Водоросли — экологическая группа организмов, обитающих большей частью в водной среде. Группа разнородна и включает в себя как одноклеточных, способных образовывать колонии, так и многоклеточных организмов. Раздел биологии, занимающийся изучением представителей различных видов водорослей, называется альгологией.
Разные водоросли
Классификация живых организмов относит большинство водорослей к царству растений. Исключение представляют собой синезеленые виды, которые занимают в классификации особое место: они отнесены к царству бактерий и являются прокариотическими (не имеющими клеточного ядра) организмами.
Большая совокупность растительных водорослевых организмов подразделяется на следующие отделы:
- глаукофитовые;
- красные (известно, что цикл жизни некоторых красных видов связан с паразитированием на близкородственных видах);
- зеленые (названия водорослей этого типа: хламидомонада, улотрикс);
- харовые (спирогира, хлорелла);
- охрофитовые, в том числе бурые водоросли, к которым относится ламинария;
- диатомовые;
- криптофитовые;
- гаптофитовые.
Сходства и различия
Несмотря на всё разнообразие и разнородность группы, водоросли имеют и общие черты — наличие хлорофилла и фотоавтотрофный вид питания. В свою очередь, многоклеточных водорослей объединяют следующие признаки:
- отсутствие ярко выраженной проводящей системы;
- склонность к обитанию во влажных условиях и водной среде;
- отсутствие покровной оболочки;
- отсутствие четкого разделения тела на отдельные органы.
Некоторые разновидности водорослей выделяются из общей массы способностью к гетеротрофии (способ питания организма, когда пищей является уже готовые органические объекты) либо к осмотрофии (свойство клеточной мембраны пропускать питательные вещества).
Также есть водорослевые организмы, способные захватывать питательные вещества через клеточный рот (в частности, эвгленовые, динофитовые водоросли).
Строение клеток
Клетки водорослей имеют типовое строение: снаружи клетка покрыта клеточной оболочкой и клеточной стенкой. Причём стенка находится снаружи цитоплазматической мембраны. В качестве структурных компонентов клеточная стенка содержит чаще всего целлюлозу, а аморфный матрикс представлен пектиновыми или агароподобными веществами.
Водорослевая клетка содержит хлоропласты — особые структуры, содержащие фотосинтезирующий пигмент. Для его образования важно наличие естественного света.
Имеются в цитоплазме клеток и включения, содержащие излишки продуктов фотосинтеза (крахмал, гликоген, липиды).
Типы организации
Водоросли сильно отличаются внешне. Выделяются несколько основных типов организации тела:
- Амебоидный. Особенностью данного типа является отсутствие твердой клеточной оболочки, что делает возможной существенную деформацию тела. Такие организмы способны к своеобразным передвижениям за счёт изменения формы. Скорость у них довольно низкая.
- Монадный. Как правило, это одноклеточные водоросли, характеризующиеся постоянной формой тела. Их особенностью является наличие жгутиков.
- Коккоидный тип. Это одноклеточные организмы, не имеющие органоидов, способствующих передвижению, и не способные изменять форму тела. Клеточная стенка, как правило, утолщена, может иметь выросты и поры. Такие водоросли склонны к образованию колоний. Некоторые разновидности способны к передвижению путем выделения слизи.
- Пальмеллоидный. Тело таких организмов довольно крупное, имеет постоянную форму. Особенностью таких организмов является способность к прикреплению к какому-либо субстрату. Как правило, это образование из нескольких кокковидных клеток, объединенных общей слизистой массой, хотя сами клетки между собой никак не скреплены.
- Нитчатый. Клетки объединены, образуя цепочки или нити, которые могут быть простыми или разветвляющимися. Их нити находятся в свободном плавании в толще воды или могут прикрепляться к субстрату. Они могут объединяться и в колонии, которые будут расти диффузным (делятся все клетки, входящие в состав нити), интеркалярным (зона роста при этом располагается в середине), апикальным (путём размножения клеток, расположенных на окончаниях нитей) либо базальным (зона роста располагается у основания тела водорослевого организма) способами.
- Разнонитчатый. Схема строения такой колонии водорослей содержит две системы нитей. Одна стелется по субстрату, прикрепляется к нему и имеет горизонтальное положение. Вторая представляет собой систему вертикальных нитей, отходящих от стелющейся. Системы нитей в этом случае имеют различные функции: горизонтальные выполняют функцию опоры, вертикальные — ассимиляции.
- Пластинчатые. Тело организма в этом случае имеет форму пластинки, состоящей из одного или нескольких клеточных слоев. Иногда такой организм может приобретать полое внутри трубчатое строение.
- Сифональный. Такой тип ещё называют неклеточным, поскольку клеточные перегородки у таких организмов отсутствуют. Тело водоросли в этих случаях напоминает одну большую клетку, содержащую несколько ядер.
- Харофитный. Такие организмы состоят из крупного побега, имеющего многоклеточное строение, и отходящих от него ветвей.
- Сарциноидный. Колония в этом случае возникает в результате деления одной исходной клетки и представляет собой группу водорослевых клеток, заключенную в оболочку материнской клетки. Покрытие весьма эластично и имеет свойство растягиваться.
- Псевдопаренхиматозный. Тело организма образуется в результате слипания и срастания ветвящихся нитей.
Продолжение рода
Водоросли могут размножаться тремя способами: все зависит от вида. Возможно вегетативное, бесполое и половое размножение.
Вегетативный способ
В этом случае возможно как простое разделение организма, имеющего многоклеточное строение, на несколько частей, так и деление при помощи специально предназначенных для этого органов. Именно так, например, происходит размножение у бурых водорослей, имеющих специальные выводковые веточки.
Бесполое размножение
Размножение водорослей происходит через споры. Они предназначены для передачи генетического материала. У водорослей бывают:
- подвижные зооспоры;
- неподвижные апланоспоры.
С их помощью и происходит бесполое размножение организмов.
Половой путь
Определяющим этапом этого типа размножения является слияние двух клеток — гаметов. Кратко о вариантах полового размножения водорослевых организмов:
- Изогамия. Обе гаметы в этом случае подвижны и имеют одинаковые размеры и конфигурацию.
- Гетерогамия. Обе гаметы обладают подвижностью и имеют одинаковую форму. Размеры клеток при этом различны.
- Оогамия. Характеристика этого способа заключается в том, что яйцеклетка, имеющая большие размеры и не обладающая способностью передвигаться, сливается с подвижным, имеющим небольшие размеры, сперматозоидом.
Значение
Некоторые разновидности водорослевых организмов используются в отраслях промышленности. В частности, водоросли агар-агар применяются в пищевой промышленности, а также в фармакологии. Используют агар-агар и микробиологи: он является одним из компонентов питательных сред для микроорганизмов.
Существуют и виды подводных растений, из которых люди научились получать специфические вещества, способные угнетать репликацию вируса ВИЧ.
Вследствие содержания большого количества полезных микроэлементов некоторые виды являются компонентами комбикорма для сельскохозяйственных животных.
