Описание образа обломова. Роман «Обломов» Гончарова: анализ, характеристика героев, эпизоды и цитаты

Глава 2. Многообразие растительного мира

Роль водорослей в природе

Водоросли играют важную роль в природе и жизни человека. В Мировом океане водоросли ежегодно создают около 550 млрд тонн биомассы (около 1/4 всех органических веществ планеты). Водорослями питаются рыбы и другие водные животные. Благодаря удивительно высокой скорости воспроизводства организмы, питающиеся водорослями, просто не успевают их съесть.

Водоросли поглощают из воды углекислый газ и, как все зелёные растения, выделяют кислород, которым дышат живые организмы, обитающие в воде. Водоросли вырабатывают огромное количество кислорода, который не только растворяется в воде, но и выделяется в атмосферу. Такие осадочные породы, как диатомиты, горючие сланцы, часть известняков, возникли в результате жизнедеятельности водорослей в прошлые геологические эпохи. Почвенные водоросли активно участвуют в почвообразовании.

Роль водорослей в жизни человека

Человек широко использует водоросли в своей хозяйственной деятельности. Так, морские водоросли находят применение в химической промышленности. Из них получают йод, калийные соли, целлюлозу, спирт, уксусную кислоту и другие продукты. Водоросли используют как удобрения и как корм скоту. Из некоторых видов красных водорослей добывают студенистое вещество агар-агар , необходимое в кондитерской, хлебопекарной, бумажной и текстильной промышленности. На нём выращивают микроорганизмы для лабораторных исследований.

Во многих странах водоросли используют для приготовления разнообразных блюд. Они очень полезны, так как содержат много углеводов, витаминов, богаты йодом. Особенно часто употребляют в пищу ламинарию (морскую капусту), ульву (морской салат) и др.

Некоторые водоросли применяют в медицине при лечении ряда заболеваний. Так, из красных водорослей получают противовирусные препараты, а из бурых - препараты, способствующие выведению радионуклидов.

Хламидомонаду, хлореллу и другие одноклеточные зелёные водоросли применяют при биологической очистке сточных вод.

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.

к 90-летию кафедры гидробиологии МГУ

Мир водорослей настолько разнообразен, что невозможно найти место на нашей планете, где бы ни встречались эти растения. Водоросли обитают везде: в океанах, морях, реках, озерах, на почве, скалах, деревьях. Даже в снегу и горячих источниках можно встретить эти удивительные растения.

Мы подготовили серию статей об экологических особенностях этих водорослей.

Роль водорослей в природе колоссальная. Они являются первопищей для многих организмов, в первую очередь ракообразных с фильтрационным типом питания. Рачков в свою очередь поедают рыбы. На долю водорослей приходится от 30 до 50% выделяемого растениями кислорода (по сведениям разных авторов). Водоросли, также как и наземные растения, помогают нам решать проблему избыточного количества углекислого газа в атмосфере. Порой они развиваются в таких больших количествах, что окрашивают воду в различные цвета.

В третьих – водоросли очень красивые существа. К примеру, диатомовые водоросли (на микрофотографии морские центрические диатомеи) являются обширной группой одноклеточных морских и пресноводных водорослей. Обратите внимание на радиальную симметрию, которая взята за основу в систематике этой группы водорослей. Они являются пищей для криля, которым в свою очередь питаются рыбы, киты, птицы и другие морские существа.

Способность водорослей адаптироваться к разнообразным условиям уникальна. Они живут в дождевой воде с минимальным количеством солей, в соленых и сверхсоленых водоемах, на высокогорных льдах и поверхности раскаленных скал. Водоросли обнаруживаются даже в верхних слоях почвы, куда едва проникает солнечный свет. Они первыми заселяют безжизненный субстрат скал и почв, создавая условия для дальнейшего развития плодородия почв.

Водоросли, как и все растения, на свету синтезируют органические вещества. И в то же время многие их них способны жить за счет гетеротрофного питания, т.е. потреблять уже готовые органические вещества.

Благодаря широкому распространению, водоросли играют важную роль в круговороте веществ в природе. Водоросли водоемов являются основной пищей планктонных, бентосных (донных) организмов, некоторых видов рыб.

