НИЗШИЕ РАСТЕНИЯ
ГРУППА ОТДЕЛОВ ВОДОРОСЛИ
Настоящие водоросли - обширная группа расти-
тельных организмов, включающая несколько отделов и
около 30 тыс. видов. Размеры водорослей зависят от
уровня их организации. Их тело может быть представ-
лено одной клеткой или колонией клеток, или многокле-
точным слоевищем. Настоящих тканей нет. Вегетатив-
ные органы также отсутствуют. Размеры одноклеточных
водорослей составляют от 0,25 до 30 мкм. Представите-
ли многоклеточных видов достигают 10-12 и даже 50м
(бурые водоросли).
Водоросли распространены в морских и пресных
водах и во влажной среде на суше. В зависимости от
экологических особенностей водоросли делят на планк-
тонные, бентосные (донные), наземные, почвенные, во-
доросли горячих источников, водоросли снега и льда.
Планктонные и бентосные водоросли служат основ-
ными производителями органического вещества в водо-
емах. От их численности зависит численность различных
растительноядных беспозвоночных и позвоночных жи-
вотных (моллюсков, ракообразных, рыб и др.).
Биомасса водорослей в Мировом океане оценивается
в 1,7 млрд. т, биомасса животных-в 32,5 млрд. т.
Таким образом, биомасса животных почти в 20 раз пре-
вышает растительную. Возникает вопрос: как же обес-
печивается пищей животное население морских вод?
Ответ заключается в чрезвычайно высокой продуктив-
ности фитопланктона, составляющей 550 млрд. т в год.
Менее продуктивны бентосные растения, дающие
0,2 млр. т в год. Непрерывное размножение водорослей
создает кормовую базу для многочисленных морских
животных, продукция которых составляет 56,2 млрд. т
в год, т.е. в 10 раз меньше. (Эти цифры соответствуют
правилу экологической пирамиды, отражающей потери
энергии в целях питания.)
Наземные водоросли поселяются на твердых субст-
ратах, где есть постоянное или периодическое увлажне-
ние: на коре деревьев, на мхах, валунах и скалах, на
заборах, крышах и т.д. На протяжении своей жизни
-240-
они окружены воздухом, источником воды для них слу-
жат дождь и роса. Наземные местообитания заселяются
одноклеточными, колониальными и нитчатыми водорос-
лями. Они образуют порошкообразные слизистые нале-
ты, войлокообразные пласты, мягкие или твердые ко-
рочки. При пересыхании или промерзании наземные
водоросли находятся в состоянии анабиоза, в благо-
приятных условиях их рост возобновляется.
К условиям жизни в почве приспособились около
2000 видов различных водорослей. Основная их масса
обнаруживается в поверхностном слое глубиной до 1 см.
На глубине 10 см и более они встречаются в незначи-
тельных количествах. У почвенных водорослей широко
распространены приспособления, позволяющие пере-
носить засуху. Они заключаются в образовании слизи-
стых чехлов, состоящих из полисахаридов и способных
быстро поглощать и удерживать большое количество
воды.
Водоросли играют большую роль в накоплении орга-
нического вещества в почвах. Биомасса водорослей на
разных почвах составляет от 0,6 до 1,5 т на 1 га и
неоднократно обновляется за вегетационный период.
Органические вещества, выделяемые водорослями,
живые тела и продукты распада клеток водорослей
служат пищей многим почвенным организмам; бактери-
ям, грибам, простейшим, червям и др.
Водоросли влияют также на структуру почвы. Так,
нитчатые водоросли оплетают частицы почвы, склеива-
ют слизью и тем самым закрепляют их.
Водоросли, обитающие в горячих источниках и на
снегу, свидетельствуют о высокой приспособляемости
этих организмов к жизни в самых различных, в том
числе экстремальных, условиях.
В формировании осадочных пород большую роль
играли и играют одноклеточные водоросли диатомеи,
строящие свой панцирь из кремнезема. Считают, что в
Мировом океане эти водоросли извлекают в год от 70 до
150 - 10 в 9 т кремнезема. Отмирая, водоросли опускаются
на дно, где образуется осадок, состоящий из их панци-
рей.
Питание водорослей автотрофное. Некоторые одно-
клеточные водоросли, например почвенные, обитающие
в глубоких горизонтах, могут переходить на гетеротроф-
ное питание. Запасные питательные вещества отклады-
ваются в виде крахмала, реже-масла.
-241-
Водоросли размножаются бесполым и половым пу-
тем. Бесполое размножение осуществляется в двух фор-
мах. К вегетативному относится деление слоевища на
части без каких-либо преобразований в клетках: деле-
ние клеток надвое у одноклеточных, распадение коло-
ний, фрагментация у многоклеточных. Более специали-
зированная форма бесполого размножения - споро-
образование, при котором в специальных органах или
внутри вегетативных клеток возникают неподвижные
споры или подвижные, снабженные жгутиками зооспо-
ры. Те и другие образуются в больших количествах и,
прорастая, дают новую водоросль.
