Характеристика багрянок

Красные водоросли, или Багрянки ( Rhodophyta ) — отдел водорослей, характерной особенностью которых является отсутствие жгутиковых стадий. Багрянки — это самая большая и своеобразные группа среди придонных морских водорослей. Отдел Красные водоросли насчитывает около 4 тыс. Видов.

Общие признаки. Своеобразие багрянок обусловлена, прежде всего, набором пигментов. Кроме зеленого пигмента, красные водоросли содержат еще красные, синие и желтые. Характерную окраску красных водорослей определяется, прежде всего, наличием особых красных и синих пигментов — фикобилины, которые есть только в них и цианобактерий. Различные сочетания фикобилины с желтыми и зелеными пигментами может обусловливать розовое, красное, оранжево-желтое, фиолетовое или почти черную окраску. Красные пигменты позволяют этим водорослям улавливать слабый свет на глубинах 200-250 м. Они, пожалуй, единственными водорослями, живущих на такой глубине. Отдел Красные водоросли объединяет преимущественно многоклеточные организмы, только некоторые виды этих водорослей являются одноклеточными или колониальными. Слоевище большинства багрянок выглядит красивых кустиков или пластинок. Клеточные покровы представлены несколькими слоями, в составе которых есть целлюлоза, пектиновые вещества и агар-агар. Тело многих красных водорослей очень нежное и хрупкое. Но есть часть багрянок, которые откладывают в своих клеточных стенках карбонат кальция. Запасают красные водоросли особое вещество — багрян- ный крахмал, который откладывается в цитоплазме. Красные водоросли размножаются вегетативно — частями таллома и дополнительными "побегами", которые могут отрастать от стелющихся нитей или подошвы, Неполовой — с помощью спор, и поло — с участием гамет. Интересно, что никакие их клетки, в том числе и половые, не имеют жгутиков.

Распространение и разнообразие. Наиболее распространены эти водоросли в теплых морских водах, хотя многие виды живет и в холодных районах земного шара. Меньше сотни видов найдены в пресных водоемах (например, водоросли рода Батрахоспермум), где любят холодные швидкотекучи воды. Есть среди красных водорослей и наземные жители, которых можно встретить в виде красноватых слизистых налетов на стенках оранжерей, во влажной почве, по краям луж в саду (например, одноклеточные водоросли из рода порфиридиум). Почти все красные водоросли обычно прикреплены к камням или других водорослей, поэтому они имеют ризоиды или подошву. С помощью фикобилины багрянки хорошо приспособлены к поглощению синих и фиолетовых лучей, которые проникают на большую глубину. В 1984 году коралинову красную водоросль

было найдено на глубине 268 м, что является рекордной отметкой для фотосинтезирующих организмов. Это почти на 100 м ниже глубины, куда обычно проникает солнечный свет. Клеточные оболочки большинства красных водорослей содержат агар, делает их гибкими и скользкими на ощупь. Многие багрянок откладывают в своих оболочках для укрепления минеральные соли, поэтому они твердые, как камень.

Самыми известными красными водорослями является порфира, батрахоспермум, немалион, литотамнион, Коралина, филлофора, анфельция, калитамнион, делесерия и др. Порфира выглядит пластинки розово-пурпурного цвета с гладкими или волнистыми краями, до нескольких десятков сантиметров в длину и до 10-20 см в ширину . Пластинка состоит из одного-двух слоев клеток и с помощью подошвы прикрепляется к подводным субстратов. Распространены эти водоросли как в северных, так и в южных морях, где живут в прикрепленном состоянии на камнях, скалах. Филлофора имеет кустистые талом, представленные стелющимися "побегами", от которых поднимаются вертикальные стебли. Верхняя часть каждого стебли уплощена, разрастается по краям и образует пластину с утолщением посередине.

Значение в природе. Багрянки играют заметную роль в жизни моря: являются пищей для животных, образуют кислород, участвуют в процессах самоочищения воды и тому подобное. Коралина водоросли играют важную роль в образовании коралловых рифов. Производительность таких рифов и их способность расти в относительно бедных питательными веществами тропических водах напрямую зависит от этих водорослей.

