Водораслите са по-ниски растения, които нямат стъбло, корен или листа. Преобладаващото местообитание на водораслите е морето и сладките води.
Зелените водорасли са едноклетъчни и многоклетъчни и съдържат хлорофил. Зелените водорасли се размножават по пол и асексуален вид репродукция. Зелените водорасли обитават водни тела (пресни и солени), в почвата, по скали и камъни, върху кората на дърветата. Отделът на зелените водорасли има около 20 000 вида и е разделен на пет класа:
1) Клас на протококите - едноклетъчни и многоклетъчни не-белодробни форми.
2) клас Volvoque - най-простите едноклетъчни водорасли, имащи флагела и способни да организират колонии.
3) Клас пожар - имат структура, подобна на структурата на хвощта.
4) Класът ulotrix - имат нишковидни или слоести талус.
5) Сифонен клас - клас водорасли, сходен по вид с други водорасли, но състоящ се от една клетка с много ядра. Размерът на сифонните водорасли достига до 1 метър.
Пурпурите се срещат в топли морета на големи дълбочини. Този отдел има около 4000 вида. Талусовите червени водорасли имат разчленена структура, те са прикрепени към субстрата с помощта на ходило или ризоид. Пластидите от червени водорасли съдържат хлорофили, каротиноиди и фикобилини.
Друга особеност на червените водорасли е, че те се размножават чрез сложен сексуален процес. Спорите и гаметите на червените водорасли са неподвижни, тъй като нямат флагела. Процесът на оплождане се осъществява пасивно чрез прехвърляне на мъжките гамети в гениталиите на женската.
Кафявите водорасли са многоклетъчни организми, които имат жълтеникаво-кафяв цвят, поради концентрацията на каротин в повърхностните слоеве на клетките. Има около 1,5 хиляди вида кафяви водорасли, които имат различни форми: храстовидни, ламелни, сферични, кортикални, нишковидни.
Поради съдържанието на газови мехурчета в талиите от кафяви водорасли, повечето от тях са в състояние да поддържат вертикално положение. Талусовите клетки имат диференцирани функции: гасене и фотосинтетични. Кафявите водорасли нямат пълна проводима система, но в центъра на талуса има тъкани, които транспортират продукти на асимилация. Хранителните минерали се абсорбират от цялата повърхност на талуса.
Различни видове водорасли по всички видове възпроизводство:
- сексуално (изогамичен, моногамен, хетерогамен);
- вегетативен (намерен в отделните части на някои части на талуса).
Водораслите са отправна точка на повечето хранителни вериги на различни водни обекти, океани и морета. Водораслите също насищат атмосферата с кислород.
Водораслите се използват широко за производството на различни продукти: полизахариди агар-агар и карагенан, използвани в готвенето и козметиката, се извличат от червени водорасли; Алгиновите киселини, използвани също в хранителната и козметичната промишленост, се извличат от кафяви водорасли.
http://www.calc.ru/Vodorosli.htmlРазделяне на зелени водорасли
Зелените водорасли се разделят на едноклетъчни и многоклетъчни форми, съдържат хлорофил. Те имат всички видове безполово и сексуално размножаване. Зелени водорасли се намират в солени и сладки води, в почвата, върху кората на дърветата, по скалите и скалите. Този отдел има до 20 хиляди вида и включва пет класа:
Едноклетъчни зелени сладководни водорасли - Chlamydomonas. Тя има овална или кръгла форма на тялото, с две флагели на удължения преден край. Хроматофорът е с форма на чаша, с пиреноид, съдържащ зърна от нишесте. В предната част на клетката, червеното око е фоточувствителен орган. Ядрото е едно с малко ядро. Две пулсиращи вакуоли се изместват към предния край на клетката. Хламидомонадът се храни автотрофно, но при липса на светлина може да премине към хетеротрофно хранене, ако във водата присъстват органични вещества. Възпроизвежда се безсмислено и сексуално. При асексуално размножаване съдържанието на клетките (спорофит) се разделя на 4 части и се образуват 4 хаплоидни зооспори. С настъпването на студено време 2 зооспори се сливат, за да образуват диплоидна зигоспор. През пролетта се разделя на митоза, отново образуваща хаплоидни водорасли.
Spirogyra е пресноводна зелена многоклетъчна влакнеста водорасла. Нишките са съставени от един ред мононуклеарни цилиндрични клетки с спирални хлоропласти и пиреноиди. Растежът на филамента по дължина възниква безпроблемно поради напречното разделяне на клетките. Размножава се от части на нишката или сексуално. Сексуалният процес се нарича конюгация.
Отдел за водорасли
Многоклетъчни водорасли. Има около. 1500 вида. Те имат жълтеникаво-кафяв цвят, поради големия брой жълти и кафяви пигменти. Техният размер и форма са различни. Има нишковидни, кортикални, сферични, ламеларни и храстовидни растения. Талус (тяло) на много видове съдържа газови мехурчета, които държат водораслите в изправено положение. Вегетативното тяло е разчленено върху подметката или ризоидите, които служат като органи на привързаност, и върху проста или разчленена плоча, която се свързва с основата на дръжката. Пигментите, които им придават кафяв цвят, са концентрирани само в повърхностните слоеве на клетките, вътрешните клетки на талома са безцветни. Това свидетелства за диференциацията на клетките според техните функции: фотосиметрично и гасящо. Кафявите водорасли нямат истинска проводяща система, но в центъра на талуса има тъкани, по които се движат продуктите на асимилация. Абсорбцията на минерали се извършва по цялата повърхност на талуса.
При кафявите водорасли се срещат всички форми на размножаване: вегетативни (със случайни отряди на части от талуса), спорови, сексуални (три форми: изогамични, хетерогамни и моногамни).
Разделяне на червени водорасли (лилаво)
Обикновено се намират на големи дълбочини на топло море. Състои се от прибл. 4000 вида. Прикрепете към субстрата разчленен талус, ризоид или ходило. В допълнение към обичайните хлорофили и каротеноиди пурпите съдържат фикобилини в пластидите. Другата им характеристика е сложен сексуален процес. Гамети и спори на червени водорасли са белязани и неподвижни. Оплождането настъпва, когато пасивният трансфер на мъжките зародишни клетки към женските полови органи
Водораслите са първични производители с висока производителност. Повечето от хранителните вериги на моретата, океаните и сладководните органи започват с тях, а едноклетъчните водорасли са основният компонент на фитопланктона, който служи като храна за много видове водни животни. Водораслите обогатяват атмосферата с кислород.
