Значение водорослей в природе сообщение. Основное значение водорослей в природе и жизни человека

Значение водорослей в природе чрезвычайно разнообразно. В Мировом океане их масса составляет приблизительно 2х10п тонн, или около 10% массы всех зеленых растений нашей планеты. Водоросли являются основным кормом для растительноядных водных животных – от одноклеточных до рыб и млекопитающих. Кроме того, они насыщают кислородом толщу воды и воздух над водоемами. Некоторые водоросли имеют защитную оболочку из углекислого кальция. Такие оболочки отмерших растений образуют осадочную породу – известняк. Панцири отмерших диатомовых водорослей, оседая на дно на протяжении миллионов лет, образовали осадочную породу диатомит.

Зеленые одноклеточные водоросли могут входить в состав лишайников, о которых вы узнаете позже. Почвенные водоросли выделяют особые вещества, способствующие процессам почвообразования. Они обогащают почву кислородом, а их отмершие остатки образуют органическое вещество, повышающее плодородие почвы. Массовое размножение этих водорослей – «цветение почвы», наблюдаемое чаще всего весной или осенью, – считается приметой хорошего урожая.

Использование водорослей человеком. Ежегодно люди употребляют в пищу несколько миллионов тонн водорослей. Преимущественно это бурые водоросли, и в первую очередь морская капуста. В ней содержится много питательных и полезных веществ, в частности соединения йода, необходимые для обеспечения нормального обмена веществ в организме человека.

Всем известные сладости пастилу или мармелад изготавливают на основе агара (или агар–агара) – желеобразного вещества. Его получают из красной водоросли филофоры, которая встречается в Черном и Азовском морях. Однако наибольшее количество агара используется в микробиологической промышленности: на его основе изготавливают искусственные питательные среды для выращивания полезных бактерий и грибов. Из водорослей, преимущественно бурых и красных, получают различные органические кислоты, спирты, витамины, красители, клейкие вещества, йод и другие лекарственные препараты.

Водоросли используют в биологическом методе очистки загрязненных вод. Для этого сточные воды предприятий отстаивают в последовательно соединенных между собой водоемах, в каждом из которых определенные организмы, в том числе различные виды водорослей, поглощают из воды вредные вещества. Например, хламидомонада способна выбирать из воды растворенные в ней органические вещества, чем способствует процессам самоочищения загрязненных водоемов.

Отмершие водоросли оседают на дне водоемов, образуя органический ил. Его широко используют в сельском хозяйстве как удобрение.

Массовое размножение одноклеточных зеленых и некоторых других водорослей вызывает «цветение воды». При этом водоемы приобретают зеленый цвет. В Украине цветение воды ежегодно происходит, например, в водохранилищах Днепровского каскада. Вместе с другими организмами, поселяясь на подводных частях кораблей, гидротехнических сооружений (например, шлюзов), многоклеточные водоросли нарушают их нормальную работу.

Из некоторых красных водорослей, обитающих в тропических морях, получают вещества, необходимые для производства высококачественного мороженого и особых сортов губной помады. В странах Южной Азии их искусственно выращивают на определенных участках морского дна.

Некоторые морские моллюски питаются водорослями: при этом хлоропласты не перевариваются, а попадают в жабры. На свету в них происходит фотосинтез, в ходе которого образуется столько кислорода, что он не только обеспечивает потребности в нем моллюска для дыхания, но и частично поступает в воду.

Ил, образованный остатками диатомовых водорослей, называется диатомитом. Его высушивают и пропитывают определенными веществами. Так получают взрывчатку – динамит, изобретенный в конце XIX века шведским инженером Нобелем. Часть прибыли от производства взрывчатки он завещал на поддержку наиболее выдающихся писателей, ученых и политиков. Так появилась широко известная Нобелевская премия.

По берегам пресных водоемов часто можно заметить скопления желто–зеленых шариков диаметром до нескольких миллиметров. Если такой шарик выкопать, осторожно отмыть от грязи и рассмотреть под микроскопом, то можно увидеть, что у него снизу имеются разветвленные бесцветные выросты – ризоиды, с помощью которых растение закрепляется в почве. Это растение называют ботридиум зернистый. Но мы не заметим отдельных клеток этого растения, так как весь шар водоросли вместе с ризоидами – это единая клетка с многочисленными ядрами. У морских видов такие многоядерные клетки могут достигать в длину нескольких десятков сантиметров.

В слани бурых водорослей содержится особое вещество. Его способность склеивать разные предметы почти в 40 раз выше, чем обычного канцелярского клея. Это вещество используют для пропитывания водонепроницаемых тканей, в производстве картона.

каково значение водорослей в природе и в жизни человека

1. Значение водорослей в природе и жизни человека.

