В чем состоит хозяйственное значение водорослей. Значение водорослей в природе и жизни человека. Роль водорослей в природе

Биологическая роль водных и наземных водорослей многогранна и неоднозначна.

Благодаря широкому распространению водоросли имеют большое значение в жизни отдельных биогеоценозов, в круговороте веществ в природе, в жизни всей планеты Земля. Они имеют большое значение в хозяйственной, научной, практической деятельности человека.

Водоросли, приспособившись к жизни в самых разнообразных условиях, представляют собой очень удобный объект для исследования механизма адаптации, потому что водоросли, и особенно одноклеточные, сочетают в себе морфологические признаки клетки, но реагируют на изменения внешней среды как самостоятельный организм.

В последнее время водоросли приобрели большое значение в практической и научной деятельности человека. В научных исследованиях водоросли используются как удобная модель для исследований в различных отраслях биологии, фармации, ветеринарии и медицины – цитологии, биохимии, физиологии, генетике, генной инженерии, молекулярной биологии и пр.

Теоретическое значение водорослей связано с исследованиями при решении физиологических, биохимических, биофизических, экологических и общебиологических проблем.

Культуры водорослей используются в замкнутых системах, при выполнении научно – исследовательских работ в биофизике, генетике, биохимии, физиологии, биотехнологии и пр.

Водоросли, как и все зеленые растения, под влиянием солнечного света или искусственных источников ультрафиолетовых лучей используют находящуюся в воздухе углекислоту и выделяют чистый кислород. С целью очистки воздуха от углекислоты и пополнения запасов кислорода водоросли культивируют в герметически закрытых помещениях (на подводных лодках, космических кораблях).

Водоросли являются также объектами космических исследований.

Повсеместное распространение водорослей в природе и массовое развитие водорослей в разных местообитаниях определяет большую и неуклонно возрастающую их роль в практической деятельности человека.

Альгологические знания становятся необходимыми для специалистов разных областей народного хозяйства.

Водоросли являются важным звеном в процессах биологической очистки воды, почвы, воздуха. Участвуют в круговороте веществ, в том числе кальция и кремния.

Крупные водоросли используют как корм для скота, для получения агара, йода, пищевых консервов. В некоторых районах водоросли используют в качестве удобрений.

Роль, которую играют как водные, так и наземные водоросли в жизни живого и неживого окружающего нас мира многогранна и неоднозначна.

И мы постоянно сталкиваемся как с положительными, так и отрицательными проявлениями жизнедеятельности водорослей.

Микроскопические водоросли, обитающие в воде, в основном входят в группу организмов, составляющих планктон.

Планктон представляет группу водных растительных и животных организмов, которые ведут свободно плавающий (независимый от твердого субстрата, как опорного элемента), взвешенный в толще воды образ жизни.

Для фитопланктонных организмов характерно или полное отсутствие органов движения или эти органы настолько слабо развиты, что эти организмы не могут противостоять даже слабому течению воды и их активное движение происходит только в небольших пределах.

Единственной опорой для планктонных организмов служит вода, в которой они парят или плавают, будучи всей своей организацией тела приспособлены к такому своеобразному образу жизни.

К планктону относятся главным образом мелкие часто микроскопические организмы и лишь некоторые представители зоопланктона могут достигнуть размеров в несколько миллиметров.

Водоросли вместе с бактериями и простейшими являются начальными звеньями в пищевых цепях водоемов. Являются важным источником питания для многочисленных видов рыб.

Схематически это можно представить так: бактериопланктон – фитопланктон – зоопланктон – рыбы – человек и животные.

Водные водоросли являются создателями органических веществ в водоеме, без которых невозможно существование всех остальных водных организмов, в том числе зоопланктона и рыб. Водорослями питаются разнообразные мелкие животные, в том числе дафнии и циклопы, а они в свою очередь служат пищей для рыб.

Питательная ценность планктона, в том числе и фитопланктона, по содержанию белков и жиров не уступает ценности многих пищевых растений. Обилие в водоемах мельчайших растительных организмов определяет количество их животного населения.

Особенно велика роль водорослей в образовании органических веществ в естественных водоемах, где они через несколько промежуточных звеньев влияют на рыбную продукцию.

Для искусственного разведения рыб выбирают водоемы с богатым фитопланктоном.

Водоросли играют большую роль в процессах самоочищения вод открытых водоемов.

Роль водорослей в биосфере, как первичных продуцентов органического вещества очень велика: их биомасса в Мировом океане более 1,5 млрд. тонн, а продукция за год – более 25% всех органических веществ планеты.

Водоросли, являясь древнейшими фотосинтезирующими организмами на Земле, создали ее кислородную атмосферу. От них произошли наземные растения.

Распространенные по всему земному шару, они играют огромнейшую роль в жизни природы, которая в первую очередь определяется их особенностями как фотоавтотрофных организмов.

В воде, с одной стороны, они являются основными создателями органического вещества и являются одним из первых звеньев пищевых цепей, а с другой – очень важное значение водорослей состоит в том, что в процессе фотосинтеза они выделяют свободный кислород необходимый для дыхания водных живых растительных и животных организмов.

Водоросли, создавая органические вещества, поглощают при этом углекислый газ, а на свету, подобно высшим растениям, выделяют кислород, необходимый для дыхания водных организмов.

Водоросли, обитающие в водной среде, определяют уровень биологической продуктивности водоема.

Водные водоросли являются хорошими санитарами окружающей их среды. Питаясь, как и бактерии, органическими веществами, входящими в состав сточных вод, они очищают их.

Такие водоросли, как Chlorella vulgaris, Scenedesmus obliquus, Ankistrodesmus angustus, не только хорошо растут на сточной воде свинокомплекса и птицефабрики, но и способствуют более интенсивной очистке их от органо – минеральных загрязнений.

Вольвоксовые, эвгленовые, желтозеленые, пирофитовые, дианомовые, зеленые, синезеленые водоросли вместе с гетеротрофными организмами являются хорошими санитарами, осуществляя процессы естественного самоочищения сточных и загрязненных вод.

Большую роль играют водоросли в процессах самоочищения водоемов, потребляя биогенные элементы и обогащая воду кислородом.

Водоросли очень чувствительны к химическому составу воды, поэтому могут служить хорошими индикаторами степени загрязнения среды различными химическими загрязнителями.

Как основное фотосинтезирующее звено экосистемы, водоросли играют важнейшую роль в формировании химического состава и запасов органических веществ водоемов.

В последнее время особенно усилилось значение водорослей в накоплении растворимых органических соединений водных экосистем.

Водоросли континентальных водоемов играют большую роль в образовании лечебных грязей.

Отмерший планктон оседает, способствует накоплению осадков, входит в состав детрита и используется как питательные вещества для бактерий, грибов, актиномицетов, окончательно разрушающих мертвое органическое вещество.

Планктонные водоросли, населяющие водоемы, отмирая опускаются на дно водоема и вместе с другими отмершими организмами водоема в анаэробных условиях образуют отложения под названием сапропелей.

Сапропель – это гниющий ил, который является сырьем для получения бензина, керосина, смол, масел и других ценных продуктов, используемых для нужд народного хозяйства. Сапропелевые угли используются для отопления, а сапропелевый ил – для удобрения почвы и подкормки животных.

В формировании илов, сапропелей, известняков участвуют диатомовые, зеленые, золотистые водоросли.

Практически все пресноводные водоросли употребляются в качестве удобрений почв.

Среди водных водорослей есть фиксаторы азота. На рисовых полях, где развиваются представители рода Anabaena, урожайность риса повышается без внесения азотистых удобрений.

Диатомовые водоросли имеют непосредственное отношение к образованию осадочной породы диатомита, употребляемого в технике в качестве изоляционного материала.

Регулирование режима водохранилищ и каналов совершенно невозможно без учета экологии и физиологии сезонных изменений, происходящих в количественном и видовом составе водорослей.

Каналы, сооружаемые человеком, играют важную и разностороннюю роль в его хозяйственной деятельности. Они представляют собой особый тип водоемов.

В процессе эксплуатации каналов возникают серьезные биологические помехи, виновниками которых являются различные гидробионты.

Среди них одно из основных мест принадлежит водорослям.

В каналах развиваются преимущественно диатомовые (Stephanodiscus hantzschii), зеленые (Scenedesmus quadricauda) и синезеленые Aphanizomenon flos – aque,Microcystis aeruginosa) водоросли.

Основными факторами, определяющими динамику состава и количества фитопланктона в каналах являются скорость течения воды, работа насосных станций и других гидротехнических сооружений, состав поступающего из водоисточника фитопланктона и его приспособленность к условиям водотоков, прозрачность воды и наличие биогенных веществ как вносимых из водоисточников, так и попадающих в каналы с окружающих территорий или из иловых отложений, метеорологические условия на трассе, степень развития фитобентоса и высшей водной растительности.

Водоросли в каналах играют большую и разностороннюю роль. Она зависит от состава и обилия фитопланктона и фитобентоса, а также от назначения каналов, так как вода искусственных водотоков используется человеком для разных целей и к ней предъявляются разные требования.

В водопроводных каналах водоросли играют большую роль в формировании качества воды.

