У бурых водорослей есть ткани

Бурые водоросли помимо хлорофилла имеют в хроматофорах бурый пигмент — фукоксантин, маскирующий остальные пигменты. Это многоклеточные водоросли, большинство которых растет на глубине 5-15 метров, однако некоторые растут на глубине от 40 до 100 метров. По размерам являются наиболее крупными из всех водорослей. Типичные представители — фукус, саргассум и ламинария сахарная, изображенная ниже.

Строение ламинарии

Ламинария сахарная может достигать в длину до 60 м. Тело водоросли подразделяется на таллом (слоевище), стволик, ризоиды. Внешне напоминает лист на черешке. Вода всасывается всей поверхностью слоевища (таллома), ризоиды выполняют исключительно функцию прикрепления к субстрату.

Хроматофор имеет округлую форму, содержит помимо хлорофилла, каротина, ксантофилла бурый пигмент — фукоксантин. Запасное питательное вещество — ламинарин, откладывается в цитоплазме.

Жизненный цикл

Жизненный цикл представлен чередованием спорофита (2n, бесполое поколение) — имеет вид взрослого растения ламинарии, и гаметофита — гаплоидной фазы(n), представленной небольшими разветвленными нитями. В результате мейоза в зооспорангиях на спорофите (2n) образуются зооспоры (n). Зооспоры на почве прорастают в женские и мужские гаметофиты, на которых расположены соответственно оогонии с яйцеклетками (n) и антеридии со сперматозоидами (n). В результате оплодотворения образуется зигота (2n), из которой начинает расти взрослая особь — спорофит. Цикл замыкается.

Значение бурых водорослей

Бурые водоросли являются основным источником органического вещества в прибрежной зоне (являются звеном в цепи питания). Служат для морских животных местом размножения, укрытия и питания.

Не самое лучшее значение бурых водорослей состоит в том, что они очень любят участвовать в обрастании морских судов, ухудшая тем самым их характеристики.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2022

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Бурые водоросли

Бурые водоросли, как и красные, почти всегда обитают в морях и океанах, т. е. в соленой водах. Все они многоклеточные. Среди бурых водорослей есть самые крупные представители среди всех водорослей. Преимущественно бурые водоросли растут на небольшой глубине (до 20 м), хотя есть виды, которые могут обитать на глубине до 100 м. В морях и океанах они образуют своеобразные заросли. Большинство бурых водорослей обитает в приполярных и умеренных широтах. Однако есть и те, которые растут в теплых водах.

Бурые водоросли, также как и зеленые, способны к фотосинтезу, то есть в их клетках содержится зеленый пигмент хлорофилл. Однако у них много также других пигментов, имеющих желтый, бурый, оранжевые цвета. Эти пигменты «перебивают» зеленый цвет растения, придавая ему коричневатый оттенок.

Как известно, все водоросли относятся к низшим растениям. Их тело называется слоевищем, или талломом, настоящих тканей и органов нет. Однако у ряда бурых водорослей наблюдается расчленение тела на подобие органов, можно выделить разные ткани.

Некоторые виды бурых водорослей имеют сложно расчлененное слоевище, имеющее длину более 10 м.

Подавляющее большинство бурых водорослей прикрепляется к подводным предметам. Делают они это с помощью ризоидов или так называемых базальных дисков.

У бурых водорослей наблюдаются различные типы роста. Одни виды растут своей верхушкой, у других все клетки таллома сохраняют способность к делению, у третьих делятся поверхностные клетки, у четвертых есть специальные зоны клеток в теле, деление которых приводит к нарастанию тканей вверху и внизу от них.

Клеточные оболочки бурых водорослей состоят из внутреннего целлюлозного слоя и внешнего студенистого, включающего различные вещества (соли, белки, углеводы и др.).

Клетки имеют по одному ядру, множество мелких дискообразных хлоропластов. Хлоропласты отличаются по строению от хлоропластов высших растений.

В качестве запасного питательного вещества в клетках бурых водорослей откладывается не крахмал, а другой полисахарид и один из спиртов. Клетки содержат вакуоли с полифенольными соединениями.

