Отдел Зелёные водоросли

Определения и обозначения

Зелёные водоросли — разнообразные организмы, клетки которых содержат зелёный пигмент хлорофилл и способны к фотосинтезу. Они встречаются в пресной и морской воде, а также на влажной почве, коре и других увлажнённых поверхностях. По строению водоросли неодинаковы: некоторые состоят из одной клетки, другие образуют колонии или многоклеточное тело. Это название объединяет организмы со сходными важными признаками, но не означает, что все они выглядят одинаково.

Слоевище, или таллом, — тело водоросли, которое не разделено на настоящие корень, стебель и листья. Слоевище может быть одной клеткой, группой клеток, образующих колонию, или многоклеточной нитью либо пластинкой. Поэтому по внешней форме нельзя сразу заключить, что у водоросли есть органы, похожие на органы цветкового растения. Это понятие помогает описать строение тела без ошибочного сравнения с корнем, стеблем и листьями.

Хроматофор — часть клетки водоросли, содержащая пигменты и участвующая в фотосинтезе. У зелёных водорослей в нём есть хлорофилл, который поглощает световую энергию. Хроматофор иногда сравнивают с хлоропластом, но это не отдельный орган растения: он находится внутри клетки. Понимание его роли помогает объяснить, где в клетке происходит фотосинтез.

Ризоиды — выросты некоторых водорослей, с помощью которых они прикрепляются к поверхности. Например, такая опора помогает удерживаться на камне или другом основании в воде. Ризоиды не являются настоящими корнями и обычно не выполняют их функции по поглощению воды и минеральных веществ из почвы. Это различие важно, чтобы не путать приспособление для прикрепления с органом растения.

Как это устроено

Хлорофилл и другие пигменты позволяют зелёным водорослям улавливать свет. Используя его энергию, они превращают воду и углекислый газ в органические вещества, которые нужны для жизни и роста; при этом выделяется кислород. Без света фотосинтез резко замедляется или прекращается, потому что для него необходим источник энергии. Поэтому водоросли обычно обитают там, куда проникает достаточно света, хотя его количество в воде меняется с глубиной и прозрачностью.

Одноклеточная хламидомонада устроена так, что одна клетка выполняет сразу несколько задач. Оболочка защищает её и помогает сохранять форму, а ядро содержит наследственную информацию и управляет работой клетки. Хроматофор улавливает свет и обеспечивает фотосинтез; глазок помогает определить направление освещения, а два жгутика позволяют плыть к более подходящему участку. Такое сочетание особенно полезно в воде, где организм может перемещаться вслед за условиями, нужными для фотосинтеза.

У водорослей различается организация слоевища. Хлорелла одноклеточная: её единственная клетка самостоятельно выполняет все жизненные функции. У колониальных форм, например вольвокса, множество клеток объединено в общую группу, но они не образуют настоящих органов. У многоклеточных водорослей, таких как спирогира и ульва, клетки образуют нить или пластинку; сходство с частями растения по форме не означает, что у них появились настоящие корни, стебли и листья.

Водоросли размножаются бесполым и половым путём. При бесполом размножении новые организмы возникают без слияния половых клеток, например из спор или в результате деления клетки. При половом размножении сливаются половые клетки, поэтому их наследственные признаки объединяются. На выбор и ход размножения влияют условия среды и стадия жизненного цикла: при благоприятных условиях возможен быстрый рост численности, а половое размножение связано со слиянием клеток.

Вода помогает водорослям получать необходимые для жизни вещества и поддерживает их тело, которое обычно не имеет прочных опорных тканей. Свет в воде нужен для фотосинтеза, поэтому прозрачность воды и глубина влияют на то, где могут жить водоросли. Некоторые виды выдерживают жизнь вне водоёмов, если поверхность остаётся влажной: так они встречаются на почве или коре. В водных экосистемах водоросли создают органические вещества, выделяют кислород и становятся пищей для многих организмов.

Представители зелёных водорослей и особенности их строения

Сначала сравните столбец об организации тела: он показывает, состоит ли водоросль из одной клетки, колонии или множества клеток. Затем сопоставьте строение с местом обитания, чтобы увидеть разнообразие форм в воде. Названия внешних форм вроде «нить» или «листовидное слоевище» описывают облик, а не наличие настоящих органов.

Разбор задач

Задача 1. В капле воды обнаружен одноклеточный организм с двумя жгутиками, глазком и зелёным хроматофором. Определите, к какой группе организмов он относится и как передвигается.