От водорасли се получават много ценни продукти. Например, полизахаридите агар-агар и карагена се получават от червени водорасли (използвани за приготвяне на желе, в козметиката и като хранителни добавки); алгиновите киселини се получават от кафяви водорасли (използвани като втвърдители, гелообразуващи вещества в хранителната и козметичната промишленост, за производство на бои и опаковки).
http://www.yaklass.ru/materiali?mode=chtchtid=9Алги - аваскуларни спорови растения, съдържащи хлорофил в клетките и следователно способни на фотосинтеза.
Понятието "водорасли" е научно несигурно. Думата "водорасли" буквално означава само, че това са растения, които живеят във вода, но не всички растения в резервоарите могат да бъдат научно наречени водорасли, като растения като тръстика, тръстика, рогоз, водни лилии, късове, малки зелени плочи от водна леща и други са семена (или цъфтящи) растения. Научният термин „водорасли“ не е приложим за тези растения, те се наричат водни растения.
Понятието „водорасли“ не е систематично, а биологично. Водораслите (Algae) са колективна група организми, основната част от които, според съвременните концепции, са включени в растителното царство (Plantae), в което се състоят от две подземни царства: пурпурна риба или червени водорасли - родобионта и истинско водорасло - Phycobionta (в третото царство). Растенията включват по-високи (зародишни или листни) растения - Embryobionta). Останалите организми, приписвани на водораслите, вече не се считат за растения: синьозелените и прохлорофитните водорасли често се считат за независима група или се наричат бактерии, а евгеновите водорасли понякога се наричат животински суббургии като най-прости. Различни групи водорасли възникват по различно време и, очевидно, от различни предци, но в резултат на еволюцията в подобни условия на местообитание те придобиват много сходни черти.
Организмите, групирани в група водорасли, имат редица общи характеристики. В морфологичен план, за водораслите, най-важната особеност е липсата на многоклетъчни органи - корен, листа и стъбло, типични за висшите растения. Това тяло от водорасли, недиференцирано към органите, се нарича талус или талус.
Водораслите имат по-опростена (в сравнение с по-висшите растения) анатомична структура - няма проводяща (съдова) система, затова водораслите, дължащи се на растенията, са аваскуларни растения. Водораслите никога не образуват цветя и семена, а се размножават вегетативно или в спори.
Клетките от водорасли съдържат хлорофил, благодарение на който те могат да усвоят въглеродния диоксид в светлината (т.е. да се хранят чрез фотосинтеза), те са предимно жители на водната среда, но много от тях са се адаптирали към живота в почвата и върху неговата повърхност, по скалите, по стволовете на дърветата и в други биотопи.
Организмите, приписвани на водорасли, са изключително разнородни. Водораслите принадлежат към прокариоти (пре-ядрени организми) и еукариоти (истински ядрени организми). Тялото на водораслите може да бъде от всички четири степени на сложност, общоизвестни за организми: едноклетъчни, колониални, многоклетъчни и неклетъчни, размерите им варират в много широки граници: най-малките са съизмерими с бактериалните клетки (не надвишават 1 микрона в диаметър) и най-голямото морско кафяво водорасло достига 30–45 m дължина.
Водораслите се разделят на голям брой отдели и класове и тяхното разделяне на систематични групи (таксони) се извършва по биохимични признаци (набор от пигменти, състава на клетъчната стена, вида на веществото за съхранение), както и субмикроскопска структура. Въпреки това, голямо разнообразие от системи е характерно за съвременната таксономия на водораслите. Дори на най-високите таксономични нива (царства, под-царства, разделения и класове) таксономите не могат да стигнат до общо мнение.
Според една от съвременните системи водораслите са разделени на 12 секции: синьо-зелени, прохлорофитни, червени, златни, диатомови, криптофитни, динофитни, кафяви, жълто-зелени, евленични, зелени, черни. Известни са общо около 30 хиляди вида водорасли.
Науката за водораслите се нарича алгология или фикология, тя се счита за отделен раздел на ботаниката. Водораслите са обекти за решаване на проблеми, свързани с други науки (биохимия, биофизика, генетика и др.) При разработването на общи биологични проблеми и икономически задачи се вземат предвид алгологичните данни. Развитието на приложната алгология е в три основни направления: 1) използване на водорасли в медицината и в различни области на икономиката; 2) за решаване на проблемите на околната среда; 3) натрупването на данни за водораслите за решаване на проблемите на други отрасли.
Основната структурна единица на тялото на водораслите, представена от едноклетъчни и многоклетъчни форми, е клетката. Има различни видове клетки от водорасли, те са разделени по форма (сферични, цилиндрични и т.н.), функции (пол, вегетативна, способна и неспособна на фотосинтеза и т.н.), местоположение и т.н. клетки по характеристиките на тяхната фина структура, открити с електронен микроскоп. От тази гледна точка се различават клетки, съдържащи типични ядра (т.е. ядра, заобиколени от ядрени обвивки, мембрани), и клетки, които нямат типични ядра. Първият случай е еукариотната структура на клетката, втората е за прокариотната. Прокариотната клетъчна структура има синьо-зелени и прохлорофитни водорасли, еукариотни - представители на всички други водорасли.
Вегетативното тяло на водораслите (талус) се отличава с морфологично разнообразие, водораслите могат да бъдат едноклетъчни, колониални, многоклетъчни и неклетъчни. Размерите им във всяка от тези форми варират в широки граници - от микроскопични до много големи.
Особеността на едноклетъчните форми на водорасли се определя от факта, че тялото им се състои от една клетка, следователно нейната структура и физиология съчетават клетъчни и организмични особености. Това е автономна система, способна да расте и да се размножава, малка едноклетъчна водорасла, която не се вижда с простото око, е фабрика, която извлича суровини (абсорбира разтвори на минерални соли и въглероден диоксид от околната среда), обработва и произвежда такива ценни съединения като протеини, въглехидрати и мазнини. Освен това, кислородът и въглеродният диоксид са важни продукти от неговата жизнена дейност и по този начин активно участва в циркулацията на вещества в природата. Едноклетъчните водорасли понякога образуват временни или постоянни натрупвания (колонии).
