Основные признаки и систематика водорослей.
Водоросли - низшие фотоавтотрофные растения, живущие преимущественно в воде. Тело водорослей обычно лишено тканей и не расчленено на органы, т. е. является слоевищем. Слоевище может быть одноклеточным, колониальным или многоклеточным. Микроскопически малые водоросли нередко вызывают известное многим "цветение" воды в водоемах. Слоевище многоклеточных водорослей различно по форме и строению. Крупнейшие водоросли могут достигать 60м в длину. Водоросли - древнейшие представители растительного мира, возникшие в протерозое.
Разные группы водорослей различаются набором пигментов, строением хлоропластов, продуктами фотосинтеза, накапливающимися в клетке, числом и строением ундулиподиев.
Современная систематика подразделяет все водоросли на 8 отделов:
"Водоросли"
Rhodophyta Chrysophyta Xanthophyta Baccillariophyta Dinophyta Phaeophyta Chlorophyta Euglenophyta
(красные (золотистые (желто-зеленые (диатомовые (динофлагеллаты (бурые (зеленые (эвгленовые
водоросли) водоросли) водоросли) водоросли) и криптотонады) водоросли) водоросли) водоросли)
Рис. 1 - Систематика эукариотических водорослей
Часть перечисленных отделов зоологи относят к царству животных.
Большинство водорослей живет в пресноводных водоемах и морях. Однако существуют экологические группы наземных, почвенных водорослей, водорослей снега и льда и т.п. Водоросли, обитающие в воде, делятся на две большие группы: планктонные и бентосные. Планктоном называют совокупность свободно плавающих в воде мелких, преимущественно микроскопических организмов.
Растительная часть планктона, образуемая настоящими водорослями, составляет фитопланктон. Значение фитопланктона для всех обитателей водоемов огромно, так как фитопланктоном производится основная масса органических веществ, за счет которых прямо или косвенно (через цепи питания) существует весь остальной живой мир воды. Важную роль в образовании фитопланктона играют диатомовые водоросли.
К бентосным водорослям относятся макроскопические организмы, прикрепленные ко дну водоемов или предметам и живым организмам, находящимся в воде. Большинство бентоносных водорослей обитает на глубине до 30 - 50 м. Лишь некоторые виды достигают глубины 200 м и более. Бентосные водоросли - важный корм для многих пресноводных и морских рыб.
Наземные водоросли также довольно многочисленны, но обычно не замечаются из-за микроскопически малых размеров. Однако позеленение тротуаров, порошковатые зеленые налеты на стволах толстых деревьев указывают на скопления почвенных водорослей.
Водоросли, населяющие почвы, также можно обнаружить лишь под микроскопом. Эти микроскопически малые организмы широко встречаются в почвах большинства климатических зон. Многие из них способствуют накоплению в почвах органического вещества.
Водоросли льда и снега микроскопически малы и обнаруживаются только при скоплении большого количества особей. Наибольшую известность с давних пор получило явление так называемого "красного снега". Главным организмом, вызывающим покраснение снега, является один из видов одноклеточной водоросли - хламидомонада снежная (Chlamidomonas nivalis). Кроме свободноживущих водорослей важную роль в природе играют водоросли-симбионты, являющиеся фотосинтезирующей частью лишайников.
Клетки большинства настоящих водорослей устроены так же, как у высших растений. Кнаружи от плазмолеммы находится твердая клеточная стенка. Исключение составляют некоторые примитивные водоросли, а также зооспоры и гаметы большинства водорослей. У них клетка снаружи ограничена только цитоплазматической мембраной. Клеточная стенка состоит из аморфного, образованного гемицеллюлозами и пектиновыми веществами матрикса, в который обычно погружены микрофибриллы целлюлозы. Нередко в толще клеточной стенки присутствуют добавочные компоненты: кремний, карбонат кальция, альговая кислота.
Цитоплазма у большинства водорослей расположена тонким постепенным слоем, окружая большую вакуоль с клеточным соком. В цитоплазме хорошо различимы элементы эндоплазматической сети, рибосомы, митохондрии, аппарат Гольджи, клеточное ядро, хлоропласты. Хлоропласты настоящих водорослей чрезвычайно разнообразны по форме и в большинстве случаев занимают постепенное положение. В матриксе хлоропластов рассеяны хлоропластные рибосомы, фибриллы ДНК, липидные гранулы и особые включения, напоминающие по форме небольшую косточку, - пиреноиды.
У настоящих водорослей различают вегетативное, бесполое и половое размножение. К вегетативному можно отнести те процессы размножения, при которых части таллома отделяются без каких-либо заметных изменений в протопластах. Самая простая форма - фрагментация, т.е. разрыв на отдельные участки талломов нитчатых водорослей. Существуют и более специализированные формы вегетативного размножения.
Споровое (бесполое) размножение может осуществляться с помощью зооспор - подвижных клеток, снабженных жгутиками, или (у более значительного числа водорослей) с помощью апланоспор - неподвижных клеток, лишенных жгутиков.
Половое размножение широко распространено у представителей всех отделов настоящих водорослей. Его сущность - слияние, или копуляция, двух половых клеток - гамет (возникающих в специальных материнских клетках - гаметангиях), в результате чего образуется зигота. Иногда у некоторых зеленых водорослях сливается содержимое двух вегетативных недифференцированных клеток, физиологически выполняющих функции гамет. Такой половой процесс называется конъюгацией.