroсladia, Acanthoреltis, Chondrus, Phyllophora, Gigartina, Eucheuma, Iridaea, Hypnea, Furcellaria). Альгиновой кислоты и альгинаты синтезируют бури В. родов Macrocystis, Ascophylliun, Ecklonia, Durvillaea, Laminaria (см. Ламинария), Fucus (см. Фукус пузырчатый).
Некоторые водоросли (спирулина, ламинария, фукус) является ценным лекарственным сырьем
, другие поставляют манит, который включается в состав лекраственных препаратов и продуктов для диабетиков; по отдельным видам морских водорослей получают заменители крови, антибиотики, адаптогены и иммуностимуляторы, препараты для лечения при гипертиреозе, лучевой болезни, сердечно-сосудистых, желудочно-кишечных, онкологических заболеваниях (Sargassum, laminaria), ожирении, запорах и др. Ламинарии тампоны используют в акушерстве. Лечебные грязи, в состав которых входят водоросли и донные отложения сапропеля, применяют в бальнеологии (на территории Украины источниками грязей является Мойнакское озеро возле Евпатории и Хаджибейский лиман под Одессой).
Какие бывают разновидности ламинарии
Ламинария сахаристая и ламинария японская.
Это именно та морская капуста, которую мы привыкли видеть на полках наших магазинов.
Обычно на заводе её получают в сушеном виде, затем восстанавливают, замачивая в горячей воде, заливают маринадом и отправляют в продажу.
Высушивание и последующие восстановление, как утверждают специалисты, не уменьшают полезных свойств этого продукта. Но при её выборе стоит обращать внимание на маринад. Уксус и другие вредные добавки могут снижать пользу капусты. Существует двухлетняя и однолетняя ламинария, двухлетняя содержит больше полезных веществ и чем толще белая прослойка на срезе, тем больше в ней полезных веществ.
Полезные свойства, описанные выше в данной статье, в полной мере относятся к этому виду. Вот ещё несколько наиболее часто встречающихся видов, которые используются чаще других.
Комбу
При упоминании японских блюд, часто можно встретить упоминание о таких водорослях как комбу. Эти водоросли принадлежат к виду ламинарии. Это большие высушенные листы, которые обычно не едят, из неё варят бульон, который используется для большинства японских блюд.
Комбу дарят бульону оригинальный морской вкус и тонкий аромат, также они отдают этому бульону глутаминовую кислоту, которая действует как усилитель вкуса. Эта разновидность морской зелени, обладает всеми полезными свойствами, которыми обладает ламинария. Содержание йода в ней: 230 мг. на 100 гр. сушеного продукта. В России этот продукт встречается очень редко.
Вакамэ
Помимо всех полезных свойств, которыми обладают водоросли, отличительной чертой вакамэ, является содержание йода — эта водоросль является лидером по его содержанию (790мг. на 100 гр. сушеного продукта) Она имеет сладковатый приятный вкус и светло-зелёный цвет.
Обычно, вакамэ представлена в сушеном виде. Её можно увидеть в традиционном японском салате «чука» (а я когда его ел думал: что же это за водоросль такая яркая). В Японии их можно встретить в виде чипсов, засушенных и обсыпанных кунжутом, их едят для укрепления волос и ногтей.
Систематика водорослей
В систематическом отношении водоросли — гетерогенная группа отделов, связанных с различными группами бесцветных гетеротрофных организмов, от которых они взяли начало.
Об этом свидетельствуют разногласия между различными группами водорослей в способах размножения, жизненных циклах, особенностях чередование полового и бесполого поколений; существенная разница морфологических, биохимических, цитологических, молекулярных и генетических признаков (набор пигментов, ультраструктура хроматофоров, запасные продукты фотосинтеза и их локализация в клетке, строение жгутикового аппарата, форма митохондриальных крист, геномы ядра, митохондрий и пластид и т.д.). Общими признаками для всех отделов водорослей является параллелизм в развитии морфологической дифференциации тела и формах размножения, а также наличие пигментов, обусловливающие фотосинтетический тип питания (хотя в некоторых низших форм водорослей существует сочетание автотрофного и гетеротрофному питания).
