§ 18. Водоросли

Определения и обозначения

Водоросли — преимущественно водные организмы, содержащие хлорофилл и способные к фотосинтезу. Среди них есть микроскопические существа из одной клетки и крупные организмы, заметные без увеличения. Поэтому слово «водоросли» обозначает очень разные по размерам и строению организмы, объединённые общими особенностями питания.

Слоевище, или таллом, — тело водоросли, не разделённое на настоящие корень, стебель и листья. Оно может состоять из одной клетки или быть образовано множеством клеток. Это название помогает не путать тело водоросли с органами цветкового растения.

Хроматофор — клеточная структура водоросли, в которой находятся хлорофилл и другие пигменты. Пигменты поглощают свет, необходимый для фотосинтеза. Благодаря хроматофору клетка использует энергию света, чтобы образовывать органические вещества.

Хламидомонада — одноклеточная зелёная водоросль. У неё есть оболочка, ядро, хроматофор, жгутики для движения и светочувствительный глазок. На её примере удобно изучать, как одна клетка может самостоятельно питаться, двигаться и выполнять другие жизненные функции.

Как это устроено

Водная среда поддерживает тело водорослей и окружает его водой с растворёнными веществами. Поэтому многим видам не нужны органы, которые у наземных растений удерживают воду и доставляют её к листьям. Для фотосинтеза требуется свет, поэтому водоросли часто обитают в освещённых слоях воды. Там их хлорофилл может улавливать свет, а клеткам доступны вода и растворённые вещества.

Тело водоросли называют слоевищем, потому что оно не образует настоящих органов, характерных для цветкового растения. У наземного растения корни поглощают воду из почвы, стебель поддерживает растение и проводит вещества, а листья участвуют в фотосинтезе. У водоросли многие клетки непосредственно соприкасаются с водой и получают из неё необходимые вещества. Сходство с растениями состоит прежде всего в способности многих водорослей к фотосинтезу, а не в одинаковом строении тела.

У хламидомонады все части находятся внутри одной клетки, но выполняют разные задачи. Хроматофор с хлорофиллом улавливает свет, а ядро содержит наследственную информацию и управляет работой клетки. Оболочка отделяет клетку от окружающей среды, а цитоплазма заполняет её внутреннюю часть. Два жгутика помогают хламидомонаде перемещаться в воде, а светочувствительный глазок помогает направляться к освещённому месту.

Одноклеточная водоросль — это организм, тело которого образовано одной клеткой; у многоклеточной клеток много. При этом скопление отдельных клеток не обязательно является одним многоклеточным организмом: важно, соединены ли клетки в общее тело. Многоклеточное слоевище может выглядеть как длинная нить или плоская пластина. Такие формы возникают, когда клетки остаются соединёнными после деления, но тело всё равно не становится корнем, стеблем и листьями.

Водоросли могут размножаться делением клетки, спорами или половым способом, при котором участвуют половые клетки. При благоприятных условиях одноклеточные виды делятся быстро, и число клеток резко увеличивается. В природе водоросли создают органические вещества, которыми питаются другие обитатели водоёмов, и выделяют кислород. Их используют и люди, например как пищу или сырьё; чрезмерное размножение некоторых видов, однако, может вызвать «цветение» воды.

Сравнение одноклеточных и многоклеточных водорослей

Сравнивайте водоросли по числу клеток и устройству тела, а не только по размеру: маленькой может быть многоклеточная водоросль. В таблице указаны общие признаки, а конкретные виды могут отличаться местом обитания и способом размножения. Сначала определите, из скольких клеток состоит организм, затем рассмотрите форму его слоевища.

Разбор задач

Задача 1. На рисунке изображена зелёная водоросль, тело которой состоит из одной клетки. Определите, к какой группе по строению она относится. Нужно установить число клеток, образующих организм, а не оценивать его размер или цвет. Название группы зависит от строения тела.

1. Найдите в условии признак, который важен для классификации: тело состоит из одной клетки.
2. Сопоставьте его с определениями: одноклеточная водоросль образована одной клеткой, многоклеточная — множеством клеток.
3. Цвет не меняет этого вывода: зелёный оттенок связан с пигментами, а не с числом клеток.

