Отдел бурые водоросли

Отдел бурые водоросли
К отделу бурые водоросли относятся исключительно морские водоросли,
насчитывающие свыше 1 500 видов. Бурые водоросли многоклеточные —
достигают очень крупных размеров — до 60 м и более в длину. Их клетки
содержат в мелких хроматофорах различные пигменты: хлорофилл
(зеленый), каротин (красный), ксантофилл (оранжевый) и фукоксантин,
бурый цвет которого и обусловливает окраску водорослей .
Все без исключения виды являются многоклеточными. Клетки, содержащие
одно ядро и одну или несколько вакуолей, имеют сильно ослизняющиеся
стенки. Хлоропласты бурого цвета из-за того, что помимо хлорофиллов a и c
и b-каротина в них содержится избыток бурых пигментов — ксантофиллов,
особенно фукоксантина. В качестве запасных питательных веществ в
цитоплазме клеток бурых водорослей откладываются полисахарид —
ламинарин, а также шестиатомный спирт маннит и различные жиры. В
клеточной стенке присутствуют целлюлоза, альгиновая кислота и её соли
(ради них ведётся промышленный сбор бурых водорослей),
сульфатированные полисахариды.
Бурые водоросли размножаются вегетативным, бесполым и половым путем.
Гаметы и зооспоры несут сбоку два жгутика, различных по длине и
морфологии. Вегетативное размножение происходит при помощи частей
таллома, отрывающихся от растения. При бесполом размножении
происходит образование спор, которые дают начало гаплоидным растениям,
на которых, в дальнейшем, образуются половые органы. Половой процесс у
бурых водорослей протекает в виде изогамии, гетерогамии или оогамии.
После копуляции гамет зигота без периода покоя прорастает в молодую
водоросль. Для подавляющего большинства бурых водорослей в жизненном
цикле характерна смена полового и бесполого поколений.
Типичными представителями бурых водорослей являются ламинария
сахарная и фукус. Ламинария сахарная имеет слоевище, расчлененное на
ствол, достигающий 1м в длину, и слизистую листовую пластинку
достигающую 1—13 м в длину. Все слоевище живет несколько лет, а
листовая пластинка сменяется ежегодно.
Ламинарию называют еще морской капустой. Она накапливает питательное
вещество ламинарии, а также йод, благодаря чему ламинария в некоторых
странах культивируется. Некоторые виды ламинарии в Китае, Японии, России
употребляют в пищу (салаты, винегреты, икра, голубцы, мармелад и др,). Из
пластинчатой части слоевища ламинарии изготавливается порошок,
содержащий йод. Используется в медицине для лечения атеросклероза и
зоба, альгинаты находят применение в пищевой и текстильной
промышленности.
Наиболее известными бурыми водорослями являются саргассум (Саргассово
море), цистозейра — в прибрежной полосе Черного моря и другие.
Отдел красные водоросли, или багрянки
Красные водоросли, как и бурые, почти все обитают в морях. Это
многоклеточные растения, достигающие значительной величины (до 2 м), их
слоевище обычно так расчленено, что напоминает стебель и листья. Красные
водоросли в своих мелких хроматофорах, кроме хлорофилла, содержат
пигмент красного цвета — фикоэритрин и другие пигменты. Окраска этих
пигментов обусловливает окраску водорослей в розовый, красный,
синеватый и другие цвета. Известно около 4 000 видов. Размножаются
вегетативно, спорами и половым путем. Наиболее известными являются
порфира, радимения.
Практическое значение багрянок для человека велико. Одну из живущих в
Северном море водоросль — хондрус — употребляют как лекарство при
заболевании дыхательных путей. Красные водоросли используются для
добывания растительного студия агар-агара, применяемого в кондитерском
производстве и в микробиологии — для получения чистых культур
микробов. Природные запасы багрянок в нашей стране незначительны,
поэтому ученые занимаются разработкой научных основ выращивания
красных водорослей в Черном море.
Значение водорослей в природе и в жизни человека огромно, так как они
создают биомассы больше, чем наземные растения.
В соленых и пресных водных бассейнах (моря, озера и т. д.) водоросли
образуют огромные скопления: плавающие в поверхностных (до глубины 100
м) слоях водоема — планктон, или живущие на дне — бентос. Вся масса
разнообразных видов водорослей, живущих в воде, в 10 раз превосходит
массу разнообразных наземных видов растений. Роль водорослей в природе
огромна. Водоросли синтезируют органические вещества. Некоторые
исследователи утверждают, что одни диатомовые водоросли синтезируют
50% органических веществ, создаваемых вообще на Земле. Водоросли
поедаются мелкими водными животными, которых, в свою очередь поедают
рыбы. Таким образом, планктон и бентос являются своего рода пастбищами
для мелких морских животных, рыб и крупных морских животных вплоть до
кита.