Отдел Эвгленовые водоросли (Euglenophyta)
В этой группе около 900 видов из примерно 40 родов. Это одноклеточные жгутиковые организмы, в основном обитатели пресных вод. В хлоропластах присутствуют хлорофиллы а и b и большая группа вспомогательных пигментов из группы каротиноидов. У этих водорослей на свету происходит фотосинтез, а в темноте они переходят на гетеротрофное питание.
Размножение этих водорослей происходит только за счет митотического деления клетки. Митоз у них отличается от этого процесса в других группах организмов.
Классификация водорослей
Классифицируют водорослей по традиции на основании особенностей строения клеток и талом и характера их окраски, обусловленного соотношением пигментов (хлорофиллов a, b, c, d, е, каротинов, ксантофил, фикоциан, алофикоциану, фикоэритрина, фукоксантина и др.). При таком подходе различные авторы выделяют от 5 до 12 и более отделов водорослей. Отдельные систематики, которые придерживаются точки зрения о распределении всех организмов на 4 царства (бактерии, грибы, растения, животные), относят все отделы водорослей к собственно к царству растений, кроме прокариот, принадлежащих к царству бактерий. Некоторые систематики разделяют все живые организмы на 5 царств. При этом они не считают водорослей растениями вследствие отсутствия дифференцированных тканей и органов, поэтому относят сине-зеленые водоросли к царству Monera (доядерные), а остальные отделы водорослей — к царству Protista (эукариотические одно- или многоклеточные организмы, не дифференцированы на ткани и органы). Существует и такая точка зрения, согласно которой различные группы водорослей получают ранг отдельных царств. В современных системах органического мира водоросли распределены между различными надцарствами, царствами, отделами и классами. Единого мнения о количестве отделов и классов водорослей пока нет. Большинство современных авторов придерживается системы Pascher A., по которой различается 10 классов водорослей:
- сине-зеленые – Cyanophyсеае
- красные – Rhodophyсеае
- зеленые – Chlorophyсеае
- золотистые – Chrysophyсеае
- желто-зеленые – Xanthophyсеае
- диатомовые – Bacillariophyсеае
- бурые – Phaeophyсеае
- динофициевые – Dinophyсеае
- криптофициевые — Cryptophyсеае
- евгленофициевые – Euglenophyсеае
Современные филогенетические схемы водорослей (Н.П. Масюк, И.Ю. Костиков) базируются на теории симбиотического происхождения водорослей от различных групп бесцветных гетеротрофных организмов. Они составлены на основе данных биохимических, онтогенетических, ультраструктурных и молекулярных исследований, учитывают ядерные и пластидних геномы и подтверждают статус 16 отделов водорослей, среди которых один отдел (Cyanophyta) относится к Prokaryota, а 15 — к Eukaryota (Euglenophyta, Chlorarachniophyta, Raphidophyta, Chrysophyta, Eustigmatophyta, Xanthophyta, Phaeophyta, Bacillariophyta, Dictyochophyta, Dinophyta, Haptophyta, Cryptophyta, Glaucocystophyta, Rhodophyta, Chlorophyta).
По уровню организации и морфологической индивидуальности водоросли разнообразны:
- доклеточные;
- клеточные прокариотические,
- эукариотические и мезокариотичные
- как одноклеточные, так и многоклеточные (простые нитчатые однотрихомные, колонии одноклеточных или многоклеточных индивидов, расчлененных на структуры, похожие на стебли, листья и даже плоды);
- колониальные организмы.
Выделяют следующие жизненные формы водорослей:
- амебоидную
- монадную
- гемимонадную (пальмелоидну, капсальну, тетраспоральну)
- кокоидную
- нитчатую
- паренхиматозную или пластинчатую (тканевую)
- псевдопаренхиматозную (псевдотканевую)
- сифональную (неклеточных)
- сифонокладальную
Водоросли распространены по всему земному шару в морях, океанах, различных континентальных водоемах и за их пределами. Некоторые зеленые и сине-зеленые водоросли являются автотрофным компонентом лишайников, некоторые (Zoochlorella) вступают в симбиоз с инфузориями, гидрами, червями.
