База знаний

2.6.3. Водоросли

Водоросли образуют огромную группу проток­тистов, имеющих большое биологическое значе­ние и очень важных для человека. У них нет ни одного диагностического признака. Вероятнее всего, что это фотосинтезирующие эукариоты, которые эволюционировали в водной среде и в ней остались. Некоторые водоросли вышли из воды и успешно приспособились к жизни на су­ше, но в отличие от растений доля наземных во­дорослей ничтожна по сравнению с океаниче­скими и пресноводными формами. Тело водо­рослей не разделяется на стебель, корни и лис­тья. Такое относительно недифференцирован­ное тело называют талломом.

Водоросли образуют ряд четко выраженных естественных групп, различающихся главным образом своими фотосинтетическими пигмента­ми. В современной классификации эти группы получили статус отделов. На рис. 2.28 приводятся только четыре отдела водорослей. Характерные особенности водорослей в целом, а также двух из основных отделов описаны в табл. 2.7. Два пред­ставителя водорослей, а именно Chlorella (отдел Chlorophyta) и Fucus (отдел Phaeophyta) рассмат­риваются ниже более подробно.

Таблица 2.7. Систематика и основные признаки двух из главных групп водорослей

* Диагностический признак.

2.6.4. Отдел Chlorophyta (зеленые водоросли)

Хлорелла

Хлорелла – одноклеточная, неподвижная зеле­ная водоросль. Ее строение показано на рис. 2.30. Ее можно встретить в пресноводных прудах и канавах. Хлореллу легко культивировать и она широко используется в экспериментах по изучению фотосинтеза (разд. 7.6), а также в качестве альтернативного источника питания (белок одноклеточных; разд. 12.12.3).

Рис. 2.30. Строение зеленой водоросли хлореллы.

2.6.5. Отдел Phaeophyta (бурые водоросли)

Фукус

Фукус – относительно крупная бурая водоросль с довольно сложным строением. Ее тело представляет собой таллом, дифференцированный на черешок, базальный диск и слоевище (следует иметь в виду, что это не настоящие стебель, корни и листья). Эта морская водоросль часто встречается у скалистых берегов Британского побережья. Она хорошо адаптирована к суровым условиям побережья, где из-за приливов и отли­вов попеременно то обнажается, то вновь по­крывается водой.

Известны три наиболее распространенных вида фукуса, которые часто встречаются в трех разных зонах, или глубинах, побережья – явление, называемое зональным распределением (разд. 10.6.4). Распределение водорослей по зонам связано главным образом с их способностью выдерживать пребывание на воздухе. Ниже пе­речислены основные признаки, по которым их можно узнать, а также места их распространения на побережье.

F. spiralis (плоская водоросль) – их выбрасывает на берег у самой высокой отметки прилива. В погруженном состоянии таллом слег­ка закручен в спираль.

F. serratus (обыкновенная зубчатая или пильчатая водоросль) – в средней приливной зоне. Края таллома зазубрены.

F. vesiculosus (пузырчатая водоросль) – у самой низкой отметки отлива. Имеются воздушные пузыри, обусловливающие плавучесть водоросли. Внешние признаки F. Vesiculosus показаны на рис. 2.31.

Рис. 2.31. Внешнее строение Fucus vesiculosus; отмечены характерные признаки, в частности адаптации к окру­жающей среде.

АДАПТАЦИИ К ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ. Прежде чем мы рассмотрим адаптации фукуса к среде обитания, следует сказать несколько слов о природе самой среды, которая достаточно негостеприимна. Бу­дучи растениями приливно-отливной зоны, во­доросли разных видов в разной степени подвер­гаются воздействию воздушной среды во время отлива. Поэтому они должны быть защищены от высыхания. Кроме того, и температура может резко меняться, когда холодные морские волны вливаются в прогретые лужицы, оставшиеся по­сле отлива. Растения должны быть адаптирова­ны и еще к одному фактору, а именно к резким изменениям солености воды, будь то ее увеличе­ние при испарении из небольших водоемов, об­разовавшихся после отлива, или ее уменьшение во время дождя. Для того чтобы противостоять таким факторам, как приливы, отливы, прибой и удары волн, нужна определенная механическая прочность. Большие волны способны перекаты­вать камни, которые могут придавливать водо­росли, нанося им большие повреждения.

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ АДАПТАЦИИ (ОБЩЕЕ СТРОЕНИЕ). Таллом водоросли прочно прикрепляется к грунту с помощью базального диска (рис. 2.31). Связь с субстратом, обычно это камни, оказыва­ется настолько прочной, что водоросль бывает чрезвычайно трудно оторвать от него. На деле первым, как правило, не выдерживает камень, а не базальный диск.

Таллом дихотомически ветвится (т.е. образу­ет по две ветви в каждой точке ветвления). Это сводит к минимуму сопротивление потоку воды, устремляющейся между ветвями. К тому же тал­лом прочный и упругий, но не жесткий, а ребра слоевища прочные и гибкие.

У F. Vesiculosus имеются воздушные пузыри, обеспечивающие его плавучесть; это удерживает слоевище вблизи поверхности воды, т.е. в усло­виях, способствующих максимальному улавли­ванию света для фотосинтеза.

Хлоропласты расположены в поверхност­ных слоях водоросли, обусловливая максималь­ное воздействие необходимого для фотосинтеза света.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ АДАПТАЦИИ. Среди фотосинте­тических пигментов преобладает бурый пигмент фукоксантин. В этом проявляется адаптация к фотосинтезу под водой, поскольку фукоксантин сильно поглощает свет в синей области видимо­го спектра, проникающий в толщу воды гораздо дальше, чем свет с большей длиной волны, на­пример красный.

Таллом секретирует в больших количествах слизь, заполняющую все внутренние полости водоросли и выделяющуюся на поверхность. Слизь помогает удерживать воду, препятствуя таким образом обезвоживанию во время отлива.

Осмотический потенциал клеток водоросли выше (менее отрицательный), чем осмотический потенциал морской воды, и поэтому потерь воды за счет осмоса здесь не происходит.

ПРИСПОСОБЛЕНИЯ К ПОЛОВОМУ РАЗМНОЖЕНИЮ. Высвобождение гамет у фукуса синхронизировано с приливами. Во время отлива таллом обсыхает и выдавливает наружу репродуктивные органы, защищенные от высыхания слизью. Во время прилива стенки репродуктивных органов рас­творяются, высвобождая гаметы.

Мужские гаметы подвижны и обладают по­ложительным хемотаксисом, обусловливающим их перемещение в сторону химического секрета, выделяемого женскими гаметами.

Развитие зиготы происходит сразу после оп­лодотворения, что сводит к минимуму риск быть смытым в океан.

Предыдущая | Оглавление | Следующая