   Повсеместное распространение водорослей определяет их огромное значение в биосфере и хозяйственной деятельности человека. Благодаря способности к фотосинтезу они являются основными продуцентами громадного количества органических веществ в водоемах, которые широко используются животными и человеком.

   Поглощая из воды углекислый газ, водоросли насыщают ее кислородом, необходимым для всех живых организмов водоемов. Велика их роль в биологическом круговороте веществ, в циклическом характере которого природой решена проблема длительного существования и развития жизни на Земле.

   В историческом и геологическом прошлом водоросли принимали участие в образовании горных и меловых пород, известняков, рифов, особых разновидностей угля, ряда горючих сланцев, явились родоначальниками растений, заселивших сушу.

   Водоросли чрезвычайно широко используются в различных отраслях хозяйственной деятельности человека, в том числе пищевой, фармацевтической и парфюмерной промышленности. В восточной юго-восточной Азии давно уже используют морские водоросли для приготовления супов. Их выращивают в лиманах на воткнутых в ил бамбуковых палках или на деревянных рамах, опущенных в воду узких заливов.

   Морская и водяная культуры начали давать во многих странах обнадеживающие результаты. Японская кухня использует водоросли при выпечке хлеба, добавляет их в пирожные, пудинги и мороженое. Даже консервирование грибов производится с помощью водорослей. В кадки укладывают один ряд грибов, затем один ряд морских водорослей и т. д. Во многих городах мира открыты специализированные кафе, где можно попробовать самые различные блюда из водорослей. Кроме того в морских водорослях установлено наличие витаминов А, В1, В2, В12, С и D, йода, брома, мышьяка и других веществ.

   Водоросли проникли в сельское хозяйство и в животноводство. Помидоры, перец и арбузы быстрее созревают и дают больший урожай, если их опрыскать мукой из водорослей. Коровы и куры становятся более продуктивными, если вводить им в пищу концентраты из водорослей.

   Одноклеточная зеленая хлорелла вырабатывает большое количество кислорода, аккумулирует органические вещества, используя меньший объем суспензии, имеет более короткий период вегетации, очень быстро размножается, а вся биомасса водоросли может быть использована в качестве пищи. Ее питательные качества самые высокие в растительном мире. Содержание белка составляет 50% от сухой массы, содержатся также все 8 аминокислот, необходимых для жизнедеятельности человека, и все витамины. Эти способности хлореллы позволяют использовать эти микроводоросли для регенерации воздуха в замкнутых биологических системах жизнеобеспечения человека при длительных космических полетах и подводном плавании.

   У нас в стране и за рубежом культивируются микроводоросли на коммунально-бытовых и промышленных сточных водах с целью биологической очистки и дальнейшего использования их биомассы для получения метана или применения в промышленности и сельскохозяйственном производстве.

   ЗНАЧЕНИЕ:
   В природе:
   обогащают кислородом атмосферу и гидросферу;
   основной источник органического вещества в водоемах;
   участвуют в самоочищении естественных и сточных вод;
   индикаторы загрязнения и засоления;
   участвуют в круговороте кальция и кремния в почвообразовании;

   В жизни человека:
   Важнейшие компоненты экосистем: пищевые, диетические продукты, источники сырья для получения веществ, необходимых в отраслях промышленности (фармакологической, бумажной, текстильной) , применяются в качестве удобрений.

2. короче хорошая вещь
3. Водоросли - это собирательное название водных растений, примитивных по своему строению, не имеющих дифференциацию на ткани и органы. Водоросли бывают одноклеточные (хламидомонада, вольвокс, хлорелла и т. д.) и многоклеточные (ульва, ламинария, саргассум и т. д.). Водоросли играют огромную роль в водных экосистемах. Как и все автотрофные организмы, они являются основой цепи питания, обеспечивают кислородом не только водную толщу, но и атмосферу (водоросли - вторые "легкие планеты", после лесов). А так же, они активно участвуют в самоочищение водоемов. Благодаря водорослям, которые были распространены в минувшие геологические эпохи, образовались нефть, газ, каменный уголь, мел и другие полезные ископаемые. Водоросли широко используются в различных отраслях хозяйственной деятельности человека, в том числе пищевой, фармацевтической и парфюмерной промышленности. Многие водоросли содержат ряд витаминов и полезных микроэлементов, за что активно используются в пищу и в качестве лекарств.
4. они обогащяют воду кислородом чем дышут рыбы
5. фотосинтез и кислород
6. Значение водорослей в природе и жизни человека. Водоросли играют важную роль в жизни водоемов. В процессе фотосинтеза водоросли поглощают из воды углекислый газ, накапливают органические вещества и выделяют кислород. Таким образом, с одной стороны они создают благоприятные условия для дыхания животных, а с другой служат источником пищи для животных, в том числе рыб.
   Водоросли начальное звено пищевой цепи, определяющей богатство водоемов рыбой и другими животными.

