МИНИПСТЕРСТВО СЕЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РФ
ЧГАУ
ИНСТИТУТ АГРОЭКОЛОГИИ
КАФЕДРА СЕЛЕКЦИИ И СЕМЕНОВОДСТВА
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО БОТАНИКЕ
Сине-зеленые водоросли. Общая характеристика (строение, питание, размножение). Распространение и хозяйственное значение
Сине-зеленые водоросли примитивны по своей организации. Их трудно связать с каким-либо другим отделом водорослей. Они в основном являются одноклеточными организмами, обычно соединяющимися в колонии. У некоторых клетки соединены в ценобии, давая внешнюю картину многоклеточности. Многие имеют и настоящую нитчатую многоклеточность.
Клетка имеет сильно ослизняющуюся оболочку. Цитоплазма всегда окрашена в периферической части, центральная же часть ее бесцветна. Окраска этой периферической части очень разнообразна -- темно-зеленая, желто-зеленая, синевато-лиловая и определяется соотношением различных пигментов: хлорофилла, фикоциана (специфического для сине-зеленых водорослей), каротина, какого-то красного пигмента, близкого к фикоэритрину, и др. Эти пигменты находятся прямо в цитоплазме, так как пластид нет. Окрашенная периферическая зона протопласта носит название хроматоплазмы. Центральная часть бесцветна и называется центроплазмой. Настоящее оформленное ядро отсутствует, но диффузный ядерный материал и наличие в нем ДНК установлены. Запасным веществом является полисахарид гликоген, характерный для грибов.
Сине-зеленые водоросли -- аэробные организмы. Они способны к синтезу углеводов, но используют также и распадающиеся органические вещества.
Живут они преимущественно в пресных и отчасти морских водоемах, богатых органическими соединениями. Их можно находить в изобилии и на суше -- на берегах водоемов, в почвах и на поверхности почв. Они первыми заселяют бесструктурные минеральные почвы и совместно с бактериями подготовляют эти почвы для освоения их другими растениями. В слизи, выделяемой сине-зелеными водорослями, живущими в почве, поселяются азотусвояющие бактерии, но и сами сине-зеленые водоросли (многие из них) способны усваивать атмосферный азот. К ним относятся'представители родов Gloeocapsa, Diplocystis, Aphanizomenon, Plectonema, Phormidium и др.
Размножаются сине-зеленые водоросли преимущественно делением клеток; обогащенные новыми клетками, колонии часто не распадаются. У нитчатых форм наблюдается образование гетероцист -- крупных пустых клеток, образующихся на разных расстояниях по длине нити. Они вызывают распадение нити на отрезки из живых клеток, которые были заключены между гетероцистами; эти отрезки называются гормогониями и служат для расселения и размножения.
Половое воспроизведение отсутствует. Споры образуются у многих видов путем превращения в них обыкновенных вегетативных клеток. Оболочки их толстые, обеспечивающие сохранность живого содержимого. Сине-зеленые водоросли разделяют на два порядка: хроококковые (Chroococcales), объединяющие одноклеточные и колониальные виды (например, Gloeocapsa), и гормогониевые (Hormogonales), объединяющие многоклеточные нитчатые формы, соединяющиеся в колонии (например, Oscillatoria, Nostoc и др.).
Глеокапса малая (Gleocapsa minor) -- одноклеточная, очень малая водоросль, живущая колониями на разнообразных субстратах. В сырых местах колонии имеют вид сильно ослизненных хлопьев сине-зеленого цвета, но бывают и другие окраски. Встречается она в шахтах, пещерах, на стенах домов и земляных оградах, а также в большом изобилии в почвах и на их поверхности. Широко распространена глеокапса в Среднеазиатских республиках, где она, с одной стороны, обогащает почвы азотом, с другой -- разрушает породы, создает пещеры в горах, вызывает обвалы земляных строений, заборов и др. Размножается делением; при этом оболочки материнских клеток сохраняются и по мере дальнейших делений разрастаются, образуя семьи, заключенные в общую, исходную для этих поколений, оболочку. При полном расслизнении ее клетки высвобождаются.
