Водорості — види і назви, особливості будови, розмноження

Водорості – екологічна група організмів, що мешкають здебільшого у водному середовищі. Група різнорідна і включає в себе як одноклітинних, здатних утворювати колонії, так і багатоклітинні організми.

Розділ біології, що займається вивченням представників різних видів водоростей, називається альгологією.

Різні водорості

Класифікація живих організмів відносить більшість водоростей до царства рослин. Виняток являють собою синьозелені види, які займають в класифікації особливе місце: вони віднесені до царства бактерій і є прокаріотичними (не мають клітинного ядра) організмами.

Велика сукупність рослинних водорослевих організмів підрозділяється на наступні відділи:

• глаукофітові;
• червоні (відомо, що цикл життя деяких червоних видів пов’язаний з паразитуванням на близькоспоріднених видах);
• зелені (назви водоростей цього типу: хламідомонада, улотрікс);
• харові (спірогіра, хлорела);
• охрофітові, в тому числі бурі водорості, до яких відноситься ламінарія;
• діатомові;
• криптофітові;
• гаптофітові.

Подібності та відмінності

Попри всю різноманітність і різнорідність групи, водорості мають і спільні риси — наявність хлорофілу і фотоавтотрофний вид харчування. У свою чергу, багатоклітинних водоростей об’єднують такі ознаки:

• відсутність яскраво вираженої провідної системи;
• схильність до проживання у вологих умовах і водному середовищі;
• відсутність покривної оболонки;
• відсутність чіткого поділу тіла на окремі органи.

Деякі різновиди водоростей виділяються із загальної маси здатністю до гетеротрофії (спосіб харчування організму, коли їжею є вже готові органічні об’єкти) або до осмотрофії (властивість клітинної мембрани пропускати поживні речовини).

Також є водоростеві організми, здатні захоплювати поживні речовини через клітинний рот (зокрема, евгленові, динофітові водорості).

Будова клітин

Клітини водоростей мають типову будову: зовні клітина покрита клітинною оболонкою і клітинною стінкою. Причому стінка знаходиться зовні цитоплазматичної мембрани. В якості структурних компонентів клітинна стінка містить найчастіше целюлозу, а аморфний матрикс представлений пектиновими або агароподобнимі речовинами.

Будова клітин водоростей

Водорослева клітина містить хлоропласти – особливі структури, що містять фотосинтезуючий пігмент. Для його утворення важлива наявність природного світла.

Є в цитоплазмі клітин і включення, що містять надлишки продуктів фотосинтезу (крохмаль, глікоген, ліпіди).

Водорості сильно відрізняються зовні. Виділяються кілька основних типів організації тіла:

• Амебоїдний. Особливістю даного типу є відсутність твердої клітинної оболонки, що робить можливою істотну деформацію тіла. Такі організми здатні до своєрідних пересувань за рахунок зміни форми. Швидкість у них досить низька.
• Монадний. Як правило, це одноклітинні водорості, що характеризуються постійною формою тіла. Їх особливістю є наявність джгутиків.
• Коккоїдний тип. Це одноклітинні організми, які не мають органоїдів, що сприяють пересуванню, і не здатні змінювати форму тіла. Клітинна стінка, як правило, потовщена, може мати вирости і пори. Такі водорості схильні до утворення колоній. Деякі різновиди здатні до пересування шляхом виділення слизу.
• Пальмеллоїдний. Тіло таких організмів досить велике, має постійну форму. Особливістю таких організмів є здатність до прикріплення до якого-небудь субстрату. Як правило, це утворення з декількох коковидних клітин, об’єднаних загальною слизової масою, хоча самі клітини між собою ніяк не скріплені.
• Нитчастий. Клітини об’єднані, утворюючи ланцюжки або нитки, які можуть бути простими або розгалужуються. Їх нитки знаходяться у вільному плаванні в товщі води або можуть прикріплятися до субстрату. Вони можуть об’єднуватися і в колонії, які будуть рости дифузним (діляться всі клітини, що входять до складу нитки), інтеркалярним (зона росту при цьому розташовується в середині), апікальним (шляхом розмноження клітин, розташованих на закінченнях ниток) або базальним (зона росту розташовується біля основи тіла водорослевого організму) способами.
• Різнонитчастий. Схема будови такої колонії водоростей містить дві системи ниток. Одна стелиться по субстрату, прикріплюється до нього і має горизонтальне положення. Друга являє собою систему вертикальних ниток, що відходять від стелеться. Системи ниток в цьому випадку мають різні функції: горизонтальні виконують функцію опори, вертикальні — асиміляції.
• Пластинчастий. Тіло організму в цьому випадку має форму пластинки, що складається з одного або декількох клітинних шарів. Іноді такий організм може набувати порожнисте всередині трубчасте будова.
• Сифональний. Такий тип ще називають неклітинним, оскільки клітинні перегородки у таких організмів відсутні. Тіло водорості в цих випадках нагадує одну велику клітину, що містить кілька ядер.
• Харофітний. Такі організми складаються з великого втечі, що має багатоклітинну будову, і відходять від нього гілок.
• Сарциноїдний. Колонія в цьому випадку виникає в результаті поділу однієї вихідної клітини і являє собою групу водоростевих клітин, укладену в оболонку материнської клітини. Покриття досить еластичне і має властивість розтягуватися.
• Псевдопаренхиматозний. Тіло організму утворюється в результаті злипання і зрощення розгалужених ниток.

