§ 10. Многообразие водорослей

Определения и обозначения

Водоросли — преимущественно водные организмы, тело которых не разделено на органы и ткани. У наземных растений есть органы, например корни и побеги, а у водорослей такого разделения нет. Это различие помогает не принимать внешнее сходство за одинаковое устройство.

Слоевище, или таллом, — тело водоросли без настоящих корней, стеблей и листьев. Оно может быть одной клеткой, нитью, пластинкой или разветвлённой структурой. Название «слоевище» удобно, когда нужно описать тело водоросли, не называя его частями органы растений.

Одноклеточная водоросль — организм, в котором все жизненные функции выполняет одна клетка. Она может питаться, расти и размножаться без помощи других клеток; пример — хламидомонада. Понятие помогает отличить одиночную клетку от объединения клеток в колонию.

Многоклеточная водоросль — организм, тело которого состоит из многих клеток, но не образует настоящих органов и тканей. Клетки вместе составляют слоевище, как у спирогиры или ламинарии. Поэтому большое число клеток ещё не означает, что у водоросли есть корни, стебли и листья.

Как это устроено

Водоросли сильно различаются размером и устройством: одни представлены одиночными клетками, другие образуют колонии, третьи — многоклеточные слоевища. Колония состоит из связанных или расположенных рядом клеток, но это не обязательно единое многоклеточное тело. Такие формы позволяют водорослям существовать в разных условиях, не создавая настоящих органов.

Окраска зависит от пигментов — веществ, поглощающих свет. Хлорофилл участвует в фотосинтезе, то есть использовании энергии света для образования органических веществ. Дополнительные пигменты тоже поглощают свет и придают клеткам оттенок, поэтому зелёный хлорофилл может быть не заметен за бурой или красной окраской.

Способ устройства слоевища связан с образом жизни. Небольшие одноклеточные водоросли могут плавать в воде благодаря жгутикам — тонким подвижным выростам клетки. Крупные формы часто прикрепляются к камням или дну, чтобы их не уносило течением; при этом прикрепляющая часть не становится настоящим корнем.

Зелёные водоросли содержат хлорофилл, поэтому их окраска обычно зелёная. Многие живут в пресной воде, а в морях встречаются преимущественно у поверхности, куда хорошо проникает свет. К этой группе относятся одноклеточная хламидомонада и многоклеточная спирогира.

Бурые и красные водоросли отличаются дополнительными пигментами и чаще обитают в морях. Вода поглощает свет по-разному: с глубиной его становится меньше, а состав доступного света меняется. Пигменты бурых и красных водорослей помогают использовать свет в таких условиях, поэтому некоторые представители могут жить глубже зелёных форм.

Основные группы водорослей и особенности их строения

В таблице отдельно показаны формы организации и группы, выделяемые по пигментам. Сопоставляйте строение тела с окраской и местом обитания, а не опирайтесь на один признак. Указанные примеры помогают увидеть, как различаются водоросли.

Разбор задач

Задача 1. Определите, к какой форме организации относится хламидомонада: одиночной клетке, колонии или многоклеточному слоевищу. Нужно выяснить, сколько клеток образует организм и объединены ли они в группу. Это позволяет выбрать форму организации, не отвлекаясь на место обитания или окраску.

1. Вспомним, что хламидомонада — одноклеточная водоросль.
2. У неё одна клетка, а колония требует объединения нескольких клеток.
3. Следовательно, это не многоклеточное слоевище и не колония.

Ответ: хламидомонада — одиночная клетка. Её клетка самостоятельно выполняет жизненные функции. Наличие жгутиков не превращает её в колонию.

Задача 2. Сравните спирогиру и ламинарии по строению тела и типичной среде обитания. Сначала определим, к каким группам они относятся, а затем сопоставим форму слоевища и место жизни. Важно описывать внешнюю форму, но не называть части настоящими органами.

1. Спирогира — зелёная многоклеточная водоросль с нитчатым слоевищем, обычно живёт в пресной воде.
2. Ламинария — бурая морская водоросль с крупным слоевищем, прикреплённым ко дну.
3. У обеих нет настоящих корней, стеблей и листьев, хотя тело ламинарии может быть похоже на пластинку с ножкой.

Ответ: спирогира — нитчатая пресноводная зелёная водоросль, а ламинария — крупная бурая морская водоросль. Их тела устроены по-разному, но оба являются слоевищами. Внешнее сходство отдельных частей ламинарии с органами не означает, что это настоящие органы.

Задача 3. У водоросли обнаружены бурые пигменты, а её слоевище прикреплено ко дну моря. Определите наиболее вероятную группу и объясните выбор. Рассмотрим вместе окраску, устройство тела и место обитания, поскольку каждый из этих признаков по отдельности может встретиться у разных организмов.

1. Бурые пигменты указывают на вероятную принадлежность к бурым водорослям.
2. Морская среда и прикреплённое ко дну слоевище согласуются с таким выводом.
3. Сочетание признаков надёжнее, чем один признак, например только место обитания.

Ответ: наиболее вероятно, что это бурая водоросль. Для точного определения полезно учитывать и другие особенности строения. Одного признака иногда недостаточно, но здесь все указанные признаки согласуются.

Типичные ошибки

Называть части слоевища корнями, стеблями и листьями — ошибка: так можно сделать вывод по одному лишь внешнему сходству. Обычно пластинку водоросли сравнивают с листом, а часть, которой она прикрепляется, — с корнем. Проверьте себя: если у тела нет соответствующих тканей и настоящих органов, называйте его слоевищем.

Считать все водоросли многоклеточными — неверно, потому что существуют одиночные клетки и колонии. Такое заблуждение возникает, если вспоминать только крупные морские формы. Перед ответом уточните, состоит ли организм из одной клетки, нескольких объединённых клеток или многоклеточного слоевища.

Определять группу только по месту обитания недостаточно: многие водоросли живут в воде. Ошибка появляется, когда среду считают уникальным признаком. Сверьте вывод с окраской и строением тела, а при необходимости используйте несколько признаков одновременно.

Бурая или красная окраска не означает, что у водоросли отсутствует хлорофилл. Дополнительные пигменты могут маскировать его зелёный цвет, поэтому внешний вид вводит в заблуждение. Проверьте себя: различайте окраску организма и набор пигментов, участвующих в поглощении света.

Связь с другими темами

Для изучения водорослей пригодятся знания о клетке и фотосинтезе: именно клетка может быть целым организмом, а хлорофилл участвует в использовании энергии света. Сравнение слоевища с органами наземных растений помогает проследить усложнение строения растений и понять значение настоящих органов. В водных экосистемах водоросли образуют органические вещества и служат пищей другим организмам, поэтому их изучение связано с пищевыми цепями.

Что запомнить

• Тело водоросли называют слоевищем, или талломом.
• У водорослей нет настоящих корней, стеблей и листьев.
• Водоросли бывают одноклеточными, колониальными и многоклеточными.
• Окраска водорослей зависит от содержащихся в клетках пигментов.
• Зелёные, бурые и красные водоросли различаются набором пигментов.
• Большинство водорослей обитает в воде, но некоторые живут и во влажных местах на суше.