В ирригационных водах микроскопические водоросли (особенно планктонные), как правило, играют положительную роль, так как организмы, выносимые с водой на поля, служат хорошим удобрением и участвуют в повышении плодородия почвы.

Значение водорослей в народном хозяйстве разнообразно.

Водоросли используются в сельском хозяйстве, в медицине, промышленности.

Морские макрофиты (Porphyra, Rhodimenia, Laminaria, Alaria, Undaria и др.) используются для приготовления пищи, приправ, супов, кондитерских изделий (Spirulina platensis), кормов для животных.

В качестве дешевого пищевого продукта используются не только морские водоросли, но и некоторые пресноводные синезеленые (в том числе Sphaeronostoc pruniforme, Stratononostoc commune, Nematonostoc flagelliforme и др.) широко распространенные и встречающиеся на дне прудов и озер.

В мореплавании водоросли могут использоваться как показатели свободного от льда водного пространства, а для рыбаков – показателями наличия рыбы.

Для коммунального хозяйства водоросли имеют значение не только как участники процессов самоочищения воды, но и как показатели качества воды.

Многие виды водорослей являются индикаторами биологического и антропогенного загрязнения и засоления.

В настоящее время большое внимание уделяется биологическому контролю за изменениями, происходящими в окружающей среде. Показателями биологического мониторинга являются функциональные и структурные параметры. Водоросли, как биологическим индикаторам (сапробам) принадлежит одно из ведущих мест.

Сапробы (биологические индикаторы) – это группа микроорганизмов, используемых для учета степени загрязнения окружающей среды различными органическими и другими веществами. Эта группа очень обширна и разнообразна. В нее входят грибы, бактерии, актиномицеты, водоросли, простейшие и другие организмы, обитающие в почве, воде, воздухе.

Среди представителей фито- и зоопланктона, обитателей почвы и воздуха выделено более 800 видов, которые особенно чувствительны к различным органическим веществам, находящимся во взвешенном или растворимом состоянии. Одни из этих организмов нуждаются в этих веществах (как в пище), другие, наоборот, трудно или совсем не выносят присутствия этих веществ. Одни из них для сохранения вида в неблагоприятных условиях превращаются из вегетативной формы в споры или цисты и в таком состоянии десятилетиями могут сохраняться в воде, почве, не теряя своей жизнеспособности. Есть и такие, которые не выдерживают изменений рН среды, химического состава, влажности, температуры, количества и качества питательных веществ, продолжительности светового дня, радиоактивного облучения, глубины водного или почвенного слоя, высоты воздушного слоя и пр.

Особенно остро эта зависимость выражена у водных организмов – всякие изменения в окружающей среде сказываются на скорости их размножения и развития.

Это и послужило обоснованием для использования водорослей в качестве биологических индикаторов, позволяющих судить о степени и характере загрязнения воды, почвы, воздуха.

Водоросли участвуют в процессах создания лечебных грязей, являются продуцентами, используемых в медицине, витаминов и антибиотиков (Scenedesmus obliguus), биологически активных веществ.

В медицинской практике водоросли используются для получения йода, брома, препаратов применяемых с профилактической и лечебной целью при склерозе, нарушении деятельности щитовидной железы, при лечении долго не заживающих ран (Laminaria digitata, L.clustoni).

Существуют съедобные водоросли, являющиеся источниками белков, жиров, углеводов.

Водоросли, и особенно Chlorella pyrenoidosa, Scenedesmus quadricauda, используются в качестве объектов при проведении физиологических и биохимических исследований.

Водоросли, живущие в почвах, повышают их плодородие, участвуют в образовании гумуса, в результате чего свежеобвоженные субстраты становятся пригодными для жизни других растений.

Наземные водоросли выполняют роль пионеров растительности на бесплодных, каменистых участках суши, как накопители первичного гумуса, подготавливающего возможность поселения других растений.

Почвенные водоросли имеют значение для животноводства, их используют для подкормки животных.

Для повышения урожайности водоросли используют для удобрения почвы.

Водоросли играют большую роль в обогащении почв азота за счет азота атмосферы.

Около 30 видов синезеленых водорослей являются активными фиксаторами свободного азота из воздуха. Среди них такие виды как: Cylindrosperum musciola, Tolypothrix tenuis, Anabaena cylindrical, Anabaena oryzae, Anabaena variabilis, Nostoc prunifirme, Nostoc paludosum, Nostoc muscorum, Nostoc coeruleum, Nostoc lincria, Nostoc microsporicum, Nostoc punctiforme, Nostoc flagelliforme.

Среди почвенных водорослей, также как и среди водных, есть активные продуценты витаминов и других биологически активных веществ. Зеленые водоросли Chlorella vulgaris, Scenedesmus obliguus вырабатывают антибиотики, ингибирующие некоторые патогенные бактерии.

Почвенные бактерии являются биоиндикаторами промышленных загрязнений, токсичности почв после внесения гербицидов или других ядов.

Учет общего количества водорослей или дифференцированный учет групп водорослей в одном грамме почвы может быть использован при оценке токсического действия пестицидов на микрофлору почвы.

Первые гипотезы о значении водорослей в жизни почвы появились более 100 лет тому. С тех пор многократно была доказана повсеместная распространенность почвенных водорослей и их роль в заселении различных безжизненных субстратов, и создании самостоятельных групп или альгоценозов в сочетании с другими организмами.

На поверхности почвы и в ее верхних слоях водоросли в процессе фотосинтеза создают органическое вещество и являются продуктами биогеоценоза.

Почвенные водоросли – это единственная группа продуцентов наземных экосистем, у которой продукция в большинстве случаев во много раз превышает биомассу. Особенно это проявляется при преобладании Nostoc commune.

Почвенные водоросли являются центрами интенсивного развития гетеротрофных микроорганизмов.

Основная форма взаимодействия почвенных водорослей с бактериями, обитающими в почве – ассоциация. Существуют многочисленные примеры сосуществования водорослей с грибами.

Водоросли, как активные компоненты почвенной микрофлоры, участвуют в общей жизнедеятельности биогеоценоза и играют важную роль в биологическом круговороте зольных элементов.

Формируясь под влиянием основных компонентов биогеоценоза – растительного покрова и почвы, водоросли отражают их особенности и могут быть индикаторами их генезиса и состояния.

Водорослям, как и другим живым организмам, оказывать на окружающую природу и негативное влияние.

Так, отрицательное значение водорослей связано с цветением воды в водохранилищах и каналах, засорением агрегатов электростанций, фильтров водопроводных сетей, замором рыб. Встречаются токсические водоросли.

Водоросли могут засорять системы водоснабжения и водоемы по мере их эвтрофизации. Водоросли могут вызывать красные приливы, служить причиной отравления и заболевания людей и животных.

К планктонным водорослям, вызывающим нередко цветение воды, относятся Microcystisssss aeruginosa, Woronichinia noegeliana, Aphanisomenon flos – aquae, Anabaena Lemmermanii, Anabaena Scheremetievi, Rivularia echinulata.

В большинстве случаев синезеленые водоросли вызывают цветение в пресных водоемах и реже – в морской воде.

В озерах, прудах и реках с медленно текущей водой цветение чаще всего вызывают виды родов Anabaena, Microcystis, Gleotrichia.

В клетках планктонного вида Gloertichia gechinulata имеются газовые вакуоли. При массовом размножении клетки покрывают всю водную поверхность в результате чего в водоеме нарушается воздухообмен, а это в свою очередь вызывает замор рыб.

Чрезмерное накопление в водоеме водорослей отрицательно сказывается на качестве воды, ее вкуса и запаха, может вызвать массовое отравление скота, приходящего на водопой, способствует заилению водоема и его обмелению.

Водоросли выделяю альготоксины (вызывающие токсикозы и даже смерть) и другие активные метабллиты с аллергическим, мутаногенным и канцерогенным действием Некоторые виды водорослей выделяют также вещества проявляющие антигормональную, бактерицидную, инсектицидной, фунгицидную активность.

Накопление в водоеме ядовитых веществ, продуцируемых живыми клетками или выделяющихся при их гибели и разрушении, оказывает губительное действие на живые организмы.

Чаще всего появление токсических веществ при цветении водоема связано с массовым размножением видов синезеленых водорослей родовAphanizomrnon, Microcystis, Nostoc, Anabaena, Nodularia, Gloeotrichia и вида золотистых водорослей Primnesium parvum.

Появление токсических морских вод известно с давних времен. В настоящее время определены и виды морских водорослей, выделяющие токсические и пигментные вещества, от действия которых гибнут люди, морские птицы, моллюски, рыбы и другая морская живность.

Красное цветение морской воды вызывает Haematococcus pluvialis.

Токсические вещества выделяют виды Gonyaulax catenella, Gonyaulax monilata, Gymnodinium breve, Gymnodinium veneficium, Nodularia spumigena, Gloeotrichia echinulata, Oscillatoria vauch, Nostoc rivulare.

Виды рода Gimnodinium днем вызывают желтое, ржавокрасное, мутнорозовое, а ночью – серебристобелое цветение моря.

Выделяют токсические вещества и вызывают цветение моря также виды родов Nactiluca, Cyricistis, Ceratium.

