Отдел Бурые водоросли

Определения и обозначения

Бурые водоросли — преимущественно морские многоклеточные водоросли с талломом, окрашенным фукоксантином. Это определение помогает отличать их от других водорослей по среде обитания, строению и пигментам. Слово «преимущественно» означает, что море — обычное, но не обязательно единственное место жизни всех видов.

Слоевище, или таллом, — тело водоросли, не разделённое на настоящие корень, стебель и листья. Даже если в нём заметны похожие на эти органы части, всё тело остаётся единым слоевищем. Термин нужен, чтобы не путать внешнее сходство водоросли с растением и их различное строение.

Фукоксантин — бурый пигмент, маскирующий зелёную окраску хлорофилла. Благодаря пигментам водоросль может поглощать свет для фотосинтеза, хотя её таллом не выглядит зелёным. Название помогает объяснить и характерную окраску бурых водорослей.

Ризоиды — выросты таллома, прикрепляющие водоросль к подводному грунту. Они помогают ей удерживаться на камнях и других поверхностях, когда действуют волны и течения. Ризоиды не следует считать корнями: это части слоевища, а не настоящая корневая система.

Как это устроено

Бурые водоросли чаще всего живут в морях, потому что многие их виды приспособлены к условиям солёной воды и морского дна. У берега таллом получает свет, необходимый для фотосинтеза, а прикрепление к грунту помогает не быть унесённым течением. С глубиной света становится меньше, поэтому условия для фотосинтеза меняются. Распределение видов зависит не только от освещения, но и от глубины, температуры, движения воды и особенностей дна.

Зелёный пигмент хлорофилл участвует в поглощении световой энергии, нужной для фотосинтеза. Фукоксантин добавляет к этому набору пигментов способность использовать некоторые части света, доступные в воде. Поэтому бурые водоросли могут фотосинтезировать при освещении, которое отличается от освещения у поверхности, но это не означает, что каждый вид способен жить на большой глубине. Бурый или буро-жёлтый цвет возникает потому, что фукоксантин скрывает зелёный оттенок хлорофилла.

У крупных бурых водорослей таллом может иметь ризоиды, стволик и листовидные пластинки. Ризоиды удерживают водоросль на грунте, стволик поддерживает таллом, а пластинки увеличивают поверхность, которая соприкасается с водой и светом. Такое разделение частей помогает крупной водоросли существовать в подводной среде. Однако эти части не становятся настоящими органами: таллом не имеет такого же строения, как тело высшего растения.

Бурые водоросли производят органические вещества при фотосинтезе и часть питательных веществ откладывают про запас. К характерным запасным веществам относятся ламинарин и многоатомный спирт маннит. Это отличается от типичного запаса крахмала у многих растений и помогает распознавать особенности обмена веществ водорослей. Запасённые вещества могут использоваться, когда организму нужны энергия и материал для жизненных процессов.

Бурые водоросли размножаются бесполым и половым способами. При бесполом размножении образуются подвижные зооспоры: с помощью жгутиков они перемещаются в воде, а затем могут закрепиться и дать начало новому организму. Половое размножение происходит с участием половых клеток — гамет; после их слияния развивается новый организм. Споры и гаметы выполняют разные роли, поэтому их не следует смешивать.

Основные признаки бурых водорослей

Таблица помогает собрать признаки в систему: при определении организма ищи не один признак, а их сочетание. Например, бурый цвет сам по себе недостаточен, зато морская среда, таллом и ризоиды вместе дают более убедительную подсказку. Строка о значении показывает, почему бурые водоросли важны не только для биологии, но и для человека.

Разбор задач

Задача 1. Водоросль прикреплена к камню, имеет листовидные пластинки и буро-жёлтую окраску. Определите, к какому отделу она относится, и объясните признаки.

1. Сначала отметим прикрепление к камню: такая водоросль может удерживаться на грунте с помощью ризоидов.
2. Листовидные пластинки похожи на листья, но у водоросли это части таллома, а не настоящие органы растения.
3. Буро-жёлтая окраска согласуется с присутствием фукоксантина, характерного для бурых водорослей.
4. Сочетание признаков указывает на бурые водоросли, особенно если организм найден в морской среде.