Многие виды водорослей (особенно красные и бурые) с давних пор используются человеком в пищу. Из водорослей получают агар-агар, альгинат натрия, некоторые кислоты, используемые во многих отраслях промышленности. Выброшенные на берег водоросли с давних пор используются в виде кормовых добавок в пищу сельскохозяйственным животным и птице, а после перегнивания – в качестве удобрения для растений.

Развитие промышленности требует новых источников органических и неорганических веществ. Возрастающие потребности способствуют интенсивному культивированию в морях многих видов водорослей. Человеком получены различные штаммы микроскопических водорослей, богатых белками, жирами, углеводами. Некоторые виды водорослей используются в качестве пищевых добавок для человека, в качестве корма животным и птицам. Водоросли используются для получения из них метана.

Водоросли, как и указывает название, – это растения, обитающие в воде. В ботанике термин «водоросли» применяют в более узком смысле, применительно к низшим, лишенным расчленения на стебель и листья, фотосинтезирующим растениям. Это связано с тем, что в воде обитают и высшие водные растения.

Однако значительная часть водорослей встречается и на суше: на поверхности и приповерхностном слое почвы, на скалах, стволах деревьев, постройках и даже … в волосах белых медведей, живущих в зоопарках или волосах ленивцев, обитающих во влажных лесах Южной Америки. Однако жизнь этих растений как бы то ни было связана с водой.

Эти водоросли легко переносят высыхание, промерзание и очень быстро оживают при малейшем увлажнении. Стоит появиться достаточному количеству влаги, как поверхность предметов покрывается зеленым или красным (в зависимости от видового состава) налетом.

Некоторые водоросли обитают в качестве симбионтов внутри организма некоторых животных (простейших, кораллов, червей, моллюсков и др.). Есть виды водорослей встречающихся во льдах (на нижней или верхней поверхности) и горячих источниках. Так что термин «водоросли» представляет собой скорее экологическое понятие, означая жизненную форму растительных организмов, объединенных в одну группу образом жизни.

Цветов и семян у водорослей нет. Тело водорослей – слоевище или таллом (от греч. «таллос » – молодая ветка, побег) – по своему строению значительно проще, чем у мхов, папоротников и других наземных растений, часто отсутствует дифференциация клеток на ткани. Споры – органы размножения водорослей, как правило, лишены твердой оболочки. Клеточная стенка водорослей состоит из целлюлозы, пектиновых веществ, кремнийорганических соединений (у диатомовых водорослей), альгина и фуцина (бурые водоросли). В качестве запасных веществ представлены крахмал, гликоген, полисахариды, липиды.

На основании различий в строении клетки (ядерного аппарата, набора пигментов, клеточной оболочки, запасных веществ и др.) различают прокариотические и эукариотические водоросли. У прокариотов (от лат. «про » – перед, раньше, вместо и греч. «карион » – ядро) клетки не имеют ограниченного мембраной ядра. К ним относятся все бактерии и синезеленые водоросли (или же Cyanobacteria – цианобактерии). У эукариотов (от греч. «эу » – хорошо, полностью и «карион » – ядро) клетки содержат оформленное ядро. К эукариотам относятся все высшие животные и растения, а также одноклеточные и многоклеточные водоросли, грибы и простейшие.

Водоросли объединены в отделы, названия которых в основном совпадают с характером их окраски, а у некоторых – и с особенностями строения.

Прокариотические водоросли (Pro c aryota):

1. Сине-зеленые водоросли (Cyanophyta);

2. Прокариотические (первичные) зеленые водоросли (Prochlorophyta).

Эукариотические водоросли (Eukaryota):

1. Эвгленовые водоросли (Euglenophyta);

2. Динофитовые водоросли (Dinophyta);

3. Криптофитовые водоросли (Cryptophyta);

4. Рафидофитовые водоросли (Raphidophyta);

5. Золотистые водоросли (Chrysophyta);

6. Диатомовые водоросли (Bacillariophyta);

7. Желтозеленые водоросли (Xanthophyta);

8. Красные водоросли (Rhodophyta);

9. Бурые водоросли (Phaeophyta);

10. Зеленые водоросли (Chlorophyta);

11. Харовые водоросли (Charophyta).

Необходимо отметить, что систематика водорослей полностью не устоялась, поэтому некоторые исследователи используют иную систематику, немного отличающуюся от приведенной выше.