Отравляющее действие синезеленых водорослей связано с фенолами, которые они продуцируют и выделяют в окружающую среду. У людей эти токсические вещества вызывают поражение желудочно – кишечной, дыхательной, мышечной, кожно – слизистой систем. Кроме того, у людей развиваются аллергические явления, конъюнктивиты, зуд носа и глаз, опухание век, астма, дерматит.

Отравляющее действие этих токсинов на людей может проявиться опосредовано через отравленных рыб или птиц, съевших отравленную рыбу.

Токсическое действие ядовитых метаболитов синезеленых водорослей при употреблении отравленной воды животными (крупный и мелкий рогатый скот, овцы, лошади, собаки и др.) и птицами (чайки, утки и др.) проявляется в возникновении сильной слабости, тошноты и рвоты, сильной жажды, поноса с примесью крови, шелушения слизистой, полостных кровоизлияний, асцитов.

Поражение нервной системы у лошадей, кошек, собак, диких животных, прибрежных птиц проявляется в виде судороги, неуверенной походке, подергивания и мигания глаз, вытягивания шеи, понижения температуры тела, оцепенения, летаргии, закупорки мозговых и спинномозговых кровеносных сосудов и оболочек мозга. Развиваются поражение печени и селезенки, вздутие и расширение сердца, поражение перикарда.

Прижизненно экстрагируемые водорослями полисахариды, гидролизуемые бактериями на моно- и олтгосахариды, ухудшают качество природных вод и придают им неприятный запах и вкус, обуславливают тем самым биологическую непригодность вод.

Особое значение для водоснабжения имеют некоторые виды водорослей, продуцирующие ароматические вещества, обеспечивающие трудно устраняемые запах и вкус – рыбный, травянистый, затхлый, прелый, гераниевый, землистый, гнилостный и пр.

Ароматические водоросли встречаются среди диатомовых, зеленых, синезеленых, золотистых, пирофитовых.

При развитии астерионелл (Asterionella) у воды появляются землистый, гераниевый и рыбный запахи. Виды рода Synura способствуют возникновению огуречного и рыбного запахов, представители рода Melosira обеспечивают наличие запаха несвежего рыбьего жира, а при массовом развитии видов Anabaena и Aphanizomenon у воды появляются травянистый, настурциевый, гнилостный и плесневой запахи.

На продукцию ароматических веществ водорослями влияют концентрация азотсодержащих веществ, физиологическое состояние водоросли, наличие факторов, изменяющих процессы метаболизма, количество сбрасываемых в водоем промышленных и сточных вод.

Аминокислоты, продуцируемые такими водорослями как Anabaena cylindrical, Chlorella vulgaris, Navicula pelliculosa ингибируют процессы метаболизма водорослей и других организмов.

При массовом размножении водорослей – обрастателей возникают трудности в водоснабжении и эксплуатации водного транспорта и гидротехнических сооружений.

Обрастание водорослями водного транспорта ниже ватерлинии, вызывает замедление скорости передвижения этих судов. Массовой размножение диатомовых водорослей в толще морской воды обуславливает помутнение перископных линз подводных лодок.

Массовое развитие планктонных и бентосных водорослей вызывает механические помехи на гидротехнических сооружениях, уменьшает пропускную способность каналов, водохранилищ и других судоходных водоемов, существенно ухудшает качество воды по гидрохимическим и биологическим параметрам, приводит к нарушению работы водоочистных сооружений и способствует затруднению очистки воды на этих сооружениях

Массовое развитие микроскопических водорослей способствует увеличению расходов реагентов, применяемых для очистки воды и удалению трудно устраняемых запахов.

Микроскопические водоросли родов Cladophora, Enteromorpha, Spirogira, Oedogonium, Chara вызывают серьезные помехи в эксплуатации водоемов практически всех типов.

Массовое развитие водорослей способствует зарастанию водоемов и обрастанию водопроводов.

Значение водорослей. Водоросли находят все более широкое применение в различных отраслях хозяйства: как пищевые продукты, как кормовые концентраты, для получения химических соединений, в том числе биологически активных веществ и медицинских препаратов.

Они могут использоваться в качестве индикаторов состояния водоёма, являются биоиндикаторами, а также начальным звеном в трофической цепи экосистемы водоёма.

Водоросли можно считать первичным источником пищи для всех водных животных. Благодаря присутствию хлорофилла они синтезируют из неорганических веществ органические. Водоросли служат кормом для водоплавающих птиц. Муку из водорослей используют на корм сельскохозяйственным животным.

Хозяйственное значение водорослей заключается в их непосредственном использовании в качестве пищевых продуктов или сырья для получения различных веществ, ценных для человека. Из многочисленных видов водорослей съедобными в настоящее время считаются восемьдесят. Порфира считается деликатесом во многих приморских странах. В Японии насчитывается более 300 наименований блюд из морской капусты. По статистическим данным, только сырых водорослей японцы съедают в год лишь в 35 раз меньше по весу, чем риса, который, как известно, в этой стране считается «блюдом номер один».

Бурые и красные водоросли – источник получения агар-агара, желеобразного вещества, употребляемого в кондитерской, бумажной, фармацевтической промышленности и в микробиологии.

Водоросли – ценное удобрение, и морские макрофиты с давних времен используются для подкормки растений. Водорослевые удобрения получили широкое распространение в Ирландии, Шотландии, Норвегии, Франции.

Почвенные водоросли могут во многом определять плодородие участка, а развитие на голых камнях лишайников считается первой стадией почвообразовательного процесса.

Зола водорослей – сырье для получения брома и йода. Со времени открытия йода (середина XIX века) Норвегия и Шотландия извлекали его почти исключительно из донных растений. Во время первой мировой войны, когда потребность в препаратах йода резко возросла, японские заводы, переработав миллионы тонн сырых водорослей, получили около 600 т йода. Диатомит применяется в составе абразивных порошков и фильтров, а также служит теплоизоляционным материалом, заменяющим асбест.

Отрицательное воздействие водорослей. Для человека водоросли могут быть очень полезными и очень вредными, вызывать ряд болезней, т. к. могут создавать серьёзные проблемы, связанные с отравлением водоёмов, нарушением работы гидротехнических сооружений, обрастаниями на судах и т. д. Они загрязняют источники воды, часто придавая им неприятный вкус и запах.

Некоторые водоросли, особенно в периоды своего «цветения», портят места, отведённые для купания. Многие морские макрофиты во время штормов отрываются от субстрата и выбрасываются волнами и ветром на пляж, буквально заваливая его своей гниющей массой. В их плотных скоплениях могут запутываться мальки рыб. Несколько видов водорослей, попадая в организм животных, вызывают отравления, иногда смертельные. Другие оказываются сущим бедствием в теплицах или повреждают листья растений.

Несомненно, для человека важно здоровье. И среди водорослей встречаются возбудители болезней, о которых человек должен знать. Чаще всего это водоросли бесхлорофилльные, например водоросль Prototheca. Они вызывают прототекоз, который проявляется в поражении кожи, подкожных инфильтратах; иногда поражаются суставы. Встречается у собак, у крупного рогатого скота. Борьба с прототекозом сложная, т. к. водоросль устойчива к антибиотикам. Но все же она изличима (амфотерицин В + тетрациклин).

Возможны силикозы из-за вдыхания диатомовой земли. Кроме непосредственного влияния самой водоросли действуют и её токсины. Попадая в организм, они вызывают отравление и даже смерть. Мы уже отмечали токсичность синезелёных водорослей, особенно вредное «цветение» воды. Очень опасно для животных и человека «цветение» воды с участием Anabaena flos-aquae, дающее тяжёлые последствия (токсины могут вызывать некрозы печени, гастероэнтерит, дерматит). Также есть токсичные водоросли среди Dinophyta , вызывающие «красные» приливы (гимнодинизм у берегов Флориды).

Водоросли являются древнейшими низшими фотосинтезирующими организмами, живущими преимущественно в водной среде. Многие из них вторично приспособились к жизни в почве и некоторых наземных местообитаниях. По данным ученых, в мире насчитывается до 40 тыс. видов водорослей. Роль водорослей в природе и хозяйственной деятельности человека чрезвычайно велика.

Водоросли – это основные образователи органического вещества в водоемах. Донные водоросли в Баренцевом море у Мурманского побережья дают до 15 кг сырой массы на метр. В некоторых районах Антарктиды биомасса водорослей составляет в среднем 70 т/га, у Калифорнийского побережья – 100 т/га. Годовая продукция донных водорослей в Баренцевом море составляет до 231 т органического вещества в сырой массе на гектар, а фитопланктона – до 30–50 т/га. По расчетам ученых вклад водорослей в общую продукцию органического углерода на планете составляет около 80 %.

Как мощный и неиссякаемый источник органического вещества водоросли, особенно планктонные формы, являются постоянной кормовой базой и первоначальным звеном в пищевых цепях для многих беспозвоночных животных и рыб. Заросли водорослей служат пристанищем и укрытием для многочисленных видов животных, местом нереста рыб.

В водной среде водоросли – почти единственный продуцент свободного кислорода, необходимого для дыхания разнообразных водных организмов и для жизнедеятельности аэробных бактерий, грибов и других организмов – активных агентов самоочищения загрязненных естественных вод. Вместе с тем водоросли участвуют в утилизации органических соединений, солей тяжелых металлов, радионуклидов.

