§ 4. Классификация и строение водорослей

Определения и обозначения

Водоросли — преимущественно водные организмы, в теле которых нет настоящих корней, стеблей и листьев. Многие из них способны к фотосинтезу: с помощью света они образуют питательные вещества. Водоросли могут жить не только в воде, но и во влажных местах. Это определение помогает отличать их от растений, тело которых разделено на органы.

Слоевище, или таллом, — тело водоросли, не разделённое на настоящие органы. Оно может выглядеть как нить, пластинка или разветвлённая форма, но внешнее сходство со стеблем или листом не делает его настоящим органом. У слоевища нет такого разделения на части, как у многих наземных растений. Термин нужен, чтобы точно называть тело водоросли.

Хроматофор — содержащая пигменты структура клетки водоросли, в которой происходит фотосинтез. Пигменты поглощают свет, необходимый для этого процесса. Благодаря им клетки водорослей имеют характерную окраску. Слово «хроматофор» помогает обозначить структуру клетки, связанную и с фотосинтезом, и с цветом.

Ризоиды — нитевидные образования, которыми некоторые водоросли прикрепляются к поверхности. Они помогают удерживаться на камнях или других субстратах, то есть поверхностях, к которым можно прикрепиться. Ризоиды не следует путать с корнями: это образования для прикрепления, а не настоящие органы. Понятие позволяет описать, как водоросль удерживается на месте.

Как это устроено

Водоросли относят к низшим растениям, потому что их тело не разделено на настоящие органы. У растений с корнями, стеблями и листьями каждая часть имеет своё строение и функции, а у водорослей такого разделения нет. Даже крупное слоевище может напоминать лист или стебель, но у него нет соответствующего внутреннего устройства. Поэтому при описании водоросли говорят о слоевище, а не о наборе органов.

Строение тела водорослей разнообразно: оно может состоять из одной клетки, из соединённых клеток колонии или из множества клеток многоклеточной формы. Одноклеточная водоросль сама выполняет все необходимые для жизни процессы, потому что других клеток рядом может не быть. В колонии клетки расположены вместе, но это ещё не означает, что они образуют корни, стебли и листья. У многоклеточной водоросли клеток много, однако её тело всё равно остаётся слоевищем.

Клеточное строение связано с тем, как водоросль получает вещества и использует свет. Оболочка отделяет клетку от окружающей среды и помогает ей сохранять форму, а цитоплазма служит средой, в которой находятся клеточные структуры. Ядро содержит наследственную информацию и участвует в управлении жизнью клетки. Хроматофор с пигментами поглощает свет и обеспечивает фотосинтез, поэтому наличие пигментов важно для питания водоросли.

Основные группы водорослей различаются окраской, потому что в их клетках преобладают разные пигменты. У зелёных водорослей заметны хлорофиллы, у бурых окраску во многом определяет фукоксантин, а у красных важную роль играет фикоэритрин. Пигменты по-разному поглощают свет, поэтому окраска помогает распознавать группы, хотя одного цвета может быть недостаточно для точного определения. Сравнивать водоросли следует также по строению тела и другим признакам.

Некоторые водоросли удерживаются на поверхности с помощью ризоидов. Такое прикрепление помогает слоевищу не сноситься движением воды, но ризоиды не становятся корнями. У них другая роль: они закрепляют водоросль, тогда как корень у растения является настоящим органом. Поэтому сходство по месту расположения или внешнему виду не означает одинакового строения и функций.

Основные группы водорослей и особенности их строения

Сначала сравните окраску и пигменты, затем обратите внимание на то, одноклеточное или многоклеточное тело и как оно устроено. Примеры помогают соотнести признаки с конкретными водорослями. Помните, что для определения группы лучше использовать несколько признаков, а не только место обитания.

Разбор задач

Задача 1. Определите, почему одноклеточную зелёную водоросль нельзя назвать растением с настоящими листьями и корнями. Чтобы ответить, нужно различить окраску организма и устройство его тела. Зелёный цвет может указывать на пигменты для фотосинтеза, но сам по себе не говорит о наличии органов.