Ответ. Это одноклеточная водоросль. Для такого вывода достаточно сведений о строении тела. Определить конкретный вид по одному только признаку «зелёная» нельзя.

Задача 2. Сравните хламидомонаду и нитчатую водоросль по числу клеток и строению слоевища. Не следует делать вывод о числе клеток только по длине или заметности организма. Сравнение проводят по тому, из чего образовано его тело.

1. Хламидомонада состоит из одной клетки, которая выполняет все жизненные функции.
2. Нитчатая водоросль многоклеточная: её слоевище образовано клетками, соединёнными в длинную нить.
3. У обеих водорослей тело — слоевище, а не набор настоящих корней, стеблей и листьев.

Ответ. Хламидомонада одноклеточная, а нитчатая водоросль многоклеточная. Её слоевище имеет форму нити, тогда как у хламидомонады всё тело — одна клетка. Различие определяется числом клеток и их расположением, а не размером организма.

Задача 3. В пруду вода стала мутной и зелёной. Объясните, как размножение одноклеточных водорослей может привести к такому явлению. В условии говорится об изменении воды, поэтому нужно связать увеличение числа клеток с их заметным скоплением. Сам оттенок воды ещё не позволяет назвать конкретный вид водоросли.

1. При благоприятных условиях одноклеточные водоросли быстро делятся, и каждая клетка даёт начало новым клеткам.
2. Число клеток в воде возрастает, они образуют большое скопление и окрашивают воду зелёным пигментом.
3. Большое количество клеток делает воду мутной; такое массовое развитие водорослей называют «цветением» воды.

Ответ. Быстрое размножение увеличивает количество одноклеточных водорослей в пруду. Их скопление может окрасить воду в зелёный цвет и сделать её мутной. Это объяснение показывает возможную причину явления, но не определяет вид водорослей.

Типичные ошибки

Ошибка — называть слоевище корнем, стеблем и листьями. Так думают, потому что тело многоклеточной водоросли иногда похоже на пластину или длинный стебелёк; однако внешнее сходство не означает одинакового строения. Проверьте себя: у водоросли нет настоящих органов цветкового растения, её тело называют слоевищем.

Ошибка — считать, что все водоросли многоклеточные. Крупные водоросли заметнее, поэтому легко забыть о микроскопических организмах из одной клетки. Чтобы проверить ответ, спросите, сколько клеток образует тело; например, хламидомонада одноклеточная.

Ошибка — полагать, что водоросли встречаются только в морях. Такое представление возникает, когда вспоминают крупные морские виды и не учитывают микроскопические. Проверьте себя, назвав другие места обитания: пресные водоёмы и влажные поверхности, например мокрые камни.

Ошибка — считать, что водоросли питаются только готовыми органическими веществами. Иногда путают необходимость поглощать воду и растворённые вещества с готовым питанием. У большинства водорослей есть хлорофилл, и они образуют органические вещества при фотосинтезе; проверить это можно по наличию пигмента и способности использовать свет.

Связь с другими темами

Перед изучением водорослей полезно вспомнить, что клетка — основная единица строения живых организмов, а фотосинтез позволяет создавать органические вещества с помощью света. Знания о слоевище помогут сравнивать водоросли с мхами и другими группами растений, не приписывая им органы, которых у них нет. В водоёмах водоросли участвуют в пищевых связях и круговороте веществ. Их массовое размножение помогает объяснить «цветение» воды, а выделение кислорода и образование пищи показывают их значение для природы и человека.

Что запомнить

• Водоросли содержат хлорофилл и способны к фотосинтезу.
• Тело водоросли называется слоевищем, или талломом.
• Слоевище не разделено на настоящие корень, стебель и листья.
• Водоросли бывают одноклеточными и многоклеточными.
• Многие водоросли обитают в воде, но некоторые встречаются во влажных местах.
• Водоросли служат источником органических веществ и кислорода в водных экосистемах.