Водоросли. Общая характеристика. Важнейшие признаки зеленых, бурых и красных водорослей

В современной системе растительный мир разделен на три подцарства: Багрянки (или Красные водоросли), Настоящие водоросли и Высшие растения. Водоросли возникли около 2 млрд лет назад. Характерной особенностью водорослей по сравнению с высшими растениями является то, что их тело не расчленено на вегетативные органы, а представлено талломом (слоевищем). У водорослей также отсутствуют характерные для высших растений истинные ткани, а органы полового и бесполого размножения, как правило, одноклеточные. Таким образом, водоросли являются наиболее простыми по своему строению представителями растительного мира. Известно около 20 тыс. видов водорослей, которые объединяются в несколько обособленных отделов (Зеленые, Красные, Бурые и др.).

Для всех видов водорослей характерна способность к автотрофному питанию благодаря наличию фотосинтезирующего аппарата. Водоросли отличаются значительным морфологическим многообразием (нитчатые, разнонитчатые, пластинчатые, харофитные). Размеры водорослей также отличаются огромным диапазонам.

В организации клеток у большинства водорослей нет существенных отличий от типичных клеток высших растений, однако есть и свои особенности. Клетки водорослей окружены постоянной клеточной оболочкой, состоящей из целлюлозы и пектиновых веществ. В цитоплазме содержаться разнообразные по форме, числу, строению хроматофоры (аналог хлоропластов у высших растений). В хроматофорах содержится определенный набор пигментов, характеризующий данный отдел водорослей. Кроме того хроматофоры содержат рибосомы, ДНК, липидные гранулы и особые структуры – пиреноиды. В пиреноидах накапливаются и синтезируются питательные вещества. Веществами запаса служат крахмал, масло, волютин, ламинарин, маннит и др.

Размножение водорослей происходит бесполым и половым путем. У одних водорослей каждая особь способна формировать и споры, и гаметы в зависимости от времени года и внешних условий; у других функции полового и бесполого размножения выполняют разные особи – спорофиты и гаметофиты. У Красных, Бурых и некоторых Зеленых водорослей наблюдается четкое чередование поколений – спорофита и гаметофита.

Бесполое размножение осуществляется фрагментами таллома или делением протопласта (внутренней части) обычных или особых клеток, называемых спорангиями, с образованием неподвижных спор (апланоспор) или зооспор (передвигаются с помощью жгутиков).

Половой процесс заключается в слиянии двух половых клеток, в результате чего образуется диплоидная зигота, вырастающая в новую особь или дающая зооспоры.

Благодаря способности к фотосинтезу, водоросли являются основными продуцентами громадного количества органических веществ в водоемах. Поглощая CO₂, водоросли насыщают водную толщу кислородом, необходимым для всех живых организмов водоема. Велика роль водорослей в биологическом круговороте вещества, в образовании горных пород.

Зеленые водоросли (около 6000 видов), обитают в различных водоемах. Клетка содержит обособленное ядро, окруженное оболочкой: пигменты (хлорофилл a и b, каротин, ксантофилл) сосредоточены в хлоропластах; питательные вещества запасаются в виде крахмала, имеется целлюлозная клеточная стенка. От зеленых водорослей, вероятно, произошли высшие растения.

Бурые водоросли (около 1000 видов) обитают на скалах в полосе прибоя, прибрежных районах океана. Бурые водоросли содержат значительно количество золотисто-бурого пигмента фукоксантина. Некоторые бурые водоросли представляют собой достаточно крупные растения с сложным и немного расчлененным телом, отдельные части которого напоминают вегетативные органы высших растений. Наблюдается чередование поколений.

Красные водоросли, как и бурые, встречаются почти исключительно в океанах. Помимо хлорофилла они содержат пигмент фикоэритин, придающий им красный цвет. Красные водоросли способны расти на больших глубинах, т.к. фикоэритин поглощает проникающие глубже всего синие лучи.