   Огромная биомасса водорослей может служить практически неиссякаемым источником органического вещества, который пока еще сравнительно мало используется человеком. Например, хлорелла, широко встречающаяся в пресных водоемах и в почве, отличается очень высокой энергией роста и размножения: в 1 см3 воды может накопиться от одного до 40 млн. ее клеток, за сутки вес ее увеличится в 712 раз. Хлорелла использует не менее 70% солнечной энергии (наземные же растения только 2%). При этом содержание полноценных белков достигает в ней 50% от сухого веса. В клетках хлореллы накапливаются масла и витамины В, С и К.

   Многие красные и бурые водоросли, которыми так богаты северные моря, используются на корм скоту, а некоторые виды ламинарий и порфиры в пищу человека под названием морской капусты. Особенно широко употребляют водоросли в пищу в Японии и Китае. Во многих приморских странах морские водоросли широко используются для удобрения полей. Из золы некоторых водорослей добывают иод.

7. зачем так много писать
8. пища
   корм для животный
   кислород
9. они играют важную роль в морских экосистемах как один из основных источников органической материи, так же они создают уникальную среду обитания для организмов.
10. Водоросли являются основой питания растительноядных животных ракообразных, моллюсков, некоторых рыб, млекопитающих и др..

    Водоросли насыщают толщу воды и воздуха над ней кислородом. Некоторые отмершие водоросли образуют осадочные породы: известняки, диатомит, трепел. Водоросли способствуют почвообразования и повышению плодородия почв. Придонные водоросли являются убежищем для рыб и других животных.

    Водоросли используют в пищу человек, из них добывают йод, бром, агар-агар, изготавливают лекарственные препараты. Водоросли используют в биологической очистке воды и как удобрение.

    Широкое применение водоросли получили в некоторых отраслях промышленности: пищевой, химической, целлюлозной (бумажной), текстильной и др.. Некоторые водоросли наносят вред массовое размножение одноклеточных водорослей в пресных водоемах вызывает цветение воды, вода приобретает зеленый цвет. Поселяясь на подводных частях судов, гидротехнических сооружений (например, шлюзах, водных фильтрах), водоросли мешают их нормальной работе.

11. водоросли
    человек природа
    кислород, пища, лекарства кислород, биофильтры морей
12. Значение водорослей в природе:
    1)Очистка воды. .
    2)Корм для скота.
    3)Пища и кислород.
    4)Калийные соли а также лекарства

Водоросли – организмы, живущие за счёт фотосинтеза. Благодаря хлорофиллу, имеющемуся в их клетках, они могут создавать своё органическое тело из неорганической материи, которая есть в окружающей их среде. А чтобы процесс фотосинтеза протекал свободно, для этого нужен свет. Для того, чтобы улавливать солнечный свет даже на самой большой глубине, водоросли имеют разный цвет: от ярко-зелёного до тёмно-бордового, почти чёрного.

1. Как устроены водоросли.

Водоросли очень многообразны по своему строению. Они бывают очень маленькие, микроскопических размеров (одноклеточные водоросли), а бывают гигантские водоросли с самой разной формой своего строения. Близ Испании около Балеарских островов на дне Средиземного моря найдено самое большое в мире растение – 8 километровая водоросль посейдония. Помимо уникального размера это растение имеет и уникальный возраст. Найденной водоросли 100 тысяч лет.

Есть очень простые по строению водоросли, они даже не имеют ядра. Этим они очень схожи с бактериями.

Существуют также одноклеточные водоросли, умеющие двигаться с помощью жгутиков. Это послужило поводом для внесения их в принадлежность к животному миру.

Цвет водорослей может быть как зелёным, если в них наличествует исключительно хлорофилл, так и приобретать самые разнообразные оттенки за счёт включения в них других красящих пигментов. Оказывается, не совсем все растения, пребывающие в воде, являются водорослями. Как раз именно водоросли мы можем и не приметить в водоёме, потому как некоторые из них настолько малы, что их сложно увидеть без микроскопа.

2. Места обитания водорослей.

Иногда водоросли избирают очень необычные (с точки зрения человека) места обитания. В озёрах легко заметить всем известную тину, она прикрепляется к самому дну и образует массовые зелёные заросли. Там же попадаются и крупные экземпляры, похожие на вьющиеся нити или на хвощ. Их хорошо видно без увеличительных приборов. Это тоже водоросли.