Многоклетъчните форми са възникнали след като клетката е завършила дълъг и сложен път на развитие като независим организъм. Преходът от едноклетъчно към многоклетъчно състояние се съпровожда от загуба на индивидуалност и свързаните с нея промени в структурата и функцията на клетката. В талията на многоклетъчните водорасли има качествено различни отношения, отколкото между клетките на едноклетъчните водорасли. С появата на многоклетъчност се появи диференциация и специализация на клетките в талуса. От еволюционна гледна точка това трябва да се разглежда като първата стъпка в развитието на тъканите и органите.
Една уникална група се състои от сифонни водорасли: техните талиали не се разделят на клетки, но имат и едноклетъчни етапи в цикъла на развитие.
Цветът на водораслите е разнообразен (зелен, розов, червен, оранжев, почти черен, лилав, син и т.н.), поради факта, че някои водорасли съдържат само хлорофил, а други - редица пигменти, които ги оцветяват в различни цветове.
Водораслите (или по-точно синьо-зелените водорасли, или цианобактериите) са първите организми на Земята, които в процеса на еволюцията имат способността за фотосинтеза, процесът на образуване на органични вещества под влияние на светлината. Като въглероден източник при фотосинтеза, въглероден диоксид (CO2), като източник на водород - вода (Н2О) и в резултат на това се освобождава свободен кислород.
Видът на хранене, използващ фотосинтеза, при който тялото, използвайки енергията на фотосинтезата, синтезира всички необходими органични вещества от неорганични, се превърна в един от основните начини за хранене на водорасли и други зелени растения. Въпреки това, при определени условия, много водорасли могат лесно да преминат от фотосинтетичния метод на хранене към усвояването на различни органични съединения, докато тялото използва готови органични вещества за хранене или комбинира този метод на хранене с фотосинтезата.
В допълнение към използването на органични съединения като източник на въглерод, водораслите могат да преминат от асимилиране на неорганичен нитратен азот към асимилиране на азот от органични съединения, някои синьо-зелени водорасли могат да свършат без свързани азотни форми и да фиксират свободния азот от атмосферата като азотфиксиращи организми.
Разнообразие от начини за хранене на водорасли им позволява да имат широк диапазон и да заемат разнообразни екологични ниши.
Размножаването на собствения им вид в водораслите става чрез вегетативно, безполово и полово размножаване.
Въпросът за произхода и еволюцията на водораслите е много сложен поради разнообразието на тези растения, особено тяхната субмикроскопска структура и биохимични характеристики, още повече, че повечето от водораслите в изкопаемото състояние не са оцелели и няма свързващи връзки между модерните растителни участъци под формата на междинни организми.
Най-лесният начин за решаване на проблема е за произхода на прокариотните (преди ядрени) водорасли - синьо-зелени, с много общи черти с фотосинтетични бактерии. Най-вероятно синьо-зелените водорасли произхождат от организми, близки до пурпурни бактерии и съдържащи хлорофил (виж също ФОТОСИНТЕЗА).
За произхода на еукариотните (ядрени) водорасли сега няма единна гледна точка. Има две групи теории, произлизащи или от симбиозния, или от несимбиотичния произход, но всяка от тези теории има свои собствени възражения.
Според теорията на симбиогенезата, хлоропластите и митохондриите на клетките на еукариотните организми някога са били независими организми: хлоропласти - прокариотни водорасли, митохондрии - аеробни бактерии (виж също БАКТЕРИИ). В резултат на улавянето на амебоидни еукариотни организми от аеробни бактерии и прокариотни водорасли се появиха предците на съвременните групи еукариотни водорасли. Някои изследователи също приписват хромозоми и флагела на симбиотичен произход.
Според теорията на несимбиотичния произход, еукариотните водорасли произхождат от прародител, както и синьо-зелените водорасли, които имат хлорофил и произвеждащи кислород фотосинтеза, в случая съвременните фотосинтетични прокариоти (синьо-зелени водорасли) са страничен край на еволюцията на растенията.
Основните фактори, влияещи върху развитието на водораслите са светлината, температурата, наличието на вода, източници на въглерод, минерални и органични вещества. Водораслите са широко разпространени по земното кълбо, те могат да бъдат открити във вода, в почвата и на нейната повърхност, върху кората на дърветата, стените на дървени и каменни сгради и дори в такива негостоприемни места като пустини и ледници.
Факторите, влияещи върху развитието на водораслите, се разделят на абиотични, които не са свързани с активността на живите организми, и биотичните, поради тази дейност. Много фактори, особено абиотични, са ограничаващи, т.е. те са в състояние да ограничат развитието на водорасли. Животът на всички организми, включително водораслите, зависи от съдържанието на необходимите вещества в местообитанието, от стойността на физическите фактори, както и от обхвата на устойчивост на организмите спрямо промените в условията на околната среда. Нивото, на което даден фактор може да действа като ограничаващ фактор, е различно за различните видове водорасли. В водните екосистеми ограничаващите фактори включват температура, прозрачност, поток, концентрация на кислород, въглероден диоксид, соли и хранителни вещества. В сухоземните местообитания основните ограничаващи фактори са климатичните условия: температура, влажност, светлина и др., Както и съставът и структурата на субстрата. Тези две групи фактори, заедно с взаимодействията на населението, определят характера на земните общности и екосистемите.
За повечето водорасли водата е постоянно местообитание, но много от техните видове могат да живеят извън водата. Сред растенията, живеещи на сушата, poikilohydric, неспособни да поддържат постоянно съдържание на вода в тъканите, и homohydric, способни да поддържат постоянна тъканна хидратация, се отличават със своята устойчивост на сушене. В poikilohydric водорасли (синьо-зелени и някои зелени водорасли), клетките се свиват, когато изсъхнат без необратима промяна в ултраструктурата и, следователно, не губят жизнеспособността си, когато се овлажняват, техният нормален метаболизъм се възстановява. Минималната влажност, при която е възможна нормалната активност на такива растения, е различна. Хомохидните клетки на водорасли умират, когато изсъхнат, поради което такива растения по правило живеят с постоянно прекомерна влага. Например, някои видове зелени и жълтозелени водорасли принадлежат към домашни водорасли.
