Отдел Красные водоросли ("багрянки") включает порядка четырех тысяч видов и более шестисот родов. Древнейшие представители, найденные в кембрийских отложениях, возраст имеют порядка 550 миллионов лет.

В связи с наличием ряда особенностей, красные водоросли считаются отдельным подцарством в В хроматофорах багрянок помимо хлорофиллов и каротиноидов присутствуют некоторые водорастворимые пигменты - фикобилины. В качестве запасного полисахарида выступает багрянковый крахмал. Его зерна откладываются вне хлоропластов в цитоплазме.

Гаметы и споры багрянок не имеют жгутиков. Цикл их развития включает три стадии. Из зиготы (после слияния) формируется диплоидный организм - спорофит. Он производит диплоидные споры, из которых формируется второе поколение. В клетках нового спорофита осуществляется в течение определенного периода мейоз и развиваются гаплоидные споры. Из них формируется третье поколение - производящий гаметы гаплоидный гаметофит.

В составе клеточных мембран красных водорослей присутствуют гемицеллюлозы и пектины. Они обладают способностью сильно набухать, сливаясь в общую массу слизи. Часто нити таллома (побега) склеиваются слизистыми веществами и становятся скользкими на ощупь. В межклетниках и многих красных водорослей присутствуют фикоколлоиды. Эти серосодержащие полисахариды достаточно широко используются в хозяйственной деятельности человека. Наиболее популярными являются агароиды, каррагинин и агар. Многие красные водоросли отличаются наличием в стенках клеток. Этот компонент придает багрянкам жесткость.

У большого количества красных водорослей образование талломов осуществляется при помощи переплетающихся многоклеточных нитей. Они прикрепляются к субстрату при помощи ризоидов. Размер талломов колеблется от нескольких сантиметров до целого метра.

Красные водоросли преимущественно обитают в морях. Там багрянки всегда прикрепляются к раковинам, камням и прочим предметам на дне. Иногда водоросли можно встретить на достаточно большой глубине.

Каллитамнион щитковидный - типичная красная водоросль. Этот представитель багрянок формирует очень изящные кустики до десяти сантиметров высотой, ярко-розового цвета. Состоят эти кустики из значительно разветвленных нитей.

Немалион - еще один представитель красных водорослей - растет на морских скалах. Его бледно-розовые шнуры достигают пяти миллиметров в толщину и двадцати пяти сантиметров в длину.

У водорослей рода Делессерия ярко-красные талломы напоминают листья.

В теплых морях распространены багрянки рода Кораллина. Их талломы состоят из члеников, пропитанных известью и соединяющихся сочленениями (с незначительным содержанием извести). Это придает гибкость растению, что помогает противостоять воздействию волн и развиваться в районах сильного прибоя.

Багрянки достаточно широко используются человеком в хозяйственной деятельности. Как известно, эти водоросли являются довольно ценным продуктом благодаря наличию белка, микроэлементов, витаминов.

На Гавайских островах, в восточноазиатских странах из багрянок готовят разнообразные блюда. Употребляют эти водоросли и в засахаренном или сушеном виде. Из съедобных багрянок популярностью пользуются порфира и родимения. Эти водоросли встречаются во многих морях. В Японии достаточно широко развито промышленное растений. В прибрежной полосе укладываются на мелководье камни, ветки или растягиваются специальные сети, сплетенные из толстых веревок и закрепленные на шестах из бамбука. Спустя определенный промежуток времени все эти предметы обрастают водорослями.

Места и условия обитания

Красные водоросли, или багрянки (Rhodophyta) — обитают преимущественно в морях (часто на большей глубине, чем зелёные и , что обусловлено присутствием фикоэритрина, способного, по-видимому, использовать для фотосинтеза зелёные и синие лучи, проникающие глубже других в воду), меньше в пресных водах и почве. Из 4000 видов багрянок только 200 видов обитает в пресноводных водоемах и почвах. Багрянки — глубоководные организмы. Они могут обитать на глубине до 100-200 м (а отдельные представители обнаружены на глубине до 300 и даже 500 м), но могут развиваться и в верхних горизонтах моря, в том числе и на литорали.