Ничуть не меньше, чем в воде, обитает самых разных микроводорослей и на поверхности суши. Водятся они в глубине почвы и на самой поверхности, например, на камнях и деревьях. Конечно, всё равно вся их жизнь зависима от воды, но только используют они другую воду: росу или грунтовые воды, или дождевые осадки. «Сухопутные» водоросли более устойчивые к засухе, чем «водные», и при малейшем попадании влаги на них они быстро восстанавливаются.

В тропиках они могут поселиться в чайном листе, вызывая болезнь чайного куста под названием «ржавчина». В средних широтах они живут на коре деревьев. Выглядит это, как зелёный налёт на северной стороне деревьев. Зелёные водоросли вступают во взаимовыгодное сосуществование с грибами, в результате появляется особый самостоятельный организм под названием лишайник. Некоторые зелёные водоросли избрали себе для дома панцирь черепахи. Многие водоросли живут на поверхности и внутри своих более крупных собратьев. Красные и зелёные водоросли найдены в волосяных фолликулах тропических животных ленивцев. Не обошли они своим вниманием рачков и рыб, кишечнополостных и плоских червей.

3. Зелёные водоросли.

Зелёные водоросли - это организмы зелёного цвета, по строению и форме они самые разные. Помимо одноклеточных зелёных водорослей существуют многоклеточные, колониальные. Эти формы жизни бывают подвижные и неподвижные. Неподвижные или свободно плавают, или прикрепляются к чему-либо. У подвижных же есть особые жгутики. С помощью них эти водоросли могут перемещаться в пространстве.

Зелёные водоросли водятся как в пресных водоёмах, так и в солёных морях. Летом, когда тепло, можно часто видеть, как «цветёт» вода в лужах или в пруду. Это размножается водоросль – одноклеточная хламидомонада. На самой поверхности воды, где много света, любит жить хлорелла, также она может облюбовать стволы деревьев, разместившись в капельках дождя и образовав зелёный налёт на коре. Хлорелла выделяет очень много кислорода.

Вольвокс – ещё одна разновидность зелёных водорослей – живёт целыми колониями в водоёмах. Внешне эти колонии напоминают ёлочные шарики, все клетки в них работают очень слаженно.

Дальше в глубине располагаются многоклеточные зелёные водоросли. Это нитчатый улотрикс. Своими волосковидными образованиями (ризоидами), используемыми, как корни у обычных растений, улотрикс прикрепляется под водой к корягам или камням.

Многоклеточная зелёная водоросль спирогира напоминает комок ваты. Эта водоросль имеет большое ядро с ядрышком. Размножается она двумя способами: как половым, так и бесполым. Половое размножение происходит осенью.

Существуют ещё шаровидные крошечные водоросли протококкус, напоминающие светло-зелёную слизь. Сифоновые водоросли любят солнечные места, выглядят, как тёмно-зелёные разветвлённые нити.

Ветвящиеся нежно-зелёные или серые кусты размером в 2-3 см, прикреплённые к листьям в воде или корягам, это кладофора.

В морях и океанах у самой поверхности, где вода хорошо прогрета и освещена, живёт и размножается планктон. Он заключается из одноклеточных водорослей самых разнообразных видов, в том числе есть там и зелёные водоросли. Планктон является пищей для ракообразных и китов.

4. Бурые водоросли.

Бурые водоросли – это преимущественно морские организмы, довольно крупные и многоклеточные. Предпочитают селиться в водах с холодной температурой как в одном, так и в другом полушарии. Часто прикрепляются в зоне прилива к камням. Имеют бурый цвет. Существуют виды с мелкими ветвями, другие же – очень крупные, состоящие из разных частей, как стебель с листьями. Такие гигантские водоросли ламинариевого типа некоторые страны применяют в качестве удобрений и как богатый источник йода. Их добавляют в корм скота и домашних птиц для обогащения молока и яиц йодом. Жители Дальнего Востока применяют в пище многие из этих водорослей, например, ламинарию (морская капуста). Растёт она в Северном ледовитом океане, в длину достигает от одного до нескольких метров. Прикрепляется ко дну ризоидами (выросты, похожие на корни) и всасывает воду всем своим телом. По своему строению ламинария - довольно сложный организм, чем-то схожа с высшими растениями, но без сосудов. Размножение у неё происходит с помощью спор. У некоторых ламинарий стебель вырастает в длину 30 м и больше, затем он переходит в лист, содержащий пузыри, благодаря которым всё растение поддерживается в воде.

На мелководье живёт небольшая интересная водоросль с необычной внешностью под названием падина. Есть гигантская водоросль макроцистис, разрастающаяся до 60 метров, содержит в себе воздушные пузырьки и растёт с ошеломляющей скоростью: за день может вырасти на 50 см. Бурые водоросли саргассума могут самостоятельно плавать, оторвавшись от дна. В честь них названо Саргассово море. У некоторых видов клетки покрыты слизью. Бурые водоросли включают пигмент бурого цвета и хлорофилл. После исследования ДНК бурых водорослей учёные заметили много общего с жёлто-зелёными водорослями. Впоследствии, если будет достаточно доказательств, то бурые водоросли отнесут к разновидности желто-зелёных.