Продовження роду

Водорості можуть розмножуватися трьома способами: все залежить від виду. Можливо вегетативне, безстатеве і статеве розмноження.

В цьому випадку можливо як просте поділ організму, що має багатоклітинну будову, на кілька частин, так і поділ за допомогою спеціально призначених для цього органів. Саме так, наприклад, відбувається розмноження у бурих водоростей, що мають спеціальні виводкові гілочки.

Вегетативний спосіб розмноження

Розмноження водоростей відбувається через суперечки. Вони призначені для передачі генетичного матеріалу. У водоростей бувають:

З їх допомогою і відбувається безстатеве розмноження організмів.

Визначальним етапом цього типу розмноження є злиття двох клітин – гаметів. Коротко про варіанти статевого розмноження водорослевих організмів:

• Ізогамія. Обидві гамети в цьому випадку рухливі і мають однакові розміри і конфігурацію.
• Гетерогамія. Обидві гамети мають рухливістю і мають однакову форму. Розміри клітин при цьому різні.
• Оогамія. Характеристика цього способу полягає в тому, що яйцеклітина, що має великі розміри і не володіє здатністю пересуватися, зливається з рухомим, що має невеликі розміри, сперматозоїдом.

Значення

Деякі різновиди водоростевих організмів використовуються в галузях промисловості. Зокрема, водорості агар-агар застосовуються в харчовій промисловості, а також у фармакології. Використовують агар-агар і мікробіологи: він є одним з компонентів поживних середовищ для мікроорганізмів.

Існують і види підводних рослин, з яких люди навчилися отримувати специфічні речовини, здатні пригнічувати реплікацію вірусу ВІЛ.

Внаслідок вмісту великої кількості корисних мікроелементів деякі види є компонентами комбікорму для сільськогосподарських тварин.

Водорості в морях і океанах

Вся поверхня океану – зелене царство планктону. У морських берегів помірного поясу скелі і камені обростають різними одноклітинними водоростями і довгими зеленими нитками – нитчаткою. Трохи подалі хвилюються чудові густі зарості. Кучерява, рясноа зеленню ульва-салат, яка іноді має вид фіолетового з переливами кольору. З нею переплітаються чиїсь яскраві кармінові гілки.

Ось з глибини тягнуться найдовші і дивно міцні стебла ламінарія. Нижнім кінцем, розширеним у вигляді численних присосок, вони стоять як на якорі, причепившись до дна, скель, каменів, раковин. Гнучкі стебла в 1 сантиметр завтовшки виносять до поверхні листя – пластини в 1,5 і більше метра завдовжки. У основі листа великі здуття, наповнені повітрям. За допомогою цих плавальних міхурів водорість тримається на воді. З дна піднімається дивна рослина – один лист! Листова пластинка в 2-4 метра довжиною, на черешку приблизно такої ж довжини, зачепившись присосками за дно моря. Ні стебла, кореня. Це теж ламінарія, але іншого виду – ламінарія цукрова. А ось ще одна ламінарія: на тонкому віялs піднімається до світла пальчатороссічні платівка оригінального оливкового відтінку.

У підводному лісі форми рослинності своєї незвичайністю змушують забути, що всі вони – водорості. Немає у них листя, стебел і коренів. А здається, що перед нами рослини з усіма цими органами.

