Лекция 7. Экология, распространение, роль водорослей в природе. Экологические

водорослей

соленых водоемов

Аэрофильные водоросли
Эдафофильные (почвенные) водоросли
Литофильные водоросли
ВОДОРОСЛИ ВОДНЫХ МЕСТООБИТАНИЙ
ВОДОРОСЛИ НЕВОДНЫХ МЕСТООБИТАНИЙ

бактерио- и фитопланктон.
Совокупность свободно плавающих в толще воды мелких

водорослей называют фитопланктоном, а каждый отдельный организм из состава фитопланктона – фитопланктером.

это организмы, которые существуют на границе раздела фаз вода-воздух:
над пленкой

воды – эпинейстон,

под пленкой воды – гипонейстон.

приспособленных к существованию в прикрепленном или неприкрепленном состоянии на дне

водоемов и на разнообразных предметах, живых и мертвых организмах, находящихся в воде.

(скалы, камни), образуя корковидные покрытия или плоские подушечки, часто обладают

особыми органами прикрепления – ризоидами.

Эпипелиты – водоросли, населяющие поверхность рыхлых грунтов (песок, ил), они часто не прикреплены и связывают и укрепляют субстрат. Это могут быть свободно ползующие диатомовые золотистые, криптофитовые и т.д. Лишь харовые имеют хорошо развитые ризоиды и развиваются на илистом дне.

Эндолиты – или сверлящие водоросли, внедряющиеся в известковый субстрат (скалы, раковины моллюсков и т.д.)

но отличаются от паразитов нормальными хлоропластами, например в ряске в

листьях сфагнума.

Эпифиты – живущие на поверхности других растений.

Паразиты – живущие в слоевищах других растений и не имеющих хлоропластов.

Перифитон – т.е. водоросли, которые живут на предметах большей частью движущихся или обтекаемой водой.
Могут поселиться на любых субстратах на мертвых и живых, например на планктонных организмах.

постоянный или почти постоянный снежный покров. Среди криофильных водорослей преобладают

зеленые, синезеленые и диатомовые. Но чаще всего это хламидомонады. Считают, что истинно снежные водоросли оптимально растут при температуре ниже 10 оC, в более теплых условиях существуют в пальмеллоидном состоянии, подвижные стадии Сhroomonas pichinchae – между 1-5 оC.

рыхлом слое и в канальцах с морской или талой водой

между кристаллами льда на поверхности. Наиболее часто встречаются диатомовые, динофлагелляты, криптофиты и зеленые жгутиковые. Водоросли адаптированы к низким температурам (около 0оC) и низкой освещенности (50-100 лк). Считают, что у водорослей льда, возможна, факультативная гетеротрофность.

в воде солей, достигающих 285 г/л в озерах с преобладанием

поваренной соли и 347 г/л - в глауберовых озерах. Очень высокую соленость могут переносить лишь немного видов. В очень соленых озерах преобладают гипергалобы – в основном вольвоксовые, клетки их лишены клеточной оболочки и окружены лишь плазмалеммой (Dunaliella, Asteromonas и др.).

воздух. Типичные местообитания – поверхность различных внепочвенных твердых субстратов (скалы,

камни, кора деревьев и т.д.). В зависимости от степени увлажнения их подразделяют на 2 группы:

- воздушные водоросли – обитающие в условиях только атмосферного увлажнения и испытывающие постоянную смену высыхания и влажности

- водно-воздушные водоросли, подвергающие действию постоянного орошения водой (под брызгами водопада, прибоя и т.д.)

(до 2 метров глубины) В связи с таким местонахождением почвенные

водоросли должны иметь способность к перенесению неустойчивой влажности, резких колебаний температур и сильной инсоляции (интенсивности света).

Для этого у них выработались морфологические и физиологические адаптации.
- водоросли имеют мелкие размеры по сравнению с водными;
- обильное образование слизи - слизистых колоний, чехлов и оберток;
- «эфемерность» вегетации – т.е. быстро переходить из состояния покоя к вегетации и наоборот;
- они способны переносить колебания температуры почвы (от -200 оC до +84 оC и выше).