Однако при массовом развитии водоросли могут быть причиной вторичного биологического загрязнения и интоксикации природных вод. В последние десятилетия в различных водоемах участились случаи "цветения" воды, возникающие вследствие массового развития одного или нескольких наиболее приспособленных к данным условиям видов водорослей. Прижизненные выделения водорослей и ядовитые вещества, которые образуются при их распаде, губительно действуют на животные организмы.

Водоросли играют большую роль в общем балансе кислорода на нашей планете. В наземных местообитаниях совместно с другими микроорганизмами они являются пионерами растительности. При отсутствии органического вещества поверхность скальных пород, вулканического пепла, промышленных отвалов и других субстратов заселяется прежде всего микроорганизмами одноклеточных водорослей и сопутствующих им бактерий. В результате происходит первичное накопление органических веществ.

Водоросли, которые живут на почве и в почве, повышают ее плодородие. Особенно это касается азотфиксирующих синезеленых водорослей, или цианобактерий.

Водоросли нередко вступают в симбиоз с грибами, образуя единый организм – лишайник. Особенно велика роль лишайников в растительном покрове тундровых, лесотундровых и лесных экосистем.

Проблема продовольствия, обеспечение растущего населения планеты полноценным питанием стали важным экономическим и политическим фактором в современном мире. В связи с этим растет интерес к новым, нетрадиционным источникам белка, жиров, углеводов, витаминов, ферментов и к другим физиологически активным веществам. Водоросли в этом плане являются весьма перспективными организмами. Они содержат большой процент белка (до 70 % сухой массы), включающего все аминокислоты, необходимые для нормального питания человека.

Выход белка на единицу площади за единицу времени при выращивании водорослей на один-три порядка превышает таковой по сравнению с другими традиционными источниками (бобовыми, злаками, крупным рогатым скотом и др.). Водоросли – богатейший источник витаминов, микроэлементов и других физиологически активных веществ. Содержание витаминов в 100 г хлореллы превышает суточную потребность в них человека. Поэтому рекомендуется вводить водоросли в рацион больных сердечно-сосудистыми и желудочными заболеваниями.

Морские водоросли используются человеком в пищу с 850 г. до н. э. В настоящее время как продукт питания они употребляется главным образом населением Востока и островов Тихого океана. Известно около 170 видов съедобных макроскопических водорослей, из них 81 вид красных, 54 – бурых, 25 – зеленых, 8 – синезеленых.

Наибольшей известностью у нас пользуется так называемая морская капуста. Это главным образом водоросль ламинария и близкие к ней (например, алария и ундария). Широко известна и высоко ценится красная водоросль порфира, которая используется в пищу под названием красный морской салат. Такое же применение имеет зеленая морская водоросль ульва, которую часто употребляют в сыром виде в качестве салата.

В последние 50 лет значительное развитие получила аквакультура водорослей. В довольно больших количествах выращиваются виды родов ламинария, порфира, макроцистис, ундария, спирулина и др. В Японии, например, из 10 млн т морских продуктов, получаемых ежегодно, 1 млн т поступает за счет аквакультуры. В пищевом рационе японцев водоросли составляют почти 20 %.

В пищу человек использует микроскопическую водоросль – хлореллу, а также несколько видов синезеленых водорослей. Широко культивируется синезеленая водоросль спирулина, содержащая более 60 % белка. Энергетическая ценность пищи изводорослей невысока, но не это определяет их пищевое значение. В первую очередь оно обусловливается наличием в них разнообразных биологически активных веществ, таких как свободные аминокислоты, полиненасыщенные жирные кислоты и др. Водоросли, например, содержат моно- и дийодтирозин, успешно применяемые при лечении заболеваний щитовидной железы, и полиненасыщенные жирные кислоты, антиоксидантная активность которых превосходит соответствующую активность витамина Е. Хотя часть полисахаридов водорослей не расщепляется ферментами пищеварительного тракта, они способствуют выведениюиз организма токсических продуктов метаболизма, а также поступающих в организм извне солей тяжелых металлов и радионуклидов. При этом низкомолекулярные полисахариды, поступающие в кровь, способны сорбировать и выводить из организма депонированные стронций и кадмий.

В водорослях в достаточно больших количествах содержатся практически все необходимые для нормального развития организма минеральные элементы. При этом особую ценность минерального состава водорослей для организма человека и животных определяет то, что содержание натрия у них значительно превышает содержание кальция. Какизвестно, соотношение между этими элементами в организме влияет на растворимость солей кальция. При остаточном содержании натрия не происходит накопления кальция и, как следствие этого, не протекают процессы склеротизации кровеносных сосудов и образования камней в почках и печени. Высокое содержание в водорослях калия обеспечивает его потребность для осуществления многих важнейших физиологических функций организма. Хлор стимулирует деятельность лимфы во всем теле и способствует очищению печени и почек. Совместное воздействие серы и хлора приводит к очищению слизистой оболочки желудка и кишечника.

Богатый минеральный состав и высокое содержание витаминов и других биологически активных веществ обусловливает то, что потребление водорослей наилучшим образом обеспечивает организм строительным материалом для образования в органах кроветворения кровяных клеток, особенно красных кровяных телец. Вместе с тем следует учитывать, что бурые водоросли содержат очень высокое количество хлора, калия, серы, магния и йода; при неумеренном употреблении водоросли могут оказать неблагоприятное воздействие на организм человека, например может возникнуть гипериодизм.

В качестве пищевого продукта водоросли используются как в свежем, так и в консервированном виде, а также при изготовлении хлебобулочных и кондитерских изделий.

Достаточно широко водоросли используются в качестве корма и кормовых добавок в рационе животных. В Европе и Северной Америке крупный рогатый скот, овцы и лошади часто пасутся на литорали. Применение водорослей в животноводстве повышает устойчивость животных к различным заболеваниям, ускоряет их рост и размножение, повышает качество товарной продукции.

Данные физиолого-биохимических исследований свидетельствуют о том, что наиболее перспективным первичным утилизатором солнечной энергии являются микроводоросли. Так, у некоторых зеленых водорослей КПД фотосинтеза составляет 21 %, т. е. более чем в 200 раз превышает среднее значение КПД фотосинтеза на земном шаре.

В закрытых полностью автоматизированных опытных установках космического назначения при искусственном освещении продуктивность хлореллы составляет 100–140 г сухого вещества на 1 м в сутки. Это соответствует 1000–1400 кг/га в сутки или 360–500 т сухой биомассы на 1 га в год.

Энергию, получаемую за счет фотосинтеза водорослей с последующей наиболее рентабельной ее конверсией в газ, считают конкурентоспособной в глобальных масштабах с ядерной энергией. Уже созданы установки для получения метана из водорослей, выращенных на сточных водах. Продуктивность их составляет до 80 т/га сухой биомассы в год, которая может дать 74 тыс. кВт часов электроэнергии.

Разработанная биотехнология получения биогаза из биомассы водорослей, выращенных на сточных водах, позволяет одновременно решать вопросы очистки стоков, охраны окружающей среды от загрязнения, получения дополнительных источников энергии и удобрений, позволяющих экономить природные ресурсы.

Использование водорослей в качестве источника промышленного сырья имеет сравнительно длительную историю. В начале XIX в. из морских водорослей начали получать йод, несколько позже – бром, натрий, калий и другие элементы. Наибольшую ценность из органических веществ, извлекаемых из морских водорослей, представляют фикоколлоиды (агар, агароид, агароза, каррагенин, нори, агаропектин), альгиновая кислота и ее соли – альгинаты.

Фикоколлоиды, содержащиеся в красных водорослях (филлофора, анфельция, грацилярия, гелидиум и др.), широко используются в пищевой, кондитерской, фармацевтической, химической, микробиологической, текстильной, бумажной, косметической и других отраслях промышленности. Агар в больших количествах потребляется для научных целей, санитарно-эпидемиологической службы, техники.

Альгинаты и альгиновая кислота, продуцентами которых являются бурые водоросли, применяются в химической промышленности для стабилизации растворов и суспензий, а также при изготовлении консервов, фруктовых соков, хлебобулочных и кондитерских изделий, при производстве клея, лаков, красок, пластмасс, синтетических волокон, строительных материалов, в полиграфии, в текстильной и фармацевтической промышленности (при изготовлении лечебных мазей, паст и др.).

Маннит, получаемый из бурых водорослей, используется в фармакологии (лекарства для диабетиков), при изготовлении синтетических смол, красок, бумаги, взрывчатых веществ, при выделке кож. Из морских водорослей получают дорогостоящие дефицитные медицинские препараты для лечения лучевой болезни, для обработки незаживающих ран, заменители крови и др.

Обильное развитие водорослей в прошедшие геологические эпохи привело к формированию мощных горных пород. За многие тысячелетия водоросли образовали известняки толщиной до 1100 м, простирающиеся нередко на несколько километров. Всем известный писчий мел на 95 % состоит из остатков известкового панциря золотистых водорослей кокколитофорид.