В процессе фотосинтеза водорослями выделяется кислород,
растворяющийся в воде и так необходимый для дыхания рыб и других
водных животных.
Из багрянок добывается агар-агар, из бурых и красных водорослей получают
йод и бром, а также калийные соли. Водоросли богаты витаминами. Из
ламинарий и других водорослей получают клей, используемый в бумажной и
текстильной промышленности. Сухая перегонка водорослей дает уголь,
смолу, метиловый спирт, ацетон и др.
В приморских районах водоросли используются на корм скоту и для
удобрения полей как органическое удобрение. Водоросли планктона и
бентоса, оседая на дно водоема, образуют отложения органического ила,
называемого сапропелем.
Сапропель используется в химической промышленности, в сельском
хозяйстве (корм и удобрения) и в медицине — грязелечение.
Диатомовые водоросли
диатомеи (от греч. diátomos — разделённый пополам), кремнистые
водоросли (Bacillariophyta), отдел (тип) водорослей (около 20 тыс. видов). Д.
в. микроскопические (0,75—1500 мкм), одноклеточные, одиночные ( или
колониальные формы; среди последних встречаются; виды, живущие в
слизистых трубках, образующие бурые кусты высотой до 20 см. Клетки Д. в.
имеют твёрдый кремнёвый панцирь, состоящий из двух половинок, так
называемых створок, находящих одна на другую . Верхнюю створку
называют эпитекой, нижнюю — гипотекой. Стенки панциря имеют поры,
через которые осуществляется обмен веществ с внешней средой. Многие Д.
в., у которых вдоль каждой половины панциря идёт щелевидное отверстие
(так называемый шов) , способны передвигаться по субстрату, видимо, за
счёт выделения слизи. Клетки содержат одно ядро с одним или несколькими
ядрышками и один или несколько хроматофоров жёлто-бурого цвета, из-за
присутствия, наряду с хлорофиллом а, бурых пигментов (β-каротина и
ксантофиллов); продукты ассимиляции — масло и волютин.
Размножаются Д. в. делением; каждая дочерняя клетка получает
половину материнского панциря, другая вырастает заново, при этом старая
половина охватывает своими краями новую. Благодаря такому способу
деления и тому, что пропитанные кремнезёмом твёрдые панцири мало или
совсем неспособны к дальнейшему росту, Д. в. по мере размножения
постепенно мельчают. При образовании ауксоспор (См. Ауксоспоры) (спор
роста) содержимое клетки выходит из оболочки и значительно вырастает,
давая начало новому, более крупному поколению (рис., 5). Ауксоспоры могут
образовываться и половым путём, в результате слияния (конъюгации (См.
Конъюгация)) содержимого двух клеток. У некоторых Д. в. наблюдаются
размножение зооспорами (См. Зооспоры) и половой процесс с участием
жгутиковых гамет (См. Гаметы) (изогамия, гетерогамия или оогамия). У
некоторых родов известны покоящиеся споры. Д. в. диплоидны. Гаплоидны у
них только гаметы.
По строению створок Д. в. делятся на три класса: Centrophyceae,
Mediatophyceae, Pennatophyceae. Наиболее многочисленны Д. в. 1-го и 3-го
классов. У Centrophyceae створки панциря имеют радиальное строение и
всегда лишены шва ; к ним относятся главным образом планктонные виды. У
Pennatophyceae створки обычно двусторонне-симметричны , у некоторых —
асимметричны; многие виды их имеют шов и входят в состав бентоса. Класс
Mediatophyceae объединяет формы, переходные между Centrophyceae и
Pennatophyceae; большинство из них известно в ископаемом состоянии,
единичные роды встречаются ныне в морях. Д. в. — наиболее
распространённая в природе группа водорослей, они обитают в пресных и
морских водах, особенно в планктоне морей (служат пищей животных), а
также в иле на дне водоёмов, на водных растениях и подводных предметах,
на сырой земле, камнях, во мху и т.п. Начиная с юрского периода известны
многочисленные ископаемые Д. в., иногда образующие мощные отложения,
так называемые Диатомиты, или трепелы, имеющие промышленное
значение. Панцири Д. в., из-за наличия у них тонкой и правильной структуры,
используются в качестве тестов для проверки разрешающей способности
объектов оптических микроскопов.
