Водоросли

Водоросли (Algae) — сборная группа низших, обычно водных, растений. Они представлены организмами разного уровня организации:

Части их тела (слоевища) не специализированы на фотосинтезирующие и поглощающие функции. Сосудистая система отсутствует. Ризоиды служат в основном для прикрепления к субстрату и лишь у некоторых паразитических форм поглощают питательные вещества.

Синезелёные и прохлорофитовые водоросли являются прокариотами. Их часто рассматривают как самостоятельную группу или относят к бактериям (цианобактерии). Эвгленовые водоросли иногда включают в состав простейших из-за наличия жгутиков и голозойного (фагоцитарного) типа питания у некоторых видов.

Клетки эукариотических водорослей содержат хлоропласты, часто с пиреноидами. Подвижные формы имеют жгутики, иногда глазок и сократительные вакуоли.

Типы питания:

  • Автотрофный (фотосинтез) — основной.
  • Гетеротрофный (сапрофитный или паразитический).
  • Голозойный (фаготрофный) — у некоторых эвгленовых и динофлагеллят.

Небольшая часть водорослей из разных отделов полностью утратила фотосинтезирующие пигменты и перешла на гетеротрофный образ жизни, в том числе к паразитизму.

Размножение происходит тремя способами:

  1. Вегетативное (делением клеток, фрагментацией слоевища).
  2. Бесполое (зооспорами, апланоспорами).
  3. Половое (гологамия, изогамия, анизогамия, оогамия).

Органы размножения, как правило, одноклеточные (исключение — харовые водоросли). В отличие от высших растений, даже крупные водоросли, имеющие в жизненном цикле жгутиковые стадии, могут размножаться зооспорами.

Классификация

В зависимости от биохимических особенностей (набор пигментов, состав клеточной стенки, тип запасных веществ) и тонкого строения клеток различают около 12 отделов водорослей:

  • Синезелёные (Cyanobacteria)
  • Прохлорофитовые (Prochlorophyta)
  • Красные (Rhodophyta)
  • Золотистые (Chrysophyta)
  • Диатомовые (Bacillariophyta)
  • Криптофитовые (Cryptophyta)
  • Динофитовые (Dinophyta)
  • Бурые (Phaeophyta)
  • Жёлто-зелёные (Xanthophyta)
  • Эвгленовые (Euglenophyta)
  • Зелёные (Chlorophyta)
  • Харовые (Charophyta)

Всего известно около 30 тысяч видов.

Экология и распространение

Водоросли обитают практически повсеместно:

  • В морях (от литорали, орошаемой брызгами, до глубин свыше 200 метров).
  • В пресных и гиперсолёных водоёмах.
  • В горячих источниках.
  • В почве (включая высокогорья и пустыни).

Водоросли, обладающие жгутиковыми стадиями, делят на две группы по составу пигментов:

  1. С зелёной окраской (хлорофиллы a и b): эвгленовые, зелёные, харовые.
  2. С жёлто-бурой окраской (лишены хлорофилла b, часто имеют хлорофилл c): золотистые, диатомовые, динофитовые, криптофитовые, бурые, жёлто-зелёные.

Считается, что разные отделы водорослей возникли и эволюционировали независимо от различных групп одноклеточных организмов.

Роль в биосфере

Водоросли играют колоссальную роль как первичные продуценты органического вещества. Их биомасса в Мировом океане оценивается в 1,7 миллиарда тонн, а годовая продукция — 550,2 миллиарда тонн (более четверти всей продукции органики на планете), что составляет 1,3 — 2,0 тонны сухого вещества с гектара водной поверхности.

Водоросли — древнейшие фотосинтезирующие организмы на Земле, создавшие её кислородную атмосферу. От водорослей произошли растения, заселившие сушу. Многие одноклеточные водоросли в симбиозе с грибами образуют лишайники.

Геохимическая роль водорослей связана прежде всего с круговоротом кальция и кремния (формирование диатомитов, известняков и др.).

Практическое значение

Наука, изучающая водоросли, называется альгологией.

Современный контекст

Современная систематика претерпела значительные изменения благодаря методам молекулярной филогенетики. Синезелёные водоросли теперь однозначно относятся к бактериям (цианобактерии) и исключены из состава растений. Прохлорофиты, считавшиеся отдельным отделом, сейчас часто рассматриваются в рамках цианобактерий. Харовые водоросли всё чаще сближают с высшими растениями, выделяя в отдел Charophyta, который вместе с Chlorophyta образует кладу Viridiplantae («зелёные растения»). Эвгленовые, динофлагелляты и другие группы со смешанными признаками теперь изучаются в рамках протistологии, а понятие «водоросли» признано не таксономическим, а экологически-морфологическим, объединяющим разнородные фотосинтезирующие организмы.