По условиям и образу жизни водоросли разделены на две экологические группы.
- Водоросли, живущих в воде пресных водоемов, морей и океанов, ледников (криофитон) термальных источников (термофитон) фитобентос (греч. benthos — глубина) фитопланктон (греч. plankton — блуждающий) фитонейстон (греч. nеиn — плавать) перифитон (водоросли обрастания).
- Водоросли, живущих вне воды: наземные — аэрофитон и грунтовые — фитоедафон.
Клеточные водоросли разнообразные по размеру, форме, особенностям ультраструктуры, расположением в теле (базальные, апикальные, интеркалярные и т.д.), по функциям (вегетативные, половые, фотосинтезирующие, гетероцисты т.д.).
Отдел Зеленые водоросли (Chlorophyta)
Зеленые водоросли — самый крупный отдел Водорослей, насчитывающий, по разным оценкам, от 13 до 20 тысяч видов из примерно 400 родов. Для этих водорослей характерна чисто зеленая, как у высших растений, окраска, так как среди пигментов преобладает хлорофилл. В хлоропластах (хроматофорах) присутствуют две модификации хлорофилла a и b, как и у высших растений, а также другие пигменты — каротины и ксантофиллы.
Жесткие клеточные стенки зеленых водорослей образованы целлюлозой и пектиновыми веществами. Запасные вещества — крахмал, реже масло. Многие особенности строения и жизни зеленых водорослей свидетельствуют об их родстве с высшими растениями. Зеленые водоросли отличаются наибольшим по сравнению с другими отделами многообразием. Они могут быть одноклеточными, колониальными, многоклеточными. В этой группе представлено все разнообразие морфологической дифференциации тела, известной для водорослей, — монадная, коккоидная, пальмеллоидная, нитчатая, пластинчатая, неклеточная (сифональная). Велик диапазон их размеров — от микроскопических одиночных клеток до крупных многоклеточных форм длиной в десятки сантиметров. Размножение вегетативное, бесполое и половое. Встречаются все основные типы смены форм развития.
Зеленые водоросли обитают чаще в пресных водоемах, однако немало солоноводных и морских форм, а также вневодных наземных и почвенных видов.
К классу Вольвоксовых относятся наиболее примитивные представители зеленых водорослей. Обычно это одноклеточные организмы со жгутиками, иногда объединенные в колонии. Они подвижны в течение всей жизни. Распространены в неглубоких пресных водоемах, болотах, в почве. Из одноклеточных широко представлены виды рода хламидомонада. Шаровидные или эллипсоидальные клетки хламидомонад покрыты оболочкой, состоящей из гемицеллюлозы и пектиновых веществ. На переднем конце клетки расположены два жгутика. Всю внутреннюю часть клетки занимает чашевидный хлоропласт. В цитоплазме, заполняющей чашевидный хлоропласт, расположено ядро. У основания жгутиков имеются две пульсирующие вакуоли.
Бесполое размножение происходит при помощи двужгутиковых зооспор. При половом размножении в клетках хламидомонад формируются (после мейоза) двужгутиковые гаметы.
Для видов хламидомонад характерна изо-, гетеро- и оогамия. При наступлении неблагоприятных условий (пересыхание водоема) клетки хламидомонад теряют жгутики, покрываются слизистым чехлом и размножаются делением. При наступлении благоприятных условий они образуют жгутики и переходят к подвижному образу жизни.
Наряду с автотрофным способом питания (фотосинтез) клетки хламидомонад способны всасывать через оболочку растворенные в воде органические вещества, что способствует процессам самоочищения загрязненных вод.
Клетки колониальных форм (пандорина, вольвокс) построены по типу хламидомонад.