1. Установим, что организм состоит из одной клетки, а его тело относится к слоевищу.
2. Проверим, разделено ли это тело на корень, стебель и листья; у водоросли такого разделения нет.
3. Сделаем вывод: зелёная окраска связана с пигментами, а не с появлением настоящих листьев и корней.

Ответ: одноклеточную зелёную водоросль нельзя назвать растением с настоящими листьями и корнями, потому что её тело — слоевище, не разделённое на эти органы. Зелёная окраска не меняет его строения. Так мы не путаем признак фотосинтеза с наличием органов.

Задача 2. На изображении показаны одиночные клетки, соединённые в колонию, и многоклеточная водоросль. Нужно распределить формы по типам организации тела. Начните с подсчёта клеток и проверьте, расположены ли они отдельно, вместе в группе или образуют многоклеточное тело.

1. Отдельная клетка, не соединённая с другими, — одноклеточная форма.
2. Несколько клеток, расположенных вместе и образующих колонию, — колониальная форма.
3. Тело, состоящее из множества клеток, — многоклеточная форма; оно всё равно может быть слоевищем.

Ответ: одиночные клетки относят к одноклеточным водорослям, соединённые в группу — к колониальным, а водоросль из множества клеток — к многоклеточным. При классификации учитывают, как клетки организованы, а не только сколько их видно. Колония и многоклеточное тело — разные типы организации.

Задача 3. У водоросли бурого цвета обнаружены слоевище и органы прикрепления. Объясните, почему органы прикрепления нельзя считать корнями, и укажите группу водоросли. Здесь нужно сопоставить окраску с признаками группы, а назначение прикрепительных образований — с функцией настоящего корня.

1. Бурая окраска позволяет предположить, что это бурая водоросль; её цвет связан с пигментами.
2. Определим роль органов прикрепления: они удерживают слоевище на поверхности.
3. Проверим строение: прикрепительные образования не превращают слоевище в растение с настоящими корнями.

Ответ: это бурая водоросль, а её органы прикрепления называют ризоидами. Они удерживают организм на субстрате, но не являются настоящими корнями. Для вывода использованы и окраска, и строение, а не одно лишь место обитания.

Типичные ошибки

Называть слоевище стеблем или листом — ошибка: внешнее сходство не означает одинакового строения. Её допускают, когда судят только по форме крупной водоросли. Проверьте себя вопросом: разделено ли тело на настоящие органы? Если такого разделения нет, нужно говорить о слоевище.

Считать ризоиды корнями неправильно, потому что ризоиды служат для прикрепления и не являются настоящим корнем. Путаница возникает из-за того, что они тоже могут находиться у основания водоросли. Чтобы проверить себя, выясните, какую функцию выполняет образование: удерживает слоевище на поверхности — значит, это ризоид.

Полагать, что все водоросли многоклеточные, — значит не учитывать разнообразие их форм. Такое впечатление может появиться при знакомстве с крупными водорослями. Спросите себя, может ли водоросль состоять из одной клетки или образовывать колонию; если да, нельзя считать все водоросли многоклеточными.

Определять группу только по месту обитания недостаточно: разные водоросли могут жить в воде, но относиться к разным группам. Ошибка возникает, если место жизни кажется самым простым признаком. Проверьте себя по окраске, связанным с ней пигментам и особенностям строения, используя сразу несколько признаков.

Связь с другими темами

Для понимания строения водорослей полезно знать, из каких частей состоит растительная клетка и для чего нужен фотосинтез. Тогда легче понять роль пигментов и хроматофора, а также почему водоросли используют свет. Эти знания связывают устройство отдельной клетки с жизнью целого организма.

Строение водорослей пригодится при изучении растений, водных экосистем и пищевых цепей. Умение различать слоевище и органы помогает сравнивать разные группы организмов. Знание водорослей также позволяет понять, какую роль они играют в жизни водоёмов и их обитателей.

Что запомнить

• Тело водоросли называется слоевищем, или талломом.
• У водорослей нет настоящих корней, стеблей и листьев.
• Водоросли бывают одноклеточными, колониальными и многоклеточными.
• Фотосинтез происходит в содержащих пигменты структурах клетки.
• Ризоиды служат для прикрепления, а не являются корнями.
• Зелёные, бурые и красные водоросли различаются окраской и составом пигментов.