Солеността и минералният състав на водата са най-важните ограничаващи фактори, влияещи върху разпространението на водораслите.
Водораслите живеят във водни басейни с много различна соленост: от сладководни басейни, чиято минерализация обикновено не надвишава 0,5 g / l, до изключително солени (хипергалин) водни тела, чиято концентрация на сол варира от 40 до 347 g / l. Независимо от факта, че като цяло водораслите се характеризират с такава широка амплитуда на толерантност към сол, специфични видове са предимно стенохалин, т.е. може да живее само при определена стойност на соленост. Евригалинните видове водорасли, които могат да съществуват при различни соленост, са сравнително малко.
Киселинността на водата също е ограничаващ фактор. Резистентността на различни таксони на водорасли към промени в киселинността (рН) е толкова различна, колкото и промените в солеността. Някои видове водорасли живеят само в алкални води, с висока стойност на рН, други живеят в кисели води с ниско рН.
Наличието в околната среда на макро- и микроелементи, които са съществени компоненти на тялото на водораслите, е решаващо за интензивността на тяхното развитие.
Елементи и техните съединения, свързани с макроелементи, се изискват от организмите в относително големи количества. Азотът и фосфорът са най-важни, а калий, калций, сяра и магнезий са почти толкова необходими.
Микроелементите са необходими за растенията в изключително малки количества, но те са от голямо значение за техния живот, защото са част от много жизненоважни ензими. Микроелементите често действат като ограничаващи фактори. Те включват 10 елемента: желязо, манган, цинк, мед, бор, силиций, молибден, хлор, ванадий и кобалт.
Водораслите от различни отдели имат различни нужди от макро- и микроелементи. Например, за нормалното развитие на диатомеите се изисква доста значително количество силиций, който се използва за изграждане на техните черупки. С липсата на силиконови черупки диатомето изтъняване.
В почти всички сладководни и морски екосистеми ограничаващият фактор е концентрацията на нитрати и фосфати във водата. В сладководните тела с ниско съдържание на карбонати концентрациите на калциеви соли и някои други могат да се считат за ограничаващи фактори.
Светлината е необходима за водораслите като енергиен източник на фотохимични реакции и като регулатор на развитието. Нейният излишък, както и неговият недостиг, могат да бъдат причина за сериозни нарушения в развитието на водорасли. Следователно светлината също е ограничаващ фактор, когато осветлението е твърде високо или твърде ниско.
Разпределението на водораслите във водния стълб се определя до голяма степен от наличието на светлина, необходима за нормална фотосинтеза. Водният слой над границата на местообитанието на фотоавтотрофните организми се нарича еуфотична зона. В морето границата на евфотичната зона обикновено е разположена на дълбочина 60 m, от време на време пада на дълбочина до 120 m, а в ясни океански води - до 140 m. В езерото, много по-малко прозрачни води, границата на тази зона обикновено минава на дълбочина 10–15 m, и в най-прозрачните ледникови и карстови езера - на дълбочина 20–30 m.
Оптималните стойности на осветление за различни видове водорасли варират в широки граници. По отношение на светлината те излъчват хелиофилни и хелиофобни водорасли. Хелиофилните (фотофилни) водорасли за нормален живот се нуждаят от значително количество светлина. Те включват по-голямата част от синьозелените и значително количество зелени водорасли, които изобилно се развиват през лятото в повърхностните водни слоеве. Хелиофобните (избягване на ярка светлина) водорасли са адаптирани към условия на слаба светлина. Например, повечето диатоми избягват ярко осветения повърхностен слой вода и се развиват интензивно в нископрозрачните води на езерата на дълбочина 2–3 m и в чисти води на моретата на дълбочина 10–15 m.
В различни водорасли, в зависимост от състава на специфичните фоточувствителни пигменти, максималната активност на фотосинтезата се наблюдава при различни дължини на светлинните вълни. При земни условия честотните характеристики на светлината са доста постоянни и следователно интензивността на фотосинтезата е постоянна. При преминаване през водата светлината на червените и сините области на спектъра се абсорбира и зеленикавата светлина, която слабо се възприема от хлорофила, прониква в дълбочина. Затова те най-често оцеляват в червени и кафяви водорасли, които имат допълнителни фотосинтетични пигменти, които могат да използват енергията на зелена светлина. От това става ясно, че голямото влияние на светлината върху вертикалното разпределение на водораслите в моретата и океаните: в приповърхностните слоеве, като правило преобладават зелени водорасли, по-дълбоко-кафяви, а в най-дълбоководните - червени. Този модел обаче не е абсолютен. Много водорасли са в състояние да съществуват в условия на изключително ниски, неприсъщи на тях светлина, а понякога и в пълна тъмнина. Въпреки това, те могат да имат някои промени в състава на пигмента или в начина на хранене. По този начин, представители на много отдели от водорасли са в състояние при липса на светлина и излишък от органични вещества да се хранят с органични съединения на мъртви тела или животински екскременти.
За водораслите, които обитават водни биотопи, движението на водата играе огромна роля. Движението на водните маси осигурява приток на хранителни вещества и отстраняване на отпадъчните продукти от водорасли. Във всички континентални и морски резервоари се наблюдава относително движение на водните маси, поради което почти всички водорасли на водоемите са обитатели на течащи води. Единствените изключения са водораслите, които се развиват в особено екстремни условия (в кухините на скалите, по-дебели от лед и т.н.).
Водораслите се характеризират с много широк диапазон на температурна стабилност. Някои от техните видове могат да съществуват както в горещите извори, чиято температура е близка до точката на кипене на водата, така и на повърхността на лед и сняг, където температурите варират около 0 ° С.
По отношение на температурата се разграничават водораслите: евритермални видове, които съществуват в широк температурен диапазон (например зелени водорасли от ордена Oedogoniales, чиито стерилни влакна се намират в плитки водни басейни от ранна пролет до късна есен) и стенотермични, адаптирани към много тесни, понякога екстремни температурни зони. Стенотермичните включват, например, криофилни (студенолюбиви) водорасли, които растат само при температура близка до 0 ° С и термофилни (топлолюбиви) водорасли, които не могат да съществуват при температури под 30 ° С.