Строение красных водорослей

Чем короче длина световой волны, тем больше ее энергия, поэтому на большие глубины проникают только световые волны с короткой длиной волны и, соответственно, с высокой энергией. Вспомогательные пигменты красных водорослей расширяют спектр поглощаемого ими света в сине-зеленой и сине-фиолетовой областях спектра.

Предшественники хлоропластов у красных водорослей — цианобактерии. Основной фотосинтетический пигмент — хлорофилл а (зеленого цвета). Вспомогательные фотосинтетические пигменты: хлорофилл d (у некоторых видов), каротиноиды (желтого цвета) и фикобилины (синий — фикоцианин и красный — фикоэритрин). Именно фикобилины, имеющие белковую природу, поглощают остатки синего и фиолетового света, проникающие на большие глубины.

В соответствии с изменением соотношения фотосинтетических пигментов окраска красных водорослей с увеличением глубины меняется: на мелководье они желто-зеленые (иногда имеют голубой оттенок), затем становятся розовыми и, наконец, на глубине более 50 м приобретают интенсивный красный цвет.

Красными эти водоросли выглядят, только если их вытащить на поверхность. На большой глубине водолазам они кажутся черными, настолько эффективно поглощают они весь падающий на них свет.

Запасное вещество красных водорослей — полимер глюкозы, который называют багрянковым крахмалом. По строению он близок к животному крахмалу — гликогену.

Слоевище (таллом), т.е. тело красных водорослей, как правило, многоклеточное (нитчатое или пластинчатое), редко одноклеточное. Некоторые красные водоросли, например кораллины, имеют скелет, состоящий из углекислого кальция (СаСO 3) или магния (MgCO 3). Они участвуют в образовании коралловых рифов.

Половой процесс очень сложен. Тип полового процесса — оогамия. Наблюдается чередование гаплоидного (n) и диплоидного (2n) поколений; у большинства багрянок эти поколения изоморфны. Гаметы лишены жгутиков.

Бесполое размножение — с помощью спор, лишенных жгутиков.

Отсутствие жгутиковых форм на всех стадиях размножения — характерный признак красных водорослей. Предполагают, что багрянки, в отличие от друг их водорослей, произошли от древних, примитивных эукариот, еще лишенных жгутиков. На этом основании багрянки обычно выделяются в особое подцарство Rhodobionta.

Экологическое значение

Красные водоросли — основные продуценты органического вещества на больших глубинах. Они являются кормом и укрытием для глубоководных морских животных.

Хозяйственное значение

Наибольшее практическое значение имеют анфельция, гелидиум, филлофора, фурцелярия, дающие студнеобразующие вещества -агар-агар, агароид, карраген. Некоторые красные водоросли, например порфира, употребляются в пищу.

Бангиевые (Bangiophyceae), класс красных водорослей. Включает 24 рода, объединяющих 90 видов как одноклеточных, так и многоклеточных — нитевидных или пластинчатых водорослей, одноядерные клетки которых, в отличие от других красных водорослей, имеют обычно по одному звезд чатому хроматофору с пиреноидом и не соединяются между собой порами.

Флоридеи (Florideophyceae), класс красных водорослей. Слоевища многоклеточные, от микроскопических до 0,5 м высотой, из одного ряда клеток или сложного тканевого строения, нитевидные, пластинчатые или кустистые, иногда расчленены на стебель и листообразные органы; у ряда флоридей слоевища твёрдые от отложения в них солей кальция (литотамний и др.).

Филлофора (Phyllophora), род красных водорослей. Слоевище пластинчатое, простое или разветвленное высотой до 50 см. Размножение карпоспорами, образующимися в результате полового процесса, тетраспорами и обрывками слоевищ; у некоторых видов спорофиты растут на гаметофитах в виде мелких выростов. Около 15 видов, в холодных и умеренных морях, в странах бывшего СССР — 5 видов. Используются для производства студнеобразующего вещества каррагинина.