Осциллярия (Oscillatoria) имеет нитчатую форму; ее плоские нити состоят из одного вертикально расположенного ряда клеток. Нить одиночная, на конце отогнутая, окруженная тонким слоем слизи; верхушка нити находится в колебательном состоянии. Размножается гормосрниями; распространена в стоячих пресных водоемах. Носток (Nostoc) -- нитчатая водоросль, живущая большими колониями, соединяющимися в слизистые комки. Нити внутри комков извилистые, четковидные, с гетероцистами, обеспечивающими размножение гормогониями. Живет в почвах и водоемах. Стратоносток (Stratonostoc commune) образует летом черные корочки, в огромном количестве покрывающие поверхность почвы в полупустынях России; после дождей они оживают и в слизи размножаются.
Особенности среды обитания водорослей и грибов и их роль в круговороте веществ в природе. Классификация грибов
Водоросли не проникают на большую глубину в океанах и морях (что связано с глубиной проникновения света), однако толща водного слоя, пригодная для заселения ими, настолько значительна, что фитопланктон занимает на земном шаре огромный объем. Свыше 90% всего фитопланктона содержится в поверхностном слое воды до глубины 40 м. Планктон -- понятие собирательное. Главную массу его составляют микроскопические животные, пищей которых в значительной мере являются разнообразные зеленые жгутиковые и микроскопические водоросли; среди последних большое место принадлежит разнообразным диатомовым. Зеленые водоросли в морском фитопланктоне отсутствуют, но в пресноводном они обычны. Сине-зеленые водоросли также свойственны преимущественно пресноводному фитопланктону, а в морском большого места не занимают.
Все организмы планктона находятся в состоянии парения, помогающего им удерживаться в поверхностных слоях бассейнов. Для этого у них выработались разнообразные приспособления (газовые пузырьки в теле -- псевдовакуоли; отложения масла, имеющего малую плотность; выделение слизи, поддерживающей водоросли во взвешенном состоянии, и др.). Огромное количество водорослей поедается веслоно-гими рачками и другими животными, так что лишь обломки их оседают в глубины, участвуя в мощных отложениях на дне океанов и морей.
В сезоны массового размножения фитопланктона вода кажется окрашенной в зеленый, синий и другие цвета; это явление известно под названием "цветение воды".
Фитобентос при изрезанности береговой линии суши земного шара, обилии подводных рифов, скал и т. п., при широком развитии эпифитного образа жизни у водорослей также занимает огромные площади. Морской фитобентос представлен главным образом бурыми и красными водорослями. Бурые водоросли образуют у многих берегов мощные подводные "джунгли". Миллионы тонн их выбрасываются штормами на берег. Сине-зеленые водоросли приспособились к существованию в сильно соленых озерах и в горячих источниках. Даже снежные поля в горах, а также в полярных областях нередко богаты водорослями, придающими этим полям в известные сезоны года зеленую или красноватую окраску.
Представление о том, что водоросли живут только в воде, неправильно. Водоросли находятся не только в почвах и на почвах, но и в атмосферном воздухе. В течение теплого сезона в воздухе во взвешенном состоянии обнаруживаются особи хлореллы, которые, очевидно, отличаются устойчивостью к высушиванию и к действию ультрафиолетовой радиации.
Чрезвычайно интересна связь сообщества водорослей с фазами почвообразования (Штина), что может иметь диагностическое значение. Так, подзолообразовательный процесс в почвах сочетается с преобладанием зеленых водорослей из класса улотриксовые; дерновый процесс -- с большим числом диатомовых; болотный -- с резким преобладанием зеленых; степной -- с преобладанием сине-зеленых и со значительным развитием диатомовых; пустынный (глинистые пустыни) -- с резким преобладанием сине-зеленых.