5. Красные водоросли.

Красные водоросли - эти многоклеточные морские организмы среднего размера насчитывают 2500 видов. Особенно их много в тропиках, там они предпочитают глубокие места, доходящие до 200 метров. Бурые водоросли на такой глубине вы уже не найдете, там царствуют представители красных водорослей. Встречаются красные водоросли во влажной почве и в пресной воде, но всё же – это морские жители.

Выглядят красные водоросли очень изящно, в виде кустиков с тонкими веточками или тонких красивых пластин с бахромчатыми краями. Бывают, похожи на нити, цилиндры и кораллы. Цвет пигмента самый разный, можно увидеть бледно-розовые водоросли, а также коричневые, синие и доходящие до чёрных оттенков. Видимо, такие цвета нужны для нормального фотосинтеза на глубине, куда проникает лишь едва заметный свет.

Багрянки, живущие в пресной воде, в большинстве своём многоклеточные. По размеру они бывают от микроскопических, до нескольких сантиметров, бывает, доходят до одного метра. Цвет багрянок может быть нежно-розовым, переходящим в малиновые оттенки, а также голубоватый, зеленоватый и жёлтый.

В нашей стране растёт морская водоросль порфира. Из неё делают агар-агар, который применяют в лабораториях для выращивания микроорганизмов. Из других видов водорослей добывают сгустители, используемые при приготовлении мороженого или в косметике. В Японии красные водоросли признают за деликатес.

Морские водоросли живут в разных условиях. Одни любят прикрепиться к камням, скалам, к искусственно созданным предметам и, даже, к своим собратьям-водорослям.

Красные пигменты в состоянии уловить очень слабый рассеянный свет, поэтому багрянки прекрасно себя чувствуют на больших глубинах.

Красные водоросли довольно быстро размножаются и распространяются на обширные расстояния за малый промежуток времени.

6. Применение водорослей.

1) Водоросли являются мощнейшими источниками подачи кислорода в атмосферу и поглотителями углекислого газа.

2) Морские водоросли создают уютные, богатые пищей и кислородом места обитания для рыб и животных морей.

3) Водоросли служат пищей для многих видов животных, в том числе и человека. Как съедобный продукт это растение наделено богатым содержанием веществ минерального происхождения, и употребляется в основном в кухне восточноевропейских народов, особенно в суши. Некоторые красные водоросли являются деликатесом в восточных странах. Из водорослей готовят различные блюда, получают ценное вещество агар-агар, используемое для производства желе. Вещество каррагинан используется для создания мороженого и консервации продуктов. Если бурые водоросли добавлять в корм скота, в частности коровам, то молоко будет обогащено ценным йодом и многими полезными минералами. Таким же способом обогащают йодом и куриные яйца.

4) Водоросли используются в косметологии, медицине. Они богаты витаминами, минеральными веществами, обладают оздоравливающим и омолаживающим эффектом.

5) Водоросли используют качестве удобрений в сельском хозяйстве.

6) Обнаружено около 15 тысяч вредных и ухудшающих экологию веществ, находящихся в водных ресурсах земли. Проблема очищения водных ресурсов планеты очень актуальна в настоящее время. И самыми подходящими для этих целей фильтрующими приспособлениями являются как раз водоросли. Объясняется такой феномен очень просто: изначально они были предопределены для этого самой природой.

7) Панцири древнейших диатомовых водорослей очень востребованы в промышленности. Их используют в строительстве (из диатомита получают очень лёгкие кирпичи). Из них также изготавливают стекла, фильтры, полирующие материалы.

8) Во всем мире рассматривается задача создания структуры биологических технологий, которая поможет во многом обойти всевозможные проблемы, связанных с недостатком топливных ресурсов. В настоящее время японские ученые разрабатывают технологию добычи топлива из водорослей.

9) Активное развитие получают генные исследования водорослей. Они будут иметь первостепенное значение в медицине.

3. Заключение

1) Водоросли – это необыкновенные растения. Они играют огромную роль на Земле, создавая кислород и поглощая углекислый газ. Помимо этого, их применяют почти всех областях нашей жизни.

2) Возможности водорослей нужно изучать как можно больше. Это очень перспективные с точки зрения исследователей растения. На сегодня человечество использует ресурсы водорослей лишь на 10 процентов.

3) Водоросли начинают применять в сельском хозяйстве, косметологии, фармацевтике, медицине, в пищевой промышленности И данное исследование показывает, что это – лишь первые шаги на большом пути маленькой водоросли.

