Водоросли. 
Естествознание

Строение и жизнедеятельность водорослей

Водоросли — это большая группа первичноводных растений со сравнительно простой внутренней организацией, тесным образом связанная с водной средой. Некоторые альгологии (альгология — дисциплина, изучающая водоросли; от лат. algae — водоросли) насчитывают до 100 тыс. видов, хотя большинство ученых рассматривает около 30 тыс. Водоросли никогда нс прерывали своего водного существования, т. е. они возникли, эволюционировали и широко распространены до настоящего времени в водной среде, именно поэтому эту полифилическую (имеющую различные предковые формы) группу называют «первичноводными» организмами. В водоемах обитают не только водоросли. Многие высшие растения приспособились жить в воде. Но они происходят от наземных групп, освоивших воду как вторую среду жизни, они называются вторичноводные растения.

Водоросли живут не только в морской и пресной воде. Некоторым микроскопическим водорослям достаточно для жизни капельно-жидкой влаги почвы, влажного воздуха. Водоросли можно встретить на льду и в термальных водах.

Эта группа растений всегда связана с водой, со средой сравнительно стабильной, которая представляет одинаковые условия для всех слагающих тело клеток. Поэтому водоросли не имеют тканей, а вследствие этого, нет и дифференциации тела на органы. Таким образом, тело водорослей — это единое слоевище или таллом, не разделенное на вегетативные органы. У многоклеточных водорослей слоевище может быть очень разнообразной формы и степени расчлененности.

На клеточном уровне водоросли характеризуются признаками, характерными для фотосинтезирующих эукариот. Клеточная оболочка состоит из слоев целлюлозы и пектина, у многих присутствует альгиновая кислота. В некоторых случаях оболочка может включать до 50% кремнезема (диатомовые водоросли). Основным фотосинтезирующим пигментом является хлорофилл, но у многих интенсивно окрашенных водорослей имеются пигменты группы фикобиллинов и каротиноидов. Пластиды часто бывают значительно крупнее аналогичных органелл у высших растений и имеют разнообразную форму — спиралевидную, звездчатую, чашевидную. Такие пластиды называются хроматофорами. В них могут присутствовать особые включения с крахмалом — пиреноиды.

Талломы водорослей по форме чрезвычайно разнообразны (рис. 9.3). Одноклеточные талломы (2) водорослей часто имеют жгутики. У водорослей имеются колониальные формы. Многоклеточные талломы бывают нитчатые (4, 7, 9), пластинчатые (1, 8), лентовидные (6, 12), кустистые (3, 10, 11). Самая оригинальная форма таллома — сифональная (5). В этом случае, тело водоросли образовано одной гигантской разветвленной многоядерной клеткой.

Размеры водорослей сильно варьируют — от микроскопической одноклеточной хлореллы до макроцистиса длиной в несколько десятков метров. Некоторые формы прикрепляются к субстрату ризоидами. Ризоиды — «корнеподобные» структуры, не являются полноценными корнями. Они выполняют только одну функцию — удерживают растение на субстрате.

Рис. 93- Форма таллома В большинстве своем, водоросли постоянно живут в воде. Все необходимые вещества для фотосинтеза, дыхания, минерального питания они получают из окружающей водной среды. Для водорослей важна прозрачность воды. Она определяет количество света, доступного для фотосинтеза у этих растений. В прозрачных морских водах водоросли можно встретить до глубины 150 м. Глубже обитают водоросли, имеющие дополнительные к хлорофиллу фотосингетические пигменты. Цвет «глубоководных» водорослей бывает красный, фиолетовый, серо-голубой. Формы таллома и его окраска используются как классификационные признаки для разделения водорослей на отделы.

Размножаются водоросли различными способами. Бесполое размножение у одноклеточных водорослей — деление клетки, у колониальных — распад колонии. Для многоклеточных водорослей характерны другие виды бесполого размножения. Самая простая форма — фрагментация, разрыв на отдельные части нитчатых или пластинчатых талломов. Споровое размножение осуществляется с помощью различного рода спор: подвижных, со жгутиками — зооспорами или апланоспорами — лишенных жгутиков и распространяющихся в воде пассивно. Споры водорослей развиваются всегда в одноклеточных спорангиях.

Половое размножение широко распространено у всех водорослей и представлено всеми его видами — хологамия, изогамия, гетерогамия, оогамия. Встречаются водоросли, у которых сливаются не гаметы, а вегетативные клетки нитчатых талломов, тогда процесс называется конъюгация. У некоторых водорослей гаметы ($ и S) образуются на разных талломах. Такие формы являются двудомными, в отличие от однодомных, у которых разнополые гаметы образуются на одном талломе. У водорослей впервые появилось чередование в жизненном цикле бесполого и полового поколений. Спорофит и гаметофит могут быть морфологически одинаковы (изоморфная смена поколений) или резко отличаться (гетероморфная смена поколений).