У бурых водорослей есть как половое, так и бесполое размножение. Они могут размножаться фрагментацией своего таллома, некоторые виды формируют выводковые почки. Бесполое размножение также осуществляется спорами, образующимися в спорангиях. Чаще всего споры подвижны (имеют жгутики), то есть являются зооспорами. Споры дают гаметофит, образующий половые клетки, слияние которых дает начало спорофиту. Таким образом, у бурых водорослей наблюдается чередование поколений. Однако у других видов гаметы образуются спорофитом, то есть гаплоидная стадия представлена только яйцеклетками и сперматозоидами.

Отмечено, что бурые водоросли выбрасывают феромоны, которые стимулируют выход сперматозоидов и их движение к яйцеклеткам.

Наиболее известным представителем бурых водорослей является ламинария, которую человек употребляет в пищу, называя ее морской капустой. У нее есть ризоиды, которыми она прикрепляется к подводным объектам (камням, скалам и др.). У ламинарии есть подобие стебля (стволик), эта часть растения не плоская, а цилиндрическая. Длина стволика до полуметра, от него отходят подобия плоских листовых пластин (по несколько метров каждая).

Человеком бурые водоросли используются не только в пищу, они используются в пищевой и текстильной промышленности, из них изготавливают некоторые лекарства.

Бурые водоросли: описание,строение,борьба с ними.фото,видео

Происхождение бурых водорослей, симптомы образования

Бурые водоросли являются представителями отдела Диатомовые водоросли (Bacillariophyta). Не следует путать их с Бурыми водорослями морскими (Phaeophyta), к которым относится морская капуста ламинария. В аквариуме эти водоросли приносят больше вреда, чем пользы, и с ними нужно бороться.

Диатомовые водоросли образуют на стенках резервуара пылеобразные налёт бурого цвета. Он появляется везде – и на грунте, и на корягах, и на фильтре, и на стёклах, даже на листьях растений. Изначально образование практически незаметно, но позже обретает темный, насыщенный оттенок.

На начальной стадии этот вид водорослей легко удаляется с помощью скребка, даже струшивается с растений. Если протрусить декорацию, то с неё осыплется много пылеобразных частиц. Пыль можно стереть с помощью обычной тряпки, смоченной в проточной воде, но без применения моющих средств и мыла.

Но в запущенном резервуаре борьба с диатомовыми образованиями будет сложной. Бурые частицы чернеют, быстро растут, образуя нарастания на всех поверхностях. Верхний слой струшивается, а нижний остается. Это напоминает притрушенную землей поверхность, через переднее стекло бурые водоросли практически незаметны.

Проблема в том, что такой диатомовые негативно влияют на здоровье растений и рыбок. Растения не могут проводить фотосинтез, практически «задыхаются», а рыбки не получают из воды достаточное количество полезных веществ, могут получить отравление. Если своевременно не бороться с проблемой, последствия будут губительны для всей живности.

Строение тела бурых водорослей

Бурые водоросли крепятся к скалам и камням, большинство видов — морские. Типы структур тела у бурых водорослей: нитчатый, разнонитчатый, тканевый. Нитчатое тело представляет собой несколько одноядерных разветвленных нитей. Разнонитчатые бурые водоросли напоминают шнуры. Тело водорослей может быть однолетним и многолетним. Тело тканевого типа строения может иметь разную форму: в виде шара, в виде мешка, пластины. У некоторых бурых водорослей имеются в теле пузырьки, которые помогают удерживать вертикальное положение.

У менее развитых тело образовано двумя тканями: корой и сердцевиной, у более развитых – четырьмя: корой, меристодермой, промежуточной тканью и сердечником. Расти бурые водоросли могут несколькими способами. Диффузный способ – большинство клеток могут делится. Верхушечный – делятся только клетки верхушки. Трихоталлический – делясь, клетки образуют волоски над телом. Интеркалярный – клетки ткани меристемы нарастают вверх и вниз. Меристодерматический — рост за счет специальной поверхностной ткани.

Читайте также: Свекла из ткани выкройки

Бурые водоросли содержат соли альгиновой кислоты и пектиновые вещества. Из-за этого клеточные оболочки могут находиться в гелеобразном состоянии. Во многих странах бурые водоросли активно употребляют в пищу, ведь они богаты минералами.