Несмотря на то, что история изучения водорослей насчитывает несколько столетий, среди специалистов все еще нет единого мнения относительно положения их в общей классификации. Это в первую очередь относится к сине-зеленым, а также ко всем тем водорослям, которые снабжены органами движения, – жгутиками (почти все Euglenophyta, большая часть Dinophyta, отдельные классы Xanthophyta, Chlorophyta).

Синезеленые и прокариотические зеленые водоросли относят к прокариотам (т.е. к неядерным организмам), так как их клетки лишены оформленного ядра.

Отдел прокариотические (первичные) зеленые водоросли выделен в отдельную группу совсем недавно (1976 г.) после описания одного рода Prochloron и одного входящего в него вида Р. didemni (Lewin.). Эта группа водорослей занимает промежуточное положение между прокариотами – бактериями и cине-зелеными водорослями, с одной стороны, и эукариотами (ядерными организмами) – зелеными водорослями. С бактериями их роднит отсутствие оформленного ядра, с сине-зелеными – отсутствие ядра и способность к фотосинтезу, с зелеными – наличие хлорофилла «b». Разными исследователями вопрос о систематической определенности этой малочисленной группы водорослей решается по-разному, в зависимости от взятого за основу критерия.

В последнее время сине-зеленые водоросли Cyanophyta стали относить к бактериальным, а не к растительным организмам по ряду признаков (в ботанической литературе чаще всего используется термин «сине-зеленые водоросли», а в микробиологической – «цианобактерии»). У Cyanophyta, в отличие от эукариот, нет оформленного ядра, что сближает их с другими прокариотами, основу клеточных стенок составляет гликопептид муреин, половой процесс или отсутствует, или протекает по типу коньюгации, т.е. слияния протопластов двух вегетативных клеток.

Жгутиковые формы имеют признаки, как растений, так и животных, что послужило поводом для объединения их всех в общую систематическую группу «жгутиковых организмов» и включения их в систему животного мира. В отличие от животных-жгутиконосцев, водоросли имеют хлорофилл и хроматофоры (от греч. «хрома » – цвет, «форео » – несу). Однако в темноте они могут утрачивать пигменты, становятся бесцветными и существуют за счет поглощения растворенных в воде органических веществ. Некоторые виды одноклеточных водорослей (из Dinophyta) способны, подобно простейшим, захватывать органические частицы.

Наука, изучающая водоросли, – альгология (от лат. «альга » – водоросли, «логос » – наука) – рассматривает вопросы систематики, морфологии, физиологии, экологии водорослей и их практическое значение. Альгология является одним из разделов ботаники, тесно связана с микробиологией и гидробиологией.

При реализации проекта использованы средства государственной поддержки, выделенные в качестве гранта в соответствии c распоряжением Президента Российской Федерации от 29.03.2013 № 115-рп») и на основании конкурса, проведенного Обществом «Знание» России.

А.П.Садчиков,
профессор МГУ имени М.В.Ломоносова,
вице-президент Московского общества
испытателей природы
(http://www.moip.msu.ru)

.
.
.

ВАМ ПОНРАВИЛСЯ МАТЕРИАЛ? ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ НА НАШУ EMAIL-РАССЫЛКУ:

Каждый понедельник, среду и пятницу мы будем присылать вам на email дайджест самых интересных материалов нашего сайта.

Мир водорослей настолько разнообразен, что невозможно найти место на нашей планете, где бы не встречались эти растения. Водоросли обитают везде: в океанах, морях, реках, озерах, на почве, скалах, деревьях. Даже в снегу и горячих источниках можно встретить эти удивительные растения.

Предлагаем вашему вниманию серию статей об экологических особенностях водорослей.

Роль водорослей в природе колоссальна. Они являются первопищей для многих организмов, в первую очередь ракообразных с фильтрационным типом питания. Рачков в свою очередь поедают рыбы. На долю водорослей приходится, по сведениям разных авторов, от 30 до 50% выделяемого растениями кислорода.

Водоросли, так же как и наземные растения, помогают нам решать проблему избыточного количества углекислого газа в атмосфере. Порой они развиваются в таких больших количествах, что окрашивают воду в различные цвета.