Гелидиум (Gelidium), род красных водорослей; включает около 40 видов, обитающих в тёплых морях. Слоевище жёсткое, хрящеватое, часто перисто-разветвлённое, высотой 1-25 см. Спорофит и гаметофит сходны по строению. Спорофит даёт тетраспоры. Гаметофит в результате полового процесса образует карпоспоры. Гелидиум используют для получения агар-агара, особенно в Японии. В странах бывшего СССР встречается в Японском и Чёрном морях в незначительных количествах.

Рис. 1. Красные водоросли: а) порфира; б) анфельция; в), г) разные виды хондрусов

Из красных водорослей получают агар-агар. Агар-агар — это смесь высокомолекулярных углеводов. При добавлении его к воде в соотношении 1:20 — 1:50 образуется плотное желе (студень), которое сохраняет свою консистенцию даже при относительно высоких температурах (40-50°). Это свойство агар-агара широко используют в микробиологии при приготовлении плотных питательных сред , необходимых для выращивания различных бактерий и грибов. Если на агаровую пластинку из воды или воздуха попадают единичные бактерии или споры грибов, то через некоторое время из них вырастают отчетливо видимые и удобные для анализа бактериальные или грибные колонии. Это позволяет изучать микроорганизмы: анализировать их свойства и проводить отбор. Без агаризованных питательных сред невозможны выделение и анализ болезнетворных микроорганизмов в клинической микробиологии, проведение санитарной оценки воды, воздуха и пищевых продуктов, а также получение штаммов микроорганизмов — продуцентов антибиотиков, ферментов, витаминов и других биологически активных веществ.

Агар-агар применяется в пищевой промышленности для приготовления мармелада, пастилы, мороженого, незасахаривающегося варенья, нечерствеющего хлеба, мясных и рыбных консервов в желе и для очистки вин.

В фармацевтической промышленности на его основе изготовляют капсулы и таблетки с антибиотиками, витаминами и другими лекарственными препаратами, когда необходимо их медленное рассасывание.

В нашей стране основным сырьем для производства агар-агара служит красная водоросль анфельция (рис. 1б).

Из красных водорослей получают особые полисахариды — каррагены, подавляющие размножение вируса СПИДа (синдрома приобретенного иммунодефицита). Сырьем для производства каррагенов служит красная водоросль хондрус («ирландский мох») — рис. 1в, г. Красные водоросли, так же как и другие водоросли, можно использовать на корм скоту и как удобрение.

Красные водоросли , как и бурые, почти все обитают в морях. Это многоклеточные растения, достигающие значительной величины (до 2 м), их слоевище обычно так расчленено, что напоминает стебель и листья. Красные водоросли в своих мелких хроматофорах, кроме хлорофилла, содержат пигмент красного цвета - фикоэритрин и другие пигменты. Окраска этих пигментов обусловливает окраску водорослей в розовый, красный, синеватый и другие цвета. Известно около 4 000 видов. Размножаются вегетативно, спорами и половым путем. Наиболее известными являются порфира, радимения.

Тело багрянок очень нежное, хрупкое. Великолепная их окраска, переливающаяся множеством тонов, от ярко-красной до почти черной. В сочетании с причудливыми очертаниями багрянок она обусловливает несравненную красоту подводного царства.

Практическое значение багрянок для человека велико. Одну из живущих в Северном море водоросль — хондрус - употребляют как лекарство при заболевании дыхательных путей. Красные водоросли используются для добывания растительного студия агар-агара, применяемого в кондитерском производстве и в микробиологии - для получения чистых культур микробов. Природные запасы багрянок в нашей стране незначительны, поэтому ученые занимаются разработкой научных основ выращивания красных водорослей в Черном море.

Значение водорослей в природе и в жизни человека огромно, так как они создают биомассы больше, чем наземные растения.

В соленых и пресных водных бассейнах (моря, озера и т. д.) водоросли образуют огромные скопления: плавающие в поверхностных (до глубины 100 м) слоях водоема - планктон, или живущие на дне - бентос. Вся масса разнообразных видов водорослей, живущих в воде, в 10 раз превосходит массу разнообразных наземных видов растений. Роль водорослей в природе огромна. Водоросли синтезируют органические вещества. Некоторые исследователи утверждают, что одни диатомовые водоросли синтезируют 50% органических веществ, создаваемых вообще на Земле. Водоросли поедаются мелкими водными животными, которых, в свою очередь поедают рыбы. Таким образом, планктон и бентос являются своего рода пастбищами для мелких морских животных, рыб и крупных морских животных вплоть до кита.

