Водоросли
Водоросли (Algae) — сборная группа низших, обычно водных, растений. Они представлены организмами разного уровня организации:
- Одноклеточные (размером от долей микрометра).
- Колониальные.
- Многоклеточные (длиной до 60 метров), иногда с элементами тканевого строения.
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:
- Вегетативное (делением клеток, фрагментацией слоевища).
- Бесполое (зооспорами, апланоспорами).
- 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:
- С зелёной окраской (хлорофиллы a и b): эвгленовые, зелёные, харовые.
- 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
- Пищевое и кормовое: Крупные водоросли (ламинария, порфира и др.) употребляются в пищу человеком и идут на корм скоту.
- Промышленное: Служат сырьём для получения агара, альгинатов, йода, удобрений.
- Медицинское: Используются в фармакологии и косметологии.
- Аквакультура: Объекты массового выращивания (ламинария, Macrocystis, Porphyra и др.).
- Биотехнологии: Важное звено в биологической очистке сточных вод.
- Биоиндикация: Некоторые виды служат индикаторами загрязнения водоёмов.
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.