В третьих, водоросли очень красивые существа. К примеру, диатомовые водоросли (на микрофотографии морские центрические диатомеи) являются обширной группой одноклеточных морских и пресноводных водорослей. Обратите внимание на радиальную симметрию, которая взята за основу в систематике этой группы водорослей. Они являются пищей для криля, которым в свою очередь питаются рыбы, киты, птицы и другие морские существа.

Многие виды водорослей (особенно красные и бурые) с давних пор используются человеком в пищу. Из водорослей получают агар-агар, альгинат натрия, некоторые кислоты, используемые во многих отраслях промышленности. Выброшенные на берег водоросли с давних пор используются в виде кормовых добавок в пищу сельскохозяйственным животным и птице, а после перегнивания - в качестве удобрения для растений.

Водоросли, как и указывает название, - это растения, обитающие в воде. В ботанике термин «водоросли» применяют в более узком смысле, применительно к низшим, лишенным расчленения на стебель и листья, фотосинтезирующим растениям. Это связано с тем, что в воде обитают и высшие водные растения.

Некоторые водоросли обитают в качестве симбионтов внутри организма некоторых животных (простейших, кораллов, червей, моллюсков и других). Есть виды водорослей встречающихся во льдах (на нижней или верхней поверхности) и горячих источниках. Так что термин «водоросли» представляет собой скорее экологическое понятие, означая жизненную форму растительных организмов, объединенных в одну группу образом жизни.

Цветов и семян у водорослей нет. Тело водорослей - слоевище или таллом (от греч. «таллос» - молодая ветка, побег) - по своему строению значительно проще, чем у мхов, папоротников и других наземных растений, часто отсутствует дифференциация клеток на ткани. Споры - органы размножения водорослей, как правило, лишены твердой оболочки. Клеточная стенка водорослей состоит из целлюлозы, пектиновых веществ, кремнийорганических соединений (у диатомовых водорослей), альгина и фуцина (бурые водоросли). В качестве запасных веществ представлены крахмал, гликоген, полисахариды, липиды.

На основании различий в строении клетки (ядерного аппарата, набора пигментов, клеточной оболочки, запасных веществ и других) различают прокариотические и эукариотические водоросли.

У прокариотов (от лат. «про» - перед, раньше, вместо и греч. «карион» - ядро) клетки не имеют ограниченного мембраной ядра. К ним относятся все бактерии и синезеленые водоросли (или же Cyanobacteria - цианобактерии). У эукариотов (от греч. «эу» - хорошо, полностью и «карион» - ядро) клетки содержат оформленное ядро. К эукариотам относятся все высшие животные и растения, а также одноклеточные и многоклеточные водоросли, грибы и простейшие.

Водоросли объединены в отделы, названия которых в основном совпадают с характером их окраски, а у некоторых - и с особенностями строения.

Прокариотические водоросли (Procaryota):

1. Синезеленые водоросли (Cyanophyta);

2. Прокариотические (первичные) зеленые водоросли (Prochlorophyta).

Эукариотические водоросли (Eukaryota):

1. Эвгленовые водоросли (Euglenophyta);

2. Динофитовые водоросли (Dinophyta);

3. Криптофитовые водоросли (Cryptophyta);

4. Рафидофитовые водоросли (Raphidophyta);

5. Золотистые водоросли (Chrysophyta);

6. Диатомовые водоросли (Bacillariophyta);

7. Желтозеленые водоросли (Xanthophyta);

8. Красные водоросли (Rhodophyta);

9. Бурые водоросли (Phaeophyta);

10. Зеленые водоросли (Chlorophyta);

11. Харовые водоросли (Charophyta).

Несмотря на то, что история изучения водорослей насчитывает несколько столетий, среди специалистов все еще нет единого мнения относительно положения их в общей классификации. Это в первую очередь относится к синезеленым, а также ко всем тем водорослям, которые снабжены органами движения - жгутиками (почти все Euglenophyta, большая часть Dinophyta, отдельные классы Xanthophyta, Chlorophyta).