Клетки у бурых растений имеют 1 ядро. В клетках откладывается запасной продукт – полисахарид ламинарин. Оболочки клеток содержат целлюлозу.
Так ли опасны бурые водоросли?

Несмотря на то, что бурые водоросли считаются самими безобидными врагами, бороться с ними нужно обязательно. Сначала они появляются на стеклах, затем — оккупируют придонные камни, декоративный грунт и прочие предметы декора, а после — превращают стеклянный резервуар в место, где не могут существовать ни рыбки, ни растения.

Именно поэтому при первых признаках «нахальных жильцов» следует разработать план действий по их устранению. Тем более что борьба с бурыми водорослями в аквариуме на ранних стадиях особой сложности не представляет.

Бурые водоросли в аквариуме − борьба

Борьба с бурыми водорослями в аквариуме начинается с повышения интенсивности освещения и поднятием температуры воды до 26-28° градусов. Если в освещение используются люминесцентные лампы марки ЛД, то их необходимо поменять на марку ЛБ, потому что в ЛБ присутствуют красные лучи спектрального состава света необходимые для нормального роста растений.

Далее чтобы поскорей избавиться от бурых водорослей придется вручную потрудиться и удалить как можно больше водорослей из аквариума. Чистить стекла от бурых водорослей необходимо скребком или лезвием, но не поролоновой губкой потому что, счищенные губкой водоросли будут растворяться в воде и сильно загрязнят воду, добавив еще такую работу, как смена воды.

Осевшие на дне счищенные лезвием пленки бурых водорослей необходимо удалить шлангом для чистки грунта. Налет бурых водорослей с листьев растений очищают пальцами, потерев каждый листочек в руке. Делать это нужно осторожно, чтобы не повредить нежные листья и стебли растений. Очистить грунт от водорослей можно неглубоким его взрыхлением, а большие камни желательно извлечь из аквариума и промыть под краном.

Также необходимо промыть фильтр, и шланги компрессора. По окончании всей процедуры желательно несколько дней не выключать в аквариуме свет на ночь для увеличения продолжительности светового дня и более быстрого пробуждения растений и появления признаков бурного их роста.

Чтобы избавиться от бурых водорослей раз и навсегда необходимо завести одного или двух сомов анциструсов. Анциструсов еще называют чистильщиками или прилипалами. Питаясь водорослями, эти рыбки способны поддерживать чистоту в аквариуме. Когда в моем 150 литровом аквариуме жила пара анциструсов стенки аквариума и растения всегда были чистыми.

Но прошло время, и анциструсы отжили свой век, вот тогда и начались проблемы с бурыми водорослями. Аквариумные рыбки анциструсы по праву заслуживают уважение за чистоту в наших аквариумах и если хотите избавиться от бурых водорослей навсегда заводите сомов анциструсов.

Профилактические меры

Чтобы не пришлось больше сталкиваться с такой напастью, как бурые водоросли, соблюдайте элементарные правила по уходу за домашними водоемами.

• В первую очередь обеспечьте достаточное освещение каждого уголка в аквариуме. Если световой день слишком короток, используйте дополнительно осветительные приборы. Лучше применить лампы, дающие красный спектральный свет.
• Всегда держите температуру в водоеме на уровне оптимальной (+22-28 0 С) – бурые водоросли любят как раз наоборот, попрохладнее.
• Регулярно меняйте в аквариуме воду, следите за ее техническими показателями (уровнем рН, йода, нитратов, фосфатов, силикатов). Никогда не используйте воду сразу из-под крана – нужна только очищенная.
• Установите в водоеме фильтра, способные поглощать силикаты
• Засадите аквариум большим количеством водных растений – они «отберут» у бурой водоросли часть питания, тем самым замедлив ее рост.
• Аквариумисты с опытом рекомендуют положить на дно водоема изделия из цинка и меди. Эти металлы способны уничтожить бурую водоросль.

Каждый раз, проводя замену воды или чистку аквариума от бурой водоросли, обеспечьте жителям водоема круглосуточное освещение на протяжении нескольких дней.

