Цели : систематизировать и обобщить знания учащихся о водорослях как особой группе растительных организмов, развивать познавательный интерес к предмету, внимательность, взаимоуважение, умение работать в группе.

Оборудование: таблицы “Одноклеточные водоросли”, “Многоклеточные водоросли”, “Бурые и красные водоросли”; комплекты карточек-заданий на 4-5 групп.

Тип урока: обобщение и систематизация знаний.

План урока:

1. Организационный момент, знакомство с правилами и особенностями проведения урока.
2. Работа в группах.
3. Подведение итогов.

Ход урока

Класс по принципу жеребьевки делится на 4-5 команд. Также из числа сильных учеников по желанию выбираются помощники учителя (жюри 2 человека) для подсчета баллов. Первое и третье задания выполняются письменно в процессе групповой работы. Второе задание – вопрос, который вытягивает капитан каждой команды из черного ящика, обсуждается в группе и представляется на суд жюри. Возможны дополнения ответов со стороны соперников. При подсчете результатов выявляются команды-победители, участники которых получают максимальную отметку. Особо поощряются также наиболее активные учащиеся из менее успешных команд.

Задание №1 “Кроссворд”

По вертикали:

1. Бурая водоросль.
2. Красная водоросль, употребляемая человеком в пищу.
3. Водоросль, которая может развиваться на поверхности льда и снега.
4. Особые выросты водорослей, служащие для их прикрепления к грунту.
5. Нитчатая водоросль.
6. Колониальная зеленая водоросль.
7. Что образуется в водоемах из зеленой водоросли спирогиры?
8. Как еще называются красные водоросли?

По горизонтали:

1. Органоид передвижения одноклеточных водорослей.
2. Какие вещества определяют окраску водорослей?
3. Тело водорослей.
4. Органоид водорослей, содержащий хлорофилл.
5. Группа водорослей, клетки которых располагаются в один ряд друг за другом.
6. Какую бурую водоросль называют “морской капустой”?
7. Подвижные клетки со жгутиками, образующиеся при бесполом размножении водорослей.
8. Зеленая водоросль, называемая “морской салат”.
9. Самые глубоководные водоросли.

(Ответы:

По вертикали: 1 – Фукус; 2 – Порфира; 3 – Хламидомонада; 4 – Ризоиды; 5 – Улотрикс; 6 – Вольвокс; 7 – Тина; 8 – Багрянки.

По горизонтали: 1 – Жгутик; 2 – Пигменты; 3 – Слоевище; 4 – Хроматофор; 5 – Нитчатые; 6 – Ламинария; 7 – Зооспоры; 8 – Ульва; 9 - Красные).

Задание №2 “Почемучка”

1. У деревьев и других растений, произрастающих на суше, вода и минеральные соли передвигаются по сосудам древесины снизу вверх (от корней к листьям). Органические же вещества передвигаются по сосудам луба от листьев к корням. У водорослей нет проводящей системы. Как у водорослей происходит обмен веществ?
2. Водоросли, как и все растения, нуждаются в солнечном свете, однако многие морские водоросли могут жить только на больших глубинах, куда он слабо приникает. Эти водоросли имеют красную и коричневую окраску. Дайте объяснение подобному явлению.
3. Большинство водорослей произрастает в воде, однако водоросли, которые растут в приливно-отливной зоне морей и океанов, часть суток находятся вне воды, что им совсем не вредит. Какие приспособления имеются у водорослей, помогающие им переносить неблагоприятные условия?
4. Давно замечено, что в северных морях, где вода холодная, водоросли растут значительно лучше, чем в морях южных широт. Объясните это явление.
5. В результате хозяйственной деятельности человека некоторые водоемы сильно загрязнены, вода в них стала мутной, непрозрачной. Почему в этих водоемах водоросли погибают?

(Ответы :

1. Водоросли – низшие растения, они не имеют ни корней, ни стеблей, ни листьев. Растение находится в воде, клетки его поглощают с водой питательные вещества; процесс фотосинтеза идет в каждой клетке водоросли.
2. Глубоководные водоросли поглощают невидимую часть солнечного спектра, которая проникает на большие глубины. Поэтому они имеют красную и коричневую окраску.
3. Многие водоросли покрыты студенистым веществом, которое замедляет испарение воды.
4. В северных морях водоросли растут лучше, потому что в холодной воде растворяется больше кислорода, который необходим для дыхания растению.
5. Водоросли погибают из-за недостаточного количества света, что приводит к угнетению фотосинтеза.