В процессе фотосинтеза водорослями выделяется кислород, растворяющийся в воде и так необходимый для дыхания рыб и других водных животных.

Водоросли имеют большое экономическое значение для человека. Как уже упоминалось выше, многие виды водорослей используются в пищу в Японии, Китае, Индии, Англии, Ирландии, Норвегии, России и других странах. Так, некоторые виды багряных водорослей употребляются в пищу под собирательным названием морского салата. Широко известна морская капуста из ламинарии.

Переработка водорослей как пищевого продукта производится на заводах в широких масштабах.

Из багрянок добывается агар-агар, из бурых и красных водорослей получают йод и бром, а также калийные соли. Водоросли богаты витаминами. Из ламинарий и других водорослей получают клей, используемый в бумажной и текстильной промышленности. Сухая перегонка водорослей дает уголь, смолу, метиловый спирт, ацетон и др.

В приморских районах водоросли используются на корм скоту и для удобрения полей как органическое удобрение. Водоросли планктона и бентоса, оседая на дно водоема, образуют отложения органического ила, называемого сапропелем.

Сапропель используется в химической промышленности, в сельском хозяйстве (корм и удобрения) и в медицине - грязелечение.

Общая характеристика отдела Красные водоросли

Красные водоросли, или Багрянки (Rhodophyta ) - отдел водорослей, характерной особенностью которых является отсутствие жгутиковых стадий. Багрянки - это самая большая и своеобразные группа среди придонных морских водорослей. Отдел Красные водоросли насчитывает около 4 тыс. Видов.

Общие признаки. Своеобразие багрянок обусловлена, прежде всего, набором пигментов. Кроме зеленого пигмента, красные водоросли содержат еще красные, синие и желтые. Характерную окраску красных водорослей определяется, прежде всего, наличием особых красных и синих пигментов - фикобилины, которые есть только в них и цианобактерий. Различные сочетания фикобилины с желтыми и зелеными пигментами может обусловливать розовое, красное, оранжево-желтое, фиолетовое или почти черную окраску. Красные пигменты позволяют этим водорослям улавливать слабый свет на глубинах 200-250 м. Они, пожалуй, единственными водорослями, живущих на такой глубине. Отдел Красные водоросли объединяет преимущественно многоклеточные организмы, только некоторые виды этих водорослей являются одноклеточными или колониальными. Слоевище большинства багрянок выглядит красивых кустиков или пластинок. Клеточные покровы представлены несколькими слоями, в составе которых есть целлюлоза, пектиновые вещества и агар-агар. Тело многих красных водорослей очень нежное и хрупкое. Но есть часть багрянок, которые откладывают в своих клеточных стенках карбонат кальция. Запасают красные водоросли особое вещество - багрян- ный крахмал, который откладывается в цитоплазме. Красные водоросли размножаются вегетативно - частями таллома и дополнительными "побегами", которые могут отрастать от стелющихся нитей или подошвы, Неполовой - с помощью спор, и поло - с участием гамет. Интересно, что никакие их клетки, в том числе и половые, не имеют жгутиков.

Распространение и разнообразие. Наиболее распространены эти водоросли в теплых морских водах, хотя многие виды живет и в холодных районах земного шара. Меньше сотни видов найдены в пресных водоемах (например, водоросли рода Батрахоспермум), где любят холодные швидкотекучи воды. Есть среди красных водорослей и наземные жители, которых можно встретить в виде красноватых слизистых налетов на стенках оранжерей, во влажной почве, по краям луж в саду (например, одноклеточные водоросли из рода порфиридиум). Почти все красные водоросли обычно прикреплены к камням или других водорослей, поэтому они имеют ризоиды или подошву. С помощью фикобилины багрянки хорошо приспособлены к поглощению синих и фиолетовых лучей, которые проникают на большую глубину. В 1984 году коралинову красную водоросль

было найдено на глубине 268 м, что является рекордной отметкой для фотосинтезирующих организмов. Это почти на 100 м ниже глубины, куда обычно проникает солнечный свет. Клеточные оболочки большинства красных водорослей содержат агар, делает их гибкими и скользкими на ощупь. Многие багрянок откладывают в своих оболочках для укрепления минеральные соли, поэтому они твердые, как камень.