Значение бурых водорослей в природе и жизни человека велико. Они являются главным источником органических веществ в прибрежной зоне морей. В зарослях этих водорослей, занимающих огромные площади, находят убежище и пищу многие морские обитатели. В промышленности используются в производстве альгиновых кислот и их солей, для получения кормовой муки и порошка для изготовления лекарственных средств, содержащих в большой концентрации йод и ряд других микроэлементов. В аквариумах появление бурых водорослей связывают с недостаточным освещением. Некоторые виды употребляют в пищу.

Размножение

ВСЕ ВИДЫ ВОДОРОСЛЕЙ И БОРЬБА С НИМИ ,ФОТО.

Размножение у бурых водорослей может происходить по следующим типам: вегетативное, половое, неполовое. Вегетативное размножение – при случайной фрагментации тела водорослей. Неполовое же размножение характерно для большинства бурых водорослей. Оно происходит при помощи подвижных зооспор. Зооспоры созревают в специальных клетках после нескольких делений ядра. Во внешней среде зооспоры активно передвигаются в течение нескольких минут, после чего сбрасывают жгутики и прорастают на субстрате.

У большинства бурых водорослей во время жизненного цикла чередуются 2 поколения: гаметофит и спорофит. Гаметофит напоминает совокупность нитей, его продукты – мужские и женские половые клетки. Сливаясь, они дают начало спорофиту. Спорофит даст споры, из которых будет впоследствии развиваться гаметофит. У бурых водорослей есть феромоны, которые помогают им в размножении. Они стимулируют высвобождение мужских половых клеток и привлекают их к женским.

Бурые водоросли

• Аскозейровые (Ascoseirales)
• Хордариевые (Chordariales)
• Кутлериевые (Cutleriales)
• Диктиосифоновые (Dictyosiphonales)
• Десмарестиевые (Desmarestiales)
• Диктиотовые (Dictyotales)
• Хордариевые (Chordariales)
• (Discosporangiales)
• Эктокарповые (Ectocarpales)
• Фукусовые (Fucales)
• (Ishigeales)
• Ламинариевые (Laminariales)
• (Nemodermatales)
• (Onslowiales)
• (Ralfsiales)
• Сцитосифоновые (Scytosiphonales)
• (Scytothamnales)
• Сфацеляриевые (Sphacelariales)
• Спорохновые (Sporochnales )
• Тилоптеридовые (Tilopteridales)
• (Syringodermatales)

Бурые водоросли (лат. Phaeophyceae ) — отдел автотрофных хромистов. В жизненном цикле всех представителей присутствуют многоклеточные стадии. Преимущественно морские формы, лишь восемь видов перешли к существованию в пресных водоёмах.

Бурые водоросли включают 1500 видов, которые объединены в 265 родов, из которых достаточно известны Ламинария ( Laminaria ), Саргасс ( Sargassum ), Цистозейра ( Cystoseira ).

Бурые водоросли в хроматофорах содержат бурый пигмент фукоксантин (C₄₀H₅₆O₆). Этот пигмент маскирует остальные пигменты.

В отличие от других водорослей, для бурых водорослей характерны многоклеточные волоски с базальной зоной роста.

Некоторые бурые водоросли, например, вакамэ, употребляются в пищу.

Строение

Среди бурых водорослей отсутствуют одноклеточные и колониальные формы, все особи многоклеточные. Встречаются как однолетние, так и многолетние виды, возраст которых может достигать 15-18 лет.

У бурых водорослей талломы могут быть микроскопическими или достигать нескольких десятков метров (например, у Macrocystis, Nereocystis). Форма талломов самая разнообразная: стелющиеся или вертикально стоящие нити, корочки, пластинки (простые или рассечённые), мешки, ветвящиеся кустики. Прикрепление талломов осуществляется с помощью ризоидов или подошвы. Для удержания в вертикальном положении у ряда бурых водорослей образуются воздушные пузыри, заполненные газом.

Наиболее сложно устроены талломы ламинариевых и фукусовых. Их слоевища имеют признаки тканевой дифференцировки со специализацией клеток. В их талломе можно различить: кору, состоящую из нескольких слоёв интенсивно окрашенных клеток; сердцевину, состоящую из бесцветных клеток, часто собранных в нити. У ламинариевых в сердцевине образуются ситовидные трубки и трубчатые нити. Сердцевина выполняет не только транспортную функцию, но и механическую, так как в ней находятся нити с толстыми продольными стенками. Между корой и сердцевиной у многих бурых водорослей может находиться промежуточный слой из крупных бесцветных клеток.