Значение для человека. Красные водоросли используют в пищу. Например, порфира является съедобной водорослью (народное название — красный морской салат) и введена в промышленную культуру, которую выращивают на специальных морских фермах. Красный морской салат считается деликатесом, вкус которого обусловливают органические соединения — аминокислоты. Используют красные водоросли и в медицине. Из них получают йод, с Коралины изготавливают препараты для устранения изжоги. А одну из водорослей северного моря — Хондрус — в сухом виде издавна употребляют как лекарство при болезнях дыхательных путей. Из других багрянок добывают агар-агар, который применяется во всех микробиологических лабораториях мира для выращивания микробов. Без него нельзя обойтись и в пищевой промышленности. Кондитеры используют агар для получения желе, мармелада, конфет, а пекари добавляют в тесто его небольшое количество, чтобы хлеб, батоны, бисквиты долго не черствели. С филлофоры в Украине получают вещество, которое называют "черноморским агаром". Вдоль северо-западного побережья Черного моря, между Одессой и Очаковом, находится зона, где на глубине 5-60 м филлофора образует сплошные заросли. Это самое большое в мире группировки этих растений.

Итак, наиболее характерными признаками багрянок является отсутствие джгутиковии стадий, красную окраску, обусловленное фикобилины и запасания Багрянки • весо крахмала.

Водоросли играют важную роль в синтезе органического вещества на Земле. В комплексе организмов, осуществляющих круговорот веществ в природе, водоросли вместе с автотрофным бактериями и высшими растениями составляют звено продуцентов, за счет которых существуют все остальные бесхлорофильные организмы планеты. Участвуя в процессах круговорота веществ в природе, водоросли являются активными агентами самоочищения водоемов, а также первичных грунтотвирних процессов и восстановления плодородия почв. В геологической летописи нашей планеты водоросли также оставили отпечаток в виде диатомитов и известняков. В природе водоросли являются источником пищи для многих водных обитателей, насыщают кислородом толщу воды и воздуха атмосферы. Вместе с бактериями много одоростей осуществляют очистку водоемов. Из остатков водорослей после их отмирания образуются горные породы. Вместе с тем водоросли могут иметь и отрицательное значение. Так, при массовом размножении микроскопических водорослей в водоемах возникает «цветение воды" зеленого, красного, желтого, коричневого окраса.

Читайте также:  Удобрение флора с отзывы

Из водорослей человек добывает вещества, которые используются для производства продуктов питания. Некоторые морские водоросли съедобные, и многим людям по вкусу. В пищу употребляются бури и красные водоросли. Чаще всего их просто выбирают из воды, но некоторые выращивают специально. Бури и зеленые водоросли являются кормом для животных. Кроме того, из водорослей получают удобрения, их применяют в медицине для заживления ран, лечении простуды. Современные препараты из водорослей применяют для лечения людей, которые подверглись радиоактивному облучению. Некоторые водоросли используют для определения степени загрязнения сточными водами и нефтепродуктами. Многие водорослей являются удобными объектами для научных исследований.

Итак, огромное значение водорослей в природе и для человека обусловлено, в основном, тем, что они производят огромную массу органично го вещества и производят кислород.

Выход на сушу стал причиной развития высших растений.

Красные водоросли
Научная классификация
Домен : Эукариоты
Царство : Растения
Подцарство : Biliphyta
Отдел : Красные водоросли
Международное научное название

Кра́сные во́доросли, или багря́нки [1] (лат. Rhodóphyta ) — отдел водорослей, обитатели прежде всего морских водоёмов, пресноводных представителей известно немного. Обычно это довольно крупные растения, но встречаются и микроскопические. Среди красных водорослей имеются одноклеточные (крайне редко), нитчатые и псевдопаренхимные формы; истинно паренхимные формы отсутствуют. Ископаемые остатки свидетельствуют, что это очень древняя группа растений. Красные водоросли неоднократно переходили к паразитированию на других красных водорослях: как близкородственных (адельфопаразитизм), так и более удалённых (аллопаразитизм; Harveyella mirabilis, Choreocolax polysiphoniae) [2] .