Справді, хіба не пальми ці дерева в три метри заввишки і стовбуром близько десяти сантиметрів завтовшки? У них розлога крона, кожна гілка з одним довгим вузьким листом – цілий ліс з пальм під морською хвилею. І все-таки знову – це ліс з деревовидних водоростей – ламінарій, які тільки за зовнішнім виглядом нагадують пальму.

Ламінарії відносяться до бурих водоростей, які мають пігменти, крім зеленого – хлорофілу, і інші – бурі. Ламінарії прекрасні тим, що у них відбувається щорічний листопад: змінюються листові пластини, а черешки і стебла багаторічні. У наших північних морях листопад в підводному ламінарієвому лісі починається у другій половині листопада.

У південних морях багатства підводних лісів нагадують наземні ліси тропічних областей. І перше місце в них належить ламінарії під назвою макроцистіс. По довжині вона перевершує найвищі дерева на Землі. Піднімаючись до дна моря під гострим кутом, її стовбур розростається до 300 метрів в довжину. Голий в нижній частині, він несе безліч вузького листя, кожне з одним наповненим повітрям міхуром біля основи. І вся листоподібна частина плаває у воді, добираючись до поверхні, де утворює густі плавучі зарості і навіть хащі. Ця водорість так міцно тримається за дно своїми ризоїдами – розгалуженнями у вигляді коренів нижньої частини стовбура, – що не боїться найсильніших буревіїв Західного океану, а їм «не може протистояти ніяка скеля, – пише Ч. Дарвін, – якою б міцною вона не була».

Кожна така водорість дає притулок безлічі живих істот. На її пластинах корали зводять свої витончені споруди. З ними конкурують всілякі молюски, які також претендують на затишне містечко в заростях ламінарій.

«Незліченні ракоподібні сидять на всіх частинах рослини. Якщо струсити коріння, – продовжує Ч. Дарвін, – з них посиплеться ціла купа дрібної рибки, молюсків, каракатиць, всякого роду раків, морських їжаків, морських зіркок, прекрасних голотурій, планарій і нереїдів величезної кількості форм».

Дарвін говорить, що для цих великих підводних лісів він знаходить можливим лише одне порівняння: з лісами тропічних областей. «І все-таки якби в якій-небудь країні знищити ліс, то не думаю, – підсумовує він, – щоб при цьому загинуло хоча б приблизно така кількість видів тварин, як зі знищенням цієї водорості».

Підводні ліси з ламінарій врятували не одне морське судно від краху, утворюючи природні плавучі хвилерізи або хороші подушки у скель і рифів. З великих ламінарієвих водоростей складаються підводні ліси по узбережжю Північної Америки, у південній частині Америки, а в Росії – по узбережжю Камчатки.

Серед ламінарієвих лісів зустрічаються і більш низькорослі, до 1 метра в висоту, але дуже густі. В Росії, на півночі, вони займають берегову зону, вільну від води під час відливу. А вже глибше починаються вищі ліси, які оголюють під час відпливу.

Низькорослі ліси зазвичай утворює бура водорість – фукус.

Від короткого черешка, який кріпиться до каменів, йде темно-бура плоска стрічка, яка має вильчато розгалужений вид. По середині стрічки тягнеться поздовжня жилка. Тут є багато шнуровидних бурих водоростей, але є і кущисті форми. Вони зустрічаються зазвичай упереміж з іншими ламінаріями.

В Атлантичному океані, на схід від Антильських островів, величезний простір, відомий під назвою Саргасовеморе, яке зайнято плавучими бурими водоростями. За зовнішнім виглядом можна прийняти ці водорості за вищі рослини. Циліндричний розгалужений стебло. На ньому сидять вузькі листя з середньою жилкою. Гілки сильно вкорочені і жваво нагадують суцвіття.

Дійсно, ці плавучі ліси – серйозна перешкода на шляху кораблів. Колись вони послужили причиною бунту матросів проти Колумба, коли його судно потрапило в зарості морського винограду. Маса водоростей здавалася такою щільною, що матросів охопив жах: як же продиратися через таку гущавину далі? Їм загрожує загибель і вони вимагали повернення. Щільність саргасових скупчень настільки велика, що здалеку вони схожі на острови.

У Саргасовому морі глибина ледь перевищує 2 кілометри і лише місцями доходить до 5-6 кілометрів.