Читайте также: Роса огнезащитный состав для ткани

Рост таллома у бурых водорослей чаще всего интеркалярный и апикальный, реже базальный. Интеркалярный рост может быть диффузный или имеется зона роста. У крупных представителей интеркалярная меристема расположена в месте перехода «черешка» в «листовую пластинку». Крупные водоросли также имеют меристематическую зону на поверхности таллома, так называемую меристодерму (своеобразный аналог камбия высших растений).

Необычный тип меристемы, который встречается только у некоторых бурых водорослей, — трихоталлическая меристема, развитие клеток которой происходит в основании настоящих волосков. Настоящие волоски размещаются на поверхности меристодермы рассеянно или пучками и часто погружены своим основанием в особые углубления — криптосомы.

Жгутики

Жгутиковые стадии в жизненном цикле бурых водорослей представлены только гаметами и зооспорами. Два неравных жгутика прикреплены сбоку (сперматозоиды Dictyota имеют только один жгутик). Обычно длинный перистый жгутик направлен у бурых водорослей вперёд, а гладкий — вбок и назад, но у сперматозоидов ламинариевых, спорохналиевых и десмарестиевых, наоборот, длинный перистый жгутик направлен назад, а короткий гладкий — вперёд. Помимо трёхчастных мастигонем на длинном жгутике присутствуют чешуйки и шипики; его кончик может быть спирально закручен. В основании гладкого жгутика находится базальное вздутие. У сперматозоидов фукусовых вокруг жгутика имеется своеобразная воронкообразная структура — хоботок, поддерживаемая микротрубочками первого корешка.

Базальные тела жгутиков расположены под углом почти 110 градусов и соединены тремя исчерченными лентами. Типичной конфигурацией для бурых водорослей является наличие четырёх микротрубочковых корешков. Один корешок состоит из 7-5 микротрубочек, направлен к переднему концу клетки, где он загибается и идёт назад; другой корешок состоит из 5-4 микротрубочек и направлен в две стороны от базального тела — к переднему и заднему концу клетки; ещё два корешка — короткие, состоят каждый из одной микротрубочки. В корешковой системе отсутствует ризопласт. У ряда бурых водорослей строение корешковой системы отличается от описанного.

Покровы

Клеточная стенка бурых водорослей толстая, двух- или трёхслойная. Внутренний слой содержит преимущественно волокна из целлюлозы, внешний пектиновый слой содержит альгиновую кислоту, её натриевую соль, фукоидан и другие сульфатированные полисахариды.

У бурых водорослей целлюлоза составляет от 1-10 % от сухого веса таллома. Она встречается в виде микрофибрилл, синтезируемых терминальными комплексами, расположенными в плазмалемме. Терминальные комплексы бурых водорослей представляют собой линейные ряды плотно уложенных частиц. Каждая частица состоит из двух субъединиц. Такой линейный комплекс встречается у трибофициевых, красных и некоторых зелёных водорослей.

Растворимые альгинаты входят в состав матрикса клеточной стенки, иногда на их долю приходится до 40 % сухого веса таллома [источник не указан 764 дня] .

Фуканы (фукоиданы или аскофилланы) — полимеры L-фукозы и сульфатированных сахаров. Их функция до конца не выяснена. Считается, что они играют важную роль в прикреплении зиготы и её прорастании у фукусовых водорослей.

У некоторых диктиотовых, например у Padina, в клеточных стенках откладывается известь в форме арагонита.

Клеточные структуры

В клетках бурых водорослей встречается от одной до многих пластид. Чаще хлоропласты мелкие, дисковидные, париетальные. Их форма может быть звёздчатой, лентовидной или пластинчатой; форма хлоропластов может меняться с возрастом клетки. Оболочка хлоропласта состоит из четырёх мембран; там, где хлоропласт расположен рядом с ядром, наружная мембрана хлоропластной эндоплазматической сети переходит в наружную мембрану ядра. Перипластидное пространство хорошо развито. Ламеллы трёхтилакоидные; имеется опоясывающая ламелла; хлоропластная ДНК собрана в кольцо.