Задание №3 “Угадайка”

1. Живут в пресной и соленой воде, в почве, на коре деревьев, на снегу.
2. Обитатели морей.
3. Живут на значительной глубине.
4. Живут на незначительной глубине, образуя фитопланктон.
5. Глубина, на которой живу, - не более 30-50 м.
6. Преобладает бурый фотосинтезирующий пигмент – фукоксантин.
7. Заросли этих водорослей в Атлантическом океане образуют море без берегов – Саргассово море.
8. Другое название этих водорослей – багрянки.
9. Усваивают красные и синие лучи солнечного спектра.
10. Хлорофилл содержится в хроматофоре.
11. Обитают в теплых морях, но встречаются и в морях Северного Ледовитого океана.
12. Являются звеном в цепи питания.
13. Представитель этого отдела – водоросль Хлорелла, – при космических полетах может обеспечивать космонавтов кислородом и питательными веществами.
14. Среди них – самые крупные в мире растения. Грушеносный макроцистис – длина от 150 до 300 м.
15. Представитель этого отдела – Хламидомонада, – служит для очистки сточных вод.
16. Имеют воздухоносные полости, чтобы держать слоевище на плаву.
17. Из них получают агар-агар.
18. Служат убежищем для морских животных.
19. При интенсивном размножении этих водорослей вода “зацветает”, что может привести к гибели водных животных, так как продукты жизнедеятельности некоторых из них ядовиты.
20. Для фотосинтеза используют синюю часть спектра.
21. В приморских районах водоросли, собираемые на берегу после шторма, используются как удобрения.
22. Фотосинтезирующие пигменты: хлорофилл и фикобилины.
23. Для фотосинтеза используют желтую, оранжевую и зеленую часть спектра.
24. Некоторые виды могут окрашивать снег в зеленый или красный цвет.
25. Из них получают спирт, уксусную кислоту, йод.

(Ответы :

Литература.

1. Демьянков Е. Н. Биология в вопросах и ответах. – М.: Просвещение, 1996. – 80 с.
2. Калинова Г. С., Мягкова А. Н. 900 вопросов и заданий по биологии. Растения. Бактерии. Грибы. Лишайники. – М.: Аквариум ЛТД, 2001. – 224 с.
3. Парфилова Л. Д. Тематические игры по ботанике: Методическое пособие. – М.: ТЦ Сфера, 2002. – 160 с.
4. Пономарева И. Н. Биология: 6 класс. – М., Вентана-Граф, 2010. – 240 с.

Вся поверхность океана - зеленое царство планктона. У морских берегов умеренного пояса скалы и камни обрастают различными одноклеточными водорослями и длинными зелеными нитями - нитчатками. Чуть подальше волнуются великолепные густые заросли. Курчавится обильной зеленью ульва-салат, иногда фиолетового с переливами цвета. С ним переплетаются чьи-то яркие карминовые ветки.

Вот из глубины тянутся длиннейшей и удивительно крепкой бечевой стебли ламинарий. Нижним концом, расширенным в виде многочисленных присосок, они стоят как на якоре, прикрепившись ко дну, скалам, камням, раковинам. Гибкие стебли в 1 сантиметр толщиной выносят к поверхности листья - пластины в 1,5 и более метра длиной. У основания листа большие вздутия, наполненные воздухом. При помощи этих плавательных пузырей водоросль держится на воде. Со дна поднимается странное растение - один лист! Листовая пластинка в 2-4 метра длиной, на черешке примерно такой же длины, зацепившемся присоском за дно моря. Ни стебля, ни корня. Это тоже ламинария, но другого вида - ламинария сахарная. А вот еще одна ламинария: на тонком черешке веером поднимается к свету пальчаторассеченная пластинка оригинального оливкового оттенка.

В подводном лесу формы растительности своей необычайностью заставляют забыть, что все они - водоросли. Нет у них листьев, стеблей и корней. А кажется, что перед нами растения со всеми этими органами.

В самом деле, разве не пальмы эти деревья в три метра высотой и стволом около десяти сантиметров толщиной? У них раскидистая крона, каждая ветка с одним длинным узким листом - целый лес из пальм под морской волной. И все-таки опять это лес из древовидных водорослей - лессоний, - только по внешнему виду напоминающий пальмовый.