Мхи
Мхи - наиболее низкоорганизованные из всех высших растений. Как
правило, - это небольшие многолетние, реже - однолетние растения,
слоевищные или листостебельные. Настоящих корней у них нет (поэтому они
невелики), у некоторых имеются ризоиды, выполняющие функцию корней.
Ризоиды отличаются от корней как строением, так и происхождением.
Всасывание воды происходит также нижними частями стебля. Важнейшая
особенность общей организации моховых, резко выделяющая их среди всех
современных наземных растений, - полное преобладание гаметофазы в
цикле развития.
Гаметофит представляет собой зеленое растение, имитирующее побег
(например, кукушкин лен), расчлененный на «стебель» и плотно
прилегающие к нему «листья» (филлоиды). Чаще всего «стебель» не
ветвится, достигает всего 15 см высоты, иногда и более. Появляются клетки,
соответствующие ксилеме и флоэме, выполняющие функцию проведения.
Вполне сформированного проводящего пучка у зеленых мхов ( к ним
относится кукушкин лен) не имеется. «Листья» состоят из нескольких слоев
клеток: длинных проводящих и толстостенных механических. Формируются
структуры, как бы аналогичные срединной жилке листа, на верхней
поверхности которого образуется бахрома из коротких хлорофиллоносных
клеток - фотосинтезирующая ткань. У основания стебля развиваются
ризоиды - аналоги корней. Кукушкин лен может достигать в высоту 40 см.
Органы размножения его расположены на разных особях - мужских и
женских гаметофитах, на которых развиваются антеридии и архегонии. При
наличии воды сперматозоид проникает в архегоний и сливается с
яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу. Из зиготы развивается
диплоидный спорофит, размещающийся на гаметофите. Спорофит состоит из
гаустории (клетки, с помощью которой он укрепляется на гаметофите и
получает от него питательные вещества для развития, как бы паразитирует
на нем), ножки и коробочки, верхняя расширенная часть которой называется
урночкой, последняя часто ярко окрашена для привлечения насекомых. На
верхнем конце коробочки до созревания спор находится колпачок,
закрывающий урночку. Коробочка нередко имеет приспособление
(перистом) для рассеивания спор - ряд зубчиков по краю урночки,
закрывающий ее во время дождя. В сухую погоду колпачок открывается и
происходит рассеивание спор. При благоприятных условиях спора
прорастает в протонему - зеленую, ветвящуюся нить. На протонеме
закладываются особые почки, из которых со временем и развивается
гаметофит.
Широко известен другой вид мха - сфагнум (или белый мох). Сфагнумы
обитают преимущественно на болотах, особенно в северных широтах, где
зачастую образуют сплошной покров. У них сильноветвистые, густо покрытые
мелкими листьями стебли. На верхушке главной оси боковые веточки
образуют розетку в виде головки почковидной формы. Сфагновые мхи
нарастают верхушкой, ризоидов не имеют, воду и минеральные соли
поглощают, в основном, нижней частью стебля, которая постепенно
отмирает и, опускаясь на дно, разлагается. Листья сфагнума состоят из двух
типов клеток: живых - длинных и узких, содержащих хлорофилл;
гиалиновых - мертвых, лишенных протопласта, способных активно
накапливать и удерживать большое количество воды, в 30-40 раз
превышающую массу самого мха.Разрастаясь плотными дернинами,
сфагновые мхи способствуют заболачиванию почвы. Они хорошо впитывают
и удерживают дождевую воду, образуя так называемые верховые болота,
вода которых мало минерализована. Цикл развития сфагнума сходен с
циклом развития кукушкиного льна. Из гаплоидных спор развивается сначала
зеленая пластинчатая протонема, а затем гаметофит, который и доминирует
в цикле развития. Ризоиды появляются первоначально на протонеме, а
потом отмирают по мере развития стебля. Коробочка, в которой развиваются
споры, устроена более просто - нет перистома и колпачка.
Моховидные распространены на всех континентах неравномерно. Больше
всего их в северном полушарии, в области с умеренным и холодным
климатом, мало в засушливых областях. Мхи являются пионерами
зарастания кострищ, пожарищ, троп. В лесу моховой покров затеняет почву,
уменьшает суточные колебания температур, влажности, освещенности.
Покров из зеленых мхов обеспечивает хорошие возможности для
возобновления леса. Однако наличие сфагновых мхов в лесу способствует
заболачиванию, ухудшает условия роста и деревьев, и кустарников, снижает
возможности роста и прорастания семян и роста проростков. На лугах мхи
ухудшают аэрацию почв и затрудняют нормальный рост трав, снижают
продуктивность лугов.