Самыми известными красными водорослями является порфира, батрахоспермум, немалион, литотамнион, Коралина, филлофора, анфельция, калитамнион, делесерия и др. Порфира выглядит пластинки розово-пурпурного цвета с гладкими или волнистыми краями, до нескольких десятков сантиметров в длину и до 10-20 см в ширину. Пластинка состоит из одного-двух слоев клеток и с помощью подошвы прикрепляется к подводным субстратов. Распространены эти водоросли как в северных, так и в южных морях, где живут в прикрепленном состоянии на камнях, скалах. Филлофора имеет кустистые талом, представленные стелющимися "побегами", от которых поднимаются вертикальные стебли. Верхняя часть каждого стебли уплощена, разрастается по краям и образует пластину с утолщением посередине.

Значение в природе. Багрянки играют заметную роль в жизни моря: являются пищей для животных, образуют кислород, участвуют в процессах самоочищения воды и тому подобное. Коралина водоросли играют важную роль в образовании коралловых рифов. Производительность таких рифов и их способность расти в относительно бедных питательными веществами тропических водах напрямую зависит от этих водорослей.

Значение для человека. Красные водоросли используют в пищу. Например, порфира является съедобной водорослью (народное название - красный морской салат) и введена в промышленную культуру, которую выращивают на специальных морских фермах. Красный морской салат считается деликатесом, вкус которого обусловливают органические соединения - аминокислоты. Используют красные водоросли и в медицине. Из них получают йод, с Коралины изготавливают препараты для устранения изжоги. А одну из водорослей северного моря - Хондрус - в сухом виде издавна употребляют как лекарство при болезнях дыхательных путей. Из других багрянок добывают агар-агар, который применяется во всех микробиологических лабораториях мира для выращивания микробов. Без него нельзя обойтись и в пищевой промышленности. Кондитеры используют агар для получения желе, мармелада, конфет, а пекари добавляют в тесто его небольшое количество, чтобы хлеб, батоны, бисквиты долго не черствели. С филлофоры в Украине получают вещество, которое называют "черноморским агаром". Вдоль северо-западного побережья Черного моря, между Одессой и Очаковом, находится зона, где на глубине 5-60 м филлофора образует сплошные заросли. Это самое большое в мире группировки этих растений.

Итак, наиболее характерными признаками багрянок является отсутствие джгутиковии стадий, красную окраску, обусловленное фикобилины и запасания Багрянки весо крахмала.

Значение водорослей в природе и жизни человека

Водоросли играют важную роль в синтезе органического вещества на Земле. В комплексе организмов, осуществляющих круговорот веществ в природе, водоросли вместе с автотрофным бактериями и высшими растениями составляют звено продуцентов, за счет которых существуют все остальные бесхлорофильные организмы планеты. Участвуя в процессах круговорота веществ в природе, водоросли являются активными агентами самоочищения водоемов, а также первичных грунтотвирних процессов и восстановления плодородия почв. В геологической летописи нашей планеты водоросли также оставили отпечаток в виде диатомитов и известняков. В природе водоросли являются источником пищи для многих водных обитателей, насыщают кислородом толщу воды и воздуха атмосферы. Вместе с бактериями много одоростей осуществляют очистку водоемов. Из остатков водорослей после их отмирания образуются горные породы. Вместе с тем водоросли могут иметь и отрицательное значение. Так, при массовом размножении микроскопических водорослей в водоемах возникает «цветение воды" зеленого, красного, желтого, коричневого окраса.

