§ 35. Многообразие водорослей, их значение

Определения и обозначения

Водоросли — преимущественно водные организмы, способные к фотосинтезу. Они очень разнообразны: некоторые состоят из одной микроскопической клетки, а другие вырастают до больших размеров. Это понятие помогает объединить организмы, которые могут выглядеть совершенно по-разному, но имеют общие особенности жизни и строения.

Слоевище, или таллом, — тело водоросли, не разделённое на настоящие органы и ткани. У высших растений есть корень, стебель и листья, а у водорослей такого разделения нет, даже если отдельные части внешне на них похожи. Термин нужен, чтобы правильно описывать тело водоросли и не путать его с органами наземных растений.

Фитопланктон — совокупность мелких организмов, которые свободно дрейфуют в толще воды. В его состав входят водоросли, способные улавливать свет и создавать органические вещества. Понятие помогает понять, откуда в водной среде берутся пища и часть кислорода, необходимые другим организмам.

Бурые водоросли — группа водорослей, окраска которых связана с особыми пигментами, в том числе фукоксантином. К ним относятся ламинария и фукус, обычно обитающие в морях. Название группы позволяет отличить эти водоросли от зелёных и красных и связать их окраску с особенностями строения.

Как это устроено

Водоросли встречаются в морях, пресных водоёмах и даже во влажных местах на суше. В воде свет проникает на разную глубину, а влажные поверхности дают возможность жить организмам, которым нельзя пересыхать. Условия обитания различаются, поэтому отличаются и размеры, и форма тела водорослей: одни остаются микроскопическими, другие образуют заметные слоевища.

По строению тела выделяют одноклеточные, колониальные и многоклеточные водоросли. Хламидомонада состоит из одной клетки, которая сама выполняет все необходимые для жизни функции. Вольвокс образует колонию из многих клеток, живущих вместе, а ламинария — многоклеточный организм с большим слоевищем. Такое сравнение показывает, что большое число клеток ещё не означает, что организм имеет настоящие органы.

Зелёные, бурые и красные водоросли различаются наборами пигментов — веществ, которые поглощают свет. Зелёную окраску обычно придаёт хлорофилл, а у бурых и красных водорослей есть и другие пигменты, меняющие видимую окраску. Они помогают использовать свет, доступный в конкретных условиях. Поэтому группы водорослей могут встречаться на разной глубине: с глубиной освещение меняется, и часть световых лучей поглощается водой.

Во время фотосинтеза водоросли используют свет, воду и углекислый газ, чтобы создавать органические вещества, и выделяют кислород. Эти вещества становятся пищей для водных организмов, а кислород необходим многим обитателям водоёма для дыхания. Поэтому водоросли служат основой многих пищевых цепей: от них зависят организмы, которыми затем питаются рыбы и другие животные.

Люди используют водоросли как пищу, а также получают из них вещества для медицины и промышленности. Однако при избытке питательных веществ в воде некоторые виды могут размножаться особенно быстро. Слишком массовый рост способен нарушать равновесие водоёма и ухудшать условия для его обитателей. Значит, водоросли полезны как часть экосистемы, но их чрезмерное размножение не всегда приносит пользу.

Основные группы водорослей и их особенности

Сравнивайте группы по строкам: так проще увидеть, как окраска связана с пигментами, а примеры — со средой обитания. Столбец о значении показывает, где водоросли важны для природы и как их применяет человек. В таблице приведены основные особенности, поэтому у отдельных видов они могут отличаться.

Разбор задач

Назовите среду обитания хламидомонады и объясните, почему её относят к водорослям.

Чтобы ответить, нужно определить, где живёт этот организм, и проверить, есть ли у него признаки водоросли. Одного небольшого размера недостаточно для ответа: важны способ получения органических веществ и строение тела. Рассуждаем по порядку и связываем каждый признак с выводом.

1. Вспоминаем, что хламидомонада — одноклеточная зелёная водоросль, обитающая в воде, в том числе в пресной.
2. Учитываем, что её клетка содержит пигмент, который помогает улавливать свет для фотосинтеза.
3. Проверяем строение: организм состоит из одной клетки, а настоящих корня, стебля и листьев у него нет.

