Альгология

Альгология – наука, изучающая водоросли. Водоросли представляют собой слоевищные, или талломные, бессосудистые споровые организмы, способные к оксигенному фотосинтезу, т. е. к фототрофному способу питания. Однако среди водорослей есть бесцветные и даже беспластидные формы с гетеротрофным способом питания, которые утратили способность к автотрофному способу питания в связи с обитанием в биотопах, богатых органикой.

Водоросли являются обитателями преимущественно водной среды, но многие из них приспособились, вероятно, вторично к существованию во вневодных биотопах: на поверхности почвы и в почве, на стволах деревьев и в других местообитаниях. Известно более 40 тыс. видов водорослей.

Понятие водоросли не систематическое, а скорее, экологическое и биологическое. Возникнув в разное время и от разных предков, различные группы водорослей развивались затем независимо друг от друга, но в результате конвергентной эволюции и сходных условий обитания приобрели много сходных черт. Эта гетерогенность водорослей нашла отражение в современных системах органического мира, в которых водоросли распределены между разными надцарствами, царствами, отделами, классами и другими более мелкими таксонами.

По набору пигментов, по деталям тонкой структуры фотосинтетического аппарата, по продуктам ассимиляции, по строению жгутиков и другим признакам в нашем учебном издании принято следующее деление водорослей на отделы (по С. П. Вассеру и др., 1989).

Прокариотические водоросли

Отдел Синезеленые водоросли – Cyanophyta

Отдел Прокариотические зеленые водоросли – Prochlorophyta

Эукариотические водоросли

Отдел Эвгленовые водоросли – Euglenophyta

Отдел Динофитовые водоросли – Dinophyta

Отдел Криптофитовые водоросли – Cryptophyta

Отдел Рафидофитовые водоросли – Raphidophyta

Отдел Золотистые водоросли – Chrysophyta

Отдел Диатомовые водоросли – Bacillariophyta

Отдел Желтозеленые водоросли – Xanthophyta

Отдел Бурые водоросли – Phaeophyta

Отдел Красные водоросли – Rhodophyta

Отдел Зеленые водоросли – Chlorophyta

Отдел Харовые водоросли – Charophyta

Простейшие водоросли – одноклеточные и колониальные, более совершенные – многоклеточные.

Огромное разнообразие внешней формы водорослей может быть сведено к нескольким основным структурам, или ступеням морфологической дифференциации, или типам организации. Эти структуры повторяются в разных систематических группах, что указывает на некоторый параллелизм в эволюции их форм (рис. 1).

Монадная структура. Наиболее характерным признаком является наличие жгутиков, с помощью которых организмы активно передвигаются в воде, а также сократительных вакуолей и стигмы (глазка). У простейших одноклеточных и колониальных форм монадная структура наблюдается в течение всей вегетативной жизни индивидуума, а у вышеорганизованных бывает лишь у репродуктивных клеток.

Амебоидная, или ризоподиальная, структура. Наиболее важные признаки этого типа структуры – отсутствие твердой оболочки и способность к амебоидному движению с помощью псевдоподий.

Пальмеллоидная, или капсальная, структура. Характерный признак этого типа структуры – объединение неподвижных клеток в слизистую колонию. Клетки в общей слизи колонии независимы друг от друга и часто имеют органеллы, свойственные монадным организмам. Если эта структура встречается как временное явление, ее называют пальмеллевидным состоянием.

Коккоидная структура. Характеризуется неподвижными с плотной оболочкой клетками различной формы, одиночными или соединенными в колонии. Клетки коккоидной структуры имеют протопласт растительного типа (с тонопластом, без сократительных вакуолей, стигм, жгутиков или псевдоцилий). В эволюционном плане этот тип структуры рассматривается как исходный для возникновения многоклеточных талломов.

Нитчатая, или трихальная, структура. Представляет талломы, состоящие из клеток, расположенных в форме нити, и делящихся преимущественно в одной плоскости. Нити могут быть простые или разветвленные, одно- или многорядные, свободноживущие или прикрепленные, одиночные или объединенные в разного типа соединения. Нитям присуще важнейшее свойство растительных организмов – неограниченный рост в течение вегетативной фазы жизненного цикла.

Разнонитчатая, или гетеротрихальная, структура. Таллом данной структуры состоит из стелющейся по субстрату горизонтальной части и отходящей от нее вертикальной. Стелющиеся по субстрату нити выполняют главным образом функцию прикрепления, вертикальные, приподнимающиеся над субстратом нити – ассимиляционную.

Паренхиматозная, или тканевая, структура. Клетки таллома делятся в разных плоскостях. В пределах этого типа структуры можно наблюдать постепенное усложнение таллома от пластинок до сложноорганизованных слоевищ, с «тканями», выполняющими различные функции.

Псевдопаренхиматозная, или ложнотканевая, структура. Характерным признаком этого типа структуры является образование достаточно крупных слоевищ в результате переплетения и срастания преимущественно нитей разветвленного разнонитчатого таллома.

Харофитная структура. Имеется только у харовых водорослей. Характеризуется крупными многоклеточными талломами линейно-членистого строения, которые состоят из главных побегов с ветвями («стеблей»), боковых ветвей ограниченного роста («листьев») и ризоидов. Нередко харофитная структура таллома рассматривается как разновидность гетеротрихальной.

Сифональная структура. Отличительная черта такой структуры – отсутствие внутри таллома клеточных перегородок при наличии большого числа ядер. Талломы могут быть сложно расчленены и имеют довольно крупные размеры.

Сифонокладальная структура. Представлена многоядерными клетками (сегментами), объединенными в многоклеточные талломы разной формы. Формирование такого типа таллома связано с разобщением во времени процессов деления ядра и цитокинеза.

Разнообразие структур талломов водорослей не ограничивается указанными типами. Кроме них, известны и другие, которые встречаются главным образом у морских водорослей.

Наиболее полно ступени организации таллома представлены в отделах зеленых, желтозеленых, золотистых и динофитовых водорослей.

Одной из причин, которая обусловила параллельное развитие разных групп водорослей, могло быть большее однообразие водной среды по сравнению с местообитаниями суши.