Отдел прокариотические (первичные) зеленые водоросли выделен в отдельную группу совсем недавно - в 1976 году - после описания одного рода Prochloron и одного входящего в него вида Р. didemni (Lewin.). Эта группа водорослей занимает промежуточное положение между прокариотами - бактериями и cинезелеными водорослями, с одной стороны, и эукариотами (ядерными организмами) - зелеными водорослями, с другой. С бактериями их роднит отсутствие оформленного ядра, с синезелеными - отсутствие ядра и способность к фотосинтезу, с зелеными - наличие хлорофилла «b». Разными исследователями вопрос о систематической определенности этой малочисленной группы водорослей решается по-разному, в зависимости от взятого за основу критерия.

В последнее время синезеленые водоросли Cyanophyta стали относить к бактериальным, а не к растительным организмам по ряду признаков (в ботанической литературе чаще всего используется термин «синезеленые водоросли», а в микробиологической - «цианобактерии»). У Cyanophyta, в отличие от эукариот, нет оформленного ядра, что сближает их с другими прокариотами, основу клеточных стенок составляет гликопептид муреин, половой процесс или отсутствует, или протекает по типу коньюгации, то есть слияния протопластов двух вегетативных клеток.

Жгутиковые формы имеют признаки, как растений, так и животных, что послужило поводом для объединения их всех в общую систематическую группу «жгутиковых организмов» и включения их в систему животного мира. В отличие от животных-жгутиконосцев, водоросли имеют хлорофилл и хроматофоры (от греч. «хрома» - цвет, «форео» - несу). Однако в темноте они могут утрачивать пигменты, становятся бесцветными и существуют за счет поглощения растворенных в воде органических веществ. Некоторые виды одноклеточных водорослей (из Dinophyta) способны, подобно простейшим, захватывать органические частицы.

Наука, изучающая водоросли, - альгология (от лат. «альга» - водоросли, «логос» - наука) - рассматривает вопросы систематики, морфологии, физиологии, экологии водорослей и их практическое значение. Альгология является одним из разделов ботаники, тесно связана с микробиологией и гидробиологией.

Материал подготовлен к 90-летию кафедры гидробиологии МГУ.

А.П.Садчиков,

профессор МГУ имени М.В.Ломоносова, вице-президент Московского общества испытателей природы

Повсеместное распространение водорослей в природе и обильное, а подчас и массовое развитие их в водоемах разного типа, на наземных субстратах и в почве определяют огромное значение этих растений как в повседневной жизни человека, так и в его хозяйственной деятельности. И все же имеющиеся возможности практического использования водорослей далеко еще не исчерпаны, а методы управления их жизнью только намечаются.

Взаимоотношения «водоросли - человек» очень многогранны и подчас совершенно неожиданны. Казалось бы, что может быть общего между водорослями и текстильной промышленностью, кондитерским делом и изготовлением бумаги? Однако некоторые вещества, получаемые из морских водорослей, имеют здесь прямое приложение. Разве можно было предполагать хоть какую-нибудь связь между пресноводными водорослями и космическими полетами? Однако выясняется, что дальние рейсы космических кораблей будут, по-видимому, невозможны без участия этих мельчайших зеленых аккумуляторов солнечной энергии. И многое, многое другое. Сложность этих взаимоотношений усугубляется еще и тем, что одни водоросли могут приносить человеку пользу, другие - вред, а нередко одни и те же проявления их жизнедеятельности в одних условиях оказываются полезными, в других - вредными. Кроме того, влияние водорослей проявляется не однозначно, а несколькими, в основном двумя, путями -косвенным и прямым, которые, впрочем, нередко переходят друг в друга. Косвенное влияние выражается в том, что на хозяйстве отражаются те естественные процессы, которые вызывают водоросли в природе; человек, учитывая эти процессы, пытается активным вмешательством в природу увеличить их положительное или уменьшить их отрицательное значение. Прямой путь - это путь непосредственного использования водорослей как растительных продуктов или как сырья для получения различных содержащихся в них веществ, ценных для человека. Применительно к водорослям континентальных водоемов преобладает косвенный путь, морские водоросли предоставляют широкие возможности прямого использования.

Практическое значение водорослей косвенного характера в наибольшей мере проявляется в рыбном, сельском и коммунальном хозяйствах, а также при эксплуатации водного транспорта и гидротехнических сооружений, отчасти в медицине, тогда как прямое использование их наиболее весомо в качестве пищевого продукта и сырья для ряда отраслей промышленности. Первое из этих направлений отражено при описании разных групп водорослей, об основных вехах второго направления речь пойдет здесь.