В хлоропластах содержатся хлорофиллы a,с₁, с₂. Помимо фукоксантина у бурых водорослей присутствуют другие каротиноиды: β-каротин, виолаксантин, зеаксантин, антераксантин, неоксантин, диадиноксантин и диатоксантин.

Хлоропласты вегетативных клеток Ectocarpales имеют один или несколько грушеобразных пиреноидов, в то время как в вегетативных клетках у Ischigeales, Dictyotales, Laminariales, Sphacelariales хлоропласты без пиреноидов. Гаметы и зооспоры этих порядков содержат хлоропласты с рудиментарным пиреноидом.

Глазок состоит из 40-80 липидных глобул, собранных в один слой; расположен в хлоропласте и ориентирован на базальное вздутие. У бурых водорослей он выполняет функцию линзы, фокусирующей свет на жгутиковое вздутие, которое и является собственно фоторецептором. Для фототаксиса бурых водорослей более эффективным является свет с длиной волны 420 и 460 нм, что, возможно, связано с флавинподобными субстанциями в базальном вздутии заднего жгутика. В жгутиковых клетках ламинарии и близкородственных родов отсутствует фоторецепторный аппарат; у них нет ни глазка, ни базального вздутия. Глазок отсутствует у сперматозоидов десмарестиевых.

Основной запасной продукт — хризоламинарин (β-1,3-связанный глюкан). Он расположен в специальных вакуолях в цитоплазме около пиреноида. Встречаются маннит и липиды (в виде капель масла). Маннит — шестиатомный спирт, который помимо резервной функции выполняет осморегуляторную. Его концентрация внутри клетки зависит от изменения солёности воды.

В молодых клетках бурых водорослей содержатся мелкие и многочисленные вакуоли, которые с возрастом становятся крупнее за счёт слияния. Сократительные вакуоли отсутствуют. В цитоплазме расположены физоиды — везикулы, содержащие феофициновые таннины (флоротаннины). Флоротаннины — полимеры флороглюцина, известны только у бурых водорослей. Функция их, возможно, связана с защитой талломов от выедания животными, например такими, как гастроподы. Они, возможно, ингибируют поселение на поверхности таллома эпифитных водорослей и животных. Предполагают также, что они принимают участие в защите от радиационного повреждения и в аккумуляции тяжёлых металлов. Бесцветные флоротаннины на воздухе окисляются с образованием бурого или тёмного пигмента фикофеина, придающего высушенным бурым водорослям их характерную тёмную окраску.

Ядро чаще всего одно, но у некоторых представителей и с возрастом клетки изредка бывают многоядерными. Например, в клетках Durvillea содержится от 2 до 5 ядер. Ядрышко одно.

Плазмодесмы встречаются, вероятно, в поперечных перегородках всех бурых водорослей, даже у тех, у которых перегородка образуется за счёт впячивания мембраны. Через плазмодесмы осуществляется связь цитоплазмы соседних клеток.

Размножение

Вегетативное размножение у ряда бурых водорослей может осуществляться участками таллома, у видов Sphacelaria — выводковыми веточками; у Fucus на подошве имеется группа клеток, способных к дифференцировке в новый таллом.

Бесполое размножение происходит с помощью зооспор, у некоторых — неподвижными тетра- и моноспорами. Споры бесполого размножения формируются в результате мейоза и последующих митозов в одногнёздных спорангиях.

Половой процесс изо-, гетеро- и оогамный. Гаметы образуются в многогнёздных гаметангиях. В каждом гнезде (клетке) такого гаметангия формируется по одной гамете.

Для бурых водорослей известны половые феромоны, исследование которых активно проводится с 80-х годов прошлого века. Половые феромоны — это растворимые вещества, которые координируют активность клеток при половом размножении. Они активны на расстоянии до 0,5-1 мм. Феромоны бурых водорослей могут или стимулировать раскрытие антеридиев, или привлекать мужские гаметы к женским. Они также принимают участие в изоляции видов. Известно по крайней мере десять феромонов у бурых водорослей, первым из которых был открыт эктокарпен.

