§ 17. Общая характеристика водорослей

Определения и обозначения

Водоросли — группа преимущественно водных организмов, способных к фотосинтезу. Они улавливают энергию света и создают органические вещества, поэтому относятся к фотосинтезирующим организмам. Большинство видов обитает в пресных или солёных водоёмах, но некоторые встречаются во влажных местах на суше. Такое определение помогает не путать водоросли со всеми организмами, которые просто живут в воде.

Слоевище, или таллом, — тело водоросли, не разделённое на настоящие корень, стебель и листья. Оно может иметь вид одной клетки, нити, пластинки или иной формы. Части слоевища могут выполнять разные задачи, но не становятся от этого настоящими органами. Термин нужен, чтобы точно описывать тело водоросли и не приписывать ему строение высшего растения.

Хроматофор — часть клетки водоросли, в которой находятся пигменты и происходит фотосинтез. Пигменты поглощают свет, необходимый для образования органических веществ. У разных водорослей состав пигментов различается, поэтому различается и окраска. Это понятие связывает особенности клетки с питанием водоросли.

Ризоиды — нитевидные образования, с помощью которых водоросль прикрепляется к камню, грунту или другой поверхности. Они помогают ей удерживаться там, где есть свет и вода. Ризоиды не являются настоящими корнями и не выполняют весь набор их функций. Это различие важно, когда сравнивают водоросли с растениями, у которых есть корневая система.

Как это устроено

Вода окружает тело водоросли и помогает ему не высыхать, поэтому большинство видов живёт в водоёмах. Растворённые вещества могут поступать к поверхности клетки из окружающей среды, и для этого не обязательно иметь корни. Свет проникает в воду на разную глубину, поэтому водоросли обычно растут там, где его достаточно для фотосинтеза. Некоторые виды приспособились к жизни на влажных поверхностях суши, где сохраняется необходимая им влага.

Самая простая форма организации — одна клетка: она получает вещества из среды, фотосинтезирует и выполняет другие жизненные функции. У колониальных водорослей клетки держатся вместе и взаимодействуют, но каждая из них остаётся клеткой, а не отдельным органом. У многоклеточных видов клетки образуют слоевище, которое может быть нитеобразным или пластинчатым. Разнообразие форм показывает, что тело водоросли может усложняться без появления настоящих корней, стеблей и листьев.

У водорослей нет настоящих тканей и органов, характерных для высших растений. Их тело не разделено на части, каждая из которых устроена как корень, стебель или лист и выполняет определённый набор функций. Даже если у крупной водоросли заметны похожие на эти органы участки, внешнее сходство не означает одинакового строения. Такое устройство подходит водорослям, потому что многие необходимые вещества они получают всей поверхностью тела.

Фотосинтез возможен благодаря пигментам, которые поглощают свет определённых цветов. Зелёный пигмент есть у многих водорослей, но у других к нему добавляются пигменты иных оттенков. Именно их сочетание может придавать телу бурую или красную окраску. Разные пигменты помогают использовать свет, который доступен водорослям в их среде обитания.

Водоросли размножаются вегетативно, бесполым и половым способами: например, часть слоевища может отделиться, клетка — образовать новые клетки, а при половом размножении участвуют половые клетки. Конкретный способ зависит от вида и условий жизни. В водоёмах водоросли создают органические вещества, которыми питаются другие организмы, и выделяют кислород. Люди используют некоторые виды в пищу и как сырьё, поэтому водоросли важны не только для природных сообществ.

Сравнение одноклеточных, колониальных и многоклеточных водорослей

Сравнивайте водоросли по строкам: так видно, как меняется организация тела при переходе от одной клетки к колонии и многоклеточному слоевищу. При этом отсутствие настоящих органов остаётся общим признаком всех трёх групп. Примеры помогают соотнести название водоросли с уровнем организации.

Разбор задач

1. Одноклеточная водоросль с жгутиком

Условие. Организм живёт в пресной воде, состоит из одной клетки, имеет жгутик и зелёный хроматофор. Нужно определить, что это за организм. Одного признака места обитания недостаточно, поэтому проверим остальные особенности.

1. Сначала отмечаем, что организм одноклеточный и имеет зелёный хроматофор, значит, способен к фотосинтезу. Затем учитываем жгутик: он помогает клетке передвигаться в воде. Такое сочетание признаков характерно для хламидомонады.

