Изучение водорослей в аквариумных условиях

По современной системе растительный мир разделен на два подцарства: низшие и высшие растения.

К низшим растениям, которые возникли около 2 млрд лет назад, относятся наиболее просто устроенные представители растительного мира. Характерной особенностью этой группы организмов является то, что их тело не расчленено на вегетативные органы (корень, стебель, лист) и представлено талломом, или слоевищем. В отличие от высших растений у них отсутствуют ткани, а органы полового и бесполого размножения, как правило, одноклеточные.

Низшие растения — водоросли и лишайники — широко распространены в природе и играют исключительно важную роль в общем круговороте веществ.

Водоросли, как и говорит само их название,— это растения, обитающие в воде. Однако это не совсем так. Водоросли способны жить и размножаться в таких условиях, которые на первый взгляд кажутся совершенно не пригодными для обитания.

Строение водорослей очень разнообразно. Они могут быть одноклеточными, колониальными, многоклеточными. Размеры их варьируют от нескольких микронов до 30 метров. Всего в природе насчитывается около 30 тысяч видов водорослей. Это самые древние растения Земли. Они обнаружены в отложениях, образованных от трех до одного миллиарда лет назад. Это им обязана земная атмосфера появлением кислорода. За такой длительный срок развития водоросли приспособились к самым невероятным условиям существования. Основная масса их обитает в морях, океанах, реках, ручьях, болотах – везде, где есть вода. Однако многие виды встречаются и на поверхности почвы, на скалах, в снегу, горячих источниках, соленых водоемов, где концентрация соли достигает 300 граммов на литр воды, и даже… в волосах ленивцев, обитающих во влажных лесах Южной Америки, и внутри волос белых медведей, живущих в зоопарках. У белых медведей волосы внутри полые, и там поселяются хлореллы вульгарис. При массовом развитии водоросли «окрашивают» животных в зеленый цвет. Однако жизнь всех этих растений связана с водой, они могут легко переносить пересыхание, промерзание, но стоит появиться достаточному количеству влаги, как поверхность предметов покрывается зеленым налетом.

Есть виды водорослей, обитающие в качестве симбионтов внутри организма некоторых животных и растений. Всем известный лишайник — пример симбиоза гриба и водоросли.

Наземные, или, как их еще называют, воздушные водоросли, можно встретить на стволах деревьев, скалах, крышах домов, заборах. Эти водоросли обитают везде, где есть хоть малейшее постоянное увлажнение дождем, туманом, брызгами водопадов, росой. В засушливые периоды водоросли высыхают настолько, что легко крошатся. Произрастая на открытых участках, они днем сильно прогреваются на солнце, ночью охлаждаются, а зимой промерзают.

Несмотря на, казалось бы, неблагоприятные условия жизни, воздушные водоросли нередко развиваются в массовом количестве, образуя на поверхности предметов яркие налеты зеленого или красного цвета. Особенно много наземных водорослей в районах с влажным и теплым климатом.

На ледниках, снежниках, льдах нередко поселяются холодолюбивые водоросли. В этих условиях они размножаются иногда настолько интенсивно, что окрашивают поверхность льда и снега в самые разнообразные цвета — красный, малиновый, зеленый, синий, голубой, фиолетовый, бурый и даже… черный — в зависимости от преобладания тех или иных холодолюбивых водорослей.

«Цветение» льда в отличие от «цветения» снега происходит в основном за счет массового развития водорослей не на поверхности льда, а на нижних его частях, погруженные в морскую воду. Затем, с наступлением зимы, они вмерзают в лед. А по мере летнего оттаивания замерзшие водоросли постепенно выходят на поверхность, где в лужах опресненной воды отмирают.

Водоросли развиваются и в озерах, где соленость настолько велика, что соль выпадает из насыщенного раствора. Очень высокую соленость переносят лишь немногие водоросли.

Значительная часть водорослей обитает в почве. Наибольшее их число встречается на поверхности почвы и в самом верхнем ее слое, куда проникает солнечный свет. Здесь они живут за счет фотосинтеза. С глубиной их численность и видовое разнообразие резко снижаются. Наибольшая глубина, на которой были обнаружены жизнеспособные водоросли, 2 метра. Ученые считают, что туда их заносит вода или почвенные животные. В таких неблагоприятных условиях водоросли способны переходить на питание растворенными органическими веществами.

Корочки водорослей на почве, высыхающие в сухие периоды, начинают расти уже через несколько часов после увлажнения. У некоторых почвенных водорослей важным защитным приспособлением против засухи является обильное образование слизи, которая даже при небольшом увлажнении способна быстро поглощать и удерживать большое количество воды, в 8-10 раз превращающее сухую массу водорослей. Таким образом водоросли не только запасают воду, превращая высыхание, но и быстро поглощают ее при увлажнении.

Эти водоросли очень жизнеспособны. Например, удалось оживить те, которые хранились в музеях в сухом состоянии десятки лет. Они способны переносить резкие колебания температур. Многие из них оставались жизнеспособными после того, как их нагревали до 100 или охлаждали до 195 градусов. Почвенные водоросли обладают устойчивостью против ультрафиолетового облучения и даже… радиоактивных излучений. Обладая различными приспособлениями против неблагоприятных условий среды, они первыми заселяют поверхность грунтов и принимают участие в почвообразовательном процессе, особенно в его начальной стадии (Садчиков А., 1988).

Тело этих растений, называемое слоевищем, или талломом, может быть дифференцировано на отдельные части, однако у него нет ни корней, ни стебля, ни листьев.

В организации клетки у большинства водорослей нет существенных отличий от типичных клеток высших растений, но они имеют свои особенности.

Клетки водоросли одеты постоянной клеточной оболочкой. Цитоплазма у большинства расположена тонким постенным слоем и окружает большую центральную вакуоль с клеточным соком. Из органелл особенно заметны хроматофоры (в переводе с греческого «несущий цвет»), которые в отличие от хлоропластов высших растений разнообразны по форме, числу, строению, местоположению в клетке и набору пигментов. Они могут быть чашевидными, спиральными, пластинчатыми, звездчатыми, цилиндрическими, дисковидными и др. На свету в хроматофоре в процессе фотосинтеза образуется сахар и выделяется кислород. Веществами запаса у водорослей служит крахмал, масло, волютин, гликоген, водорастворимый полисахарид ламинарин и др.

Размножение водорослей осуществляется вегетативным, бесполым, и половым путем. Вегетативное размножение у одноклеточных организмов происходит путем деления клетки, у колониальных и нитчатых –— распада колоний или нитей на отдельные фрагменты, из которых развиваются новые особи. При бесполом размножении происходит деление протопласта обычных или особых клеток, называемых спорангиями, с образованием неподвижных спор. Попадая в благоприятные условия, споры прорастают в новую водоросль. Половой процесс заключается в слиянии двух половых клеток, в результате чего образуется зигота, вырастающая в новую особь или дающая зооспоры (Лемеза Н. А., 2000).