Температурата определя географското разпределение на водораслите, които се развиват във водната среда. Като цяло, с изключение на широко разпространените евритермични видове, разпространението на водорасли има географска зональност: специфични таксони на морския планктон и бентосни водорасли са ограничени до специфични географски зони. Така в северните морета доминират големи кафяви водорасли (Macrocystis). Когато се движите на юг, червените водорасли започват да играят все по-важна роля и кафявите избледняват на заден план. Динофитите и златните водорасли са изключително богати на тропически фитопланктон. В северните морета диатомите доминират във фитопланктона. Температурата влияе върху вертикалното разпределение на планктона и бентосните водорасли. Тук тя действа предимно непряко, ускорявайки или забавяйки темповете на растеж на отделните видове, което води до тяхното изместване от други видове, които нарастват по-интензивно в даден температурен режим.
Водораслите, влизащи в състава на екосистемите, са свързани с останалите компоненти чрез множествени връзки. Издържат от водорасли преки и непреки ефекти, дължащи се на жизнената активност на други организми, се класифицират като биотични фактори.
В повечето случаи водораслите в екосистемата действат като производители на органична материя. Ето защо най-важният фактор, който ограничава развитието на водорасли в определена екосистема, е наличието на животни, които съществуват чрез консумация на водорасли.
Различните видове водорасли могат да повлияят взаимно чрез отделяне на химикали в околната среда (това взаимодействие на растенията се нарича алолопатия). Понякога това е пречка за тяхното съвместно съществуване.
Някои видове водорасли могат да развият конкурентни отношения помежду си за местообитание.
Човек има значително въздействие върху естествените екосистеми, което прави антропогенния фактор много важен за развитието на водораслите. Чрез изграждане на канали и изграждане на резервоари, човек създава нови местообитания за водни организми, често фундаментално различни от водните тела на даден регион в хидрологичния и термичния режим. Заустванията на отпадъчни води често водят до изчерпване на видовия състав и смърт на водорасли или до масово развитие на някои видове. Първият се случва, когато се изхвърлят токсични води, а вторият - когато резервоарът е обогатен с хранителни вещества (особено азотни и фосфорни съединения). Резултатът от прекомерното изхвърляне на хранителни вещества в резервоара може да бъде неговата еутрофикация, която води до бързо развитие на водорасли („воден разцвет“), липса на кислород, замразяване на риби и други водни животни. Водораслите, особено аерофитните и почвените водорасли, също могат да бъдат засегнати от атмосферните емисии на токсични промишлени отпадъци. Много често последиците от човешката намеса в живота на екосистемите са необратими.
Водораслите се разпространяват по целия свят и се срещат в различни водни, сухоземни и почвени биотопи. Известни са различни екологични групи от тези организми: 1) планктонни водорасли; 2) водорасли от неустон; 3) бентосни водорасли; 4) сухоземни водорасли; 5) почвени водорасли; 6) горещи извори на водорасли; 7) водорасли от сняг и лед; 8) водорасли солени езера; 9) водорасли, съществуващи в субстрата на вар.
Планктонът е съвкупност от организми, които обитават водния стълб от континентални и морски водоеми и не могат да издържат на прехвърлянето на токове (т.е. като плаващи във вода). Съставът на планктона включва фито, бактерио и зоопланктон.
Фитопланктонът е колекция от малки, предимно микроскопични растения, свободно плаващи във водния стълб, по-голямата част от които се състои от водорасли. Фитопланктон обитава само еуфотичната зона на водните тела (повърхностен воден слой с достатъчно светлина за фотосинтеза).
Планктоновите водорасли обитават голямо разнообразие от водни тела, от малки басейни до океана. Те не се срещат само в язовири с рязко аномален режим, включително и термални (при температури на водата над + 80 ° С и замразени (резервоари, замърсени с водороден сероводород), в чисти ледникови води, които не съдържат минерални хранителни вещества, както и в пещерни езера. биомасата на фитопланктона е малка в сравнение с биомасата от зоопланктон (съответно 1.5 и повече от 20 милиарда тона), но поради бързото си възпроизводство продукцията й в Световния океан е около 550 милиарда тона годишно, което е почти 10 пъти повече от общото производство. животинска популация океана.
Фитопланктонът е основният производител на органична материя във водните обекти, поради което има водни хетеротрофни животни и някои бактерии. Фитопланктонът е първоначалната връзка на повечето хранителни вериги в едно езеро: те се хранят с малки плантонови животни, които се хранят с по-големи. Следователно, зоопланктонът и нектонът са изобилни в районите с най-голямо развитие на фитопланктона.
Съставът и екологията на отделните представители на фитопланктона от водорасли в различни водни басейни са изключително разнообразни. Общият брой на видовете фитопланктон във всички морски и вътрешни води достига 3000.
Изобилието и видовия състав на фитопланктона зависи от комплекса на факторите, разгледани по-горе. В това отношение видовия състав на планктонни водорасли в различни водни обекти (и дори в едно и също водно тяло, но по различно време на годината) не е същият. Тя зависи от физичния и химически режим в резервоара. Във всеки сезон от годината една от групите водорасли (диатомеи, синьо-зелени, златни, евлени, зелени и някои други) получава преобладаващото развитие и често само един вид от тази или онази група доминира. Това е особено изразено в сладководните водоеми.
Във вътрешните води има много по-голямо разнообразие от екологични условия в сравнение с морските водни обекти, което определя много по-голямо разнообразие от видов състав и екологични комплекси от сладководни фитопланктони в сравнение с морските. Една от съществените характеристики на сладководния фитопланктон е изобилието на временно планктонни водорасли в него. Редица видове, които обикновено се считат за типично планктонни, в езера и езера, имат дънна или перифитонова (привързаност към всеки обект) фаза в своето развитие.
Морският фитопланктон се състои предимно от диатомови и динофитни водорасли. Въпреки че морската среда е сравнително еднаква на големи площи, няма равномерно разпределение на морския фитопланктон. Различията във видовия състав и изобилието често се изразяват дори в сравнително малки области на морските води, но те се отразяват особено ясно в мащабната географска зоналност на разпространението. Тук се вижда влиянието на основните фактори на околната среда: соленост, температура, светлина и хранително съдържание.