Глава 2. Многообразие растительного мира

Роль водорослей в природе

Водоросли играют важную роль в природе и жизни человека. В Мировом океане водоросли ежегодно создают около 550 млрд тонн биомассы (около 1/4 всех органических веществ планеты). Водорослями питаются рыбы и другие водные животные. Благодаря удивительно высокой скорости воспроизводства организмы, питающиеся водорослями, просто не успевают их съесть.

Водоросли поглощают из воды углекислый газ и, как все зелёные растения, выделяют кислород, которым дышат живые организмы, обитающие в воде. Водоросли вырабатывают огромное количество кислорода, который не только растворяется в воде, но и выделяется в атмосферу. Такие осадочные породы, как диатомиты, горючие сланцы, часть известняков, возникли в результате жизнедеятельности водорослей в прошлые геологические эпохи. Почвенные водоросли активно участвуют в почвообразовании.

Роль водорослей в жизни человека

Человек широко использует водоросли в своей хозяйственной деятельности. Так, морские водоросли находят применение в химической промышленности. Из них получают йод, калийные соли, целлюлозу, спирт, уксусную кислоту и другие продукты. Водоросли используют как удобрения и как корм скоту. Из некоторых видов красных водорослей добывают студенистое вещество агар-агар , необходимое в кондитерской, хлебопекарной, бумажной и текстильной промышленности. На нём выращивают микроорганизмы для лабораторных исследований.

Во многих странах водоросли используют для приготовления разнообразных блюд. Они очень полезны, так как содержат много углеводов, витаминов, богаты йодом. Особенно часто употребляют в пищу ламинарию (морскую капусту), ульву (морской салат) и др.

Некоторые водоросли применяют в медицине при лечении ряда заболеваний. Так, из красных водорослей получают противовирусные препараты, а из бурых - препараты, способствующие выведению радионуклидов.

Хламидомонаду, хлореллу и другие одноклеточные зелёные водоросли применяют при биологической очистке сточных вод.

). Они встречаются повсюду: в морях и океанах, в пресных водоёмах, на влажной почве и на коре деревьев.

Рис. 1. Представители подцарства: Водоросли (Algae) Среди водорослей встречаются одноклеточные, многоклеточные ( ) и колониальные организмы. Клетки некоторых водорослей содержат много ядер, другие не содержат межклеточных перегородок. Клеточные оболочки состоят, как правило, из целлюлозы. Клетки (похожие на растительные) могут соединяться торцами, образуя цепочки или нити, иногда ветвистые. Проводящая система и корни отсутствуют; неподвижные формы прикрепляются ко дну разветвлёнными выростами – ризоидами . Размеры водорослей изменяются от долей микрона (кокколитофориды и некоторые диатомеи ) до гигантских как например макроцистис достигающий до 40 метров в длину.

Рис. 2. Строение многоклеточных водорослей. Слева клетка нитчатой спирогиры, справа – фукус пузырчатый Многие одиночные и колониальные водоросли способны к движению. Некоторые из водорослей для передвижения используют 1 или 2 жгутика ( ). Другие ползают, как амёбы, то сжимая, то растягивая части своего тела. Движение третьих обусловлено токами воды, создаваемыми цитоплазмой.

Водоросли по способу питания являются автотрофами и содержат зелёный пигмент хлорофилл, но некоторые из них способны к гетеротрофии (питанию готовой органикой), как осмотрофной (поверхностью клетки), напр. Жгутиконосцы, так и путём заглатывания через клеточный рот (эвгленовые, динофитовые). Водоросли бывают не только зелёного цвета: среди них можно найти экземпляры бурых, красных, жёлтых и многих других тонов. Пигмент находится в клетке водоросли в специальной органелле ленточной или звёздчатой формы, называемой хроматофором.

Водоросли не образуют цветков и семян; большинство из них размножаются спорами . Споры и гаметы образуются либо в обычных клетках, либо в специальных органах – гаметангиях (мужские – в антеридиях, женские в оогониях или архегониях); у некоторых из них споры и гаметы обладают жгутиками. Половые процессы самые разнообразные: это изогамия (мужская и женская гаметы одинаковы), анизогамия (обе гаметы подвижны, но различаются по размерам) либо оогамия (женская гамета неподвижна и значительно крупнее, чем мужская). Зигота развивается сразу или после некоторого периода покоя. У примитивных водорослей и споры, и гаметы даёт одна и та же особь; у более высокоразвитых функции полового и бесполого размножения выполняют разные особи – спорофиты и гаметофиты . Последние могут прорастать одновременно и в одинаковых условиях, в разных местах либо в разные сезоны. У высших водорослей происходит чередование поколений; при этом либо гаметофит прорастает на спорофите, либо наоборот. Помимо этого распространено бесполое размножение – делением надвое (одноклеточные водоросли), либо вегетативно – частями слоевища или почками.