Полагают, что феромоны продуцирует большинство (если не все), бурых водорослей, имеющих половое размножение.

Жизненный цикл

У бурых водорослей, имеющих половое размножение, можно выделить два основных типа жизненных циклов. Один — гапло-диплобионтный жизненный цикл со спорической редукцией с изо- или гетероморфной сменой форм развития. Споры бесполого размножения формируются на диплоидных спорофитах, в одногнёздных спорангиях при их формировании происходит мейоз. Гаплоидные зооспоры и тетраспоры прорастают в гаплоидный гаметофит, на котором в многогнёздных гаметангиях формируются гаметы. После слияния гамет диплоидная зигота прорастает в диплоидный спорофит.

Читайте также: Как называется прошитая квадратом ткань

Другой тип жизненного цикла — диплобионтный с гаметической редукцией; редукционное деление происходит при образовании гамет. У бурых водорослей место мейоза доказано цитологически по наличию в пахитене синаптонемального комплекса.

Экология и значение

Бурые водоросли широко распространены во всех морях нашей планеты, наибольшего развития достигая в морях умеренных и приполярных широт. В тропиках массовое развитие бурых водорослей приурочено к зимним месяцам, когда понижается температура воды. В морях умеренных и приполярных широт бурный рост их талломов начинается весной, и наибольшего развития они достигают в летние месяцы. Наиболее густые заросли бурых водорослей формируются в верхней сублиторали до глубины 15 м, хотя встречаются от литоральной зоны и до глубины 40-120-200 м. На такую глубину, например в западной части Средиземного моря, проходит только 0,6 % света по отношению к поверхности воды. Ламинариевые могут формировать гигантские подводные леса, такие, например, как вдоль тихоокеанского побережья Северной Америки. Прикрепляются бурые водоросли к различным субстратам — скалам, камням, гравию, раковинам моллюсков, другим водорослям. Некоторые небольшие бурые водоросли живут внутри тканей других водорослей как эндофиты.

В пресных водах встречаются только 8 видов, относящихся к родам Heribaudiella, Ectocarpus, Sphacelaria, Pseudobodanella, Lithoderma, Pleurocladia и Porterinema. Возможно, H. fluviatilis — обычный компонент речной флоры, но из-за незнания этой группы часто остаётся в пробах незамеченным.

Роль бурых водорослей в природе чрезвычайно велика. Это один из основных источников органического вещества в прибрежной зоне, особенно в морях умеренных и приполярных широт; их заросли служат местом питания, укрытия и размножения многих животных.

Бурые водоросли используют в пищу, на корм скоту, как удобрения, для производства альгинатов и маннита. Ежегодный сбор Laminaria и близких к ней водорослей достигает 2 млн т. сырой массы, более миллиона тонн даёт производство её марикультуры в Китае.

Альгинаты — нетоксичные соединения, обладающие коллоидными свойствами, поэтому они широко используются в пищевой и фармацевтической промышленности. Альгиновая кислота и её соли способны к 200-300-кратному поглощению воды, образуя гели, для которых характерна высокая кислотноустойчивость. В пищевой промышленности они используются в качестве эмульгаторов, стабилизаторов, желирующих и влагоудерживающих компонентов. Например, сухой порошковый альгинат натрия используют в производстве порошкообразных и брикетированных растворимых продуктов (кофе, чай, сухое молоко, кисели и др.) для их быстрого растворения. Водные растворы альгинатов используют для замораживания мясных и рыбных продуктов. В мире в пищевую промышленность идёт порядка 30 % получаемых альгинатов.

В текстильной и целлюлозно-бумажной промышленности альгинаты используют для загущения красок и усиления прочности их связи с основой. Пропитка тканей некоторыми солями альгиновой кислоты придаёт им водонепроницаемость, кислотоустойчивость и увеличивает механическую прочность. Ряд солей альгиновых кислот используют для получения искусственного шёлка. Во время Второй мировой войны в США и Англии из альгиновой кислоты и её солей производилось большое количество маскировочной ткани и сетей для жилых и промышленных зданий. Альгинаты применяются в металлургии как компонент формовочной земли, в радиоэлектронике — как связующий агент при изготовлении высококачественных ферритов, а также в горнодобывающей, химической и других отраслях промышленности.