Содержание

Строение [ править | править код ]

Красные водоросли — эукариоты. Хлоропласты красных водорослей двумембранные, с одиночными тилакоидами. Один или два тилакоида обычно лежат на периферии хлоропласта. На мембранах тилакоидов имеются фикобилисомы. Основным пигментом хлоропластов является хлорофилл. Кроме того, у красных водорослей имеются каротиноиды и фикобилины в фикобилисомах. Благодаря такому набору пигментов красные водоросли могут поглощать свет почти всей видимой части спектра. Как правило, хлорофилл маскируется фикобилинами (красного и синего цвета) и каротиноидами (оранжево-жёлтые), но среди пресноводных красных водорослей встречаются исключения. Так, Batrachospermum, обитающий в сфагновых болотах, сине-зелёного цвета.

Запасные вещества — багрянковый крахмал (α-1,4-глюкан), запасаемый в цитоплазме, низкомолекулярный углеводород флоридозид и многоатомные спирты.

Клеточная стенка красных водорослей состоит из фибриллярного матрикса (сложен рыхло расположенными фибриллами целлюлозы или ксилана) и аморфной фракции, в состав которой могут входить агар, агароиды, каррагинаны и маннаны. У ряда красных водорослей клеточная стенка инкрустируется карбонатами кальция, магния и стронция. Иногда поверх клеточной стенки расположена белковая кутикула.

Митоз полузакрытый ацентрический. Клетки делятся за счёт впячивания клеточной мембраны. В ходе митоза образуются поры, функционально аналогичные плазмодесмам высших растений, но имеющие иное происхождение. Поры закрываются специальными поровыми пробками, состоящими из белков и полисахаридов.

У красных водорослей полностью отсутствуют жгутиковые стадии жизненного цикла.

Особенности жизненного цикла [ править | править код ]

Для красных водорослей характерен сложный цикл развития, не встречающийся у других водорослей. Репродуктивные клетки красных водорослей никогда не имеют жгутиков. Они выходят из спорангия или гаметангия в результате образования большого количества слизи и разносятся водой. Половой процесс всегда оогамный. После оплодотворения образовавшаяся зигота претерпевает сложное развитие прямо на гаметофите и даёт начало особым спорам, которые называются карпоспорами, образующиеся в карпоспорангиях, тогда как у многих других водорослей зигота развивается в спорофит, давая начало новой форме развития растений. Жизненный цикл красных водорослей изоморфный или гетероморфный дипло-гаплобионтный.

Красные водоросли в морях России [ править | править код ]

В Баренцевом море красные водоросли — типичные представители прибрежной бентосной растительности. Выше других водорослей на прибойных скалах, открытых волнам, ветру и солнцу, растёт Porphyra umbilicalis. Для нижнего горизонта литорали в местах с хорошим движением воды характерен пояс литоральных багрянок, формируемый Palmaria palmata, Devaleraea ramentacea, а также Rhodomela lycopodioides, Polysiphonia urceolata и другими. На литорали, опускаясь иногда в сублитораль, растёт Chondrus crispus. В открытых местах на Мурманском побережье имеется также пояс сублиторальных багрянок, идущий глубже пояса ламинариевых водорослей (на глубине более 8 м), основными представителями которого являются: Ptilota plumosa, Odonthalia dentata, Phycodrys rubens. Глубже других идёт пояс известковых кораллиновых водорослей, это виды рода Lithothamnion sp. и некоторые другие.

Читайте также:  Симптомы когда идет песок из мочевого пузыря

В Белом море на глубине 0—5 м среди фукусов и ламинарий поселяется, иногда в больших количествах, анфельция (Ahnfeltia plicata). Она нередко отрывается от субстрата и по течению сносится в бухты, где могут формироваться больших размеров не прикреплённые пласты, толщиной около 20 см. В Белом море ведётся добыча анфельции для получения агар-агара. В некоторых странах собирают Chondrus crispus, из него получают полисахарид — каррагинан.

Палеонтология [ править | править код ]

Фосфатизированные доломитовые строматолиты в карбонатной свите Тирохан (Tirohan Dolomite) у подножья хребта Виндхья в центральной Индии, на участке реки Пайсуни в квартале Янкикунд (Jankikund) города Читракута в штате Уттар-Прадеш, возраст которых оценивается в 1,6 млрд лет, известны уникальной сохранностью окаменелых микробных образований. Палеонтологи из Шведского музея естественной истории обнаружили древнейшие окаменелые останки многоклеточных растений, возраст которых оценивается в 1,6 млрд лет [3] . Учёные интерпретировали останки как красные водоросли. Нитевидная форма Rafatazmia chitrakootensis Bengtson состоит из одного ряда крупных клеток с ромбовидным диском внутри каждой клетки, предположительно интерпретируемым как пиреноид. Род Rafatazmia Bengtson назван в честь палеонтолога доктора Рафата Азми, Rafat Azmi, вид Rafatazmia chitrakootensis — по городу Читракута. Вторая нитевидная форма Denaricion mendax Bengtson имеет монетоподобные клетки. Название рода Denaricion Bengtson образовано от лат. denarius — денарий и греч. κίων — столб из-за структуры, похожей на стопку монет [4] , вида — от лат. mendax — обманчивый из-за его загадочной структуры. Вид Ramathallus lobatus Bengtson имеет структуру, указывающую на родство с флоридеевыми водорослями. Название рода Ramathallus Bengtson образовано от Рама и лат. thallus — таллом, вида — от лат. lobatus — дольчатый. Исследованные окаменелые останки получены в результате полевых работ в Янкикунде в ноябре 2006 года и январе 2011 года и были дополнены окаменелыми останками, предоставленными палеонтологом Рафатом Азми. Найденные останки старше ранее найденных красных водорослей вида Bangiomorpha pubescens на 400 млн лет [5] .

Ранее найденная красная водоросль Bangiomorpha pubescens является самой древней окаменелостью-эукариотом, принадлежащей к конкретному современному таксону. Bangiomorpha pubescens, окаменелость многоклеточного организма, найденная в арктической Канаде, лишь немногим отличается от современной красной водоросли рода Бангия (Bangia), несмотря на то, что она была захоронена в отложениях возрастом 1,2 млрд лет [6] .

Классификация [ править | править код ]

Система классификации в соответствии с
Hwan Su Yoon et al. 2006 [7]
Система классификации в соответствии с
Saunders and Hommersand 2004 [8]
Царство РастенияHaeckel

  • Подцарство BiliphytaWettstein
  • Отдел RhodophytaWettstein
  • Подотдел Cyanidiophytinasubphylum novus
  • Класс CyanidiophyceaeMerola et al
  • Подотдел Rhodophytinasubphylum novus
    • Класс BangiophyceaeWettstein
    • Класс CompsopogonophyceaeSaunders et Hommersand
    • Класс FlorideophyceaeCronquist
    • Класс Porphyridiophyceaeclassis nova
    • Класс RhodellophyceaeCavalier-Smith
    • Класс Stylonematophyceaeclassis nova
    • Царство РастенияHaeckel

      • Подцарство Biliphyta
      • Отдел Cyanidiophyta
      • Класс CyanidiophyceaeMerola et al
    • Отдел RhodophytaWettstein
      • Подотдел Rhodellophytina
        • Класс RhodellophyceaeCavalier-Smith
        • Подотдел Metarhodophytina
          • Класс CompsopogonophyceaeSaunders et Hommersand
          • Подотдел Eurhodophytina
            • Класс BangiophyceaeWettstein
            • Класс FlorideophyceaeCronquist
              • Подкласс Hildenbrandiophycidae
              • Подкласс Nemaliophycidae
              • Подкласс Ahnfeltiophycidae
              • Подкласс Rhodymeniophycidae
              • Виды [ править | править код ]

                По разным источникам, на сегодняшний день существует от 5000 до 10 000 описанных видов красных водорослей. Практически все они относятся к морским водорослям. Описано около 200 пресноводных видов, среди них:

                Использование [ править | править код ]

                Некоторые виды красных водорослей употребляются в пищу. Наиболее известны среди них Palmaria palmata [9] , грацилярия [10] и порфира [11] .

