Водоросли и их значение

Общая характеристика

Водоросли — самые древние растения на нашей планете. Мир водорослей огромен по численности и разнообразен по формам. Преобладающее большинство из них живет в пресной и соленой воде. Некоторые произрастают в наземно-воздушной среде, располагаясь на стволах деревьев, каменных стенах, на поверхности почвы и даже снега и льда. Многие живут в почве и в сточных водах городских канализаций.

Среди водорослей есть одноклеточные и многоклеточные организмы. Одни из них — микроскопические, другие - гиганты. Например, размер тела одноклеточной водоросли хлореллы обыкновенной составляет всего два микрона, а тело многоклеточной морской водоросли макроцистиса грушевидного достигает в длину 45-60 м.

Макроцистис и хлорелла
Макроцистис (1) и хлорелла (2)

Значение водорослей

Водоросли играют огромную роль в природе. Они являются гигантским (древнейшим на Земле!) поставщиком кислорода в атмосферу. Для гетеротрофных организмов, живущих в водной среде, водоросли являются источником органических питательных веществ и энергии. Это связано с тем, что водоросли, усваивая на свету углекислый газ, образуют при этом органические вещества и выделяют кислород. Многие водоросли люди используют в пищу.

Строение водорослей

По своему строению водоросли отличаются от других растений. Их тело не расчленено на корень, стебель и листья, а представлено слоевищем, или талломом (от греч. таллос - "отпрыск"). В нем нет органов и разных тканей. Водоросли всей поверхностью своего тела поглощают вещества из окружающей среды.

В клетках тела водорослей присутствует хлорофилл и другие пигменты, обеспечивающие фотосинтез. Поэтому водоросли являются автотрофными организмами, способными на свету осуществлять фотосинтез. Как все растения, из углекислого газа и воды водоросли образуют органические вещества, т. е. поглощают и запасают энергию солнечного света.

Слоевище и наличие хлорофилла в клетках — характерные признаки водорослей. Поглощение минеральных веществ и фотосинтез они осуществляют всей своей поверхностью.

Хлорофилл в клетках водорослей находится в особых тельцах — хроматофорах (от греч. хроматос - "цвет", "краска" и форос - "несущий"), которые у разных видов имеют разную форму: чашевидную, ленточную, звездчатую, пластинчатую и др.

Формы слоевищ у водорослей причудливо разнообразны. Тело одних представлено длинными нитями, где клетки лежат друг над другом, – это нитчатые водоросли. Тело других может быть простым и ветвящимся, лентовидным, кустистым, в виде толстых лепешек и пластин.

Многообразие водорослей
Многообразие водорослей: 1 — фукус; 2 — ульва; 3 — спирогира; 4 — ацетабулярия; 5 — нереоцистис

Одноклеточные водоросли

Как и у других растений, у водорослей клетка является основной структурной единицей тела. Особенностью одноклеточных водорослей является то, что их тело состоит из одной единственной клетки. Вот почему одноклеточным водорослям свойственны черты и отдельной клетки, и организма. Это проявляется в строении и жизнедеятельности одноклеточного организма водоросли.

Строение одноклеточной водоросли хламидомонады
Строение одноклеточной водоросли хламидомонады

Например, тело одноклеточной водоросли хламидомонады имеет все части клетки: клеточную стенку, цитоплазму, ядро, вакуоли, чашевидный хроматофор с хлорофиллом. Вместе с тем у нее есть структуры, свойственные животному организму: жгутики, благодаря которым хламидомонада активно передвигается в водной среде; маленькое красное пятно — глазок в передней части тела, с помощью которого водоросль активно движется в сторону света; рядом с глазком находится одна из сократительных вакуолей, удаляющая из клетки избыточную воду и ненужные вещества. Водоросль питается, дышит, растет, двигается, размножается, развивается, как всякий организм. Вместе с тем ее тельце работает как маленькая химическая фабрика, совершая все процессы, свойственные фотосинтезирующей клетке растений.

Размножение водорослей

Водоросли размножается бесполым и половым путем. Бесполое размножение одноклеточных водорослей происходит путем деления клетки надвое. Деление начинается с ядра, а затем разделяются все части клетки: хроматофор, глазок, вакуоли, цитоплазма и пр. Таким образом дочерние клетки получают все необходимое для жизни и начинают расти, двигаться и питаться. Обычно возникает две или четыре, восемь дочерних клеток. У некоторых водорослей они имеют жгутики, с помощью которых передвигаются в водной среде. Клетки со жгутиками называют зооспорами. Из них вырастают новые (дочерние) особи.

Половое размножение осуществляется путем слияния двух половых клеток — гамет. В результате слияния двух гамет от разных особей водоросли образуется зигота. После некоторого периода покоя зигота прорастает и дает начало новому, дочернему организму.

Половое размножение у водоросли
Улотрикс: 1 — нить с зооспорами и гаметами; 2 — зооспора; 3 — гаметы и их слияние; 4 — покоящаяся зигота

У разных групп водорослей половое размножение происходит по-разному. Например, у хламидомонады оно осуществляется путем попарного слияния двух одинакового вида гамет от разных особей. А у нитчатой водоросли улотрикса в одном организме одновременно можно видеть деление клетки надвое (бесполое размножение) и образование половых клеток, которые, сливаясь, образуют зиготу (половое размножение). При бесполом размножении образуются две дочерние клетки (зооспоры) с четырьмя жгутиками каждая. Покинув материнский организм, они дают начало новой нитчатой особи. В других частях тела улотрикса в клетке образуется много (более 200) очень мелких двужгутивовых дочерних клеток — это гаметы. Покидая родительский организм, они свободно плавают, а встретившись с гаметами других особей улотрикса, соединяются в пары, сливаются и образуют зиготы. Так происходит половое размножение.

Водоросли — растения, тело которых представлено талломом (слоевищем). В их клетках содержатся хроматофоры с пигментами. Поглощение необходимых веществ и удаление ненужных у водорослей осуществляется всей поверхностью тела. Размножаются бесполым и половым путем. Водоросли обогащают атмосферу кислородом и служат пищей водным организмам и человеку.