§ 3. Водоросли - древнейшие растения на Земле

Определения и обозначения

Водоросли — преимущественно водные организмы, которые содержат пигменты для фотосинтеза и не имеют настоящих корней, стеблей и листьев. Пигменты — вещества, улавливающие свет, необходимый для образования органических веществ. Это определение помогает отличать водоросли от растений с развитыми органами и узнавать их по способу питания.

Слоевище, или таллом, — тело водоросли, не разделённое на настоящие органы и ткани. Оно может иметь разную форму, но его части не становятся корнем, стеблем или листом. Этот термин нужен, чтобы описывать тело водоросли без ошибочного сравнения его частей с органами наземного растения.

Хроматофор — содержащая пигменты часть клетки водоросли, в которой происходит фотосинтез. Именно пигменты хроматофора поглощают свет, и его работа помогает клетке создавать органические вещества. Понятие связывает окраску клетки с её способностью к фотосинтезу.

Одноклеточная водоросль — водоросль, тело которой состоит из одной клетки; эта клетка самостоятельно выполняет жизненные функции. Она получает необходимые вещества, использует свет и поддерживает свою жизнедеятельность без помощи других клеток. Это понятие напоминает, что водоросли не обязательно образуют заметное многоклеточное тело.

Как это устроено

Водоросли относят к древнейшим растениям, потому что они возникли в далёком прошлом и уже способны были использовать свет для фотосинтеза. При фотосинтезе из воды и углекислого газа образуются органические вещества, служащие источником питания для самой водоросли. Благодаря этому такие организмы могли жить и размножаться в водной среде, не получая готовую пищу от других организмов. Их фотосинтез также обогащает воду кислородом и создаёт органическое вещество, которым могут питаться другие обитатели.

Строение водорослей различается: тело может состоять из одной клетки или из множества клеток, образующих слоевище. У одноклеточной формы одна клетка выполняет все необходимые жизненные процессы, тогда как у многоклеточной клетки вместе составляют тело. Такое слоевище бывает нитевидным — похожим на цепочку клеток — или пластинчатым, напоминающим плоскую пластинку. Простое строение не мешает водорослям занимать подходящие места в воде и на влажных поверхностях.

У водорослей нет настоящих корней, стеблей и листьев, потому что их тело погружено в воду или соприкасается с влажной средой. Вода и растворённые минеральные вещества могут поступать через поверхность слоевища или клетки. Поэтому отдельная система корней для добывания воды из почвы им не требуется. Слоевище может быть прикреплено к поверхности, но такое прикрепление само по себе не превращает его часть в корень.

Свет улавливают пигменты, находящиеся в клетках водоросли, в частности в хроматофоре. Хлорофилл участвует в фотосинтезе, а вместе с ним у некоторых водорослей есть и другие пигменты. Их сочетание влияет на то, какого цвета выглядит организм. Поэтому окраска может различаться, хотя цвет не всегда позволяет сразу судить о наличии фотосинтеза: важны пигменты внутри клеток.

Размножение водорослей может происходить разными способами. Одноклеточные формы увеличивают число клеток при делении, а у многоклеточных новые организмы у некоторых видов могут развиваться из частей слоевища. У ряда водорослей для размножения образуются специальные клетки. Различия в способах размножения связаны с особенностями строения и жизненного цикла разных видов, поэтому нельзя считать, что все водоросли размножаются одинаково.

Сравнение одноклеточных и многоклеточных водорослей

Сначала сравните число клеток и устройство тела: так проще увидеть главное различие между двумя группами. Затем обратите внимание на форму и размножение, помня, что способы размножения зависят от вида. Названия представителей помогают связать признаки таблицы с конкретными организмами.

Разбор задач

У водоёма обнаружили зелёный организм, состоящий из одной клетки и содержащий хлорофилл. Нужно определить, подходит ли он под признаки водорослей, а не только сослаться на его цвет. Для решения проверим, как устроено его тело и может ли оно фотосинтезировать. Затем сопоставим эти сведения с определением водорослей.

1. Устанавливаем строение: организм одноклеточный, значит, его тело состоит из одной клетки, которая самостоятельно выполняет жизненные функции.
2. Проверяем наличие хлорофилла: этот пигмент участвует в фотосинтезе, поэтому клетка способна использовать свет для образования органических веществ.
3. Сопоставляем признаки: одноклеточное строение и пигмент для фотосинтеза соответствуют признакам водорослей. Зелёная окраска сама по себе не служит достаточным доказательством, но в условии указано и наличие хлорофилла.