Рис. 3. Строение одноклеточных водорослей. Слева эвглена зелёная, справа – хламидомонада Водоросли – преимущественно водные существа, обитающие как в морской, так и в пресной воде. Мелкие свободноплавающие водоросли входят в состав планктона ; другие прикрепляются ко дну, иногда образуя целые заросли. Большинство из них обитает на глубине до 40 м; при хорошей прозрачности воды их можно встретить и на глубине до 200 м. В стоячих водоёмах, хорошо прогреваемых солнцем, наблюдается цветение воды. Водоросли живут в почве, на деревьях и скалах. Некоторые зелёные водоросли симбиотируют с грибами, образуя лишайники.

Водоросли являются главным источник органики на Земле (более 80 % от общей биомассы, создающейся в год); с них начинаются практически все водные экологические цепи. Они выделяют в атмосферу более половины всего количества кислорода, освобождаемого растениями в год и являются основной пищей для многих морских животных; некоторые употребляются в пищу человеком. В прибрежных районах водоросли идут на удобрения и корм скоту.

Водоросли являются также одними из самых долгоживущих обитателями, нак например найденная у Алеутских берегов водоросль Clathromorphum compactum была возрастом около 800 лет.

2. Происхождение представителей подцарства Водоросли (Algae)

В следствие отсутствия у большинства водорослей твердых частей изучение их эволюции затруднено и многое из их происхождения до конца еще не ясно. Ископаемые формы основных групп водорослей известны с палеозоя . Косвенное доказательство их существования – наличие морских животных, которые должны были питаться органикой. Крупных колебаний численности и видового разнообразия у водорослей, по-видимому, не было. Предполагается существование в докембрии минимум трех групп фото-трофных прокариот, использовавших в качестве донора электронов воду:

• • • Цианобактерии, содержащие, как и хлоропласты, хлорофилл А и выделяющие при фотосинтезе кислород.
• Зеленые прокариоты, обладающие хлорофиллом Б. Предполагается, что они дали начало пластидам зеленых водорослей и эвгленовых.
• Желтые прокариоты, обладавшие хлорофиллом С, дали начало пластидам дино-флагеллат, золотистых, диатомовых, бурых водорослей.

Рис. 4. Подводный мир архея и раннего протерозоя Возникновение эукариотических водорослей представляют как результат ряда эндосимбиозов между прокариотами. Пластиды зеленых и красных водорослей появились в результате симбиоза фаготрофных эукариот и фототрофных прокариот. Поэтому их пластиды имеют внутреннюю оболочку (прокариотическую клеточную мембрану) и внешнюю (мембрану вакуоли).

Зеленые и красные водоросли появились около 3 млрд. лет назад ( ). Первоночально появились одноклеточные , а затем - колониальные водоросли. Около миллиарда лет назад появились многоклеточные водоросли. Среди зеленых водорослей сохранились формы, ряд которых дает представление об усложнении организации при возникновении многоклеточности у растений: хламидомонада (1-клеточная), гониум (4-клеточная), стефаносфера (8-клеточная), пандорина (16-клеточная), эудорина (32-клеточная), вольвокс (40 тыс. клеток соматических и генеративных).

Основные черты эволюции водорослей:

3. Систематика водорослей

В настоящее время известно более 100 тысяч видов водорослей . Сине-зелёные водоросли относятся к прокариотам. Скорее всего, они не являются предками настоящих водорослей, однако, возможно, вошли в растительную клетку в качестве симбионтов, превратившись в хлоропласты . Остальные водоросли разделяются на десять отделов . Разделение водорослей на группы в основном совпадает с характером их окраски, что, в свою очередь, связано с набором пигментов, а также основано на общих особенностях строения. При таком подходе выделяется 10 групп водорослей: синезеленые (Cyanophita ), пирофитовые (Pyrrophyta ), золотистые (Chrysophyta ), диатомовые (Bacillariophyta ), желто-зеленые (Xanthophyta ), бурые (Phaeophyta ), , красные (Rhodophyta ), эвгленовые (Euglenophyta ), зеленые (Chlorophyta ) и харовые (Charophyta ).

4. Цитология

Как упомяналось выше, клетки водорослей - вполне типичные для ( , ). Очень похожи на клетки (мхов, плаунов, папоротникообразных, голосеменных и цветковых). Основные отличия - на биохимическом уровне (различные фотосинтезирующие и маскирующие пигменты, запасающие вещества, основы клеточной стенки и т. д.) и в цитокинезе (процессе деления клетки).