Из массового скопления панцирей диатомовых водорослей образовались диатомиты, мощность которых достигает нескольких сотен метров. Диатомиты являются источником около 150 разнообразнейших продуктов, в том числе хрусталя, жидкого стекла, шлифовальных материалов, сорбентов, оптического кварца и стекловолокна, необходимых для развития электроники, энергетики и других отраслей народного хозяйства. Диатомиты используются при изготовлении динамита и бездымного пороха, в различных отраслях легкой, химической и металлургической промышленности. Диатомит – легкий, дешевый, огнеупорный материал, с высокими звуко- и теплоизоляционными свойствами.

Горючие сланцы, некоторые угли, возможно и нефть тоже имеют водорослевое происхождение.

Водоросли – исходный материал, из которого образовались в сравнительно неглубоких водоемах органические илы – сапропели, являющиеся источником получения кокса, смолы, бензина, керосина, парафина, горючих газов, органических кислот, спиртов, смазочных масел, аммиака, пластмасс, изоляционных лаков, красок, бумаги, фармацевтических препаратов и др. В больших количествах сапропели используются как топливо, как высококачественное органическое удобрение и на корм скоту.

Из водорослей континентальных водоемов образованы лечебные грязи, применяемые при лечении ревматизма, подагры, некоторых расстройств нервной системы и других заболеваний. Известно, что еще в I тыс. до н. э. восточная медицина использовала их при лечении ряда заболеваний. В настоящее время обнаружено, что морские водоросли содержат самые разнообразные по своей химической природе вещества, положительно влияющее на работу сердца, желудка, кишечника, эндокринных желез, нервной и иммунной систем, а также что они обладают противосклеротическим действием, улучшают процессы кроветворения, являются антиоксидантами и задерживают процессы старения организма.

Наряду с созидательной деятельностью водоросли принимают участие в процессах «выветривания», разрушения горных пород. К экологической группе так называемых сверлящих принадлежат синезеленые, зеленые и красные водоросли. Разрушая минеральный субстрат, водоросли получают из него необходимые минеральные соли.

Учитывая все возрастающий интерес к водорослям со стороны ученых и практиков, уже в недалеком будущем можно ожидать открытия у них новых уникальных органических соединений с полезными для человека свойствами, выявления новых аспектов их использования в различных отраслях народного хозяйства и медицины.

Водоросли – древнейшие фотосинтезирующие организмы нашей планеты, создавшие кислородную атмосферу. Велико значение водорослей в биосфере как первичных продуцентов органического вещества. Повсеместное распространение водорослей в природе и нередко массовое их развитие в водоемах разного типа, на наземных субстратах и в почве определяют огромное их значение в жизни человека, в его хозяйственной деятельности. В настоящее время водорослям отводят важную роль в решении ряда глобальных проблем, таких как продовольственная, энергетическая, охрана окружающей среды, освоение недр Земли, богатств Мирового океана, космического пространства, получение новых источников промышленного сырья, стройматериалов, фармацевтических препаратов, биологически активных веществ, новых объектов биотехнологии.

Царство Cyanobiontes – оксигенные фототрофные бактерии

К царству Cyanobiontes относятся прокариотические, грамотрицательные, одиночные или собранные в колонии тонкостенные клетки, многоклеточные организмы. Фотосинтез идет с выделением кислорода. Содержат хлорофиллы а , реже b , у части встречаются фикобиллипротеины. В качестве доноров кислорода, как правило, используют воду. Это аэробные и факультативно аэробные организмы.

Отдел Синезеленые водоросли (Cyanophyta ), или Цианеи, или Цианобактерии

Синезеленые водоросли, или цианеи, представляют собой древнейшую группу организмов, широко распространенных в разнообразных водных и вневодных биотопах. Отдел синезеленых водорослей объединяет около 2000 видов. Их индивиды могут быть одноклеточными, колониальными и многоклеточными, от микроскопических до крупных колониальных структур, прикрепленных или неприкрепленных к субстрату. Несмотря на полное отсутствие жгутиковых стадий, ряд синезеленых водорослей способен к скользящему движению. Типичная окраска таллома – сине-зеленая. Однако в зависимости от соотношения пигментов она может варьировать и быть желтовато-зеленой, зеленой, оливковой и др.

Клетка одета оболочкой, нередко легко ослизняющейся (рис. 3). Клеточная оболочка, или клеточная стенка, обычно состоит из четырех четко разграниченных слоев. Кнаружи от цитоплазматической мембраны расположен электронно-прозрачный слой L 1 , за ним – электронно-плотный слой L 2 , состоящий из муреина – основного компонента стенки бактерий. Слой L 2 определяет прочность оболочки. За муреиновым слоем следует электронно-прозрачный слой L 3 и мембраноподобный L 4 . Поперечные стенки, или септы, нитчатых форм состоят только из слоев L 1 и L 2 . В септах нитчатых форм имеются поры, через которые соединяются цитоплазматические мембраны с протопластами соседних клеток. Такие цитоплазматические тяжи называются микроплазмодесмами. Установлено, что между двумя вегетативными клетками в септе анабенопсиса может быть до 4000 микроплазмодесм. Поры имеются и в продольных стенках нитей.

У многих цианей над клеточной стенкой расположены слизистые слои. Они могут быть толстыми и плотными в виде чехлов или капсул, объединяющих обычно несколько клеток, или тонкими и жидкими. Тонкая структура слизи представляет собой фибриллярную, или волокнистую, систему, в которой фибриллы в аморфном матриксе располагаются либо по спирали, либо беспорядочно.

Цитоплазма синезеленых водорослей вязкая. Преимущественно в ее периферической части локализованы тилакоиды, которые никогда не образуют групп и располагаются в цитоплазме клетки обособленно. В мембранах тилакоидов содержатся пигменты. К ним относятся хлорофилл а , каротиноиды (α-, β-, ε-каротин и ксантофиллы – эхиненон, зеаксантин, криптоксантин и др.), а также фикобилипротеиды – фикоцианин, аллофикоцианин и фикоэритрин. Последние в форме глобул (фикобилисом) располагаются на поверхности мембран тилакоидов. Центр клетки представлен нуклеоплазмой, в которой находятся фибриллы ДНК. Настоящие мембранные ядра у цианей отсутствуют. В ядерном материале (нуклеоиде) Cyanophyta , как и у бактерий, нет гистонов.

В цитоплазме клеток цианей имеются рибосомы и нередко газовые вакуоли (псевдовакуоли). Последние состоят из плотноупакованных мембранных субъединиц – газовых везикул, имеющих форму полых цилиндрических трубок с коническими шапочками на концах. Мембраны газовых везикул состоят из белков.

Запасными веществами являются гликоген, волютин (полифосфатные гранулы), цианофициновые гранулы, липидные включения.

Только немногие синезеленые водоросли – одноклеточные организмы. Большинство образует колонии или многоклеточные нити. Последние могут быть соединены в ложнопаренхимные колонии.

Нить, образованная путем деления клеток, где соседние клетки соединены друг с другом при помощи плазмодесм, называется трихомом. У одних форм все клетки нити (трихома) могут быть одинаковы. Это гомоцитные талломы. У других в нитях, состоящих в основном из вегетативных клеток, различают еще гетероцисты и акинеты . Гетероцисты и акинеты формируются из вегетативных клеток.

Гетероциста – клетка с сильно утолщенной стенкой, где кнаружи от слоев L 1 –L 4 развиваются еще пластинчатый слой, гомогенный и фибриллярный (рис. 4). В протопласте гетероцисты можно обнаружить единственные гранулярные структуры – рибосомы. При дифференцировке гетероцист происходит реорганизация мембранной системы – разрушение тилакоидов и формирование новых плотноупакованных мембран. В гетероцистах можно обнаружить только хлорофилл и каротиноиды, фикобилинов почти нет. Фибриллы ДНК в гетероцистах рассеяны по всей цитоплазме. В оболочках гетероцист в местах примыкания к соседним вегетативным клеткам остаются поровые каналы, которые у зрелых гетероцист закрыты пробками. В гетероцистах фиксируется в аэробных условиях атмосферный азот. По гетероцистам происходит распад нитей на отдельные части – гормогонии, которые дают новые талломы.

Другими специализированными клетками являются акинеты (споры) (рис. 5). Дифференцировка акинет из вегетативных клеток происходит следующим образом. Заметно утолщается муреиновый слой оболочки. Кроме того, вокруг клеточной стенки формируется широкая обвертка. В протопласте акинет синтезируется много запасных веществ, особенно цианофициновых зерен. Содержание ДНК резко возрастает в сравнении с ее содержанием в вегетативных клетках. Структура тилакоидов в акинете остается той же, что и в вегетативной клетке. В отличие от гетероцисты, у акинеты отсутствуют поровые каналы и покров окружает ее со всех сторон в равной мере. Акинеты могут долгое время выдерживать неблагоприятные условия, губительные для вегетативных клеток, и затем прорастать в новый таллом.

Большинство одноклеточных и колониальных форм размножается делением клеток пополам. Подавляющее большинство нитчатых цианей размножается гормогониями, которые образуются в результате распада нити на фрагменты. Обычно после некоторого периода движения гормогонии вырастают в новые нити. Многие гетероцитные нитчатые цианеи размножаются акинетами. Некоторые одноклеточные и колониальные формы образуют мелкие эндогенные клетки – эндоспоры или постепенно отшнуровывают от вершины материнской клетки экзоспоры. В качестве репродуктивных клеток цианей могут быть кокки – клетки без четко выраженных оболочек и планококки – клетки, способные к движению.