непрозрачный плотный известковый субстрат. В зависимости от физиологических особенностей этой

группы различают 2 сообщества:

- сверлящиеся водоросли, активно внедряющиеся в каменистый субстрат и заселяющие мелкие ходы и поры, проделанные ими в каменистой породе;

- туфообразующие водоросли, отличающие вокруг своего тела известь и обитающие в периферических слоях отлагаемой ими среды, в пределах, доступных для диффузии света и воды. По мере нарастания отложения эти ценозы отмирают.

ПИТАНИЯ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ
Суммарная биомаса водорослей 1,7 мдрд.т в год
Суммарная первичная

продукция водорослей 550,2 мдрд.т в год Больше в 306 раз

Вклад водорослей в общую продукцию органического углерода на нашей планете составляет от 26-90%

Мировой океан поставляет в атмосферу до 40% кислорода

Эффективность утилизации солнечной энергии у водорослей составляет до 3-5% (иногда достигает 10-21%)

Получение биогаза, например 50-80т/га биомассы водорослей может дать 74 тыс.кВт ч электроэнергии

исследований. Сейчас она чаще всего осуществляется по такой схеме:

И ДР. В РАЦИОНЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ И РЫБ
Известно около 170

видов макрофитов: 81- красных, 54 – бурых, 25- зеленых, 8 - синезеленых

Микроскопические водоросли как источник белка, витаминов, БАВ и др.

Бурые водоросли как силос для с/х. животных

Микроводоросли как пищевые добавки для свиней, птицы и рыб

СЫРЬЯ
Накопление органического вещества
Азотфиксация
Изменение физико-химических свойств почв, структуры почв и микробиологической

активности

Концентраторы химических элементов (йод, бром, натрий, калий и др.)

Вырабатывают фикоколлоиды (агар, агароид, агароза, каррагенан, агаропектин), альгиновую кислоту и ее соли
Лекарства

Залежи графита, известняков, мела, диатомитов, трепелов, горючих сланцев, газов, сапропелей (каменного угля, нефти)

КАК ИНДИКАТИОРЫ В БИОЛОГИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ ВОДЫ
ВОДОРОСЛИ – АГЕНТЫ САМООЧИЩЕНИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ

ВОДОЕМОВ И ДООЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД В СИСТЕМАХ ИСКУССТВЕННОЙ ОЧИСТКИ

МАТЕРИАЛОВ И КОНСТРУКЦИЙ
ТОКСИЧЕСКИЕ ВОДОРОСЛИ
Gonyaulax – красные приливы (массовые отравления людей.)
Scenedesmus,

Coelastrum, Microcystis, Aphanizomenon, Anabaena и др., вызывающие массовую гибель гидробионтов, гаффская болезнь у людей, кожные заболевания, аллергии

с трудов древних греков (Теофраст, Диоскорид), и закончился в конце

18 века. Однако правильнее было бы, если началом этапа считать вышедшую в 1753 г. работу К.Линнея «Система природы», где он ввел порядок Algae и объединил в своей искусственной системе водоросли с грибами и лишайниками считая, что у них отсутствует половое размножение.
2. Второй этап (1800 по 1875 гг.) начался с работ Дж. Стакхауса (1801), который заложил настоящую основу альгологии. Этот этап носил описательный характер. Именно в это период в альгологии были заложены основы современной таксономии и систематики.

Этапы развития альгологии

развитии альгологии. Начинает бурно развиваться новое направление, заключающееся в изучении

клеточного строения растений и особенно их онтогенеза. Этому направлению дали наименование «научной ботаники». 40 - 50-е годы XIX века знаменовались крупнейшими открытиями в области онтогенеза водорослей, важная составная часть которого - бесполое и половое размножение, совершенствование классификации и возникновение новых гипотез о происхождении отдельных групп и родственных связей между ними.

Этапы развития альгологии

этого периода характерно, во-первых, использование электронной микроскопии для изучения ультраструктуры

водорослей, во-вторых, бурное развитие методов искусственного выращивания пресноводных и морских водорослей в условиях культуры. Электронная микроскопия широко используются для расшифровки функций клетки и органелл.
5. Пятый этап связан с началом ХХ1 в. Когда в альгологию прочно вошли молекулярно-генетические методы идентификации водорослей. Для экспрессного выявления доминирующих видов и идентификации видовой принадлежности остальных видов в сообществах используется денатурирующий градиентный гель - электрофорез фрагментов гена 16S РНК.