Планктоновите водорасли обикновено имат специални приспособления за престой в водния стълб в суспензия. При някои видове това са различни израстъци и придатъци на тялото - шипове, сета, рогови процеси, мембрани, парашути; други образуват кухи или плоски колонии и свободно произвеждат слуз; третите акумулират вещества в телата си, чието специфично тегло е по-малко от специфичното тегло на водата (мастни капки в диатомеи и някои зелени водорасли, газови вакуоли в синьо-зелени). Тези образувания са много по-развити в морските фитопланктове, отколкото в сладководните. Друг от тези устройства е малкият размер на тялото на планктонни водорасли.
Комбинацията от морски и сладководни организми, които живеят в близост до повърхностен филм на вода, се прикрепят към нея или се движат по него, нарича се неустон. Неустоновите организми живеят както в плитки водоеми (езера, водоеми, малки заливи на езера), така и в големи, включително моретата. В някои случаи те се развиват в такова количество, че покриват водата с непрекъснат филм.
Съставът на неустон включва едноклетъчни водорасли, които са част от различни систематични групи (златни, евгени, зелени, някои видове жълто-зелени и диатоми). Някои неустонични водорасли имат характерни приспособления за съществуване на повърхността на водата (например, лигавични или люспести парашути, които ги държат върху повърхностния филм).
Бентосните (бентосни) водорасли са водорасли, които са приспособени да съществуват в прикрепеното или неприкрепено състояние на дъното на водните тела и върху различни предмети, живи и мъртви организми, които са във водата.
Преобладаващите бентосни водорасли на континенталните водоеми са диатомеи, зелени, синьо-зелени и жълто-зелени многоклетъчни (нишковидни) водорасли, прикрепени или неприкрепени към субстрата.
Основните бентосни водорасли на моретата и океаните са кафяви и червени, понякога прикрепени към зелени макроскопски талусови форми. Всички те могат да зарастат с малки диатоми, синьо-зелени и други водорасли.
В зависимост от мястото на растеж сред бентосните водорасли има различни: 1) епилити, растящи на повърхността на твърда почва (скали, камъни); 2) епипелити, обитаващи повърхността на рохкави почви (пясък, тиня); 3) епифити, живеещи на повърхността на други растения; 4) ендолити или пробивни водорасли, проникващи в субстрата на вар (скали, мекотели, черупки от ракообразни); 5) ендофити и 6) паразити, заселяващи се в талиите на други водорасли (ендофитите имат нормални хлоропласти, но нямат такива паразити); 7) ендосимбионти, живеещи в клетки на други организми, безгръбначни или водорасли; 8) епизоити, обитаващи някои бентосни животни.
Понякога водораслите, които растат върху предмети, въведени във вода от хора (съдове, салове, шамандури), се отнасят към перифитон. Изборът на тази група се обосновава с факта, че организмите (водорасли и животни), които са част от него, живеят върху обекти, движещи се или обтекаеми с вода. В допълнение, тези организми са далеч от дъното и следователно са в условия на различен светлинен и температурен режим, както и в други условия на внасяне на хранителни вещества.
Способността на бентосните водорасли да растат в определени местообитания се определя както от абиотичните, така и от биотичните фактори. Между последните конкуренцията с други водорасли и наличието на животни, които се хранят с водорасли (морски таралежи, коремоноги, ракообразни, риби), играят важна роля. Въздействието на биотичните фактори води до факта, че някои видове водорасли не растат на никаква дълбочина или във водни обекти с подходящ лек и хидрохимичен режим.
Абиотичните фактори включват светлина, температура, както и съдържанието на биогенни и биологично активни вещества във вода, кислород и неорганични източници на въглерод. Скоростта на навлизане на тези вещества в талуса е много важна, което зависи от концентрацията на веществата и скоростта на движение на водата.
Бонтовите водорасли, които растат в условията на движение на водата, получават предимства в сравнение с водораслите, които растат в заседналите води. В тях може да се постигне същото ниво на фотосинтеза с по-малко светлина, което допринася за растежа на по-големи тали; движението на водата предотвратява утаяването на скалите върху камъните и камъните от замърсени частици, които възпрепятстват уплътняването на пъпките от водорасли, и също така изхвърля животните, които се хранят с водорасли от повърхността на почвата. Освен това, въпреки факта, че при силно настоящо или силно увреждане на водораслите от талиите или тяхното отделяне от земята, движението на водата все още не пречи на заселването на микроскопични водорасли и микроскопични етапи на големи водорасли. Ето защо места с интензивно движение на водата (в моретата, това са проливи с течения, крайбрежни части на прибоя и в реки - камъни на плитчини) се характеризират с буйното развитие на бентосни водорасли.
Влиянието на движението на водата върху развитието на бентосни водорасли е особено забележимо в реки, потоци, планински потоци. В тези водни тела се отличава група от бентосни организми, предпочитащи места с постоянен поток. В езерата, където няма силни течения, вълновото движение придобива основното значение. В моретата вълните също имат значително въздействие върху живота на бентосните водорасли, по-специално върху тяхното вертикално разпределение.
В северните морета разпространението и изобилието на бентосни водорасли се влияе от лед. Зародишите от водорасли могат да бъдат унищожени (изтрити) от движението на ледниците. Следователно, например, в Арктика многогодишните водорасли се намират най-лесно в близост до брега сред камъни и издатини от скали, които пречат на движението на леда.
Умереното съдържание на хранителни вещества във водата също допринася за интензивното развитие на бентосни водорасли. В сладките води такива условия се създават в плитки езерца, в крайбрежната зона на езерата, в речни води, в моретата - в малки заливи. Ако на такива места има достатъчно осветление, твърди почви и слабо движение на водата, тогава се създават оптимални условия за живота на фитобентоса. При отсъствие на движение на водата и неговото недобро обогатяване с хранителни вещества, бентосните водорасли растат слабо.
Водораслите, които издържат на високи температури, се наричат термофилни. В природата се заселват в горещи извори, гейзери и вулканични езера. Често те живеят във води, които, освен високите температури, се характеризират с високо съдържание на соли или органични вещества (силно замърсени горещи отпадъчни води от фабрики, фабрики, електроцентрали или атомни електроцентрали).