С древнейшего времени, уходящего своими корнями, вероятно, к первым поселениям человека на морском побережье, морские водоросли используют в пищу и как корм для домашних животных. По берегам морей и океанов их употребляют почти всюду, но особенно широко в Японии, где они являются настоящим национальным кушаньем. В европейских странах преобладает кормовое использование морских водорослей. У нас в СССР морские водоросли употребляет в пищу население главным образом дальневосточного побережья и Камчатки, в меньшей степени - жители берегов Мурмана и Белого моря и совсем не едят их на Черном море.

Употреблять в пищу можно, по-видимому, почти все водоросли, так как ядовитых форм среди них нет, не годятся лишь слишком грубые или невкусные. Так, например, на Сандвичевых островах из 115 имеющихся видов местное население употребляет в пищу около 60.

Конечно, многое зависит от привычки, способа приготовления и индивидуальных склонностей, но даже и на вкус очень придирчивого человека при соответствующей обработке съедобны весьма многие водоросли. Они служат или непосредственно как продукт питания, или для приготовления различных острых приправ и гарниров.

Наибольшей известностью пользуется у нас так называемая морская капуста. Это главным образом ламинария и близкие к ней виды бурых водорослей, например алария и ундария (табл. 39, 1 - 3). Продукты, получаемые из ламинариевых, известны в Японии под названием «комбу»; для их приготовления применяют не менее 12 способов. Собранную морскую капусту высушивают на берегу, затем режут на ленты и складывают в пачки. Из морской капусты и комбу приготовляют самые разнообразные кушанья, чаще всего употребляя вместо обыкновенной капусты в супах, с мясом, рыбой, рисом и т. п. Употребляют ее и в кондитерских изделиях - засахаренную, в пастиле, конфетах и т. д.

,
,

Широко известны и высоко ценятся за нежность и вкус некоторые красные водоросли из рода порфира (табл. 20, 1), известные у нас под названием красного морского салата, а в Японии в зависимости от сорта их называют «аманори», «азакузанори», «хошинори» и т. д. Эти водоросли или едят в сыром виде, приготовляя различные салаты, или варят с мясом, рисом и другими продуктами. Аналогичное применение, особенно в сыром виде в качестве салата, имеет и зеленая водоросль ульва (табл. 31, 6), называемая зеленым морским салатом, а также красная родимения (табл. 21, 4).

Многие из водорослей перерабатывают сначала в муку, которую затем употребляют для разнообразных печений и других блюд. Из продуктов, выпускаемых нашей пищевой промышленностью, наибольшее распространение по всей стране получили консервы из морской капусты с овощами и пастила «Зефир» с примесью этой же водоросли.

Химический анализ наиболее известных представителей пищевых водорослей показывает, что в них больше всего углеводов, тогда как белков много только у красного морского салата, а содержание жиров всюду крайне незначительно. Что же касается усвоения всех этих веществ человеком при питании водорослями, то имеются данные, что жиры и углеводы усваиваются в пределах обычной нормы, а усвоение белков колеблется в пределах от 31,7 до 80 %, равняясь в среднем 61,1 %. Таким образом, морские водоросли вполне питательный продукт. Считают, что усвоение, например, морской капусты не уступает усвоению обычной капусты, перед которой она имеет ряд преимуществ. Однако особую ценность водорослевой пище придает то, что, кроме общей питательности, она богата витаминами и обладает рядом диетических и лечебных свойств.

Так, в морских водорослях точно доказано наличие витаминов А, В1, В2, В12, С и D. Особенно богата витаминами красная водоросль порфира, высокоценимая как пищевой продукт. Витамина B1 отсутствие которого в пище вызывает у человека болезнь бери-бери, в порфире оказалось лишь вдвое меньше, чем в высоковитаминозных пивных дрожжах, фактора роста - витамина В2 - обнаружено в ней вдвое больше, чем в капусте и моркови, а антицинготного витамина С в ней столько же, сколько в лимоне. Большое значение имеет также содержание в морских водорослях иода, брома, мышьяка и некоторых других веществ. Наибольшей известностью как лечебное и профилактическое средство пользуется морская капуста, применяемая против некоторых желудочно-кишечных расстройств, явлений склероза, зоба, рахита и ряда других заболеваний. Ее продают в аптеках в виде сухой крошки, получаемой путем измельчения слоевищ водоросли.