Половое размножение заключается в формировании
специализированных половых клеток - мужских и
женских гамет и их последующем слиянии с образова-
нием зиготы. При половом размножении у разных видов
водорослей гаметы бывают трех основных типов: поло-
вые клетки одинакового размера и формы (изогамия);
не одинаковые по размерам и подвижности мужские и
женские половые клетки (гетерогамия): крупная и не-
подвижная женская половая клетка и небольших раз-
меров сперматозоид со жгутиками (оогамия). Мужские
и женские гаметы могут развиваться на одном организ-
ме или на разных. После оплодотворения диплоидная
зигота прорастает и образует новое слоевище. У гапло-
идных видов первое деление зиготы редукционное. Все
последующие клетки, возникающие в процессе роста,
гаплоидны. Примером чередования поколений у водо-
рослей может служить бурая водоросль ламинария.
Хозяйственное значение водорослей неуклонно воз-
растает.
Водоросли издавна употребляются в пищу, особенно
широко в Японии и на Тихоокеанском побережье СССР.
Наибольшей известностью пользуется морская капус-
та - бурая водоросль ламинария и близкие к ней виды.
В пищу идут также некоторые красные и зеленые водо-
росли. Из водорослей получают клей, находящий приме-
нение в текстильной промышленности и в строительстве
в качестве добавки к цементу. Из золы бурых водорос-
лей извлекают иод.
Из всех отделов водорослей будут рассмотрены два:
бурые, имеющие большое хозяйственное значение, и
зеленые, включающие наиболее сложно организованные
растения в группе водорослей и играющие важную эво-
люционную роль.
-242-
Отдел красные водоросли, или багрянки. Красные
водоросли выделили из настоящих водорослей в само-
стоятельное подцарство растительного мира. Эта группа
включает около 4 000 видов, из числа которых подавля-
ющее большинство - обитатели дна морей и лишь не-
многие формы встречаются в пресных водах.
Своеобразие красных водорослей заключается
прежде всего в наборе пигментов. Помимо обычных
хлорофиллов и каротиноидов в пластидах багрянок
содержатся так называемые фикобилины, встречающи-
еся еще лишь у синезеленых водорослей. Различные
соотношения этих пигментов определяют разнообразие
окраски - от ярко-красной до голубовато-зеленой и
желтой. В результате фотосинтеза в цитоплазме клеток
откладывается особый крахмал, который по составу
близок к гликогену. Другая важная особенность -
сложный половой процесс, отличающийся от полового
размножения других водорослей. Гаметы и споры крас-
ных водорослей лишены жгутиков и неподвижны. Опло-
дотворение осуществляется при пассивном переносе
мужских половых клеток к женскому половому органу.
Большинство багрянок имеют размеры от несколь-
ких сантиметров до 1 м, хотя встречаются и одноклеточ-
ные организмы.
Внешнее строение красных водорослей очень разно-
образно. Среди них есть формы нитевидные и пластин-
чатые, цилиндрические и корковидные, в виде шнуров
или разветвленных кустиков. Они всегда прикреплены к
камням, ракушкам и т. п. с помощью нитевидных выро-
стов - ризоидов. Красные водоросли обитают на раз-
личных, в том числе больших, глубинах (до 200 м). У
некоторых видов (так называемые каменные водоросли)
в клетках откладывается большое количество карбона-
та кальция и магния. Такие багрянки наряду с коралла-
ми участвуют в образовании рифов.
Красные водоросли играют значительную роль в
жизни моря. Наряду с бурыми это самые распростра-
ненные растительные организмы в морских биоценозах.
Они служат источником органического вещества в море
и пищей морским животным. Человек использует неко-
торые виды в пищу. В промышленных масштабах из
них добывают агар, находящий широкое применение в
пищевых и медицинских целях.
Отдел бурые водоросли. Бурые водоросли - исклю-
чительно многоклеточные растения. В настоящее время
-243-
их насчитывается около 1500 видов. Общим внешним
признаком служит желтовато-бурая окраска их слое-
вищ, обусловленная большим количеством желтых и
бурых пигментов. Размеры их очень разнообразны: от
десятых долей миллиметра и нескольких миллиметров
до десятков метров. Столь же разнообразна и форма
слоевища (рис. 87). Встречаются нитевидные, корковид-
ные, шаровидные, пластинчатые, кустообразные расте-
ния. Слоевища многих видов содержат газовые пузыри,
удерживающие водоросли в вертикальном положении.