В Атлантичному океані відомо ще одне, хоча і менше, скупчення – між Багамські і Бермудськими островами. Є воно і в Тихому океані, біля берегів Каліфорнії. Щоб уявити собі, наскільки великі ці скупчення бурих водоростей, досить сказати, що вони займають простір в сім разів більший за Францію!

Багрянки

На великих глибинах ростуть червоні водорості – багрянки. Їх можна зустріти в наших північних, південних і далекосхідних морях. Деякі багрянки відмінно поширюються в неглибоких середніх зонах. Вони стеляться біля підніжжя підводних лісів з великих водоростей, подібно лишайникам і мохам в північних наземних лісах. Зазвичай це невеликі ніжні кущики всього у декілька сантиметрів заввишки. Вони приймають то чарівні рожеві тона, то, раптом, перемежовуються темно-малиновими кущами, майже чорними, то одягнені в пурпур. Одні відливають синявою або матовою зеленню, а інші пожовкли, немов від сонячного проміння.

У глибоких зонах північних морів дно покривають яскраво-червоні кущики багрянок, які важко не порахувати за вищі рослини. На гілочках у них начебто справжні листи з мережею жилок. Але і ця рослина – делессерія – теж водорість.

Є багрянки, схожі на червоні пластинки, прикріплені до землі основою. Іноді це тільки нитки, іноді вузькі стрічки. Серед таких підніжних рунистих лісів виділяються своєрідні багрянки-камянокущі. Так називають їх за здатність просочуватися вапном. На вигляд вони дуже схожі на корали: яскраво-рожеві тверді кущики.

Водорості мешкають в порівняно вузькій прибережній смузі. Її площа визначається приблизно в 1/10 частку всієї площі Світового океану.

Одну десяту! Але таке життя розлите на площі всього Світового океану, і не тільки в верхніх шарах, але і на величезній глибині. Тепер відомо, що на найбільших глибинах (10000 метрів), в царстві вічної чорної ночі, де тримається рівна низька температура близько + 2 ° і води нерухомі, є життя.

Морське мулисте дно всіяне:

• корененіжками;
• губками;
• актиніями;
• поліпами.

Серед “будов” коралів копошаться черв’яки, вусоногі раки, молюски. Пропливають величезні риби, що світять в темряві зеленим, синім, фіолетовим, червоним світлом; у величезній пащі стирчать хапальні зуби; під пащею – підглотковий мішок. Гроза цих місць! Безліч головоногих молюсків – теж хижаки. Ніжні щупальця актиній завжди насторожі.

Корененіжки, голотурії з голкошкірими і деякі інші безхребетні задовольняються мулом на обід. Багато з мешканців морських глибин чекають милості від жителів верхніх “поверхів” у вигляді дощу з трупів загиблих тварин, екскрементів живих. Ну і, звичайно, на глибинах кипить, як і на землі, пряма сутичка між хижаками. Одні пожирають інших. І весь цей величезний підводний світ, який вражає своєрідністю форм, розмірів, фарб, багато в чому ще загадковий і незнаний, зобов’язаний своїм існуванням і розквітом зелених водоростей. З ними він становить величезну громаду, пов’язану вічними життєвими зв’язками.

Складний і довгий ланцюг харчування. Кінець його опущений на дно океану, і ланка за ланкою, нескінченно петляючи по шляху від одних живих істот до інших, він (линцюг) сходить до верхніх шарів Світового океану.

Тут розкинута скатертина-самобранка! Безмежна синя скатертина з золотими зайчиками. Вони стрибають і граються у воді, глибоко пронизують товщі її, грають власним відображенням. А міріади ледве видимих ​​неозброєним оком водоростей без промаху ловлять зайчиків своїм крихітним тілом і роблять велику космічну роботу зеленої рослини. Вони – творці органічної речовини, першоїжа для всіх мешканців океану.

На скатертині-самобранці бере свій початок великий ланцюг харчування в морях. Мікроскопічні водорості служать їжею мікроскопічним тваринам, разом з ними утворюючи населення верхніх шарів – планктон завтовшки в сто, а іноді і більше, метрів.

Ніхто не називає цих крихіток «лісом», хоча всі погоджуються, що ламінарії утворюють підводні ліси. Але ж в кінцевому рахунку годують морських тварин все-таки не ламінарії, а одноклітинні і колоніальні зелені водорості планктону.

Навіть в холодних морях, наприклад в Баренцевому морі, в 1 м 3 води верхніх шарів їх міститься до тридцяти мільйонів особин, а в теплих – ще більше.