Из водорослей человек добывает вещества, которые используются для производства продуктов питания. Некоторые морские водоросли съедобные, и многим людям по вкусу. В пищу употребляются бури и красные водоросли. Чаще всего их просто выбирают из воды, но некоторые выращивают специально. Бури и зеленые водоросли являются кормом для животных. Кроме того, из водорослей получают удобрения, их применяют в медицине для заживления ран, лечении простуды. Современные препараты из водорослей применяют для лечения людей, которые подверглись радиоактивному облучению. Некоторые водоросли используют для определения степени загрязнения сточными водами и нефтепродуктами. Многие водорослей являются удобными объектами для научных исследований.

Итак, огромное значение водорослей в природе и для человека обусловлено, в основном, тем, что они производят огромную массу органично го вещества и производят кислород.

Выход на сушу стал причиной развития высших растений.

(Bangiophyceae) и флоридеевые (Florideophyceae), около 20 порядков, более 600 родов и 6000 видов. Преимущественно макроскопические водоросли (длина от 1 мм до 1 м) разнообразной формы. Среди примитивных красных водорослей - немногочисленные пресноводные (батрахоспермум - Batrachospermum) и наземные (порфиридиум - Porphyridium) виды (около 20 родов и 150 видов). Ископаемые остатки красных водорослей известны с кембрия.

Красные водоросли в подавляющем большинстве - многоклеточные организмы паренхимного (порфира и бангия - Bangia) или сложного анатомического строения, в основе которого лежит система разветвлённых нитей, иногда одноклеточные, колониальные. Клеточные стенки состоят из микроволокон целлюлозы, реже ксилана (порфира), и слизистой аморфной части, содержащей пектиновые вещества, в том числе различные галактаны (агар, каррагинан и др.); у некоторых представителей стенки клеток обызвествлены за счёт отложений кальцита (кораллина - Соrallina) или арагонита (лиагора - Liagora). У многих красных водорослей дочерние клетки соединены порами, которые закрываются пробками из белков. Химическое строение последних специфично для отдельных групп красных водорослей. У высокоорганизованных флоридеевых, кроме первичных пор, образуются вторичные поровые соединения между соседними клетками. Жгутиковые клетки у красных водорослей отсутствуют. Хлоропласты окружены собственной 2-мембранной оболочкой, тилакоиды одиночные, не собраны в ламеллы, равноудалённые.

Размножаются красные водоросли вегетативным, бесполым и половым путями. Вегетативное размножение преобладает у примитивных бангиевых (порфиридиум) и неприкреплённых флоридеевых (анфельтия, филлофора). Бесполое размножение моноспорами (у представителей порядков Bangiales, Acrochaetiales) или, у большинства флоридеевых, - тетраспорами (по 4 в особых спорангиях). Половое размножение - оогамия. Оогоний (женский половой орган), или карпогон, имеет трубчатый вырост - трихогину для улавливания спермациев. Оплодотворённый карпогон (зигота) претерпевает сложное развитие, в результате которого формируется особая нитчатая структура (гонимобласт), дающая множество карпоспор, прорастающих в спорофит. Все споры и гаметы голые, неподвижные. Спорофит и гаметофиты морфологически сходны (полисифония - Polysiphonia), реже различны (порфира).

Красные водоросли - типичные обитатели морского шельфа, проникающие на большие глубины (более 200 м), нередко доминируют в сообществах и определяют характер донной растительности, служат пищей и средой обитания морских животных. Распространены по всему Мировому океану, наиболее разнообразно представлены в тропических морях, в меньшей степени - в полярных. Красные водоросли используют главным образом в пищу (порфира), для получения агара (анфельтия, гелидиум - Gelidium, грацилярия - Gracilaria) и других желирующих углеводов, в том числе каррагинана (хондрус), агароида (филлофора), широко применяемых в пищевой промышленности, виноделии, микробиологии, медицине. В результате промысла и марикультуры красные водоросли ежегодно в мире производят около 7000 тонн агара. В России его добывают на Дальнем Востоке и в Белом море из анфельтии и грацилярии.

Лит.: Виноградова К. Л. Отдел красные водоросли (Rhodophyta) // Жизнь растений. М., 1977. Т. 3: Водоросли. Лишайники.

К. Л. Виноградова.

Главная » Транскрипции » Что входит в понятие живое вещество. Живое вещество, понятие