В фармацевтической промышленности альгинаты используются для покрытия таблеток, пилюль, в качестве компонентных основ для различных мазей и паст, как гели-носители лекарственных препаратов. В медицине альгинат кальция используют как кровеостанавливающее средство, как сорбент, способствующий выведению радионуклидов (в том числе стронция).

В Северной Америке для получения альгинатов собирают Macrocystis и Nereocystis, на европейском побережье используют виды Laminaria и Ascophyllum. К концу двадцатого столетия ежегодное производство альгинатов в мире достигло 21 500 т: 12 800 т в Европе, 6 700 — в Северной Америке, 1 900 — в Японии и Корее, 100 — в Латинской Америке. В России в 1990 г. было получено всего 32 т пищевого альгината натрия.

Фукоиданы — эффективные антикоагулянты, даже более активные, чем гепарин. Перспективным считается их использование для получения противоопухолевых препаратов и антивирусных соединений. Даже в очень низких концентрациях они могут ингибировать прикрепление вирусов к поверхности клеток. Фукоиданы способны образовывать исключительно прочные и вязкие слизи, что находит применение в получении стабильных эмульсий и суспензий.

Маннит используют как заменитель сахара для больных диабетом. Кроме того, он может быть использован в качестве плазмозаменителя при консервации крови.

Клетки многих бурых водорослей накапливают йод. Его содержание может достигать 0,03 %-0,3 % от свежей массы водорослей, в то время как его содержание в морской воде достигает только 0,000005 % (0,05 мг на литр воды). До 40-х гг. XX в. бурые водоросли использовали для добычи йода.

Энергетический кризис, который охватил в последние годы многие страны мира, привёл к необходимости поиска новых нетрадиционных источников энергии. Так, в США с этой целью изучается возможность разведения водоросли Macrocystis pyrifera с последующей переработкой в метан. Подсчитано, что с площади 400 квадратных километров, занятых этой водорослью, можно получить 620 млн кубических метров метана.

В последние годы бурые водоросли привлекают внимание в связи со способностью выделять в атмосферу органические бромиды (бромоформ, дибромохлорметан и дибромометан). Ежегодный выброс водорослями органических бромидов достигает 10 000 тонн, что сравнимо с образованием этих веществ промышленностью. Существует мнение о связи выделения органических бромидов с разрушением озона в атмосфере Арктики.

Филогения

Ископаемые находки, которые могут иметь отношение к бурым водорослям, датируются поздним ордовиком (около 450 млн лет) и известны как Winnipegia и Tallocystis из среднего силура (425 млн лет). Но эти находки нельзя точно привязать только к бурым водорослям, так как они схожи и с некоторыми современными зелёными и красными водорослями. Ископаемые находки, которые точно можно связать с современными бурыми водорослями, относятся к миоцену (5-25 млн лет). Это Zonarites и Limnophycus, напоминающие современную Dictyota и др. Молекулярные методы определяют возраст бурых водорослей как 155—200 млн лет.

Бурые — монофилетичная группа, но связи внутри неё до конца не понятны. К настоящему времени данные по анализу нуклеотидных последовательностей ряда генов из-за своей малочисленности пока не отражают полную картину в филогении бурых водорослей. Традиционно к наиболее примитивным бурым водорослям относили эктокарпусовые, но анализ последовательностей генов rbcL, psaA, psaB и их комбинации показывает, что они таковыми не являются. В деревьях, полученных в этих исследованиях, эктокарпусовые располагаются на вершине, а в основании — представители порядка Ishigeales, которые рано отделились от общего дерева бурых водорослей.

Не вызывает сомнений отнесение бурых водорослей к охрофитовым. В рамках этого отдела по ряду особенностей их долгое время считали наиболее близкими к золотистым водорослям. В настоящее время эта точка зрения оспаривается. По ультраструктурным, биохимическим особенностям и по сравнению нуклеотидных последовательностей гена 16S рРНК бурые водоросли ближе всего стоят к трибофициевым. После описания нового класса Schizocladiophyceae в ряде исследований показано, что он является сестринской группой для бурых водорослей.

• Свежие записи
  • Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
  • Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
  • Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
  • Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
  • Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом