§ 6. Экология водорослей. Водоросли и человек

Определения и обозначения

Фитопланктон — это микроскопические водоросли, свободно дрейфующие в толще воды. Они не прикреплены к дну и перемещаются вместе с водными массами. Это понятие помогает отличать обитателей толщи воды от водорослей, которые растут на твёрдой поверхности.

Бентосные водоросли — водоросли, живущие на дне водоёма или прикрепляющиеся к подводным предметам. Их можно встретить на камнях, грунте и других поверхностях, куда доходит достаточно света. По месту обитания их отличают от фитопланктона, который свободно дрейфует в воде.

Цветение воды — массовое размножение водорослей, из-за которого вода заметно меняет цвет. Например, при большом количестве зелёных водорослей водоём может стать зеленоватым. Термин нужен, чтобы обозначать не обычное присутствие водорослей, а их резкое увеличение.

Агар-агар — желирующее вещество, которое получают из некоторых красных водорослей. Оно способно делать жидкость плотной, похожей на желе. Поэтому агар-агар используют как сырьё в пищевой промышленности и лабораториях.

Как это устроено

Распространение водорослей зависит от условий среды. Для фотосинтеза им нужен свет, поэтому в глубине, куда он почти не проникает, водорослей обычно меньше. Температура, солёность и минеральные вещества тоже влияют на рост: разные виды приспособлены к разным условиям, а нехватка нужных веществ ограничивает размножение.

Одни водоросли держатся в толще воды, другие растут на дне или прикрепляются к предметам. Микроскопический фитопланктон свободно дрейфует и получает свет в верхних слоях водоёма. Крупным бентосным водорослям помогает прикрепление: так их не уносит течением, и они могут расти на освещённом участке дна.

Водоросли — производители органических веществ: при фотосинтезе они создают вещества, которыми питаются другие организмы. Поэтому водоросли служат началом многих пищевых цепей в водоёме. В процессе фотосинтеза они выделяют кислород, необходимый для дыхания водных животных и других организмов.

Цветение возникает, когда водоросли получают условия для быстрого размножения: например, достаточно тепла и света, а в воде много минеральных веществ. Избыток таких веществ может попасть в водоём со стоками или смываться с почвы. Если водорослей становится слишком много, они затеняют воду, а после отмирания их разложение расходует кислород; это ухудшает условия для рыб и других обитателей.

Человек использует водоросли по-разному: некоторые виды употребляют в пищу, а вещества из них применяют в медицине и промышленности. Например, агар-агар из красных водорослей используют для получения желеобразной среды. Но чрезмерное поступление питательных веществ в водоём может усилить цветение, поэтому хозяйственная деятельность человека способна вредить водным экосистемам.

Водоросли в водоёмах и их значение

Сначала определите, о какой группе или явлении идёт речь, затем сравните место обитания и особенности. Последний столбец показывает, почему водоросли важны для природы и человека. Таблица помогает увидеть разницу между свободно дрейфующими и прикреплёнными водорослями.

Разбор задач

Условие: в пробе воды обнаружены микроскопические водоросли, свободно плавающие в толще водоёма. Нужно определить их экологическую группу. Важно учитывать не только размер организмов, но и то, где и как они обитают. Прикреплённые ко дну или предметам водоросли к этой группе не относятся.

1. Выясняем место обитания: водоросли находятся в толще воды, а не на дне. Проверяем способ существования: они свободно плавают и не прикреплены к предметам. Эти признаки соответствуют фитопланктону.

Ответ: обнаруженные водоросли относятся к фитопланктону. Решение основано на сочетании двух признаков — жизни в толще воды и свободного дрейфа. Один лишь малый размер не был бы достаточным основанием для такого вывода.

Условие: в жаркий период вода в пруду стала зелёной. Нужно назвать вероятную причину изменения цвета и одно возможное последствие для водных организмов. Жара может создать благоприятные условия для роста, но сама по себе не объясняет каждый случай изменения цвета. Следует связать наблюдение с массовым размножением водорослей.

1. Предполагаем, что водорослей стало намного больше: их скопление могло окрасить воду в зелёный цвет. Тёплая погода способствует быстрому размножению, а избыток минеральных веществ может его усилить. Значит, вероятно цветение воды.

2. Определяем возможное последствие: при сильном цветении водоросли затеняют воду. Когда их много отмирает, разложение расходует кислород. Его нехватка может затруднить жизнь рыб и других водных организмов.

Ответ: вероятная причина — массовое размножение водорослей в благоприятных условиях. Возможное последствие — уменьшение содержания кислорода при разложении отмерших водорослей. Это может ухудшить условия жизни водных организмов.

Условие: на побережье найдены крупные водоросли, прикреплённые ко дну. Нужно сравнить их образ жизни с фитопланктоном и привести два примера пользы водорослей. Для сравнения используем место обитания и способ существования. Примеры пользы можно взять из жизни водоёма и деятельности человека.

1. Прикреплённые ко дну крупные водоросли относятся к бентосным. Они удерживаются на поверхности дна и не дрейфуют свободно. Фитопланктон, напротив, состоит из микроскопических водорослей в толще воды.

2. В природе водоросли создают органические вещества, которые становятся пищей для водных организмов. Для человека некоторые виды служат пищей. Также из красных водорослей получают агар-агар, используемый как желирующее вещество.

Ответ: найденные водоросли — бентосные, потому что они прикреплены ко дну, а не дрейфуют в толще воды. Примеры пользы: водоросли служат пищей водным животным и используются человеком в пищу. Другой пример — получение агар-агара из красных водорослей.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что все водоросли живут только в воде. Её допускают потому, что в школьных примерах чаще говорят о морях и водоёмах. Проверьте себя: некоторые водоросли встречаются на влажной почве, камнях и других сырых поверхностях.

Ошибка — смешивать фитопланктон и бентосные водоросли. Оба понятия относятся к водорослям, поэтому различие легко упустить. Чтобы проверить себя, спросите, где находится организм: фитопланктон дрейфует в толще воды, а бентосные водоросли живут на дне или прикрепляются к субстрату.

Ошибка — считать любое цветение воды полезным. Водоросли действительно нужны экосистеме, но при чрезмерном размножении могут затенять воду, а их отмершие остатки расходуют кислород при разложении. Проверьте себя: уточните, насколько массово размножение и как оно влияет на условия жизни обитателей.

Ошибка — думать, что водоросли нужны человеку только в пищу. Такое впечатление возникает из-за знакомых съедобных видов, но этим применение не ограничивается. Проверьте себя: вспомните использование водорослей в медицине и промышленности, например получение агар-агара.

Связь с другими темами

Чтобы понять жизнь водорослей, нужно знать, как растения получают свет и минеральные вещества и что происходит при фотосинтезе. Эти знания объясняют, почему водоросли чаще встречаются в освещённых слоях воды и как они создают органические вещества. В пищевых цепях водоёма водоросли служат пищей для других организмов, а их вещества участвуют в круговороте. Тема помогает разбираться в устройстве экосистем, охране водоёмов и последствиях деятельности человека для природы.

Что запомнить

• Водоросли обитают в морях, пресных водоёмах и во влажных местах на суше.
• Фитопланктон свободно дрейфует в толще воды.
• Многие крупные водоросли прикрепляются ко дну или подводным предметам.
• Водоросли — важные производители органических веществ в водных экосистемах.
• Массовое размножение водорослей может вызвать цветение воды и ухудшить условия жизни в водоёме.
• Человек использует водоросли в пищу и как сырьё для получения полезных веществ.