Ответ: организм можно отнести к одноклеточным водорослям, поскольку он состоит из одной клетки и содержит хлорофилл, необходимый для фотосинтеза. Эти признаки вместе дают более надёжное основание, чем цвет сам по себе. При этом по условию нельзя определить конкретный вид.

Теперь сравним нитчатую водоросль и водное растение с корнями, стеблем и листьями. Внешне длинная нить водоросли может напоминать побег, а пластинка — лист. Чтобы не спутать сходство формы с одинаковым строением, нужно выяснить, разделено ли тело на настоящие органы. Именно наличие или отсутствие такого разделения — главное для ответа.

1. Описываем нитчатую водоросль: её тело представляет собой слоевище, устроенное как нить из клеток.
2. Описываем водное растение: его тело разделено на настоящие органы — корни, стебель и листья.
3. Сравниваем не внешний вид, а внутреннее устройство: отдельная часть слоевища не становится листом или стеблем только потому, что похожа на них.

Ответ: главное различие в том, что у водоросли тело — слоевище без настоящих органов, а у водного растения есть корни, стебель и листья. Поэтому сходство нитей или пластинок с частями растения не означает одинакового строения. Для классификации важны устройство тела и его органы.

В пробе воды обнаружены зелёные клетки с хлорофиллом, но без корней и листьев. Нужно объяснить, откуда клетки получают вещества и зачем они важны для водоёма. Отсутствие корней не означает, что организм не может получать воду и минеральные вещества. А наличие хлорофилла позволяет связать его значение с фотосинтезом.

1. Учитываем, что клетки находятся в воде: вода и растворённые в ней минеральные вещества поступают через поверхность клеток.
2. Связываем хлорофилл с фотосинтезом: клетки используют свет, чтобы образовывать органические вещества.
3. Определяем значение для водоёма: созданное органическое вещество может служить пищей другим организмам, а фотосинтез сопровождается выделением кислорода.

Ответ: клетки получают воду и минеральные вещества через поверхность, поэтому им не нужны корни. Благодаря хлорофиллу они фотосинтезируют, образуют органические вещества и выделяют кислород. Так водоросли участвуют в жизни водной экосистемы.

Типичные ошибки

Ошибка — называть часть слоевища корнем, стеблем или листом. Её допускают, когда водоросль внешне похожа на растение или прикреплена к поверхности. Но сходство формы не говорит, что часть выполняет роль настоящего органа. Проверка: выясните, разделено ли тело на органы; если это слоевище, перед вами не корень, стебель или лист.

Ошибка — считать, что все водоросли многоклеточные. Обычно так думают, потому что заметные водоросли часто выглядят как нити или пластинки. Однако водоросль может состоять из одной клетки, самостоятельно выполняющей жизненные функции. Проверка: посмотрите, указано ли в описании число клеток, и не переносите признаки одного представителя на всю группу.

Ошибка — полагать, что водоросли живут только в воде. Такое мнение возникает из-за названия и частых примеров из водоёмов. Некоторые водоросли встречаются также на влажной почве, камнях или коре, где достаточно влаги для жизни. Проверка: различайте «преимущественно водные» и «обитающие исключительно в воде» — это не одно и то же.

Ошибка — считать, что необычная окраска означает отсутствие фотосинтеза. Так рассуждают, если предполагают, что фотосинтез возможен только у зелёных организмов. На самом деле у водорослей могут быть другие пигменты, которые влияют на окраску и помогают улавливать свет. Проверка: учитывайте наличие фотосинтетических пигментов, а не только цвет, заметный снаружи.

Связь с другими темами

Чтобы понять строение водорослей, полезно знать, что такое клетка и как происходит фотосинтез. Эта тема продолжает изучение многообразия растений и помогает сравнивать водоросли с наземными растениями, у которых выделяются органы. Знания о водорослях пригодятся при изучении пищевых цепей водных экосистем: органическое вещество, созданное при фотосинтезе, становится пищей для других организмов. Выделение кислорода и образование органического вещества объясняют важность водорослей для жизни в водоёмах.

Что запомнить

• Водоросли — древние организмы, способные к фотосинтезу.
• Тело водоросли называют слоевищем, или талломом.
• Слоевище не разделено на настоящие корни, стебли и листья.
• Водоросли бывают одноклеточными и многоклеточными.
• Вещества поступают в тело водоросли через его поверхность.
• Пигменты водорослей помогают улавливать свет для фотосинтеза.