В классе Протококковых основная форма вегетативного тела — неподвижные клетки с плотной оболочкой и колонии таких клеток. Примерами одноклеточных протококковых могут служить хлорококк и хлорелла. Бесполое размножение хлорококка осуществляется с помощью двужгутиковых подвижных зооспор, а половой процесс представляет собой слияние подвижных двужгутиковых изогамет (изогамия). У хлореллы отсутствуют подвижные стадии при бесполом размножении, половой процесс отсутствует.
Класс Улотриксовые объединяет нитчатые и пластинчатые формы, обитающие в пресных и морских водоемах. Улотрикс представляет собой нить до 10 см длиной, прикрепляющуюся к подводным предметам. Клетки нити одинаковые, короткоцилиндрические с пластинчатыми постенными хлоропластами (хроматофорами). Бесполое размножение осуществляется зооспорами (подвижные клетки с четырьмя жгутиками).
Половой процесс изогамный. Гаметы подвижны благодаря наличию у каждой гаметы двух жгутиков.
Класс Конъюгаты (сцеплянки) объединяет одноклеточные и нитчатые формы со своеобразным типом полового процесса — конъюгацией. Хлоропласты (хроматофоры) в клетках этих водорослей пластинчатого типа и очень разнообразны по форме. В прудах и в водоемах с медленным течением основную массу зеленой тины образуют нитчатые формы (спирогира, зигнема и др.).
При конъюгации от супротивных клеток двух расположенных рядом нитей вырастают отростки, которые образуют канал. Содержимое двух клеток сливается, и образуется зигота, покрывающаяся толстой оболочкой. После периода покоя зигота прорастает, давая начало новым нитчатым организмам.
Класс Сифоновые включает водоросли с неклеточным строением слоевища (таллома) при его довольно крупных размерах и сложном расчленении. Морская сифоновая водоросль каулерпа внешне напоминает листостебельное растение: размер ее около 0,5 м, к грунту она прикрепляется ризоидами, ее слоевища стелятся по грунту, а вертикальные образования, напоминающие листья, содержат хлоропласты. Она легко размножается вегетативно частями слоевища. В теле водоросли отсутствуют клеточные стенки, у нее сплошная протоплазма с многочисленными ядрами, близ стенок расположены хлоропласты.
Строение водорослей
Ядерный аппарат клеток эукариотических водорослей варьирует по количеству, форме и размерам ядер, может размещаться центрично или ацентрично. Цитоплазма клеток эукариотических водорослей включая обычные мембранные структуры, а также специфические для определенных групп водорослей органеллы: центриоли, пиреноиды, подвижные ундулиподии (жгутики, гаптонемы) неподвижные отростки — псевдоцилии; фоторецепторные красный глазок или стигмы.
Вакуолярная система водорослей представлена вакуолями различного типа. Сформированы клетки чаще всего центральную вакуоль, а иногда многочисленные мелкие вакуоли с клеточным соком для некоторых водорослей характерные вакуоли с фукозаном (бурые) или с кристаллами гипса (десмидиальные). Для клеток монадного, ризоподиального, пальмелоидного типа характерны осморегулюючи пульсирующие (сократительные) вакуоли, а большинство сине-зеленых водорослей имеет газовые вакуоли (псевдовакуоли).
Покровы клеток водорослей неодинаковы. У большинства есть клеточная стенка, сложенная из аморфного гемицелюлозно-пектинового матрикса, в который погружены фибриллы из молекул целлюлозы или манана и ксилана.
Кроме этого, в состав клеточной стенки водорослей входят соли железа (вольвокс) или кальция (ацетобулярия, харовые, много видов красных), кремнезем (диатомовые водоросли), спорополенин (хлорелла, сценедесмус), протеин, кальция карбонат, хитин (кладофора, едогониум), которые иногда формируют структуру, похожую на панцирь.
У более примитивных водорослей протопласт репродуктивных клеток покрытый только плазмолеммой имеет оригинальные покровы.