                Из красных водорослей получают гелеобразующее вещество агар-агар.

                Анфельция, филлофора и другие используются в медицине [10] .

                Отдел красные водоросли, или багрянки

                Места и условия обитания

                Красные водоросли, или багрянки (Rhodophyta) — обитают преимущественно в морях (часто на большей глубине, чем зелёные и бурые водоросли, что обусловлено присутствием фикоэритрина, способного, по-видимому, использовать для фотосинтеза зелёные и синие лучи, проникающие глубже других в воду), меньше в пресных водах и почве. Из 4000 видов багрянок только 200 видов обитает в пресноводных водоемах и почвах. Багрянки — глубоководные организмы. Они могут обитать на глубине до 100-200 м (а отдельные представители обнаружены на глубине до 300 и даже 500 м), но могут развиваться и в верхних горизонтах моря, в том числе и на литорали.

                Строение красных водорослей

                Чем короче длина световой волны, тем больше ее энергия, поэтому на большие глубины проникают только световые волны с короткой длиной волны и, соответственно, с высокой энергией. Вспомогательные пигменты красных водорослей расширяют спектр поглощаемого ими света в сине-зеленой и сине-фиолетовой областях спектра.

                Предшественники хлоропластов у красных водорослей — цианобактерии. Основной фотосинтетический пигмент — хлорофилл а (зеленого цвета). Вспомогательные фотосинтетические пигменты: хлорофилл d (у некоторых видов), каротиноиды (желтого цвета) и фикобилины (синий — фикоцианин и красный — фикоэритрин). Именно фикобилины, имеющие белковую природу, поглощают остатки синего и фиолетового света, проникающие на большие глубины.

                В соответствии с изменением соотношения фотосинтетических пигментов окраска красных водорослей с увеличением глубины меняется: на мелководье они желто-зеленые (иногда имеют голубой оттенок), затем становятся розовыми и, наконец, на глубине более 50 м приобретают интенсивный красный цвет.

                Красными эти водоросли выглядят, только если их вытащить на поверхность. На большой глубине водолазам они кажутся черными, настолько эффективно поглощают они весь падающий на них свет.

                Запасное вещество красных водорослей — полимер глюкозы, который называют багрянковым крахмалом. По строению он близок к животному крахмалу — гликогену.

                Слоевище (таллом), т.е. тело красных водорослей, как правило, многоклеточное (нитчатое или пластинчатое), редко одноклеточное. Некоторые красные водоросли, например кораллины, имеют скелет, состоящий из углекислого кальция (СаСO3) или магния (MgCO3). Они участвуют в образовании коралловых рифов.

                Половой процесс очень сложен. Тип полового процесса — оогамия. Наблюдается чередование гаплоидного (n) и диплоидного (2n) поколений; у большинства багрянок эти поколения изоморфны. Гаметы лишены жгутиков.

                Бесполое размножение — с помощью спор, лишенных жгутиков.

                Отсутствие жгутиковых форм на всех стадиях размножения — характерный признак красных водорослей. Предполагают, что багрянки, в отличие от друг их водорослей, произошли от древних, примитивных эукариот, еще лишенных жгутиков. На этом основании багрянки обычно выделяются в особое подцарство Rhodobionta.

                Экологическое значение

                Красные водоросли — основные продуценты органического вещества на больших глубинах. Они являются кормом и укрытием для глубоководных морских животных.

                Хозяйственное значение

                Наибольшее практическое значение имеют анфельция, гелидиум, филлофора, фурцелярия, дающие студнеобразующие вещества -агар-агар, агароид, карраген. Некоторые красные водоросли, например порфира, употребляются в пищу.