Ограничителните температури, при които е било възможно да се намерят термофилни водорасли, съдейки по различни източници, варират от 52 до 84 ° C. Общо около 200 вида термофилни водорасли са открити, но има сравнително малко видове, които живеят само при високи температури. Повечето от тях са в състояние да издържат на високи температури, но се развиват по-обилно при нормални температури. Типичните обитатели на горещи води са синьозелени, в по-малка степен - диатомеи и някои зелени водорасли.
Водораслите от сняг и лед представляват по-голямата част от организмите, заселяващи се върху замразени субстрати (криобиотопи). Общият брой на видовете водорасли, открити при криобиотопите, достига до 350, но истинските криофили, способни да растат само при температури, близки до 0 ° C, са много по-малко: малко повече от 100 вида. Това са микроскопични водорасли, от които по-голямата част са зелени водорасли (около 100 вида); няколко вида са синьо-зелени, жълто-зелени, златни, пирофитни и диатомови водорасли. Всички тези видове обитават повърхностните слоеве от сняг или лед. Те са обединени от способността да издържат на замръзване, без да нарушават фините клетъчни структури и след това, при размразяване, бързо възобновяват растителността, използвайки минималното количество топлина. Само някои от тях имат етапи на почивка, повечето са лишени от специални устройства за прехвърляне на ниски температури.
Развивайки се в големи количества, водораслите могат да причинят зелено, жълто, синьо, червено, кафяво, кафяво или черно "цъфтеж" от сняг и лед.
Тези водорасли растат вегетативно при повишени концентрации на сол във вода, достигайки 285 г / л в езера с преобладаване на готварска сол и 347 г / л в глауберските (содовите) езера. С увеличаване на солеността броят на видовете водорасли намалява, много малко от тях издържат на много висока соленост. В изключително солените (хипергалин) водни тела преобладават едноклетъчни подвижни зелени водорасли. Често те причиняват червен или зелен "цъфтеж" на солени резервоари. Дъното на хипергалинните резервоари понякога е напълно покрито със синьо-зелени водорасли. те играят голяма роля в живота на солените води. Комбинацията от органична маса, образувана от водорасли и голямо количество разтворени във вода соли, причинява редица уникални биохимични процеси, характерни за тези водни обекти. Например, в образуването на лечебна кал участват хлороглини сарциноиди (Chlorogloea sarcinoides) от синьо-зелени, които се развиват в големи количества в някои солени езера, както и редица други масово растящи водорасли.
Аерофилните водорасли са в пряк контакт с въздуха около тях. Типичното местообитание на такива водорасли е повърхността на различни извънпочвени твърди субстрати, които нямат ясно изразен физико-химичен ефект върху заселниците (скали, камъни, дървесна кора и др.). В зависимост от степента на влага, те се разделят на две групи: въздушни водорасли, които живеят само при атмосферно овлажняване и следователно изпитват постоянна смяна на влагата и сушене; и водо-въздушни водорасли, подложени на постоянно напояване с вода (пръскане на водопад, сърф и др.).
Условията на живот на водораслите на тези общности са много специфични и се характеризират преди всичко с чести и резки промени в температурата и влажността. През деня аерофилните водорасли се затоплят силно, хладни през нощта и замръзват през зимата. Въздушните водорасли са особено податливи на промяна в условията на влага, тъй като те често трябва да преминат от състояние на прекомерна влага (например след дъждовна буря) до състояние на минимална влажност (през сухи периоди), когато изсъхнат, така че да могат да бъдат смлени на прах. Водно-въздушните водорасли живеят в условия на относително постоянна влага, но те също изпитват значително колебание на този фактор. Например, водораслите, живеещи на скалите, напоявани от спрея на водопадите, през лятото, когато оттокът е значително намален, изпитват липса на влага.
Сравнително малко видове са се адаптирали към такива неблагоприятни условия на живот (около 300). Аерофилните водорасли са микроскопични водорасли от синьо-зелени, зелени и в много по-малка степен диатоми и червени водорасли.
С развитието на аерофилни водорасли в големи количества те обикновено имат формата на прахообразни или лигавични петна, филцови маси, меки или твърди филми или корички. Особено богат е растежът на водорасли на повърхността на мокрите скали. Те образуват филми и растения от различни цветове. По принцип тук живеят видове, обитавани с дебели лигавици. В зависимост от интензивността на осветяването, мукусът е оцветен повече или по-малко интензивно, което определя цвета на растенията. Те могат да бъдат ярко зелени, златни, кафяви, охра, лилави, кафяви или почти черни, в зависимост от вида, който ги формира.
Така аерофилните водорасли са много разнообразни и възникват както при доста благоприятни, така и при екстремни условия. Техните външни и вътрешни адаптации към такъв начин на живот са разнообразни и подобни на тези в почвените водорасли, особено тези, които се развиват на повърхността на почвата.
Основната жизнена среда на едафофилните водорасли е почвата. Типичните им местообитания са повърхността и дебелината на почвения слой, който има известно физикохимично въздействие върху водораслите. В зависимост от местоположението на водораслите и начина им на живот в този вид, има три групи общности. Това са сухоземни водорасли, масово развиващи се на повърхността на почвата при условия на атмосферна влага; водни и сухоземни водорасли, масово растящи по повърхността на почвата, постоянно наситени с вода (в тази група са включени и водородите на пещерите) и почвени водорасли, които обитават почвената маса. Типичните условия са живот сред почвените частици под въздействието на среда, която е много сложна от гледна точка на комплекс от фактори.
Почвата като биотоп прилича на водни и въздушни местообитания: съдържа въздух и е наситена с водни пари, което осигурява дишане с атмосферен въздух без опасност от изсушаване. Въпреки това почвата е фундаментално различна от гореспоменатите биотопи по своята непрозрачност. Този фактор оказва решаващо влияние върху развитието на водораслите. Интензивното развитие на водорасли като фототрофни организми е възможно само там, където светлината прониква. В девствените почви това е повърхностен слой от почва с дебелина до 1 см, но в такива почви се срещат и водорасли на много по-голяма дълбочина (до 2 м). Това се дължи на способността на някои водорасли в тъмното да преминат към хетеротрофно хранене. Много водорасли се съхраняват в почвата в покой.