Половой процесс у синезеленых водорослей не отмечен.

В ископаемом состоянии синезеленые водоросли известны с докембрия. Возраст некоторых ископаемых цианей составляет свыше 3 млрд лет. Первыми возникли одноклеточные формы, не имеющие утолщенных клеточных покровов, затем одноклеточные с многослойными клеточными стенками, не прикрепленные и прикрепленные к субстрату. Позже появляются слизистые колонии и нитчатые талломы, состоящие из неветвящихся и ветвящихся нитей. Достигнув высокой степени дифференциации таллома еще в далекие геологические периоды, синезеленые водоросли с тех пор почти не изменились.

Благодаря способности к усвоению азота атмосферы при оксигенном фотосинтезе и высокой устойчивости к действию неблагоприятных факторов многие представители отдела Cyanophyta развиваются в условиях, которые непригодны для развития организмов, имеющих оформленное ядро. Они нередко поселяются на бесплодных, голых скалах, на продуктах извержения вулканов – пепле и туфе. Массовое развитие этих организмов возможно в горячих источниках. Известны синезеленые водоросли, живущие в Антарктиде, в пустынных районах. Они широко представлены в почве, на почве, камнях, коре деревьев и т.п. Нередки случаи массового развития цианей в планктоне эвтрофных водоемов, приводящие к «цветению» воды – нежелательного для человека явления. Синезеленые водоросли могут вступать в симбиоз с грибами, образуя талломы лишайников. Отдельные виды представителей отдела Cyanophyta могут использоваться в пищу, азотфиксирующие формы – для повышения плодородия почв, особенно в районах орошаемого земледелия. В последнее время разрабатываются способы промышленного культивирования некоторых видов Cyanophyta как продуцентов лекарственных препаратов и других ценных веществ (аминокислот, пигментов и др.).

В основу классификации синезеленых водорослей положены особенности строения клетки и таллома, формы размножения.

Класс Хроококкофициевые (Сhroococcophyceae )

Включает колониальные, реже одноклеточные формы. Клетки почти у всех не дифференцированы на вершину и основание. Размножение больше делением клеток надвое.

Основной порядок хроококкальные (Chroococcales ). Объединяет организмы в виде свободноплавающих слизистых колоний, реже в виде одиночных клеток (рис. 6).

Род микроцистис (Microcystis ). Распространенный представитель пресноводного планктона. Виды рода микроцистис при массовом развитии вызывают «цветение» воды. Колонии микроскопические, слизистые, сферические или неправильной формы, часто продырявленные. Клетки в колонии шаровидные, нередко с газовыми вакуолями, расположены обычно беспорядочно. Клетки делятся по разным направлениям.

Род мерисмопедия (Merismopedia ). Колонии плоские, пластинчатые, состоящие из одного слоя клеток. Клетки шаровидные (эллипсовидные), делящиеся поочередно в двух направлениях. Часто встречается в прибрежной зоне пресноводных водоемов между макрофитами.

Род глеокапса (Gleocapsa ). Клетки шаровидные, покрыты слизистой обверткой, одиночные или чаще в небольших колониях. При делении дочерние клетки окружаются собственными слизистыми обвертками, при этом материнская слизистая обвертка сохраняется. В результате многократных делений образуется система вставленных друг в друга слизистых обверток, в которых находятся клетки. Одни виды рода глеокапса живут в воде в виде бесцветных слизистых колоний, другие – на суше (сырой почве, скалах) в виде окрашенных в желтый, красный, фиолетовый и другие цвета налетов и корочек.

Класс Хамесифонофициевые (Chamaesiphonophyceae )

Класс объединяет одноклеточные, обычно эпифитные водоросли, клетки часто дифференцированы на основание и вершину, и нитчатые, которые состоят из изолированных клеток. Размножение эндоспорами и экзоспорами.

Порядок дермокарпальные (Dermocarpales ). Одноклеточные водоросли. Клетки дифференцированы на основание и вершину, прикреплены к субстрату. Живут одиночно или образуют скопления типа колонии. Пресноводные и морские формы.

Род дермокарпа (Dermocarpa ) (см. рис. 6). Клетки шаровидные, грушевидные или булавовидные, часто растут тесными группами. Эндоспоры образуются в результате деления протопласта клетки в трех направлениях и выходят через разрыв стенки на вершине материнской клетки или при ослизнении всей стенки.

Род хамесифон (Сhamaesiphon ) (см. рис. 6). Широко распространен только в пресных водах. Клетки эллиптические, грушевидные или пальцевидные, отшнуровывают на вершине шаровидные экзоспоры, отделяющиеся обычно по мере созревания.

Класс Гормогониофициевые (Hormogoniophyceae )

Самый крупный класс цианей, включает нитчатые формы, у которых протопласты соседних клеток соединены плазмодесмами. Размножение – гормогониями , специальными фрагментами нитей (трихомов), способных к активному движению и прорастанию новыми особями. Многие представители образуют акинеты (споры).

Порядок осциллаториальные (Oscillatoriales ). К порядку осциллаториальных относятся трихальные (нитчатые) гомоцитные водоросли. Гетероцисты и акинеты отсутствуют.

Род осциллатория (Oscillatoria ) (рис. 7). Многочисленные представители рода широко распространены и встречаются в виде крупных слизистых лепешек, плавают на поверхности стоячих, обычно сильно загрязненных водоемов. Осциллатория часто развивается в виде сине-зеленых пленок на илистом дне, на влажной почве.

Неветвящиеся трихомы осциллатории сложены из одного ряда цилиндрических клеток. Рост трихомов происходит в результате деления клеток. Часто можно наблюдать движение трихомов. При этом они вращаются вокруг продольной оси, спирально изгибаются и поступательно передвигаются по субстрату. Размножается осциллатория гормогониями.

Род спирулина (Spirulina ) (см. рис. 7). Трихомы, спирально закручены вдоль длинной оси. Она, как и осциллатория, способна к поступательному движению.

Род лингбия (Lyngbya ) отличается от осциллатории тем, что их трихомы покрыты плотным чехлом (см. рис. 7).

Порядок ностокальные(Nostocales ) . К порядку ностокальных относятся водоросли с гетероцитными трихомами, не ветвящиеся или ложно ветвящиеся (рис. 8).

Рода анабена (Anabaena ). Виды этого рода вместе с видами рода микроцистис вызывают «цветение» воды. Трихомы прямые или изогнутые, нередко собраны в неправильные скопления. Вегетативные клетки округлые или бочонкообразные, часто с газовыми вакуолями. Гетероцисты и акинеты (споры) интеркалярные. При размножении трихомы распадаются на гормогонии, из которых вырастают новые трихомы.

Род носток (Nostoc ). Представлен слизистыми или студенистыми колониями от микроскопических до макроскопических, от сферических до распростертых. Обычно под более плотной поверхностной пленкой колонии в слизи располагаются различным образом изогнутые, переплетающиеся или расходящиеся более или менее радиально от центра колонии. Трихомы схожи с трихомами анабены. Гетероцисты и акинеты интеркалярные. Размножение – гормогониями. Гормогонии образуются в результате фрагментации трихомов по гетероцистам. После некоторого периода движения гормогонии останавливаются и прорастают в трихомы, обильно выделяющие слизь. За счет дальнейшего деления клеток трихомов и обильно выделяемой ими слизи формируются молодые колонии. Ностоки сферической формы размножаются также почкованием колоний, например носток сливовидный (N. pruniforme ). Сферические колонии ностока сливовидного, достигающего 8 см в диаметре, распространены преимущественно на дне водоемов в зоне умеренного климата и севернее. Некоторые виды рода носток (например, N. flagelliforme ), произрастающие на почвах пустынь и полупустынь, в высокогорных районах в виде пластинчатых колоний до 0,5 м в поперечнике, используются в пищу как лакомство.

Род афанизоменон (Aphanizomenon ). Часто вызывает «цветение» воды. Трихомы симметричные, обычно короткие, не ветвящиеся, нередко параллельно соединенные в продолговатые пучки, заметные невооруженным глазом. Клетки на концах трихомов бесцветные и более вытянутые (удлиненные), чем в средней части.

Род калотрикс (Calothrix ). Это бичевидные трихомы, часто заканчивающиеся многоклеточными волосками. Трихом покрыт слизистым чехлом, на базальном конце имеет гетероцисту. Он может ложно ветвиться. При этом отдельные клетки трихома отмирают. Участок нити, расположенный ниже отмершей клетки, прорывает слизистый чехол и продолжает расти в сторону в виде боковой ветви. Конечная клетка верхнего фрагмента может превратиться в гетероцисту или дать вторую боковую ветвь (двойное ложное ветвление).

Водоросли – организмы, живущие за счёт фотосинтеза. Благодаря хлорофиллу, имеющемуся в их клетках, они могут создавать своё органическое тело из неорганической материи, которая есть в окружающей их среде. А чтобы процесс фотосинтеза протекал свободно, для этого нужен свет. Для того, чтобы улавливать солнечный свет даже на самой большой глубине, водоросли имеют разный цвет: от ярко-зелёного до тёмно-бордового, почти чёрного.