Клетки сине-зеленых водорослей, их колонии, трихомы окружены слизистыми обертками или слизистым чехлом. Пластиды В. — хроматофоры — своеобразные по форме, часто имеют стигмы и пиреноиды — полуавтономную белковую систему. Пиреноиды (их бывает от 1 до 10 и более) окружены обкладкой из липидов или углеводов (крахмала, Ламинарин, пирамелону), находятся в центре хлоропласта, под его оболочкой или выступают над поверхностью.
Включениями клетки водорослей являются конечные продукты метаболизма — полифенолы, сферические структуры полифосфатов, белково-глюцидни тела (бурые, красные, зеленые), меланин, цианофицинови гранулы (сине-зеленые), галогенотерпеноиды, алкалоиды, ацетиленовый липид, мышьяк (Hizikia), токсические производные индола (Caulerpa), ацетилена тощо.Вегетативное размножение: простым делением клеток надвое; разрывом Талом на отдельные фрагменты, почкованием слоевища (некоторые виды бурых водорослей) образованием пузырьков (харовые) образованием спор или гормогонии — специальных вегетативных толстостенных клеток, наполненных питательными веществами. Чередование жизненных циклов связано с бесполым (с помощью зооспор, апланоспор, автоспор, акинеты, цист) и половым размножением (по типу изогамии, гетерогамии, автогамия, хологамия, конъюгации).
Отдел Харовые водоросли (Charophyta)
Это наиболее сложно устроенные водоросли: их тело дифференцировано на узлы и междоузлия, в узлах — мутовки коротких ветвей, напоминающих листья. Размер растений от 20-30 см до 1-2 м. Они образуют сплошные заросли в пресных или слабосоленых водоемах, прикрепляясь к грунту ризоидами. Внешне они напоминают высшие растения. Однако настоящего расчленения на корень, стебель и листья у этих водорослей нет. Харовых водорослей насчитывается около 300 видов, принадлежащих к 7 родам. У них есть сходство с зелеными водорослями по составу пигментов, строению клеток, особенностям размножения. Есть сходство и с высшими растениями в особенностях размножения (оогамия) и т. д. Отмеченное сходство свидетельствует о наличии общего предка у харовых и высших растений.
Вегетативное размножение харовых осуществляется специальными структурами, так называемыми клубеньками, образующимися на ризоидах и на нижних частях стеблей. Каждый из клубеньков легко прорастает, образуя протонему, а затем и целое растение.
Весь отдел водорослей после первого с ним знакомства охватить мысленно и дать каждому отделу его правильное место в системе очень трудно. Система водорослей выработалась в науке не скоро и лишь после многих неудачных попыток. В настоящее время мы предъявляем ко всякой системе то основное требование, чтобы она была филогенетической. Сначала думали, что такая система может быть очень простой; представляли ее себе в виде одного родословного дерева, хотя бы и со многими боковыми ветвями. Теперь же мы строим ее не иначе, как в виде многих родословных линий, развивавшихся параллельно. Дело осложняется еще и тем, что на ряду с прогрессивными изменениями наблюдаются и регрессивные, ставящие на разрешение трудную задачу — при отсутствии того или другого признака или органа решить, что он — еще не появился или уже исчез?
Наиболее совершенной считалась долго система, данная Вилле в 236 выпуске основного сочинения по описательной систематике растений, выходящего под редакцией А. Энглера. Основной группой здесь признаются жгутиковые организмы или Flagellata.
Схема эта обнимает только основную группу зеленых водорослей. Для остальных возьмем схему Розена, изменив только названия групп, сообразно принятым выше при их описании.
Литература
- Вассер С.П., Кондратьева Н.В. ., Масюк Н.П. и др. Водоросли. — М., 1989;
- Жизнь растений. В 6 т. / Гл. ред. А.А. Федоров. — Т. 3. Водоросли. Лишайники / Под ред. Н.Н. Голлербаха. — М., 1977;
- Масюк Н.П., Костиков И.Ю. Водоросли в системе органического мира. — М., 2002;
- Рейвн П., Эверт Р., Айкхорн С. Современная ботаника. В 2 т. — М., 1990 — Т. 1; Саут Г., Уиттик А.C. Основы альгологией. — М., 1990;
- Топачевский А.В. Вопросы цитологии, морфологии, биологии и филогении водорослей. — М., 1962.