Ламинарии относятся к бурым водорослям, имеющим пигменты, кроме зеленого - хлорофилла, и другие - бурые. Ламинарии замечательны тем, что у них происходит ежегодный листопад: сменяются листовые пластины, а черешки и стебли многолетние. В наших северных морях листопад в подводном ламинариевом лесу начинается во второй половине ноября.

В южных морях богатства подводных лесов напоминают наземные леса тропических областей. И первое место в них принадлежит ламинарии под названием макроцистис. По длине она превосходит самые высокие деревья на Земле. Поднимаясь до дна моря под острым углом, ее ствол разрастается до 300 метров в длину. Голый в нижней части, он несет множество узких листьев, каждый с одним наполненным воздухом пузырем у основания. И вся листовидная часть плавает в воде, добираясь до поверхности ее, где образует густые плавучие заросли и даже чащи. Эта водоросль так прочно держится за дно своими ризоидами - разветвлениями в виде корней нижней части ствола, - что не боится самых сильных бурь Западного океана, а им «не может противостоять никакая скала, - пишет Ч. Дарвин, - как бы крепка она ни была».

Каждая такая водоросль дает приют множеству живых существ. На ее пластинах кораллы возводят свои изящные постройки. С ними конкурируют всевозможные моллюски, которые также претендуют на уютное местечко в зарослях ламинарий.

«Бесчисленные ракообразные сидят на всех частях растения. Если встряхнуть корни, - продолжает Ч. Дарвин, - из них посыплется целая куча мелкой рыбешки, моллюски, каракатица, всякого рода раки, морские ежи, морская звезда, прекрасные голотурии, планарии и ползающие нереиды огромного множества форм».

Дарвин говорит, что для этих обширных подводных лесов он находит возможным лишь одно сравнение: с лесами тропических областей. «И все-таки если бы в какой-нибудь стране уничтожить лес, то не думаю, - заключает он, - чтобы при этом погибло хотя бы приблизительно такое количество видов животных, как с уничтожением этой водоросли».

Подводные леса из ламинарий спасли не одно морское судно от крушения, образуя естественные плавучие волнорезы или хорошие подушки у скал и рифов. Из крупных ламинариевых водорослей состоят подводные леса по побережью Северной Америки, у южной оконечности Америки, у нас - по побережью Камчатки.

Среди ламинариевых лесов встречаются и более низкорослые, до 1 метра в вышину, но очень густые. У нас на севере они занимают береговую зону, свободную от воды во время отлива. А уже глубже начинаются более высокие леса, не обнажаемые при отливе.

Низкорослые леса обычно образует бурая водоросль - фукус. От короткого черешка, прикрепившегося к камням, идет темно-бурая плоская лента, вильчато разветвленная. По середине ленты Тянется продольная жилка. Много шнуровидных бурых водорослей, но есть и кустистые формы. Они встречаются обычно вперемежку с фукусом и другими ламинариями.

В Атлантическом океане, на восток от Антильских островов, огромное пространство, известное под названием Саргассова моря, занято плавучими бурыми водорослями. По внешнему виду можно принять эти водоросли за высшие растения. Цилиндрический разветвленный стебель. На нем сидят узкие листья со средней жилкой. Ветви сильно укорочены и живо напоминают соцветия. Часть веточек совсем короткие, наверху раздутые в шарики - пузыри с воздухом, очень похожи на ягоды. Один из видов саргасса назвали морским виноградом, или плывучкой ягодоносной.

Но это растения западных берегов Африки и восточных американских. Морскими течениями их отрывает от коренных мест произрастания и несет в более спокойный участок океана. От Западной Индии к Северному Ледовитому океану движется течение Гольфстрим, а от Африки к Америке, поперек Атлантического океана, направляется экваториальное течение.

Саргассово море лежит примерно между островами Азорскими, Канарскими и Зеленого Мыса (20°-40° северной широты и 70°-30° восточной долготы). О нем знали уже древние мореплаватели. За Геркулесовыми Столбами (так называли Гибралтарский пролив) находится, говорили финикияне, студенистое море, где вязнут корабли.