1. Как устроены водоросли.

Водоросли очень многообразны по своему строению. Они бывают очень маленькие, микроскопических размеров (одноклеточные водоросли), а бывают гигантские водоросли с самой разной формой своего строения. Близ Испании около Балеарских островов на дне Средиземного моря найдено самое большое в мире растение – 8 километровая водоросль посейдония. Помимо уникального размера это растение имеет и уникальный возраст. Найденной водоросли 100 тысяч лет.

Есть очень простые по строению водоросли, они даже не имеют ядра. Этим они очень схожи с бактериями.

Существуют также одноклеточные водоросли, умеющие двигаться с помощью жгутиков. Это послужило поводом для внесения их в принадлежность к животному миру.

Цвет водорослей может быть как зелёным, если в них наличествует исключительно хлорофилл, так и приобретать самые разнообразные оттенки за счёт включения в них других красящих пигментов. Оказывается, не совсем все растения, пребывающие в воде, являются водорослями. Как раз именно водоросли мы можем и не приметить в водоёме, потому как некоторые из них настолько малы, что их сложно увидеть без микроскопа.

2. Места обитания водорослей.

Иногда водоросли избирают очень необычные (с точки зрения человека) места обитания. В озёрах легко заметить всем известную тину, она прикрепляется к самому дну и образует массовые зелёные заросли. Там же попадаются и крупные экземпляры, похожие на вьющиеся нити или на хвощ. Их хорошо видно без увеличительных приборов. Это тоже водоросли.

Ничуть не меньше, чем в воде, обитает самых разных микроводорослей и на поверхности суши. Водятся они в глубине почвы и на самой поверхности, например, на камнях и деревьях. Конечно, всё равно вся их жизнь зависима от воды, но только используют они другую воду: росу или грунтовые воды, или дождевые осадки. «Сухопутные» водоросли более устойчивые к засухе, чем «водные», и при малейшем попадании влаги на них они быстро восстанавливаются.

В тропиках они могут поселиться в чайном листе, вызывая болезнь чайного куста под названием «ржавчина». В средних широтах они живут на коре деревьев. Выглядит это, как зелёный налёт на северной стороне деревьев. Зелёные водоросли вступают во взаимовыгодное сосуществование с грибами, в результате появляется особый самостоятельный организм под названием лишайник. Некоторые зелёные водоросли избрали себе для дома панцирь черепахи. Многие водоросли живут на поверхности и внутри своих более крупных собратьев. Красные и зелёные водоросли найдены в волосяных фолликулах тропических животных ленивцев. Не обошли они своим вниманием рачков и рыб, кишечнополостных и плоских червей.

3. Зелёные водоросли.

Зелёные водоросли - это организмы зелёного цвета, по строению и форме они самые разные. Помимо одноклеточных зелёных водорослей существуют многоклеточные, колониальные. Эти формы жизни бывают подвижные и неподвижные. Неподвижные или свободно плавают, или прикрепляются к чему-либо. У подвижных же есть особые жгутики. С помощью них эти водоросли могут перемещаться в пространстве.

Зелёные водоросли водятся как в пресных водоёмах, так и в солёных морях. Летом, когда тепло, можно часто видеть, как «цветёт» вода в лужах или в пруду. Это размножается водоросль – одноклеточная хламидомонада. На самой поверхности воды, где много света, любит жить хлорелла, также она может облюбовать стволы деревьев, разместившись в капельках дождя и образовав зелёный налёт на коре. Хлорелла выделяет очень много кислорода.

Вольвокс – ещё одна разновидность зелёных водорослей – живёт целыми колониями в водоёмах. Внешне эти колонии напоминают ёлочные шарики, все клетки в них работают очень слаженно.

Дальше в глубине располагаются многоклеточные зелёные водоросли. Это нитчатый улотрикс. Своими волосковидными образованиями (ризоидами), используемыми, как корни у обычных растений, улотрикс прикрепляется под водой к корягам или камням.

Многоклеточная зелёная водоросль спирогира напоминает комок ваты. Эта водоросль имеет большое ядро с ядрышком. Размножается она двумя способами: как половым, так и бесполым. Половое размножение происходит осенью.

Существуют ещё шаровидные крошечные водоросли протококкус, напоминающие светло-зелёную слизь. Сифоновые водоросли любят солнечные места, выглядят, как тёмно-зелёные разветвлённые нити.

Ветвящиеся нежно-зелёные или серые кусты размером в 2-3 см, прикреплённые к листьям в воде или корягам, это кладофора.

В морях и океанах у самой поверхности, где вода хорошо прогрета и освещена, живёт и размножается планктон. Он заключается из одноклеточных водорослей самых разнообразных видов, в том числе есть там и зелёные водоросли. Планктон является пищей для ракообразных и китов.

4. Бурые водоросли.

Бурые водоросли – это преимущественно морские организмы, довольно крупные и многоклеточные. Предпочитают селиться в водах с холодной температурой как в одном, так и в другом полушарии. Часто прикрепляются в зоне прилива к камням. Имеют бурый цвет. Существуют виды с мелкими ветвями, другие же – очень крупные, состоящие из разных частей, как стебель с листьями. Такие гигантские водоросли ламинариевого типа некоторые страны применяют в качестве удобрений и как богатый источник йода. Их добавляют в корм скота и домашних птиц для обогащения молока и яиц йодом. Жители Дальнего Востока применяют в пище многие из этих водорослей, например, ламинарию (морская капуста). Растёт она в Северном ледовитом океане, в длину достигает от одного до нескольких метров. Прикрепляется ко дну ризоидами (выросты, похожие на корни) и всасывает воду всем своим телом. По своему строению ламинария - довольно сложный организм, чем-то схожа с высшими растениями, но без сосудов. Размножение у неё происходит с помощью спор. У некоторых ламинарий стебель вырастает в длину 30 м и больше, затем он переходит в лист, содержащий пузыри, благодаря которым всё растение поддерживается в воде.

На мелководье живёт небольшая интересная водоросль с необычной внешностью под названием падина. Есть гигантская водоросль макроцистис, разрастающаяся до 60 метров, содержит в себе воздушные пузырьки и растёт с ошеломляющей скоростью: за день может вырасти на 50 см. Бурые водоросли саргассума могут самостоятельно плавать, оторвавшись от дна. В честь них названо Саргассово море. У некоторых видов клетки покрыты слизью. Бурые водоросли включают пигмент бурого цвета и хлорофилл. После исследования ДНК бурых водорослей учёные заметили много общего с жёлто-зелёными водорослями. Впоследствии, если будет достаточно доказательств, то бурые водоросли отнесут к разновидности желто-зелёных.

5. Красные водоросли.

Красные водоросли - эти многоклеточные морские организмы среднего размера насчитывают 2500 видов. Особенно их много в тропиках, там они предпочитают глубокие места, доходящие до 200 метров. Бурые водоросли на такой глубине вы уже не найдете, там царствуют представители красных водорослей. Встречаются красные водоросли во влажной почве и в пресной воде, но всё же – это морские жители.

Выглядят красные водоросли очень изящно, в виде кустиков с тонкими веточками или тонких красивых пластин с бахромчатыми краями. Бывают, похожи на нити, цилиндры и кораллы. Цвет пигмента самый разный, можно увидеть бледно-розовые водоросли, а также коричневые, синие и доходящие до чёрных оттенков. Видимо, такие цвета нужны для нормального фотосинтеза на глубине, куда проникает лишь едва заметный свет.

Багрянки, живущие в пресной воде, в большинстве своём многоклеточные. По размеру они бывают от микроскопических, до нескольких сантиметров, бывает, доходят до одного метра. Цвет багрянок может быть нежно-розовым, переходящим в малиновые оттенки, а также голубоватый, зеленоватый и жёлтый.

В нашей стране растёт морская водоросль порфира. Из неё делают агар-агар, который применяют в лабораториях для выращивания микроорганизмов. Из других видов водорослей добывают сгустители, используемые при приготовлении мороженого или в косметике. В Японии красные водоросли признают за деликатес.

Морские водоросли живут в разных условиях. Одни любят прикрепиться к камням, скалам, к искусственно созданным предметам и, даже, к своим собратьям-водорослям.

Красные пигменты в состоянии уловить очень слабый рассеянный свет, поэтому багрянки прекрасно себя чувствуют на больших глубинах.

Красные водоросли довольно быстро размножаются и распространяются на обширные расстояния за малый промежуток времени.

6. Применение водорослей.

1) Водоросли являются мощнейшими источниками подачи кислорода в атмосферу и поглотителями углекислого газа.

2) Морские водоросли создают уютные, богатые пищей и кислородом места обитания для рыб и животных морей.

3) Водоросли служат пищей для многих видов животных, в том числе и человека. Как съедобный продукт это растение наделено богатым содержанием веществ минерального происхождения, и употребляется в основном в кухне восточноевропейских народов, особенно в суши. Некоторые красные водоросли являются деликатесом в восточных странах. Из водорослей готовят различные блюда, получают ценное вещество агар-агар, используемое для производства желе. Вещество каррагинан используется для создания мороженого и консервации продуктов. Если бурые водоросли добавлять в корм скота, в частности коровам, то молоко будет обогащено ценным йодом и многими полезными минералами. Таким же способом обогащают йодом и куриные яйца.