Ответ. Это хламидомонада. При определении мы использовали не только место обитания, но и строение клетки, наличие жгутика и способность к фотосинтезу.

2. Крупная морская водоросль и органы растений

Условие. Нужно объяснить, почему крупную морскую водоросль нельзя считать растением с настоящими корнями, стеблем и листьями. Её тело может быть большим и внешне напоминать растение. Однако величина и внешнее сходство сами по себе не показывают, как устроены органы.

1. Определяем, что тело водоросли — слоевище, а не набор настоящих органов. Его части не имеют строения и функций корня, стебля и листа высшего растения. Затем выясняем роль ризоидов: они главным образом удерживают водоросль на поверхности.

Ответ. Крупную водоросль нельзя называть растением с настоящими корнями, стеблем и листьями: её тело остаётся слоевищем. Ризоиды выполняют функцию прикрепления, поэтому не превращаются в корни даже у большого организма.

3. Хлорелла, вольвокс и улотрикс

Условие. Сравните хлореллу, вольвокс и улотрикс по уровню организации тела, питанию и роли в экосистеме. Нужно назвать признаки, которые позволяют их различить, а затем сформулировать общее. Для ответа пригодится представление об одноклеточных, колониальных и многоклеточных формах.

1. Хлорелла состоит из одной клетки, вольвокс образует колонию, а улотрикс — многоклеточное слоевище. У всех трёх нет настоящих органов и тканей. Фотосинтезируют клетка хлореллы, клетки колонии вольвокса и клетки слоевища улотрикса.
2. Затем связываем фотосинтез с ролью этих организмов в природе. Они образуют органические вещества, которые могут служить пищей другим обитателям водоёма, и выделяют кислород. Значит, различия в устройстве тела не отменяют их общей роли производителей.

Ответ. Хлорелла — одноклеточная, вольвокс — колониальная, улотрикс — многоклеточная водоросль. Все они фотосинтезируют и участвуют в создании органического вещества и кислорода в водных экосистемах.

Типичные ошибки

Ошибка: называть слоевище водоросли корнем, стеблем и листьями. Так говорят из-за сходства внешнего вида, особенно у крупных видов, но части слоевища не являются настоящими органами. Проверьте себя: разделено ли тело на органы, отличающиеся строением и функциями? Если нет, используйте термин «слоевище».

Ошибка: считать ризоиды настоящими корнями. Их можно принять за корни, потому что они похожи на тонкие нити у основания водоросли. Но их главная задача — прикрепление, а не полноценное корневое питание. Для проверки спросите себя, выполняют ли эти образования все функции корня высшего растения.

Ошибка: утверждать, что все водоросли зелёные. Такое впечатление возникает, если знакомиться только с зелёными видами. У водорослей бывают дополнительные пигменты, из-за которых окраска становится бурой или красной. Проверяйте, к какой группе относится организм и какие пигменты определяют его цвет.

Ошибка: считать водорослью любой организм, который живёт в воде. Среда обитания сама по себе не показывает ни строение организма, ни способ его питания. Чтобы проверить предположение, выясните, есть ли у организма признаки водоросли, включая фотосинтез и соответствующую организацию тела. Сначала определяйте организм по признакам, а уже потом учитывайте место обитания.

Связь с другими темами

Чтобы разбираться в теме, нужно знать признаки живых организмов, строение растительной клетки и основы фотосинтеза. Эти знания помогают понять, как клетка водоросли получает вещества и использует свет. Позже сравнение водорослей с высшими споровыми растениями покажет, как усложнялось строение растений. В экологии водоросли рассматривают как производителей органического вещества и источники кислорода в водоёмах.

Что запомнить

• Водоросли — преимущественно водные фотосинтезирующие организмы.
• Тело водоросли называется слоевищем, или талломом.
• У водорослей нет настоящих корней, стеблей, листьев, тканей и органов.
• Водоросли бывают одноклеточными, колониальными и многоклеточными.
• Фотосинтез происходит благодаря пигментам в хроматофорах.
• Ризоиды служат главным образом для прикрепления к поверхности.
• Водоросли производят органическое вещество в водных экосистемах.