Ответ: хламидомонада живёт в воде и относится к водорослям, потому что способна к фотосинтезу и имеет простое строение без настоящих органов высших растений.

Сравните вольвокс и ламинарию по числу клеток и строению тела.

В задании важно не смешивать колонию и многоклеточный организм. В обоих случаях клеток много, но они организованы по-разному. Сначала определяем, к какой форме относится каждый пример, а затем сравниваем устройство тела.

1. Вольвокс образует колонию: множество отдельных клеток живёт вместе и связано в общее образование.
2. Ламинария — многоклеточная водоросль, её клетки образуют единое крупное слоевище.
3. Проверяем вывод: у ламинарии есть многоклеточное тело, но его части всё равно не являются настоящими корнем, стеблем и листьями.

Ответ: вольвокс — колониальная водоросль из отдельных клеток, а ламинария — многоклеточная водоросль с единым слоевищем. Нельзя называть слоевище ламинарии настоящим стеблем или листом.

Объясните, почему уменьшение количества водорослей в водоёме может повлиять на рыб и содержание кислорода.

Здесь нужно проследить сразу две связи: между водорослями и кислородом, а также между водорослями и пищей. Не следует считать, что водоросли важны только как корм или только как источник кислорода. Последовательно рассмотрим, что происходит при фотосинтезе и как его результат используют другие организмы.

1. При фотосинтезе водоросли выделяют кислород, поэтому уменьшение их количества может снизить его поступление в водную среду.
2. Водоросли создают органические вещества, которыми питаются многие водные организмы.
3. Если пищи становится меньше, это может сказаться на организмах, которыми питаются рыбы, и на пищевых цепях в целом.

Ответ: уменьшение количества водорослей может привести к снижению образования кислорода и сократить пищевые ресурсы водоёма. Поэтому оно способно повлиять и на рыб, и на другие звенья водной экосистемы.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что все водоросли многоклеточные. Так можно подумать, если представлять только крупные морские водоросли, но хламидомонада состоит из одной клетки, а вольвокс образует колонию. Проверь себя: вспомни три примера — хламидомонаду, вольвокс и ламинарию — и укажи, к какой форме относится каждый.

Ошибка: называть слоевище корнем, стеблем или листом. Некоторые водоросли внешне напоминают растения, поэтому части их тела легко ошибочно назвать знакомыми словами. Но сходство формы не означает, что это настоящие органы; для проверки спроси себя, разделено ли тело водоросли на корень, стебель и листья.

Ошибка: полагать, что водоросли живут только в морях. Такое представление возникает из-за примеров крупных морских видов, например ламинарии. Многие водоросли обитают также в пресной воде и во влажных местах; проверь себя, если можешь назвать пример водоросли пресного водоёма.

Ошибка: считать любое размножение водорослей полезным. Обычно водоросли создают пищу и выделяют кислород, но чрезмерное размножение отдельных видов может ухудшить состояние водоёма. Чтобы проверить вывод, различай обычную роль водорослей в экосистеме и массовый рост, нарушающий равновесие.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания о клетке, фотосинтезе и пигментах растений. Сравнение водорослей с наземными растениями помогает увидеть, что тело организмов может быть устроено по-разному и не всегда имеет органы. Позднее эти сведения пригодятся при изучении пищевых цепей и экосистем водоёмов: водоросли дают пищу другим организмам и участвуют в образовании кислорода.

Что запомнить

• Водоросли способны к фотосинтезу и чаще всего живут в воде.
• Тело водорослей называется слоевищем, или талломом.
• Слоевище не разделено на настоящие корень, стебель и листья.
• Водоросли бывают одноклеточными, колониальными и многоклеточными.
• Основные группы водорослей — зелёные, бурые и красные.
• Водоросли выделяют кислород и служат пищей водным организмам.
• Человек использует водоросли в пищу и для получения полезных веществ.