В отличие от морских пресноводные и наземные водоросли мало употребляют в пищу. Очевидно, в данном случае пищевое значение могут иметь лишь те водоросли, которые образуют крупные колонии или скапливаются большими компактными массами. Так, считаются съедобными три вида сине-зеленых водорослей из рода носток, образующие слизистые колонии: носток сливообразный (Nostoc pruniforme, табл. 3, 9), шаровидные или эллипсоидные хрящевато-слизистые колонии которого размером до куриного яйца нередко скапливаются в массе на дне небольших водоемов; затем повсеместно распространенный носток обыкновенный (N. commune, рис. 54, 1), образующий крупные пластинчатые слизистые слоевища на влажной почве, и носток войлочный (N.flagelliforme), широко распространенный в Северном Китае, где он обитает на бесплодных почвах и в сухом состоянии имеет вид войлочных дерновин из тонких темных нитей, становящихся слизистыми при увлажнении. Для Японии был описан случай образования на склонах некоторых вулканов мощных пластов студенистой органической массы, состоящей преимущественно из колонии одноклеточных сине-зеленых водорослей; местное население называет эти скопления «ячменный хлеб тенгу» (тенгу, по поверью, добрый горный дух) и с давних времен употребляет их в пищу. Советские ботаники, посетившие в конце 50-х годов районы Южного Китая, обнаружили продававшиеся на рынке сухие волокнистые бледно-зеленые лепешки, состоящие из нитчатых зеленых (зигнемовых) водорослей: как выяснилось, их едят поджаренными на растительном масле. Наконец, в самые последние годы в научной литературе получил широкую известность один вид сине-зеленой нитчатой водоросли спирулины (Spirulina platensis), образующий скопления в озере Чад (Южная Африка); местное население издавна употребляет его в пищу. В настоящее время зта водоросль стала одним из популярных объектов массового культивирования в различных, в том числе и пищевых, целях.

Промышленное использование морских водорослей по сравнению с пресноводными также имеет значительно большие масштабы и более давнюю историю. В настоящее время под термином «водорослевая промышленность» разумеют промышленную переработку именно морских водорослей. Из них получают как различные органические соединения, так и минеральные вещества.

Одним из наиболее известных промышленных продуктов водорослевого происхождения является агар, или кантен, представляющий собой слизистое вещество, извлекаемое из морских водорослей путем их выварки. Все морские водоросли в той или иной мере отличаются слизистостыо слоевищ. Если их подвергнуть выварке, то слизь переходит в раствор, застывающий при охлаждении в плотный студень белого или желтоватого цвета (в зависимости от очистки). Его высушивают и выпускают в продажу в виде лент, плиток, кубиков и порошка. Сухой агар в кипящей воде снова легко переходит в раствор, и даже 20 г его на литр воды дают довольно плотный студень.

Агар представляет собой не одно определенное вещество - это смесь веществ, более всего углеводов, состав которой зависит от того, из каких водорослей и как ее получают. Наилучшие сорта агара дают некоторые красные водоросли - гелидиум (табл. 39, 4), грацилярия и некоторые другие. В СССР агар получают из красной водоросли анфельции (Ahnfeltia plicata, табл. 39, 5), в больших количествах произрастающей в Белом море и в дальневосточных морях, и близкий к нему агароид, получаемый из красной водоросли филлофоры (Phyllophora nervosa, табл. 39, 6), запасы которой в Черном море неисчерпаемы.

Применение агара разнообразно. В больших количествах его используют в пищевой промышленности при изготовлении мармелада, пастилы, мороженого, сыра и других, преимущественно кондитерских, изделий. Агар добавляют в хлеб, это повышает его качество, и он не так быстро черствеет. В бумажной промышленности его применяют для придания бумаге плотности и глянца, с той же целью его используют в текстильной промышленности при аппретуре, т. е. отделке тканей, и в ряде других отраслей. Наконец, в громадных количествах агар используют в научно-исследовательской работе в качестве твердой среды (после пропитывания питательными солями) для культивирования микроорганизмов. При сходной, но более грубой обработке из водорослей получают клей, который находит применение как в текстильном, так и строительном деле. Прибавление клея к цементу, штукатурке и прочим строительным материалам увеличивает их крепость и водонепроницаемость.

Однако наибольшую ценность из всех органических веществ, получаемых из морских водорослей, представляют так называемый альгин, или альгиновая кислота, и ее соли - альгинаты. В чистом виде они обладают большой клеющей силой, в 37 раз превосходящей гуммиарабик и в 14 раз крахмал. Это делает альгин особо ценным для аппретуры тканей и бумаги и для целого ряда других производств, где требуется сильный клей.

Морские водоросли долгое время служили сырьем для получения одного из ценных неорганических веществ - иода (позднее были найдены более дешевые способы извлечения его из воды некоторых минеральных источников и соляных залежей). Сравнительно недавно их стали применять для получения и других элементов, главным образом калия и натрия. Все эти вещества входят в состав золы, количество которой в морских водорослях весьма велико - от 15 до 45, а у некоторых форм и до 53% от абсолютно сухого веса слоевищ. Доказано, что содержание солей калия в золе водорослей доходит до 35%.

Очевидно, при одностороннем использовании морских водорослей происходят большие потери этого ценного сырья. При сжигании на золу пропадают все органические вещества, при выработке только органических веществ пропадают все зольные элементы. Поэтому уже давно стремятся выработать методы комплексной переработки водорослей, которые позволили бы получить из одной и той же порции водорослей максимальное количество продуктов. Имеющийся в зтом направлении опыт показывает, что, кроме ранее перечисленных веществ, из морских водорослей действительно можно получить ряд высокоценных продуктов - спирт, уксусную, молочную и другие органические кислоты, маннит, ацетон, эфиры и т. д.

Возможности промышленного использования водорослей континентальных водоемов по сравнению с морскими водорослями значительно более ограничены, и имеющиеся в этом направлении попытки еще не вышли за рамки лабораторных изысканий или отдельных производственных задач, не получивших широкого развития. Наибольшее внимание как высококачественное сырье для производства бумажной массы издавна привлекали огромные запасы нитчатых водорослей кладофоры и ризоклониума в многочисленных озерах Западной Сибири и северных районов Казахстана. Оболочка клеток этих водорослей представляет собой почти чистую клетчатку. В одних только озерах Барабинской и Кулундинской степей общей площадью в несколько десятков тысяч квадратных километров ежегодный урожай этих нитчаток составляет не менее 100 000 т, что может дать товарный сбор в пределах 50 000 т. Производственные опыты оказались весьма удачными: из этих водорослей были получены различные сорта беловой бумаги, в смеси с макулатурой - оберточной и обойной бумаги, а при специальной обработке также картон и строительные материалы разного типа. Однако добиться рентабельности этого производства пока не удалось.

В последнее время на Украине начались исследования по практическому применению массы микроскопических планктонных синезеленых водорослей, накапливающейся в водохранилищах в периоды летнего «цветения» воды - явления, ставшего в годы жаркого лета подлинным бичом наших южных искусственных водоемов. Исследования показали принципиальную возможность использования этой массы как в сельском хозяйстве в качестве органического удобрения под некоторые культуры и кормовой добавки в пищевом рационе домашних животных, так и в промышленности для получения некоторых ценных химических веществ. Однако серьезным препятствием на этом пути служит сезонность «цветения» воды, непостоянство этого явления и его зависимость от погодных условий каждого отдельного лета. Поэтому действительно широкий размах получает сейчас другое направление в практическом использовании микроскопических водорослей, основанное на возможности управлятыгроцессом,- искусственное культивирование их в производственных целях. Исходным объектом такого культивирования послужила одноклеточная водоросль хлорелла, по к настоящему времени в круг подобных объектов вовлечены не только другие зеленые, но и сине-зеленые и диатомовые водоросли. Это направление, постепенно становящееся особой отраслью микробиологической промышленности, чрезвычайно интересно и значительно.

Жизнь растений: в 6-ти томах. - М.: Просвещение. Под редакцией А. Л. Тахтаджяна, главный редактор чл.-кор. АН СССР, проф. А.А. Федоров . 1974 .