Фотосинтезирующие (и «маскирующие» их) пигменты находятся в особых пластидах - хлоропластах . Хлоропласт имеет две (красные, зелёные, харовые водоросли), три (эвглены, динофлагелляты) или четыре (охрофитовые водоросли) мембраны. Также он имеет собственный сильно редуцированный генетический аппарат, что позволяет предположить его симбиогенез (происхождение от захваченной прокариоты). Внутренняя мембрана выпячивается внутрь, образуя складки - тилакоиды , собранные в стопки - ламеллы : монотилакоидные у красных и синезелёных, двух- и больше у зелёных и харовых, трёхтилакоидные у остальных. На тилакоидах, собственно, и расположены пигменты. Хлоропласты у водорослей имеют различную форму (мелкие дисковидные, спиралевидные, чашевидные, звёздчатые и т. д.).

Рис. 5. Своеобразный «остров» из бурых водорослей в Саргассовом море У многих в хлоропласте имеются плотные образования - пиреноиды .

Продукты фотосинтеза, в данный момент излишние, сохраняются в форме различных запасных веществ: крахмала , гликогена , других полисахаридов , липидов . Запасание липидов больше свойственно морским формам (особенно планктонным диатомовым, которые за счёт масла держатся на плаву со своим тяжёлым панцирем), а запасание полисахаридов (включая крахмал и гликоген) больше свойственно пресноводным.

Клетки водорослей (за исключением амёбоидного типа) покрыты клеточной стенкой и/или клеточной оболочкой. Стенка находится снаружи мембраны клетки, обычно содержит структурный компонент (например, целлюлозу) и аморфный матрикс (например, пектиновые или агаровые вещества); также в ней могут быть дополнительные слои (например, спорополлениновый слой у хлореллы). Клеточная оболочка представляет собой или внешний кремнийорганический панцирь (у диатомей и некоторых других охрофитовых), или уплотнённый верхний слой цитоплазмы (плазмалемму), в котором могут быть дополнительные структуры, например, пузырьки, пустые или с целлюлозными пластинками (своеобразный панцирь, тека , у динофлагеллятов). Если клеточная оболочка пластичная, клетка может быть способна к так называемому метаболическому движению - скольжению за счёт небольшого изменения формы тела.

4. Экологические группы водорослей

5. Роль водорослей в природе и жизни человека

Роль в биогеоценозах

Водоросли - главные производители органических веществ в водной среде. Около 80 % всех органических веществ, ежегодно создающихся на земле, приходится на долю водорослей и других водных растений. Водоросли прямо или косвенно служат источником пищи для всех водных животных. Известны горные породы (диатомиты, горючие сланцы, часть известняков), возникшие в результате жизнедеятельности водорослей в прошлые геологические эпохи. Водоросли участвуют в образовании лечебных грязей.

Пищевое применение

Рис. 7. Заросли ламинарии или морской капусты Некоторые, в основном морские, употребляются в пищу (морская капуста ( ), порфира, ульва). В приморских районах водоросли идут на корм скоту и удобрение. В ряде стран водоросли культивируют для получения большого количества биомассы, идущей на корм скоту и используемой в пищевой промышленности.

Съедобные водоросли - богаты минеральными веществами, особенно йодом, продукт - используется в восточноазиатских кухнях. Одно из самых популярных блюд с водорослями - суши.

Водоочистка

Многие водоросли - важный компонент процесса биологической очистки сточных вод. Если любые из них поместить в реку или в любую другую воду, то в скором времени она станет чистейшей.

Биотестирование

Водоросли являются одним из наиболее широко применяемых биообъектов при биотестировании химических веществ и образцов природных и загрязненных вод.

В фармацевтической промышленности

Из водорослей получают: студне- и слизеобразующие вещества - агар-агар (анфельция, гелидиум), агароиды (филлофора, грацилярия), карраген (хондрус, гигартина, фурцелярия), альгинаты (ламинариевые и фукусовые), кормовую муку, содержащую микроэлементы и иод.

Химическая промышленность

Рис. 8. Хлорелла Человек использует морские водоросли в химической промышленности. Из них получают калийные соли, целлюлозу, спирт, уксусную кислоту.

Биотопливо

Из-за высокой скорости размножения водоросли нашли применение для получения биомассы на топливо.

В исследовательских работах

Водоросли широко применяют в экспериментальных исследованиях для решения проблем фотосинтеза и выяснения роли ядра и других компонентов клетки.

Экодом

Предпринимаются попытки использовать некоторые быстро размножающиеся и неприхотливые водоросли (например, хлореллу ( ), которая быстро и в большом количестве синтезирует белки, жиры, углеводы, витамины и достаточно полно поглощает вещества, выделяемые человеком и животными) для создания круговорота веществ в обитаемых отсеках космического корабля.