Ответ: это представитель отдела Бурые водоросли. На него указывают окраска, листовидные части таллома и прикрепление к субстрату; один признак без остальных был бы менее надёжным.

Задача 2. Объясните, почему крупные бурые водоросли могут жить на глубине, где зелёные растения получают меньше света.

1. Вспомним, что для фотосинтеза нужен свет, а в воде его количество с глубиной уменьшается и состав доступного света меняется.
2. У бурых водорослей есть хлорофилл и фукоксантин. Фукоксантин помогает использовать некоторые части света, которые проникают в воду.
3. Это позволяет некоторым видам сохранять фотосинтез при условиях освещения, отличных от поверхностных.
4. При этом нельзя заключать, что все бурые водоросли обитают глубоко: на распространение влияют и другие условия среды.

Ответ: фукоксантин помогает использовать доступный под водой свет для фотосинтеза. Поэтому некоторые бурые водоросли способны жить на глубине, но глубина обитания зависит от вида и условий.

Задача 3. Сравните растение и крупную бурую водоросль, у которой есть ризоиды, стволик и листовидные пластинки. Докажите, почему эти части нельзя считать корнем, стеблем и листьями.

1. У растения корень, стебель и листья — настоящие органы с определённым строением и функциями.
2. Ризоиды водоросли прикрепляют её к грунту, а не образуют корневую систему, поглощающую воду и минеральные вещества так, как корни растения.
3. Стволик и листовидные пластинки входят в состав таллома, а не являются настоящими стеблем и листьями.
4. Значит, внешнее сходство частей не доказывает одинаковое строение: у бурой водоросли тело остаётся слоевищем.

Ответ: эти части нельзя называть органами высшего растения. Они являются частями таллома и выполняют отдельные функции в его составе, но не имеют строения настоящих корня, стебля и листьев.

Типичные ошибки

Ошибка: считать ризоиды настоящими корнями. Их название и расположение могут навести на такое сравнение, но главная задача ризоидов — прикреплять таллом к грунту. Проверь себя: если речь идёт о бурой водоросли, называй их выростами слоевища, а не корневой системой.

Ошибка: утверждать, что бурые водоросли не содержат хлорофилла. Бурая окраска таллома отвлекает от того, что хлорофилл в клетках есть и участвует в фотосинтезе. Проверка простая: отделяй наличие пигмента от внешнего цвета, который определяется сочетанием пигментов.

Ошибка: называть листовидные пластинки листьями, а стволик стеблем. Части бурой водоросли могут выглядеть похоже на органы растения, поэтому возникает соблазн использовать знакомые названия. Чтобы проверить себя, вспомни: у водоросли тело — единый таллом, а его части не являются настоящими органами.

Ошибка: считать всех бурых водорослей мелкими. Размеры таллома различаются, и некоторые виды вырастают очень крупными или образуют подводные заросли. Проверь утверждение словами «все» и «только»: они часто делают обобщение неверным, если существуют крупные виды.

Связь с другими темами

Для изучения бурых водорослей нужны знания о клеточном строении, фотосинтезе и способах размножения организмов. Сравнение с зелёными и красными водорослями помогает заметить различия в пигментах, запасных веществах, среде обитания и строении таллома. Позже эти знания пригодятся при изучении водных экосистем, пищевых цепей и охраны морской среды. Они также помогают понять, почему человек использует некоторые водоросли как пищу и сырьё.

Что запомнить

• Бурые водоросли — преимущественно морские многоклеточные организмы.
• Их тело называется талломом и не имеет настоящих органов.
• Бурый цвет таллома связан главным образом с фукоксантином.
• К грунту водоросли прикрепляются ризоидами.
• Питание бурых водорослей осуществляется фотосинтезом.
• Запасные вещества включают ламинарин и маннит.
• Бурые водоросли размножаются бесполым и половым способом и имеют большое природное и хозяйственное значение.