Действительно, эти плавучие леса - серьезное препятствие на пути кораблей. Когда-то они послужили причиной бунта матросов против Колумба, когда его суда попали в заросли морского винограда. Масса водорослей казалась такой плотной, что матросов охватил ужас: как же продираться через такую чащу дальше? Им грозит гибель, и они требовали возвращения. Плотность саргассовых скоплений так велика, что издали они похожи на острова, на мели.

В Саргассовом море глубина едва превышает 2 километра и лишь местами доходит до 5-6 километров. В массе размножающиеся водоросли плавают в нем у поверхности.

В Атлантическом океане известно еще одно, хотя и меньшее, скопление - между Багамскими и Бермудскими островами. Есть оно и в Тихом океане, у берегов Калифорнии. Чтобы представить себе, как велики эти скопления бурых водорослей, достаточно сказать, что они занимают пространство в семь раз больше Франции!

На больших глубинах растут красные водоросли - багрянки. Их можно встретить в наших северных, южных и дальневосточных морях. Некоторые багрянки отлично распространяются в неглубоких средних зонах. Они стелются у подножия подводных лесов из крупных водорослей, подобно лишайникам и мхам в наших северных наземных лесах. Обычно это небольшие нежные кустики всего нескольких сантиметров в вышину. Они то прелестных розовых тонов, то вдруг перемежаются темно-малиновыми кустиками, почти черными, то одеты в пурпур. Одни отливают синевой или матовой зеленью, других словно солнечный луч позолотил, и они зажелтели.

В глубоких зонах северных морей дно покрывают ярко-красные кустики багрянок, которые трудно не посчитать за высшие растения. На веточках у них как будто настоящие листья с сетью жилок. Но и это растение - делессерия - тоже водоросль.

Есть багрянки, похожие на красные пластинки, прикрепленные к земле основанием. Иногда это только неветвящиеся нити, иногда узкие ленты. Среди таких подножных кустистых лесов выделяются своеобразные багрянки - камнекусты. Так называют их за способность пропитываться известью. На вид они очень похожи на кораллы: ярко-розовые твердые кустики.

Водоросли прикрепленные обитают в сравнительно неширокой прибрежной полосе. Ее площадь определяют примерно в 1/10 долю всей площади Мирового океана.

Одну десятую! Но жизнь разлита на площади всего Мирового океана, и не только в верхних слоях, но и на огромной глубине. Теперь известно, что на самых больших глубинах (10000 метров), в царстве вечной черной ночи, где держится ровная низкая температура около + 2° и воды недвижны, есть жизнь.

Морское илистое дно усеяно корненожками, губками, актиниями, полипами. Среди построек кораллов копошатся черви, усоногие раки, моллюски. Проплывают громадные рыбы, светящие в темноте зеленым, синим, фиолетовым, красным светом; в огромной пасти торчат хватательные зубы; под пастью - подглоточный мешок. Гроза этих мест! Множество головоногих моллюсков - тоже хищники. Нежные щупальца актиний всегда настороже.

Корненожки, голотурии из иглокожих и некоторые другие беспозвоночные довольствуются илом на обед. Многие из обитателей морских глубин ждут милости от жителей верхних этажей в виде дождя из трупов погибших животных, экскрементов живых. Ну и, конечно, на глубинах кипит, как и на земле, прямая схватка между хищниками. Одни пожирают других. И весь этот огромный подводный мир, поражающий своеобразием форм, размеров, красок, во многом еще загадочный и незнаемый, обязан своим существованием и расцветом зеленым водорослям. С ними он составляет громадную общину, связанную вечными жизненными узами.

Сложная и длинная цепь питания. Конец ее опущен на дно океана, и звено за звеном, бесконечно петляя по пути от одних живых существ к другим, она восходит к верхним слоям Мирового океана.

Здесь раскинута скатерть-самобранка! Безбрежная синяя скатерть с золотыми зайчиками. Они прыгают и резвятся в воде, глубоко пронизывают толщи ее, играют собственным отражением. А мириады еле видимых невооруженным глазом водорослей без промаха ловят зайчиков своим крошечным телом и совершают великую космическую работу зеленого растения. Они - созидатели органического вещества, первопищи для всех обитателей океана.

На скатерти-самобранке берет начало великая цепь питания в морях. Микроскопические водоросли служат пищей микроскопическим животным, вместе с ними образуя население верхних слоев - планктон толщиною в сто, а иногда и более, метров.