На поверхности почв глинистых пустынь установлен обширный видовой состав водорослей с явным преобладанием сине-зеленых; вслед за ними значительное положение занимают зеленые, а кроме того, диатомовые и зеленые жгутиковые,
В Японии под поверхностным слоем почвы наблюдали пласты студенистой массы, представляющие скопления сине-зеленых водорослей. Местное население в прошлом употребляло их в пищу.
В экологическом отношении сине-зеленые водоросли подобно бактериям обладают огромной приспособляемостью. В большом изобилии они поселяются на поверхности почвы в полупустынях и пустынях Казахстана и других республик Средней Азии. Весной и осенью, когда здесь выпадают дожди, сине-зеленые водоросли наряду с лишайниками усиленно размножаются и на поверхности, и в толще почвы. С наступлением засушливого периода колонии сине-зеленых водорослей высыхают и превращаются в черные корочки, покрываемые пылью. В этом отношении выделяется стратоносток. Ветры поднимают его корочки в воздух и развеивают их по пустыне. Но достаточно небольшого дождя, и эти корочки разбухают и оживают. Корочки водорослей обильны даже в солонцовых и солончаковых пустынях.
Сине-зеленым водорослям свойственна, как было отмечено, азот-фиксирующая роль. Кроме того, некоторые способны к анаэробной жизни.
Не менее замечательны сверлящие зеленые водоросли, внедряющиеся в раковины различных моллюсков и постепенно разрушающие их выделяемой ими щавелевой кислотой. Они способны медленно разрушать толщи известняков на земном шаре, коралловые рифы и т. п., пуская снова в ход огромные фонды углерода, издревле связанного в этих известняках.
Строение тела у водорослей имеет разнообразный характер: от од-ноклеточности до сложной дифференцировки мощного разветвленного тела некоторых бурых водорослей на покровную, ассимиляционную, запасающую, проводящую и механическую ткани. Большинство водорослей имеет одноядерные клетки. Многоядерные организмы -- слепая ветвь эволюции водорослей, приведшая к неклеточному строению. Водоросли отличаются значительным разнообразием форм хроматофоров. Крупные пластиды являются, однако, примитивными, потому что поверхность соприкосновения их с углекислотой несоизмеримо меньшая, чем общая поверхность мелких, но многочисленных хлоропластов у высших растений.
У водорослей ясно определяется такой исторический этап биологии растений, как чередование поколений. Очевидно, оно возникло еще в воде.
Редукция гематофита и доминирующее положение спорофита определились у водорослей еще в водной среде, и выход на сушу лишь закрепил этот эволюционный успех и дал ему дальнейшее развитие.
На примере водорослей видно, как природа "искала" более целесообразные формы биологических явлений: различные типы хроматофоров, клеток, полового процесса, смены поколений и пр. Наземные растения (высшие) получили уже готовые биологические формы и ритмы после жесткого отбора в водной среде.
Многие водоросли являются пищей мелких животных, которые, в свою очередь, поедаются рыбами, поэтому рыбный промысел связан с планктоном и бентосом. В зарослях фитобентоса укрываются мальки рыб. Водоросли снабжают кислородом водные бассейны. С другой стороны, окисляя загрязненные воды, они способствуют очистке их от гнилостных анаэробных бактерий. Водоросли используются человеком в пищу; кроме того, как корм для животных, как удобрения (азот, фосфор, калий, микроэлементы и др.) и как техническое сырье. Большое пищевое значение имеют ламинария, порфира, ульва и др. (в вареном виде). Кормовое достоинство водорослей проверено практикой на коровах, овцах и свиньях. Харовые водоросли оказались превосходным и предпочтительным кормом водоплавающих птиц.
Фитопланктон имеет существенное значение в образовании сапропеля (т. е. отложений органического ила в водоемах). Сапропель ныне находит широкое применение в сельском хозяйстве как кормовой продукт. В образовании сапропеля принимают участие сине-зеленые, зеленые, диатомовые и разножгутиковые водоросли (из последних особенно ботриококк в озере Балхаш).
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6