У многих видов бурых водорослей слоевище состоит
из нескольких рядов клеток, плотно соединенных между
собой по всей длине и напоминающих паренхиму выс-
ших растений. В многорядных слоевищах можно разли-
чить кору из интенсивно окрашенных клеток, содержа-
щих большое количество хлоропластов, и сердцевину,
состоящую из бесцветных клеток. Сердцевина служит
для транспортировки продуктов фотосинтеза и выпол-
няет механическую функцию. Таким образом, у бурых
водорослей намечается деление клеток слоевища на
ткани.
Клетки бурых водорослей имеют одно ядро, сильно
ослизняющиеся стенки, состоящие из внутреннего цел-
люлозного слоя и наружного пектинового слоя. Запас-
ные питательные вещества -
полисахарид ламинарин и
шестиатомный спирт маннит.
Бурые водоросли всегда
прикреплены к грунту или
другим растениям. Прикрепле-
ние осуществляется с по-
мощью выростов - ризоидов.
Распространены они во всех
водах - от тропических до
приполярных. Наиболее часто
их заросли встречаются на
глубинах до 6-15 м, но изве-
стны случаи произрастания
бурых водорослей на глубине
100 и даже 200 м.
У бурых водорослей встре-
чаются все формы размноже-
ния. Вегетативное размноже-
ние происходит при случайном
отделении частей слоевища,
Рис. 87. Бурые водоросли
-244-
только у некоторых видов для этого существуют спе-
циальные почки. Споровое размножение осуществля-
ется путем образования гаплоидных спор, развиваю-
щихся в гаплоидные растения полового поколения -
гаметофиты. Половой процесс представлен тремя фор-
мами: изогамной, гетерогамной и оогамной. Зигота про-
растает в диплоидное растение - спорофит. Спорофит
образует подвижные зооспоры. У ламинарий гаметофит
существует недолго, в то время как спорофит - много-
летний.
Бурые водоросли наиболее широко используются
человеком по сравнению с другими представителями
этой группы. Они - единственный источник такого цен-
ного продукта, как альгинаты, широко используемые
при приготовлении консервов, фруктовых соков, крася-
щих и клеящих веществ. Применение альгинатов повы-
шает качество печатания книг, делает натуральные
ткани невыцветающими и непромокаемыми, повышает
устойчивость лакокрасочных покрытий и строительных
материалов. С их помощью получают высококачествен-
ные смазочные материалы для машин, мази и пасты для
фармацевтической и парфюмерной промышленности.
Широко используется также извлекаемый из бурых
водорослей шестиатомный спирт маннит. В медицине он
применяется как кровезаменитель при хирургических
операциях, в производстве синтетических смол, красок,
взрывчатых веществ. В сельском хозяйстве бурые водо-
росли употребляются в качестве кормовой добавки.
Не утратили своего значения бурые водоросли и как
сырье для получения иода.
Отдел зеленые водоросли. Зеленые водоросли -
самый многочисленный из всех отделов водорослей.
Он насчитывает от 13 до 20 тыс. видов и включает одно-
клеточные, колониальные и многоклеточные организмы.
Все они отличаются чистым зеленым цветом своих слое-
вищ, сходным с окраской высших растений и обуслов-
ленным преобладаем хлорофиллов над другими пиг-
ментами.
Вследствие разнообразия строения зеленые водоро-
сли делят на пять классов, в том числе вольвоксовые
(основная форма вегетативного тела - подвижные
жгутиковые клетки и колонии таких клеток), протокок-
ковые (основная форма вегетативного тела - непод-
вижные клетки с плотной оболочкой и колонии таких
клеток), улотриксовые (многоклеточные нитчатые и
-245-
пластинчатые формы). К зеленым водорослям примыка-
ют наиболее сложно устроенные харовые водоросли,
произошедшие от зеленых и выделяемые ныне в само-
стоятельный отдел.
К классу вольвоксовых относятся наиболее прими-
тивные представители отдела, имеющие жгутики и со-
храняющие подвижность в течение всей жизни. Боль-
шинство вольвоксовых - одноклеточные организмы, но
некоторые виды представляют собой колонию (рис. 88).
Клетки одноклеточных и колониальных форм содержат
одно ядро. Размножение - бесполым и половым путем.
При половом размножении в результате слияния гамет
образуется диплоидная зигота. Зигота делится путем
митоза. Последующие деления приводят к образованию
шаровидного тела вольвокса, состоящего из гаплоидных
клеток.
Вследствие широкого распространения и способно-
сти к быстрому размножению вольвоксовые играют
существенную роль в круговороте веществ в природе.
Они активно участвуют в очистке загрязненных и стоя-
чих вод, в формировании озерного ила - сапропеля,
служат источником пищи для многих видов мелких
беспозвоночных животных.
1 2