Зеленые водоросли: список основных видов и описание

1. Какие бактерии способствуют круговороту веществ в природе?

Почему грибы – гетеротрофы?

Специалисты выделяют гетеротрофное и автотрофное питание. Все разновидности животных, многих бактерий и грибов относятся к гетеротрофам – разновидностям, которые не могут создавать необходимое для жизнедеятельности количество огранических элементов из неорганики. В их случае внешняя среда служит источником для получения органики.

Автотрофами является царство растений и некоторые бактерии. Клеточки подобных существ живой природы содержат большое число хлоропластов. Хлоропластами называют особенные пластиды, которые имеют зеленые оттенки. В данных составляющих клеток отмечается содержание хлорофилла – вещества, обладающего зеленоватым оттенком и придающего растению характерный окрас. Частицы хлорофилла способны катализировать реакцию, после которых обилие углекислых газов, элементов азота и частиц воды, с помощью света, становятся сложными органическими соединениями.

Почему грибы – гетеротрофы?

Растения имеют способность обеспечить себя самостоятельно, создавая строительный и энергетический материал для произрастания. Внешний мир обеспечивает их водой. Кислород и нужное количество минеральных веществ они также получают из внешней среды. Но представители лесного царства также имеют общую деталь с растениями: они обладают схожим путем захвата питательных элементов, впитывая их из поверхностей или содержимого субстрата с помощью приспособленных для этого клеточных стенок. Грибница помогает всасывать микроэлементы, но мицелием обладают только высшие представители. Но хлорофилл у них отсутствует, а это означает: фотосинтез невозможен.

Значение водорослей в жизни человека

Ежегодно люди употребляют в пищу несколько миллионов тонн водорослей. Преимущественно это бурые водоросли, и в первую очередь морская капуста. В ней содержится много питательных и полезных веществ, в частности соединения йода, необходимые для обеспечения нормального обмена веществ в организме человека.

Всем известные сладости пастилу или мармелад изготавливают на основе агара (или агар–агара) – желеобразного вещества. Его получают из красной водоросли филофоры, которая встречается в Черном и Азовском морях. Однако наибольшее количество агара используется в микробиологической промышленности: на его основе изготавливают искусственные питательные среды для выращивания полезных бактерий и грибов. Из водорослей, преимущественно бурых и красных, получают различные органические кислоты, спирты, витамины, красители, клейкие вещества, йод и другие лекарственные препараты.

Водоросли используют в биологическом методе очистки загрязненных вод. Для этого сточные воды предприятий отстаивают в последовательно соединенных между собой водоемах, в каждом из которых определенные организмы, в том числе различные виды водорослей, поглощают из воды вредные вещества. Например, хламидомонада способна выбирать из воды растворенные в ней органические вещества, чем способствует процессам самоочищения загрязненных водоемов.

Отмершие водоросли оседают на дне водоемов, образуя органический ил. Его широко используют в сельском хозяйстве как удобрение.

Массовое размножение одноклеточных зеленых и некоторых других водорослей вызывает «цветение воды». При этом водоемы приобретают зеленый цвет. В Украине цветение воды ежегодно происходит, например, в водохранилищах Днепровского каскада. Вместе с другими организмами, поселяясь на подводных частях кораблей, гидротехнических сооружений (например, шлюзов), многоклеточные водоросли нарушают их нормальную работу.

Из некоторых красных водорослей, обитающих в тропических морях, получают вещества, необходимые для производства высококачественного мороженого и особых сортов губной помады. В странах Южной Азии их искусственно выращивают на определенных участках морского дна.

Значение водорослей в жизни человека

Некоторые морские моллюски питаются водорослями: при этом хлоропласты не перевариваются, а попадают в жабры. На свету в них происходит фотосинтез, в ходе которого образуется столько кислорода, что он не только обеспечивает потребности в нем моллюска для дыхания, но и частично поступает в воду.

Ил, образованный остатками диатомовых водорослей, называется диатомитом. Его высушивают и пропитывают определенными веществами. Так получают взрывчатку – динамит, изобретенный в конце XIX века шведским инженером Нобелем. Часть прибыли от производства взрывчатки он завещал на поддержку наиболее выдающихся писателей, ученых и политиков. Так появилась широко известная Нобелевская премия.

Читайте также:  Лептоспироз у собак — основные причины, симптомы и лечение заболевания

По берегам пресных водоемов часто можно заметить скопления желто–зеленых шариков диаметром до нескольких миллиметров. Если такой шарик выкопать, осторожно отмыть от грязи и рассмотреть под микроскопом, то можно увидеть, что у него снизу имеются разветвленные бесцветные выросты – ризоиды, с помощью которых растение закрепляется в почве. Это растение называют ботридиум зернистый. Но мы не заметим отдельных клеток этого растения, так как весь шар водоросли вместе с ризоидами – это единая клетка с многочисленными ядрами. У морских видов такие многоядерные клетки могут достигать в длину нескольких десятков сантиметров.

В слани бурых водорослей содержится особое вещество. Его способность склеивать разные предметы почти в 40 раз выше, чем обычного канцелярского клея. Это вещество используют для пропитывания водонепроницаемых тканей, в производстве картона.

В водорослях содержатся различные витамины, минеральные соли, соединения йода и брома. Поэтому их постоянное использование в пищу предупреждает различные нарушения обмена веществ. В Японии водоросли – непременный компонент национальной кухни: только из ламинарии тут изготавливают свыше 500 блюд.

Красные морские водоросли рода Кораллина были обнаружены на максимальной для растений глубине – 268 м.

Структура, циклы и предназначение

Несмотря на огромное количество видов зеленых водорослей, которые поражают своим разнообразием, ученые смогли выделить несколько общих характеристик этих живых растительных организмов.

Особенности строения и жизненный цикл

Клетки пластид, которые входят в состав водорослей, чаще всего имеют чашевидную форму, и, помимо классического зеленого, они включают в свой состав желтый (лютеин) и красно-оранжевые пигменты каротиновой группы (зеаксантин, виолаксантин, неоксантин и пр.). Сам хлоропласт имеет особое внутреннее включение — пиреноид, который пронизан 2−6 ограниченными мембранами компартментами, именуемые тилакоидами.

При этом зеленые водорослевые пластиды имеют сдвоенные мембраны, что свойственно красным водорослям и другим более развитым растительным организмам.

Структура, циклы и предназначение

Жизненный цыкл зеленых водорослей зависит от среды их обитания

Клетки большинства видов рассматриваемой группы имеют сократительные вакуоли, под которыми подразумеваются одномембранные органоиды с клеточным соком в средней части. Не исключено и наличие стигмы — внутриклеточного органоида с ярко-красными пятнами, благодаря которому организм способен двигаться по направлению к или от светового источника.

Практически идентичные по своей структуре жгутики нередко имеют разную длину, при том что их может быть два и более. Эти изоконты не имеют боковых волосков (мастигонем), однако, это вовсе не означает, что у водорослевых жгутиков полностью отсутствуют любые волоски или чешуйки.

Фактором усиленного роста водорослей является повышение температуры среды их обитания

Жизненный цикл этих растительных организмов напрямую зависит от их вида и среды обитания. Всего же ученые выделяют три основных цикла их развития:

  • Гаплобионтный (зиготическая редукция), для которого свойственно высвобождение гаметы через пору материнской клетки и ее дальнейшее слияние с другой гаметой через трубку. Далее происходит преобразование в зигоспору, в которой после периода покоя образуется 4 зооспоры с последующим формированием полиэдра в каждой из них.
  • Гапло-диплобионтный (спорическая редукция), при котором вышедшие из материнской клетки гаметы сливаются в воде, образуя не двух, как в гаплобиотном цикле, а четырехжгутиковые зиготы, свободно парящие в водных массах. Следующий этап предполагает прикрепление зиготы к любой твердой поверхности и ее покрытие плотным слоем, после чего происходит формирование кодиолума, уходящего на длительный покой. Повторная активация этих дубинкообразных клеток, как правило, становится возможной при наступлении благоприятных условий. В итоге из кодиолума выделяется от 4 до 16 спор, формирующих новые нити и все повторяется вновь.
  • Диплобионтный (гаметическая редукция), характеризующийся делением крупного ядра, которое образуется при оседании планозиготы и формировании отдельного нитчатого таллома.
Читайте также:  Дизентерия у детей: опасные симптомы заболевания

Наиболее благоприятным фактором для развития водорослей является повышение температуры, поэтому совсем неудивительно, что их бурный рост можно наблюдать в теплых водах и при наступлении весеннего и летнего сезонов.

Роль для человечества и окружающей среды

Структура, циклы и предназначение

Крайне трудно недооценить значение зеленых водорослей в биосфере, ведь поглощая выделяемый животными и людьми углекислый газ, они отдают кислород, без которого жизнь на планете становится невозможной по определению. Благодаря этой уникальной особенности, растения широко используются не только на земле, но и в космических полетах, а также на подводных суднах. Кроме того, их часто применяют в качестве своеобразного индикатора уровня загрязнения воды, воздуха и других важнейших экосистем.

Огромное количество всевозможных витаминов, минералов и микроэлементов, которые входят в состав этих растительных организмов, позволяет активно использовать определенные их виды в кулинарии (особенно любят этот компонент жители стран Юго-Восточной Азии), а также в косметологии. Самые эффективные маски, крема, сыворотки и глины для обертывания, как правило, обязательно содержат экстракты этих удивительных растений.

Кроме того, морские водоросли играют огромную роль в фармакологии, ведь их полезные качества и свойства активно используются для изготовления самых разных лекарственных препаратов для внутреннего и наружного применения.

фактов о жизни внутри нас

1. Число микробов и бактерий в организме превышает количество клеток тела человека

Человеческий организм буквально кишит микробами: по некоторым сведениям, внутри нас клеток бактерий примерно в десять раз больше, чем клеток тела. Как заявил в интервью «LiveScience» Мартин Блейзер: «Конечно, никто не будет считать, сколько бактерий живёт в человеке, точное количество не имеет значения, но ясно одно — бактерий гораздо больше, чем клеток, из которых мы состоим».

Развитие бактерий, населяющих наш «внутренний мир», происходило на протяжении всей эволюции человека и продолжается до сих пор. Ожидается, что в 2013-м году завершится масштабный 5-летний проект по каталогизации и классификации микробиома человека — над ним трудились сотни учёных по всему миру.

2. Люди появляются на свет без бактерий

Зная, какую важную роль микроорганизмы играют в жизнеобеспечении, можно подумать, что бактерии появляются на свет вместе с человеком. Однако, как выяснилось, это не так: согласно Блейзеру, люди рождаются без бактерий и обзаводятся ими в течение нескольких первых лет жизни.

Первую «порцию» микробов младенец получает при прохождении через родовые пути матери, если же малыш появился на свет с помощью кесарева сечения, то он не получает этой доли микроорганизмов, из-за чего у него может быть повышен риск возникновения некоторых видов аллергии, а также ожирения.

Большая часть микробиома ребёнка формируется к трём годам — это период интенсивного развития всех систем организма.

3. Одна бактерия способна приносить как пользу, так и вред

Helicobacter Pylori

Некоторые микробы вызывают недуги, другие способны от них защитить, а иногда одна и та же бактерия может и навредить и оказать положительное влияние.

Например, Helicobacter Pylori — когда-то эти бактерии были широко распространены, обитая в телах практически всех людей на Земле, но сейчас они есть лишь у половины человечества. Большинство из этих бактерий не доставляют их «хозяевам» никаких неприятностей, но в некоторых случаях могут способствовать образованию болезненных язв в пищеварительном тракте (за работы по изучению влияния Helicobacter Pylori на возникновение гастрита и язвы желудка и двенадцатиперстной кишки австралийский врач Маршалл Барри в 2005-м году получил Нобелевскую премию).

Победить негативное влияние бактерии можно с помощью антибиотиков, но Блейзер и его коллеги обнаружили, что отсутствие этого микроорганизма может вызвать рефлюкс-эзофагит (повреждение слизистой оболочки) и даже рак пищевода.

Читайте также:  Правдоподобность анализа экспресс теста на ВИЧ

Таким образом, некоторые бактерии могут быть как полезными, так и смертельно опасными.

4. Лечение антибиотиками может спровоцировать астму и ожирение

Золотистый стафилококк

В 1928-м году Александр Флемминг изобрёл пенициллин, и это был грандиозный прорыв в медицине. Во всём мире антибиотики широко применяются в борьбе с самыми разнообразными заболеваниями, однако, как показывают последние исследования, использование антибиотиков может увеличить риск развития астмы, воспалительных заболеваний кишечника и даже ожирения. Кроме того, микробы научились приспосабливаться к антибиотикам: к примеру, метициллин-резистентный золотистый стафилококк способен вызвать тяжёлые заболевания вроде пневмонии или сепсиса.

Конечно, бывают случаи, когда лечение антибиотиками необходимо, но, как заявил «LiveScience» Мартин Блейзер, иногда стоит воздержаться от их использования: некоторые детские инфекционные заболевания ушей или горла могут пройти сами по себе.

5. Пробиотики не так хороши, как считается

В последнее время во всём мире наблюдается повальное увлечение пробиотическими (состоящими из микроорганизмов) добавками к пище: многие принимают их после курса лечения антибиотиками, полагая, что это дарует им здоровье. Насколько их применение оправдано?

«Сама концепция восстановления микрофлоры после использования антибиотиков хороша, — считает Блейзер. — Но наивно считать, что принимая пробиотики, содержащие один или несколько видов микроорганизмов, можно добиться впечатляющих результатов — у нас в организме тысячи разновидностей!». Учёный считает, что продавцы пробиотиков преувеличивают положительный эффект от своих препаратов.

«Возможно, в будущем у нас появятся пробиотики, способные побеждать болезни, но до этого пока далеко — эта отрасль слишком молода», — подытоживает микробиолог.

Мир без сапрофитов

Представьте себе, что бы произошло, если бы бактерии и грибы не перерабатывали отмершие клетки? Сама бы жизнь, наверное, задохнулась под ежечасно увеличивающимся слоем мертвых останков. А сапрофиты, осуществляя питание, как бы «утилизируют» мертвые ткани, выступают в роли санитаров или дворников, помогающих убирать ненужное, перерабатывать отходы. Вот почему грибы и бактерии называют разрушителями, утилизирующими останки умерших организмов. Ныне научно доказан положительный эффект воздействия этого глобального биологического процесса на окружающую среду.

Мир без сапрофитов

Сходство сапрофитов и паразитов и их отличия

Сапрофиты в природе ведут образ жизни, сходный с паразитами. Более того, иногда проблематично четко разделить гетеротрофные организмы на эти два вида, так как некоторые паразитические организмы в процессе жизнедеятельности имеют такое поведение, которое больше напоминает полусапрофитное.

Исходя из этого, возникла необходимость выделения факультативных паразитов и сапрофитов.

Факультативными сапрофитами (их также называют полупаразиты либо условные сапрофиты) называют бактерии, развивающиеся при отсутствии живого организма-хозяина. На некоторых этапах собственного развития они ведут себя как сапрофиты, а остальные ситуации характеризуются преимущественно паразитическим существованием. Они имеют ограниченный круг потенциальных хозяев. Такие микроорганизмы плохо прорастают на питательных средах. Однако они играют важную роль в круговороте веществ.

Факультативные паразиты (их также называют условные паразиты или полусапрофиты) – бактерии, живущие соответственно сапрофитному типу питания. Но при определенных условиях или после достижения определенных стадий развития они селятся на живых тканях ослабленных растений и ведут паразитический образ жизни.

Взаимодействие

Сапротрофные бактерии являются обязательной частью любого микробного сообщества, в которое входят и микроорганизмы паразиты, и молочнокислые бродильщики, и в некоторых случаях грибы.

Для примера можно рассмотреть микрофлору кишечника человека. Здоровая микрофлора, которая обеспечивает нормальную переработку пищи, состоит в основном из молочнокислых бактерий. Они создают в кишечнике такую среду, которая угнетает присутствующих представителей сапротрофов и паразитов.

Взаимодействие

Но как только в кишечнике перестает вырабатываться необходимое количество молочной кислоты, появляются благоприятные условия для питания, роста и размножения гнилостной микрофлоры, которая сразу начинает отравлять человека продуктами своей жизнедеятельности, что влечет сильнейшие поражения.