§ 11. Приспособление водорослей к среде обитания. Значение водорослей в природе и жизни человека

Определения и обозначения

Слоевище — тело водоросли, не разделённое на настоящие корень, стебель и листья. Оно может быть микроскопическим или крупным и иметь разную форму: от простой нити до широкой пластинки. Иногда у слоевища есть участок для прикрепления, но он не всасывает воду из грунта, как корень. Это понятие помогает не путать водоросли с растениями, у которых есть настоящие органы.

Планктон — организмы, которые находятся в толще воды и переносятся её течениями, не умея активно им противостоять. В его составе перемещаются мельчайшие водоросли и другие организмы. Они могут смещаться вместе с водными массами, хотя способны совершать некоторые движения. Понятие планктона описывает образ жизни, а не отдельную группу растений.

Фитопланктон — часть планктона, состоящая из организмов, способных к фотосинтезу. Многие его представители — микроскопические водоросли, взвешенные в воде. Они используют свет, чтобы создавать органические вещества, и выделяют кислород. Фитопланктон служит основой многих пищевых цепей водоёма.

Бентос — организмы, живущие на дне водоёма или в грунте. Среди них встречаются водоросли, прикреплённые к камням, корягам и другим подводным предметам. Они не переносятся свободно по всей толще воды, как планктон. Это понятие помогает различать обитателей дна и тех, кто держится в толще водоёма.

Как это устроено

Вода окружает водоросль или постоянно смачивает её, поэтому необходимые вещества могут поступать через поверхность слоевища. У наземных растений корни добывают воду из почвы, а проводящие ткани разносят её по организму. Водорослям обычно не требуется такая система: расстояния внутри их тела невелики, а обмен с водой происходит непосредственно. Поэтому их тело не разделено на корни и другие органы высших растений.

Для фотосинтеза водорослям нужен свет, но его становится меньше по мере погружения в воду. Кроме того, вода задерживает разные части солнечного излучения неодинаково, поэтому с глубиной меняется и спектр света. Пигменты — окрашенные вещества, улавливающие свет, — у разных водорослей различаются. Это позволяет некоторым группам использовать свет в условиях, где другие фотосинтезируют хуже, и объясняет распределение водорослей по глубине.

В водоёме движение воды может срывать или сгибать водоросли, поэтому форма и прочность слоевища имеют значение. Нити и гибкие пластинки поддаются течению и волнам, а не сопротивляются им всей площадью. Многие крупные водоросли прикрепляются к камням или подводным предметам специальными участками слоевища. Такое прикрепление удерживает тело, но не превращает его участок в корень.

Микроскопические водоросли часто оказываются во взвешенном состоянии и переносятся течениями, поэтому входят в состав планктона. Если они фотосинтезируют, их относят к фитопланктону. Крупные формы нередко закрепляются на дне или подводных предметах и оказываются среди обитателей бентоса. Размер тела, способность удерживаться на поверхности и характер движения воды помогают понять, какой образ жизни ведёт водоросль.

Водоросли при фотосинтезе образуют органические вещества и выделяют кислород, поэтому поддерживают жизнь водных экосистем. Ими питаются многие водные животные, а сами водоросли становятся началом пищевых цепей. Человек использует некоторые виды в хозяйстве и получает из них полезное сырьё. Однако при избытке питательных веществ и подходящих условиях водоросли могут чрезмерно размножаться, что нарушает равновесие водоёма.

Среда обитания водорослей и связанные с ней особенности

Сначала определите, где находится водоросль: в толще воды, на дне, глубоко или у берега. Затем сопоставьте условия с особенностями тела и образом жизни. Так можно объяснить, почему разные водоросли занимают разные места в водоёме.

Разбор задач

Задача 1

Ученик обнаружил микроскопические зелёные водоросли в пробе воды из пруда. Нужно определить, к какой группе водных организмов их можно отнести и почему. Из условия известно, что водоросли очень мелкие и находились в воде. Уточним, что фотосинтезирующие организмы в толще воды относятся к фитопланктону.

1. Определяем среду: водоросли обнаружены в пробе воды и не описаны как прикреплённые ко дну.
2. Учитываем размер и образ жизни: микроскопические организмы могут находиться во взвешенном состоянии и переноситься течением.
3. Поскольку это зелёные водоросли, они фотосинтезируют и относятся к фотосинтезирующей части планктона.

Ответ: эти водоросли можно отнести к фитопланктону. Они находятся в толще воды и могут переноситься течениями, а фотосинтез отличает фитопланктон от других организмов планктона.

Задача 2

Водоросль прикреплена к подводному камню, но её тело не имеет корней. Нужно объяснить, как она удерживается и получает необходимые вещества. Не следует считать место прикрепления корнем: это разные структуры. Для ответа надо отдельно рассмотреть закрепление и питание.

1. Находим способ удерживания: определённый участок слоевища прикрепляется к камню или другой подводной поверхности.
2. Проверяем, что делает это прикрепление: оно удерживает водоросль, но не добывает для неё вещества из грунта.
3. Объясняем питание: вода и растворённые в ней вещества поступают через поверхность всего слоевища.

Ответ: водоросль удерживается на камне участком слоевища, а не корнями. Воду и растворённые вещества она получает всей поверхностью тела. Значит, отсутствие корней не мешает ей жить под водой.

Задача 3

На глубине водоёма света меньше, чем у поверхности. Требуется объяснить, почему водоросли разных групп обитают на неодинаковой глубине, и указать значение этого различия для водоёма. Одного утверждения о нехватке света недостаточно: нужно вспомнить о пигментах. Также важно связать их свойства с фотосинтезом.

1. Учитываем, что с глубиной меняются количество и состав света, доступного водорослям.
2. Сопоставляем условия с пигментами: разные пигменты улавливают свет неодинаково, поэтому возможности фотосинтеза у групп различаются.
3. Делаем вывод о водоёме: распределение водорослей по глубине позволяет использовать свет в разных его слоях и поддерживать образование органических веществ.

Ответ: группы водорослей различаются пигментами и тем, какой свет могут использовать для фотосинтеза. Поэтому некоторые живут у поверхности, а другие способны обитать глубже. Такое распределение помогает водорослям осваивать разные части водоёма.

Типичные ошибки

Ошибка — называть слоевище корнем, стеблем и листьями. Её допускают, потому что тело водоросли может выглядеть как нить или пластинка, напоминающая часть растения. Но сходство формы не означает одинакового строения: у водоросли нет настоящих органов высших растений. Проверь себя вопросом: разделено ли тело на корень, стебель и листья?

Ошибка — считать, что все водоросли свободно плавают. Так думают, потому что легко заметить микроскопические формы, переносимые водой, но крупные водоросли могут быть прикреплены ко дну или подводным предметам. Проверь себя: находится ли организм в толще воды или закреплён на поверхности? Учитывай, что среди водорослей встречаются оба варианта.

Ошибка — утверждать, что на глубине водоросли жить не могут из-за нехватки света. Свет действительно ослабевает и меняется, но пигменты разных групп помогают использовать его в неодинаковых условиях. Если растение фотосинтезирует, это ещё не значит, что ему подходит только яркий свет у поверхности. Проверь рассуждение: учёл ли ты различия пигментов и спектра света?

Ошибка — сводить значение водорослей только к пользе человеку. Такой вывод упускает их роль в самом водоёме: они образуют органические вещества, выделяют кислород и служат пищей животным. Человек использует водоросли, но это лишь одна сторона их значения. Проверь себя: назвал ли ты пользу водорослей для экосистемы?

Связь с другими темами

Чтобы понять приспособления водорослей, нужно знать, что для фотосинтеза необходим свет, а обитатели водоёма живут в толще воды или на дне. Сравнение слоевища с корнями, стеблями и листьями помогает увидеть, чем водоросли отличаются от более сложно устроенных растений. Их значение связано с пищевыми цепями и экосистемами водоёмов: водоросли создают органические вещества и служат пищей животным. Эти знания пригодятся при изучении охраны природы и использования водорослей человеком.

Что запомнить

• Тело водоросли называется слоевищем и не имеет настоящих корней, стеблей и листьев.
• Водоросли поглощают воду и растворённые вещества поверхностью тела.
• Одни водоросли входят в состав планктона, другие обитают на дне или прикрепляются к субстрату.
• Свет и его доступность влияют на распределение водорослей в водоёме.
• Водоросли участвуют в образовании органических веществ и выделении кислорода.
• Водоросли служат пищей многим водным организмам и используются человеком.
• Чрезмерное размножение водорослей может нарушать состояние водоёма.