                Бангиевые (Bangiophyceae), класс красных водорослей. Включает 24 рода, объединяющих 90 видов как одноклеточных, так и многоклеточных — нитевидных или пластинчатых водорослей, одноядерные клетки которых, в отличие от других красных водорослей, имеют обычно по одному звезд чатому хроматофору с пиреноидом и не соединяются между собой порами.

                Флоридеи (Florideophyceae), класс красных водорослей. Слоевища многоклеточные, от микроскопических до 0,5 м высотой, из одного ряда клеток или сложного тканевого строения, нитевидные, пластинчатые или кустистые, иногда расчленены на стебель и листообразные органы; у ряда флоридей слоевища твёрдые от отложения в них солей кальция (литотамний и др.).

                Филлофора(Phyllophora), род красных водорослей. Слоевище пластинчатое, простое или разветвленное высотой до 50 см. Размножение карпоспорами, образующимися в результате полового процесса, тетраспорами и обрывками слоевищ; у некоторых видов спорофиты растут на гаметофитах в виде мелких выростов. Около 15 видов, в холодных и умеренных морях, в странах бывшего СССР — 5 видов. Используются для производства студнеобразующего вещества каррагинина.

                Гелидиум (Gelidium), род красных водорослей; включает около 40 видов, обитающих в тёплых морях. Слоевище жёсткое, хрящеватое, часто перисто-разветвлённое, высотой 1-25 см. Спорофит и гаметофит сходны по строению. Спорофит даёт тетраспоры. Гаметофит в результате полового процесса образует карпоспоры. Гелидиум используют для получения агар-агара, особенно в Японии. В странах бывшего СССР встречается в Японском и Чёрном морях в незначительных количествах.

                Красные водоросли употребляют в пищу в Японии, Китае, Корее, на островах Океании и в США. Красная водоросль порфира (рис. 1а) считается деликатесом; в Японии и США ее выращивают на специальных плантациях.

                Рис. 1. Красные водоросли: а) порфира; б) анфельция; в), г) разные виды хондрусов

                Из красных водорослей получают агар-агар. Агар-агар — это смесь высокомолекулярных углеводов. При добавлении его к воде в соотношении 1:20 — 1:50 образуется плотное желе (студень), которое сохраняет свою консистенцию даже при относительно высоких температурах (40-50°). Это свойство агар-агара широко используют в микробиологии при приготовлении плотных питательных сред, необходимых для выращивания различных бактерий и грибов. Если на агаровую пластинку из воды или воздуха попадают единичные бактерии или споры грибов, то через некоторое время из них вырастают отчетливо видимые и удобные для анализа бактериальные или грибные колонии. Это позволяет изучать микроорганизмы: анализировать их свойства и проводить отбор. Без агаризованных питательных сред невозможны выделение и анализ болезнетворных микроорганизмов в клинической микробиологии, проведение санитарной оценки воды, воздуха и пищевых продуктов, а также получение штаммов микроорганизмов — продуцентов антибиотиков, ферментов, витаминов и других биологически активных веществ.

                Агар-агар применяется в пищевой промышленности для приготовления мармелада, пастилы, мороженого, незасахаривающегося варенья, нечерствеющего хлеба, мясных и рыбных консервов в желе и для очистки вин.

                В фармацевтической промышленности на его основе изготовляют капсулы и таблетки с антибиотиками, витаминами и другими лекарственными препаратами, когда необходимо их медленное рассасывание.

                В нашей стране основным сырьем для производства агар-агара служит красная водоросль анфельция (рис. 1б).

                Из красных водорослей получают особые полисахариды — каррагены, подавляющие размножение вируса СПИДа (синдрома приобретенного иммунодефицита). Сырьем для производства каррагенов служит красная водоросль хондрус («ирландский мох») — рис. 1в, г. Красные водоросли, так же как и другие водоросли, можно использовать на корм скоту и как удобрение.

                Share

                Добавить комментарий

                Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

                Adblock detector