Никто не называет этих малюток «лесом», хотя все соглашаются, что ламинарии образуют подводные леса. Но ведь в конечном счете кормят морских животных все-таки не ламинарии, а одноклеточные и колониальные зеленые водоросли планктона.

Даже в холодных морях, например в Баренцевом море, в 1 м3 воды верхних слоев их содержится до тридцати миллионов особей, а в теплых - еще больше.

Дарвин во время своего кругосветного путешествия живо заинтересовался планктонными водорослями, которые он в изобилии встретил у бразильских берегов. «Вся поверхность воды, как показало исследование под лупой, была покрыта как бы кусочками мелко искрошенного сена с зазубренными кончиками». Они имели цилиндрическую форму и были собраны в кучки от двадцати до шестидесяти штук в каждой. «Их, должно быть, бесчисленное множество: наш корабль проходил через несколько полос этих водорослей, - рассказывает Дарвин, - одна из которых занимала в ширину около десяти ярдов и в длину, судя по грязноватому цвету воды, тянулась, по крайней мере, на две с половиной мили».

Крошечные водоросли размножаются с неимоверной быстротой. Неудивительно поэтому, что планктонные водоросли славятся своими урожаями, как можно назвать их годовую продукцию. Ее определяют в триста миллиардов тонн.

В списке самых урожайных водорослей стоит первой хлорелла. Это зеленое чудо дает урожай в четырнадцать раз больше, чем, например, пшеница. Она содержит 50% белков, а в пшенице их всего 12%. Потому-то именно биологи и считают, что хлорелла - первый кандидат в спутники космонавта для дальних полетов. Планктонные водоросли - первопища всего живого в Мировом океане, скатерть-самобранка для тех, кто лишен хлорофилла, без которого океан был бы мертвой пустыней.

Одни из них непосредственно поедают водоросли, другие подбирают продукты их разложения, третьи пожирают животных, питающихся водорослями. Медленно опускается с богатого стола из верхних слоев органический дождь. По пути его подхватывают, отнимают друг от друга и обитатели средних вод, в свою очередь потом опускаясь глубже питательным ручейком еще для кого-то. А остатками от стола займутся бактерии и доведут дело до конца - до минеральных составных частей.

Вместе с тем они положат начало новому кругу жизни: минеральные вещества растворятся в воде, и их подхватят водоросли - те самые, что охотятся за солнечными зайчиками. Так совершается вечный ход жизни, вечный круговорот веществ в воде. И заглавную космическую роль в нем играют водоросли планктона.

Места и условия обитания

Красные водоросли, или багрянки (Rhodophyta) — обитают преимущественно в морях (часто на большей глубине, чем зелёные и , 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 (СаСO 3) или магния (MgCO 3). 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.

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.

Водоросли – особая часть растительного мира. Особенность в среде обитания – преимущественно водоросли, относящиеся к низшим растениям, живут в воде. Корня, стебля, листьев, в привычном их понимании, у них нет, но есть тело (слоевище), состоящее либо из одной клетки, либо из группы многоклеточных организмов. Обитают водные растения в больших, и не очень больших, водоемах, и среди них встречаются самые необычные экземпляры, вызывающие удивление своими размерами и особенностями строения.

Разнообразный мир водорослей

Растения, живущие на Земле, играют немаловажную роль в жизни планеты – поглощают углекислый газ, являются источником питания для человека и животного мира. Водоросли тоже потребляют углекислый газ, перерабатывая его в кислород, ими питается животный мир водоемов и человек.

Какие-то виды можно встретить только на морском или океаническом дне, какие-то – только в пресных водоемах, какие-то мы увидим, а какие-то можем и не заметить. Среди многообразия водорослей есть очень необычные и интересные виды, вызывающие неподдельный интерес своей уникальностью.

В японском озере Мивант, исландском вулканическом озере Акан, в Тасмановом и Черном море встречаются необычные по форме водоросли – мосс-шары.

Они представляют собой образования шаровидной формы яркой зеленой окраски небольших размеров (диаметр 12-30см). Иногда их размер совсем маленький – на него влияет температура воды.

Справка! Шар образуют тонкие длинные нити растений, растущих из центра во все стороны.

Те, кто занимается подводным плаванием, отметили, что на дне моря водоросли-шары смотрятся как что-то чужеродное и фантастическое – настолько непривычно видеть такую форму на больших глубинах. Иногда в непогоду шаровые водоросли выбрасывает на побережье и тогда ими могут любоваться все, а не только любители подводных пейзажей.

Каулерпа относится к одноклеточным организмам, хотя по внешнему виду этого не скажешь – выглядит она как причудливое, внушительных размеров, растение с прообразами стеблей, корней и листьев. Объяснение этому несоответствию есть – клетка одна, а ядер несколько, к тому же, цитоплазма свободно может перемещаться по организму, лишенному перегородок.

Водоросль каулерпу называют растением-захватчиком, поскольку она быстро занимает водное пространство, заселяет его и мешает росту и развитию других растений.

На заметку! Скорость роста водоросли – до 1см в сутки, а длина некоторых видов достигает 2,8м.

В 1984 году необычная водоросль из аквариума попала в воды Средиземного моря недалеко от Монако, быстро приноровилась к новым условиям и спустя 10 лет ею была занята большая площадь в 30км². Вкус у водоросли горький, рыбам не нравится, поэтому они предпочитают питаться другими разновидностями. Так что размножению каулерпы ничего не мешает. Но вот популяции некоторых видов рыб ее присутствие вредит – они просто перестают жить в этих местах.

Возле берегов Калифорнии и на австралийском побережье (Новый Южный Уэльс) в 2000 году обнаружили каулерпу и в срочном порядке занялись ее уничтожением с помощью хлора – иначе водоросль могла бы захватить большую территорию. В Калифорнии ее запретили использовать даже в аквариумах.

У водоросли-захватчика есть опасный для нее враг, но обитает он только в теплых водах – это тропический морской слизняк Elysia subornata. Сок каулерпы отлично подходит ему для питания, и зарослям каулерпы слизняк наносит значительный ущерб. Для борьбы с опасной водорослью его вполне можно использовать там, где условия для него приемлемы.

Наличие в составе растения большого количества пигмента бурого цвета – фукоксантина и дало название водоросли. Необычного цвета водоросль обитает во многих морях и океанах, а несколько видов существуют даже в пресной воде.

На территории Мирового океана, примыкающей к материковой суше, одна из самых длинных водорослей, растет на больших глубинах — 40- 60 м, а в умеренных и приполярных широтах глубина обитания меньше – 6-15 м.

Особенности бурой водоросли:

• крепится к камням и скалам, а в глубине, где воды спокойные, может расти на раковинах моллюсков;
• может обитать в солончаковых болотах;
• размер слоевища варьируется от 1 микрона до 40-60м;
• слоевище может быть в форме вертикально направленных или стелющихся нитей, пластинок, корочек, мешков, кустиков;
• чтобы удерживаться в вертикальном положении на слоевище есть пузырьки с воздухом;
• водоросль рода Macrocystis, представитель самых длинных водорослей в мире (вырастает до 60м), образует подводные леса в прибрежных океанических водах Америки;
• размножается вегетативным, бесполым и половым путем;
• применяют в пищу как низкокалорийный продукт, богатый белками, углеводами, минералами;
• служит сырьем для некоторых лекарственных препаратов и различных отраслей промышленности (текстильная, биотехнологическая, пищевая);
• является основой пищевой приправы глутамат натрия.

Саргассовы водоросли (саргассум, саргасс, морской виноград) принадлежат к роду бурых водорослей и удивительны по своим особенностям и свойствам. Родина культуры – это регион Японии, Китая, Кореи, но в данное время она заселила воды тихоокеанского побережья североамериканского континента и Западной Европы.

На заметку! Отличительная особенность водоросли – наличие пузырьков-поплавков и характерная коричнево-желтая или коричнево-оливковая окраска зубчатых листьев до 2 см длиной.

Особенности саргассума:

• обитает длинная водоросль (длина достигает 2-10м) на глубине 2-3м, но встречаются виды и на большей глубине – это зависит от места обитания;
• обычно крепится к камням, скалам, но может и плавать;
• необходимые условия для существования водоросли – соленая вода (7-34 промиле) и температура 10°-30°С;
• присутствуют мужские и женские половые органы;
• растение до 2м в высоту производит (в среднем) около 1млрд эмбрионов;
• эмбрионы могут прицепляться к различным поверхностям, находиться в свободном плавании до 3-х месяцев и образовывать колонии вдали от родного места;
• в Саргассовом море обитает разновидность без половых органов, образующая густую бесформенную массу на поверхности;
• колонии водорослей, оторвавшись, могут мигрировать и наносят вред рыбакам, небольшим суднам, фауне и флоре водоема, вытесняя местные растения;
• быстрые темпы размножения могут вытеснить другие разновидности водорослей;
• польза водорослей — 9 видов грибов, 52 разновидности водорослей, около 80 видов морских организмов живут в местах обитания водоросли.