За оцеляване почвените водорасли трябва да имат способността да понасят нестабилна влажност, резки температурни колебания и силно слънчево облъчване. Тези свойства се осигуряват от редица морфологични и физиологични особености (по-малки размери в сравнение с водните форми на същия вид, обилно образуване на слуз). Следното наблюдение свидетелства за поразителната жизнеспособност на тези водорасли: когато почвени водорасли, съхранявани в продължение на десетилетия във въздушно сухо състояние в почвени проби, бяха поставени в хранителна среда, те започнаха да се развиват. Почвите водорасли (предимно синьо-зелени) са устойчиви на ултравиолетови и радиоактивни лъчения.
Характерна особеност на почвените водорасли е способността за бързо придвижване от състояние на покой към активен живот и обратно. Също така могат да понасят различни колебания в температурата на почвата. Обхватът на оцеляване на редица видове е в границите от –20 ° до + 84 ° C. Известно е, че земните водорасли представляват значителна част от антарктическата растителност. Те са боядисани почти черно, така че телесната им температура е по-висока от температурата на околната среда. Почвените водорасли също са важни компоненти на биоценозите на сухата зона, където почвата се загрява до 60-80 ° C през лятото.
Изброените свойства на почвените водорасли им позволяват да живеят в най-неблагоприятните местообитания. Това обяснява тяхното широко разпространение и бързината на растеж, дори и при краткосрочното появяване на необходимите условия.
По-голямата част от почвените водорасли са микроскопични, но често могат да се видят на повърхността на почвата с просто око. Масовото развитие на микроскопични форми причинява озеленяването на склоновете на дерета и крайпътните пътища на горски пътища, "цъфтежа" на обработваемата земя.
Броят на всички видове почвени водорасли се доближава до 2000 г. Те са представени от синьо-зелени, зелени, диатомови и жълто-зелени водорасли.
Основната жизнена среда на литофилните водорасли е непрозрачният гъст варовиков субстрат около тях. Като правило те живеят в дълбините на твърди скали с определен химичен състав, обградени от въздух (т.е. външна вода) или потопени във вода. Разграничават се две групи литофилни съобщества: скучни водорасли и туфообразуващи водорасли.
Пробиване на водорасли - организми, които проникват в субстрата на вар. Според броя на видовете, тези водорасли са малко, но изключително разпространени: от студените води на север до постоянно топлите води на тропиците. Те живеят както в континентални, така и в морски резервоари, близо до повърхността на водата и на дълбочина над 20 м. Сондажните водорасли се утаяват върху варовикови скали, камъни, варовикови животински черупки, корали, напоени с вар от големи водорасли и др. Всички скучни водорасли са микроскопични организми. След като са се заселили на повърхността на варовия субстрат, те постепенно се въвеждат в него поради освобождаването на органични киселини, които разтварят варта под тях. Вътре в субстрата водораслите растат, образувайки по този начин множество канали, чрез които запазват комуникацията с външната среда.
Туфа-образуващи водорасли са организми, които отделят вар около телата си и живеят в периферните слоеве на средата, в която се отлагат, в рамките на наличните граници за дифузия на светлина и вода. Количеството вар, произведено от водораслите, е различно. Някои видове го излъчват в много малки количества, под формата на малки кристали, разположени между индивидите или образуват черупки около клетките и нишките. Други видове отделят вар толкова изобилно, че постепенно се оказват напълно потопени в седименти, които в крайна сметка водят до тяхната смърт.
Туфообразуващите водорасли се срещат във водата и в сухоземните местообитания, в морета и сладководни тела, в студени и горещи води.
Съжителство на водорасли с други организми
Особен интерес представляват случаи на съжителство на водорасли с други организми. Водораслите най-често използват живи организми като субстрат, заедно с камъни, бетонни и дървени конструкции и др. По естеството на субстрата, върху който се утаяват водораслите, сред тях се намират епифити, заселени с растения, и епизоити, живеещи върху животни.
Водораслите могат да живеят и в тъканите на други организми: екстрацелуларно (в слуз, в междуклетъчни пространства на водораслите, в мембраните на мъртвите клетки) и вътреклетъчно. Такива водорасли се наричат ендофити. Те се характеризират с наличието на повече или по-малко постоянни и силни връзки между партньорите. Различни водорасли могат да бъдат ендофити, но ендосимбиозата на едноклетъчни зелени и жълто-зелени водорасли с едноклетъчни животни е най-многобройна.
Сред симбиозата, образувана от водорасли, най-голям интерес представлява симбиозата им с гъбичките, известни като лишайна симбиоза, в резултат на което се е появила особена група растителни организми, наречени „лишеи“. Тази симбиоза показва уникално биологично единство, което доведе до появата на един принципно нов организъм. В същото време всеки партньор на лихенната симбиоза запазва характеристиките на групата организми, към които принадлежи. Лишайниците представляват единственият доказан случай на появата на нов организъм в резултат на симбиозата на двете.
Водораслите играят огромна роля в природата. Те са основните производители на органична храна и кислород в водните екосистеми на Земята и освен това играят голяма роля в общия баланс на кислород на планетата. В сухоземните местообитания почвените водорасли, заедно с други микроорганизми, играят ролята на пионери на растителността. Водораслите участват в процесите на формиране на примитивни почви върху субстрати, лишени от почвената покривка, както и в процесите на възстановяване на почвите, нарушени от тежкото замърсяване. Водораслите участват в изграждането на коралови рифове - най-амбициозните геоложки формации, създадени от живите организми. Геохимичната роля на водораслите се свързва предимно с циркулацията на калций и силиций в природата.
Историческата роля на водораслите е голяма. Появата на кислород-съдържаща атмосфера, появата на живи същества на сушата и развитието на аеробни форми на живот, които сега доминират на нашата планета, са резултат от дейността на най-древните фотосинтезиращи организми, синьо-зелени водорасли. Масовото развитие на водорасли в минали геоложки епохи доведе до образуването на мощни скали. От водорасли произхождали растения, които заселили земята.
Трудно е да се надцени значението на водораслите за човешкия живот. Водораслите имат важна роля в решаването на редица глобални проблеми, които засягат цялото човечество, включително храна, енергия, опазване на околната среда, изследване на вътрешността на Земята и богатствата на океаните, нови източници на промишлени суровини, строителни материали, фармацевтични продукти, биологично активни вещества и нови биотехнологични съоръжения.
http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/biologiya/VODOROSLI.html