^Наверх
Морфологическая организация таллома
См. также: Талломы водорослей
У водорослей выделяют несколько основных типов организации таллома:
- 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 синцития 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 они даже соединяются 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.
- 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.
- Нитчатый (трихальный)
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.
- Разнонитчатый (гетеротрихальный)
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).
- Пластинчатый
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.
- Сифональный (неклеточный, сифоновый)
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
).
- Харофитный (членисто-мутовчатый)
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
.
- Сарциноидный
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 части синезелёных, 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.
Места обитания
Водоросль ламинария культивируется в холодных или прохладных морях. В них она образует целые леса. Много морской капусты обитает в районе Юго-Восточной Азии, где ее издавна используют в пищу. Самые большие фермы по разведению ламинарии расположены рядом с островом Хоккайдо. Выращенная в искусственных условиях водоросль ничем не отличается от дикой.
Добывают ламинарию и в других регионах. Сахаристая и пальчаторассеченная растут в Белом и Карском морях. Некоторые виды капусты собирают на берегах Бразилии.
Происхождение, родственные связи и эволюция
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 растениями (Viridiaeplantae
), к которым также близки красные водоросли и глаукофиты (
Glaucophyta
), все вместе они составляют отдельную ветвь
Archaeplastidae
филогенетического («эволюционного») дерева эукариот. C другой стороны, динофитовые, диатомовые, бурые и золотистые водоросли находятся на другой ветви эволюции эукариот (
Chromalvelolata
), общей с фораминиферами, радиоляриями, инфузориями, кокцидиями и пр. Наконец, отдельная ветвь (
Excavata
) включает эвгленовые водоросли и многих других паразитических и свободноживущих жгутиконосцев, среди которых — трипаносомы, трихомонады, дипломонады, оксимонады и пр. Всего выделено 4 ветви «дерева жизни» эукариот (в четвёртой,
Unikonta
, находятся грибы, животные, микроспоридии, амёбы, хоанофлагелляты и пр., водорослей не выявлено; одна небольшая группа водорослей,
Chlorarachniophytes
, имеет неопределённое систематическое положение среди эукариот), расхождение этих четырёх ветвей произошло на раннем этапе эволюции эукариот[4].
Производство и заготовка ламинарии
Морская капуста – распространенная водоросль, ее раньше добывали вручную или при помощи специального оборудования. Но по мере увеличения потребности в ламинарии от таких способов многие производители добавок и средств отказались.
Сейчас из морей добывается лишь малый процент от всего объема капусты. Большую часть полезной водоросли выращивают на специальных фермах, где можно постоянно следить за состоянием и качеством растения. Для этого на специальном участке морского дна неподалеку от побережья делают грунт, на который высаживают споры.
Длина срезаемых слоевищ достигает 3-5 м. Пока водоросль не используется, ее держат в специальных сетчатых мешках в чистой морской воде. Это позволяет сохранить полезные свойства и вкус отрезанных листьев.
Перед основной обработкой слоевища промывают, чтобы на них не осталось песка и грязи. Ризоиды обрезают, а на листья наносят специальный дезинфицирующий раствор.
Дальнейшие действия зависят от способа заготовки. Водоросль либо сушат на свежем воздухе под солнцем (тогда слоевища располагают на настилах), либо при помощи специальных фенов с горячим воздухом.
Затем ламинарию нарезают на длинные ленты шириной 3-5 мм. Их либо маринуют сразу, либо замораживают, чтобы в дальнейшем покупатели могли сами приготовить блюдо. В маринованную капусту добавляют морепродукты и разные заправки. После стерилизации банок, их отправляют на продажу.
Посмотрите видео, где наглядно представлен процесс сбора водоросли:
