Бурые водоросли

Что такое бурые водоросли.

 

 

Phaeophyceae с латинского бурые водоросли — относятся к классу отдела Охрофитовых водорослей. Данные водоросли любят прохладную, богатую по содержанию кислорода и достаточно перемешивающуюся воду. Проще всего их найти в зоне приливов на скалистых берегах. Нередко можно встретить эти растения, поселившимися на других водорослях — более крупных видов.

 

 

Особенности бурых водорослей.

 

 

Клетки бурых водорослей имеют в своем составе хлорофилл а и с, соответственно они способны к фотосинтезу. Помимо хлорофилла в клетках находится фукоксантин – пигмент бурого цвета. Он как бы перебивает другие пигменты, придавая растению коричневатый оттенок.

Из всех водорослей наиболее сложное строение именно у бурых. Они многоклеточные.

 

 

Виды бурых водорослей.

 

 

В зависимости от типа размножения, роста, вида таллома и строения клетки в классе Phaeophyceae выделяют порядки и их 18, а также виды их 1500 – 2000:

• Эктокарповые (Ectocarpales) – 693 вида;
• Фукусовые (Fucales) – 524 вида;
• Диктиотовые (Dictyotales) – 239 видов;
• Ламинариевые (Laminariales) – 130 видов;
• Сфацеляриевые (Sphacelariales) – 82 вида;
• Ральфсиалес (Ralfsiales) – 54 вида;
• Десмарестиевые (Desmarestiales) – 33 вида;
• Спорохновые (Sporochnales ) – 29 видов;
• Кутлериевые (Cutleriales) – 11 видов;
• Тилоптеридовые (Tilopteridales) – 9 видов;
• Сцитосифоновые (Scytosiphonales) – 8 видов;
• Onslowiales – 4 вида;
• Syringodermatales – 4 вида;
• Asterocladales – 3 вида;
• Discosporangiales – 3 вида;
• Ishigeales – 3 вида;
• Аскозейровые (Ascoseirales) – 1 вид;
• Nemodermatales – 1 вид.

 

 

Среда обитания бурых водорослей.

 

 

Обитатели морей – так можно назвать бурые водоросли, но встречаются представители обитающие и в пресных водоемах – Сфацелярия, Херибаудиелла, Боданелла, Плеурокладия. Глубина их обитания не очень большая примерно 5-15 м, но существуют и исключения. Отдельные виды можно увидеть на глубине до 200 м. Бурые водоросли относят к группе донных организмов (бентосных).

 

 

Распространение бурых водорослей в природе.

 

 

Phaeophyceae обитают во всех морях нашей планеты, но больше и чаше всего встречаются в водоемах умеренных широт и в Приполярных зонах. К бурым водорослям относятся саргассумы – гиганты, которые обитают в Атлантическом океане и образуют Саргассово море.

 

В связи с тем, что для бурых водорослей не сильно важны климатические условия, распространены они широко и массово.

 

 

Строение бурых водорослей.

 

 

В строении водорослей Phaeophyceae практически нет отличий от иных их сородичей.

 

Выделяют черешок, который противостоит волнам и слоевище (таллом), не имеющий корней и листьев. Таллом бывает разных размеров от микроскопического до нескольких десятков метров. Он поддерживает растение на плаву, что обеспечивает возможность фотосинтеза.

Черешок состоит из:

• базального диска или ризоида – в основном бурые водоросли ведут прикрепленное существование. Прикрепляются они с помощью специальных органов так называемых ризоидов или базальных дисков;
• придаточного ответвления – обеспечивают вегетативное размножение отламываясь;
• пластинки – упругая и плоская, покрыта слизью, которая предотвращает высыхание при отливе.

Таллом бурых водорослей состоит из:

• ребра – выполняет функцию противостояния волнам;
• воздушных пузырей – держат слоевище на плаву;
• верхушечной клетки – место, где происходит ветвление;
• плодущего конца – покрыт концептакулами (мелкие вздутия), внутри которых располагаются репродуктивные органы.

 

 

 

Клетка бурых водорослей.

 

 

Покровы клеток водорослей, относящихся к бурым, представлены в виде оболочек, состоящих из двух слоев:

• внутреннего, который образован микрофибриллами целлюлозы;
• внешнего – аморфного слоя, содержащего соли, альгиновые кислоты, белки и пектиновые вещества.

Из-за высокого содержания пектина и альгинаитов, оболочки клеток данных водорослей слизневеют причем очень сильно. Клетки Phaeophyceae являются одноядерными. Ядро данных растений эукаритического строения. Ядрышко так же одно.

 

Мелкие и многочисленные хлоропласты дискообразного вида. Пластиды бурых водорослей окружены четырьмя мембранами. Тилакоиды расположены в виде лент, с краю располагается трехтилакоидная ламелла. Пластиды имеют пигменты: хлорофиллы, каротины и ксантофиллы – именно они придают водорослям соответствующий бурый цвет.

 

Вне границ хлоропласта в форме пластин оседает ламинарин — запасное вещество бурых водорослей.

 

В клетках данных растений присутствуют вакуоли, увеличивающиеся в размерах с возрастом за счет слияния.

 

В цитоплазме находятся физоиды – это такие везикулы, которые содержат флоротаннины, известные только у бурых водорослей полимеры флороглюцина. Диаметр физоидов может достигать от 0,1 до 10 мкм. Предполагаемая их функция состоит в защите слоевища от поедания животными, возможно они участвуют в защите от радиационных повреждений и в накоплении тяжелых металлов.

 

 

Слоев

ище бурых водорослей.

 

 

Слоевище или таллом бурых водорослей бывает различных размеров. Существуют микроскопические и даже огромные длина, которых может составлять 50 метров. По своей форме талломы тоже различные:

• напоминающие нити или корковидные;
• шарообразные либо мешковидные;
• в виде пластин с разрывами или пластинами целыми;
• с отверстиями или с выростами;
• гладкие, складчатые или ребристые;
• кустообразные.

В слоевище определенных водорослей, относящихся к бурым, присутствуют воздушные пузыри. Они позволяют ветвям находится в воде в вертикальном положении.

 

Бурые водоросли растут прикрепленными к грунту. Плавающие слоевища не могут сформировать органы размножения. Прикрепление к соответствующему грунту происходит при помощи длинных выростов — ризоидов или дисковидных разрастаний в основании слоевища — базальных дисков.

 

Большинство вышеуказанных водорослей имеют паренхиматическое строение, то есть их таллом имеет несколько рядов клеток, которые соединены друг с другом очень плотно и по всей длине.

 

Особенностью слоевища считаются крупные листовые пластины. Они встречаются с очень сильным рассечением, похожим на нити. В следствии этого определенных представителей называют — нитчатыми.

 

 

Питание бурых водорослей

 

 

 

Питание бурых водорослей в основном происходит автотрофным путем, то есть происходит синтез органических веществ с помощью процесса фотосинтеза. Но есть водоросли со временем, утратившие хлорофилл и перешедшие к гетеротрофному типу питания, они не синтезируют питательные вещества, а получают их извне.

 

 

 Размножение бурых водорослей

 

 

Бурые водоросли способны размножаться всеми существующими видами:

• вегетативное размножение – обычно происходит при случайном разделении талломов, исключением являются вид Сфацелярия, формирующие выводковые почки и фукус, имеющий клетки, способные к дифференциации в другой таллом;
• бесполое размножение – многие бурые водоросли размножаются именно данным типом, то есть подвижными зооспорами, но некоторые виды размножаются неподвижными тетра– и моноспорами;
• половое размножение – представлен изо- и оогамией, но встречается и гетерогамия. Важную роль в данном процессе имеют феромоны, выполняя такие функции как: стимулирование освобождения мужских гамет и привлечение сперматозоидов к яйцеклеткам или женским гаметам.

 

 

Жизненные циклы бурых водорослей.

 

 

         Жизненный цикл бурых водорослей состоит из сменяемой очередности бесполого поколения и полового поколения. Исключением являются фукусовые водоросли, их цикл диплофазный. Типы жизненного цикла данных водорослей:

• изоморфный – гаметофит одинаковый по размерам с спорофитом;
• гетероморфными – в данном цикле гаметофит очень маленьких размеров и выглядит как разветвленные нити. Результат гаметофита -мужские и женские гаметы, при слиянии которых образуется новый спорофит.

 

 

Чем отличаются бурые водоросли от других типов водорослей.

 

 

Различия бурых водорослей от иных типов водорослей обусловлены их особенностями:

• содержат хлорофилл a и c;
• содержат пигменты – ксантофиллы и каротиноиды. Такой набор пигментов предоставляет бурым водорослям возможность осуществлять фотосинтез на глубине океана до 30 м;
• запасным веществом является маннитол и ламинарин;
• клеточные стенки имеют кислоту называемую альгиновой, из-за которой стенки водорослей в клейком состоянии. Слизь задерживает воду, препятствуя осушению слоевища;
• обмен газов и питательных элементов, а также вывод продуктов обмена веществ происходит путем проникновения всеми поверхностными клетками тела;
• подвижные стадии (зооспоры и гаметы) имеют форму от грушевидной до веретеновидной и несут чаще всего два жгутика разной длины. Оба жгутика заканчиваются тонким волосовидным придатком, встречающимся помимо бурых ещё и у жёлто-зелёных водорослей;
• наличие воздушных пузырей – пневматофор, которые удерживают стволы бурых водорослей в положении вертикально.

 

 

Представители класса бурых водорослей.

 

 

Одним из самых крупных представителей бурых водорослей можно назвать макроцистис. Данное растение принадлежит к роду Ламинариевых. Протяженность его слоевища может достигать примерно до 60 метров, масса аж до 150 килограмм. Встречаются в водах умеренной полосы. Специфика строения заключается в широких, листовидных талломах на которых находятся воздушные шарики, предназначенные для удержания на поверхности растения. Прикрепление в основном к каменистым субстратам, происходит с помощью ризоидов. Клетки таллома состоят из огромного количества важных и полезных веществ необходимых человеку:

• полисахариды и аминокислоты;
• йод, кремний, фосфор;
• альгиновая кислота.

 

Очень важными для медицины являются фукусы или как их называют из-за необычного строения слоевища (напоминает гроздья винограда) – морской виноград. Обитают данные растения практически во всех морях и океанах, особенно их много в Белом море. Фукусы являются кладезью питательных веществ, в них содержаться: аминокислоты, фукоидан, витамины от группы А до РР, примерно 42 химических элемента.

 

Не вызывает сомнения и важность водоросли Ламинария или как ее часто называют — Морская капуста. Эта водоросль распространена в Тихом и Атлантическом океане. Таллом напоминает широкую ленту бурого цвета, его длина составляет до 12 м. Прикрепляется с помощью ризоидов к каменистым и скалистым субстратам. Ламинария широко используется в качестве продукта питания для людей, в косметологии, а также как корм животным. Это объясняется тем, что в ней содержится:

• метионин – аминокислота, самое большое содержание даже среди наземных овощей;
• в большом количестве йод, микроэлементы, минералы;
• углеводы.

 

 

 

Значение бурых водорослей в природе и в жизни человека.

 

 

Большую значимость имеют бурые водоросли для природы. Они становятся безопасным местом для приема пищи, размножения, а также прекрасно подходят для укрытия. Могут быть использованы для корма скотам.

 

Немаловажную роль играют бурые водоросли в жизни человека. Их не только употребляют в пищу из-за содержания в них йода, но и активно используют в текстильной и фармацевтической промышленности. Это связано с тем, что из бурых водорослей производят альгинаты – полисахариды вязкой консистенции, которые обладают коллоидными свойствами.

 

В пищевой промышленности альгинаты используют в качестве эмульгаторов, стабилизаторов, влагоудерживающих, желирующих компонентов. Их растворы служат для заморозки мяса и рыбы.

 

В текстильной промышленности альгинаты используются в качестве загустителя красок. Пропитка тканей альгинатовой кислотой прибавляет им такую функцию как водонепроницаемость. Также данная кислота увеличивает прочность тканей. Некоторые соли данной кислоты принимают участие в получении искусственного шелка.

 

В фармацевтике в качестве покрытия таблеток используют альгинаты. Также они содержатся в некоторых мазях Альгинат кальция служит средством, останавливающим кровотечения и даже в качестве сорбента.

 

Помимо альгината бурые водоросли производят маннит, он способен заменять сахар, например для людей с таким заболеванием как диабет. Так же он может быть использован при консервации крови, так как способен заменять плазму.