4) Водоросли используются в косметологии, медицине. Они богаты витаминами, минеральными веществами, обладают оздоравливающим и омолаживающим эффектом.

5) Водоросли используют качестве удобрений в сельском хозяйстве.

6) Обнаружено около 15 тысяч вредных и ухудшающих экологию веществ, находящихся в водных ресурсах земли. Проблема очищения водных ресурсов планеты очень актуальна в настоящее время. И самыми подходящими для этих целей фильтрующими приспособлениями являются как раз водоросли. Объясняется такой феномен очень просто: изначально они были предопределены для этого самой природой.

7) Панцири древнейших диатомовых водорослей очень востребованы в промышленности. Их используют в строительстве (из диатомита получают очень лёгкие кирпичи). Из них также изготавливают стекла, фильтры, полирующие материалы.

8) Во всем мире рассматривается задача создания структуры биологических технологий, которая поможет во многом обойти всевозможные проблемы, связанных с недостатком топливных ресурсов. В настоящее время японские ученые разрабатывают технологию добычи топлива из водорослей.

9) Активное развитие получают генные исследования водорослей. Они будут иметь первостепенное значение в медицине.

3. Заключение

1) Водоросли – это необыкновенные растения. Они играют огромную роль на Земле, создавая кислород и поглощая углекислый газ. Помимо этого, их применяют почти всех областях нашей жизни.

2) Возможности водорослей нужно изучать как можно больше. Это очень перспективные с точки зрения исследователей растения. На сегодня человечество использует ресурсы водорослей лишь на 10 процентов.

3) Водоросли начинают применять в сельском хозяйстве, косметологии, фармацевтике, медицине, в пищевой промышленности И данное исследование показывает, что это – лишь первые шаги на большом пути маленькой водоросли.

каково значение водорослей в природе и в жизни человека

1. Значение водорослей в природе и жизни человека.

   Повсеместное распространение водорослей определяет их огромное значение в биосфере и хозяйственной деятельности человека. Благодаря способности к фотосинтезу они являются основными продуцентами громадного количества органических веществ в водоемах, которые широко используются животными и человеком.

   Поглощая из воды углекислый газ, водоросли насыщают ее кислородом, необходимым для всех живых организмов водоемов. Велика их роль в биологическом круговороте веществ, в циклическом характере которого природой решена проблема длительного существования и развития жизни на Земле.

   В историческом и геологическом прошлом водоросли принимали участие в образовании горных и меловых пород, известняков, рифов, особых разновидностей угля, ряда горючих сланцев, явились родоначальниками растений, заселивших сушу.

   Водоросли чрезвычайно широко используются в различных отраслях хозяйственной деятельности человека, в том числе пищевой, фармацевтической и парфюмерной промышленности. В восточной юго-восточной Азии давно уже используют морские водоросли для приготовления супов. Их выращивают в лиманах на воткнутых в ил бамбуковых палках или на деревянных рамах, опущенных в воду узких заливов.

   Морская и водяная культуры начали давать во многих странах обнадеживающие результаты. Японская кухня использует водоросли при выпечке хлеба, добавляет их в пирожные, пудинги и мороженое. Даже консервирование грибов производится с помощью водорослей. В кадки укладывают один ряд грибов, затем один ряд морских водорослей и т. д. Во многих городах мира открыты специализированные кафе, где можно попробовать самые различные блюда из водорослей. Кроме того в морских водорослях установлено наличие витаминов А, В1, В2, В12, С и D, йода, брома, мышьяка и других веществ.

   Водоросли проникли в сельское хозяйство и в животноводство. Помидоры, перец и арбузы быстрее созревают и дают больший урожай, если их опрыскать мукой из водорослей. Коровы и куры становятся более продуктивными, если вводить им в пищу концентраты из водорослей.

   Одноклеточная зеленая хлорелла вырабатывает большое количество кислорода, аккумулирует органические вещества, используя меньший объем суспензии, имеет более короткий период вегетации, очень быстро размножается, а вся биомасса водоросли может быть использована в качестве пищи. Ее питательные качества самые высокие в растительном мире. Содержание белка составляет 50% от сухой массы, содержатся также все 8 аминокислот, необходимых для жизнедеятельности человека, и все витамины. Эти способности хлореллы позволяют использовать эти микроводоросли для регенерации воздуха в замкнутых биологических системах жизнеобеспечения человека при длительных космических полетах и подводном плавании.

   У нас в стране и за рубежом культивируются микроводоросли на коммунально-бытовых и промышленных сточных водах с целью биологической очистки и дальнейшего использования их биомассы для получения метана или применения в промышленности и сельскохозяйственном производстве.

   ЗНАЧЕНИЕ:
   В природе:
   обогащают кислородом атмосферу и гидросферу;
   основной источник органического вещества в водоемах;
   участвуют в самоочищении естественных и сточных вод;
   индикаторы загрязнения и засоления;
   участвуют в круговороте кальция и кремния в почвообразовании;

   В жизни человека:
   Важнейшие компоненты экосистем: пищевые, диетические продукты, источники сырья для получения веществ, необходимых в отраслях промышленности (фармакологической, бумажной, текстильной) , применяются в качестве удобрений.

2. короче хорошая вещь
3. Водоросли - это собирательное название водных растений, примитивных по своему строению, не имеющих дифференциацию на ткани и органы. Водоросли бывают одноклеточные (хламидомонада, вольвокс, хлорелла и т. д.) и многоклеточные (ульва, ламинария, саргассум и т. д.). Водоросли играют огромную роль в водных экосистемах. Как и все автотрофные организмы, они являются основой цепи питания, обеспечивают кислородом не только водную толщу, но и атмосферу (водоросли - вторые "легкие планеты", после лесов). А так же, они активно участвуют в самоочищение водоемов. Благодаря водорослям, которые были распространены в минувшие геологические эпохи, образовались нефть, газ, каменный уголь, мел и другие полезные ископаемые. Водоросли широко используются в различных отраслях хозяйственной деятельности человека, в том числе пищевой, фармацевтической и парфюмерной промышленности. Многие водоросли содержат ряд витаминов и полезных микроэлементов, за что активно используются в пищу и в качестве лекарств.
4. они обогащяют воду кислородом чем дышут рыбы
5. фотосинтез и кислород
6. Значение водорослей в природе и жизни человека. Водоросли играют важную роль в жизни водоемов. В процессе фотосинтеза водоросли поглощают из воды углекислый газ, накапливают органические вещества и выделяют кислород. Таким образом, с одной стороны они создают благоприятные условия для дыхания животных, а с другой служат источником пищи для животных, в том числе рыб.
   Водоросли начальное звено пищевой цепи, определяющей богатство водоемов рыбой и другими животными.

   Огромная биомасса водорослей может служить практически неиссякаемым источником органического вещества, который пока еще сравнительно мало используется человеком. Например, хлорелла, широко встречающаяся в пресных водоемах и в почве, отличается очень высокой энергией роста и размножения: в 1 см3 воды может накопиться от одного до 40 млн. ее клеток, за сутки вес ее увеличится в 712 раз. Хлорелла использует не менее 70% солнечной энергии (наземные же растения только 2%). При этом содержание полноценных белков достигает в ней 50% от сухого веса. В клетках хлореллы накапливаются масла и витамины В, С и К.

   Многие красные и бурые водоросли, которыми так богаты северные моря, используются на корм скоту, а некоторые виды ламинарий и порфиры в пищу человека под названием морской капусты. Особенно широко употребляют водоросли в пищу в Японии и Китае. Во многих приморских странах морские водоросли широко используются для удобрения полей. Из золы некоторых водорослей добывают иод.

7. зачем так много писать
8. пища
   корм для животный
   кислород
9. они играют важную роль в морских экосистемах как один из основных источников органической материи, так же они создают уникальную среду обитания для организмов.
10. Водоросли являются основой питания растительноядных животных ракообразных, моллюсков, некоторых рыб, млекопитающих и др..

    Водоросли насыщают толщу воды и воздуха над ней кислородом. Некоторые отмершие водоросли образуют осадочные породы: известняки, диатомит, трепел. Водоросли способствуют почвообразования и повышению плодородия почв. Придонные водоросли являются убежищем для рыб и других животных.

    Водоросли используют в пищу человек, из них добывают йод, бром, агар-агар, изготавливают лекарственные препараты. Водоросли используют в биологической очистке воды и как удобрение.

    Широкое применение водоросли получили в некоторых отраслях промышленности: пищевой, химической, целлюлозной (бумажной), текстильной и др.. Некоторые водоросли наносят вред массовое размножение одноклеточных водорослей в пресных водоемах вызывает цветение воды, вода приобретает зеленый цвет. Поселяясь на подводных частях судов, гидротехнических сооружений (например, шлюзах, водных фильтрах), водоросли мешают их нормальной работе.

11. водоросли
    человек природа
    кислород, пища, лекарства кислород, биофильтры морей
12. Значение водорослей в природе:
    1)Очистка воды. .
    2)Корм для скота.
    3)Пища и кислород.
    4)Калийные соли а также лекарства