1. Сначала выделим признаки, которые помогают определить организм. Два жгутика и глазок характерны для подвижной одноклеточной зелёной водоросли хламидомонады. Зелёный хроматофор указывает на наличие пигментов, нужных для фотосинтеза.

2. Теперь определим способ передвижения. Жгутики совершают волнообразные движения и перемещают клетку в воде. Глазок воспринимает свет, но сам не служит для движения.

Ответ: это зелёная водоросль хламидомонада; она плавает с помощью двух жгутиков.

Задача 2. У двух зелёных организмов обнаружены хлорофилл и клеточная оболочка. У первого тело состоит из одной клетки, у второго — из множества клеток, образующих нить. Объясните, почему оба организма относят к водорослям, и назовите различие в организации их тела.

1. Сначала найдём общий признак. Хлорофилл позволяет обоим организмам фотосинтезировать, а клеточная оболочка защищает клетку и поддерживает её форму. Эти признаки соответствуют водорослям, хотя число клеток у организмов различается.

2. Затем сравним слоевища. У первого организма тело одноклеточное: все функции выполняет одна клетка. У второго клетки соединены в нить, поэтому его слоевище многоклеточное, но настоящих корня, стебля и листьев у него нет.

Ответ: оба организма — водоросли, потому что содержат хлорофилл и фотосинтезируют; один имеет одноклеточное слоевище, другой — многоклеточное нитчатое.

Задача 3. В пруду стало меньше света, а затем вода прогрелась и обогатилась минеральными веществами. Предположите, как эти изменения могут повлиять на фотосинтез и размножение зелёных водорослей.

1. Оценим сначала уменьшение освещения. Свет нужен для фотосинтеза, поэтому при его недостатке водоросли будут образовывать меньше органических веществ. Это может замедлить их рост, даже если другие условия остаются подходящими.

2. Затем учтём потепление и появление минеральных веществ. Если температура стала благоприятной для конкретного вида, а света достаточно хотя бы для фотосинтеза, такие условия могут поддержать рост и увеличение численности. Однако нехватка света останется ограничивающим фактором, поэтому нельзя утверждать, что водорослей обязательно станет больше.

Ответ: недостаток света ослабит фотосинтез, а тепло и минеральные вещества при подходящих условиях могут способствовать росту и размножению; итог зависит и от доступности света.

Типичные ошибки

Ошибка: называть слоевище корнем, стеблем и листьями. Так поступают, потому что некоторые водоросли похожи на растения внешне. Но сходство формы не означает, что у них есть настоящие органы. Проверьте себя: если тело не разделено на органы растения, называйте его слоевищем.

Ошибка: считать, что все зелёные водоросли многоклеточные. Часто внимание привлекают крупные нити и пластинки, а одноклеточные формы легко не заметить. Однако хламидомонада и хлорелла состоят из одной клетки. Чтобы проверить утверждение, выясните, сколько клеток образует тело конкретной водоросли.

Ошибка: принимать ризоиды за корни. Их название и внешнее сходство с корнеподобными выростами могут ввести в заблуждение. Ризоиды главным образом прикрепляют водоросль к поверхности, а настоящими корнями они не являются. Спросите себя, служит ли вырост настоящим органом растения или только помогает удерживаться на месте.

Ошибка: думать, что водоросли живут только в воде. Это обобщение возникает потому, что многие известные виды обитают в водоёмах. Некоторые водоросли встречаются и на влажной почве, коре или других увлажнённых поверхностях. Проверяйте утверждение по среде обитания: вода не единственное место, где возможна жизнь водорослей.

Связь с другими темами

Для понимания зелёных водорослей пригодятся знания о строении клетки, хлорофилле и фотосинтезе: они объясняют, как организм получает органические вещества. Позднее эти сведения помогут сравнивать водоросли с другими группами растений и прослеживать разнообразие растительного мира. Водоросли также важны при изучении пищевых цепей водных экосистем, поскольку служат источником пищи и образуют органические вещества.

Что запомнить

• Зелёные водоросли содержат хлорофилл и фотосинтезируют.
• Их тело называют слоевищем, или талломом.
• Слоевище не разделено на настоящие корень, стебель и листья.
• Зелёные водоросли бывают одноклеточными, колониальными и многоклеточными.
• Многие водоросли обитают в воде, но встречаются и во влажных местах на суше.
• Водоросли участвуют в образовании органических веществ и выделении кислорода в водоёмах.