Макроцистис – самая большая и самая длинная водоросль

Макроцистис относится к роду бурых водорослей, отличающемуся большими размерами своих представителей. Место произрастания – океанические воды Южного полушария с температурой 20°С.

Листовые пластины длинные (до 1м) и широкие (до 20см), с воздушным пузырем у основания, крепятся к длинному стволу, а он, в свою очередь, намертво крепится к грунту, скалам, камням с помощью ризоидов (что-то наподобие корней) на глубине 20-30м. Внешний вид водоросли напоминает воздушного змея с длинным хвостом, унизанным флажками.

Интересно! По поводу длины макроциста есть некоторые расхождения, но все же, большинство сходится на длине 60-213 м. Вес слоевища у самых длинных представителей немалый – 150 кг, и этот факт споров не вызывает.

В толще воды стебель поднимается вверх, а у поверхности стелется вдоль направления морского течения. Держаться на плаву помогают пузырьки воздуха в основании листьев.

Обширные заросли макроциста вблизи побережий способны гасить сильные волны, поскольку оторвать растение от крепления невозможно, поэтому водоросли начали выращивать искусственно. Кроме этого, они служат сырьем для добычи альгината, необходимого во многих отраслях промышленности.

Самое большое морское растение – посидония океаническая

Обнаружили самую большую и длинную морскую траву посидонию в 2006 году в средиземноморских водах неподалеку от Балеарских островов. Почему самую длинную? Ответ поражает и удивляет – длина ее достигла 8 000 м!

Важно! Довольно часто посидонию называют «водоросль», но растение не относится к водорослям – это многолетнее растение, полностью находящееся в воде, имеет, в отличие от водорослей, корни, стебель, листья, семена и плоды.

Имя греческого бога Посейдона (повелитель морей) легло в основу названия травянистого морского растения посидония, видимо, из-за больших размеров и некоторых особенностей:

• образует большие заросли (колонии) на глубинах до 50 м – их иногда называют зелеными лугами;
• у растения очень мощные ползучие корни;
• на большой глубине листья шире и длиннее, чем на небольшой;
• длина листа достигает 15-50 см, а ширина – 6-10 мм;
• в некоторых случаях ее специально выращивают для пополнения растительного мира в определенных морских районах.

Красные водоросли (багрянка) – морские растения, существующие на Земле около 1 миллиарда лет. Отличительной особенностью необычных водорослей является способность использовать для фотосинтеза лучи синего и зеленого цвета, проникающие на большую глубину. Обусловлено это свойство наличием особого вещества фикоэритина.

В хлоропластах красных водорослей содержится зеленый хлорофилл, красные фикоэритрины, синие фикобиллины и желтые каротиноиды. При смешивании веществ с хлорофиллом получаются различные оттенки красного цвета. Наличие этих компонентов делает возможным существование водоросли на большой глубине (100-500 м).

Интересный факт! В толще воды водоросли, поглощая свет солнца, кажутся черными, а на суше мы их видим красными!

Некоторые виды багрянки содержат магния и углекислого кальция в большом количестве и способны образовывать скелет особого состава, поэтому багрянка входит в состав коралловых рифов.

Красные водоросли служат сырьем в производстве натурального заменителя желатина агар-агара, используются в косметологии и фармакологии, ими удобряют почву и кормят скот.

В растительном мире встречаются удивительные и необычные растения, питающиеся себе подобными или мелкими живыми организмами. Их называют растения-хищники. Есть такие и среди водорослей.

Одноклеточный организм Pfiesteria piscicida способен питаться как растение и как животное: может напасть на живой организм и одновременно использует процесс фотосинтеза для получения питательных веществ. Поэтому – то его и считают водорослью.

Интересные факты:

• необычная водоросль-хищник погубила большое количество рыбы в водах восточного побережья США – каждая особь уничтожает 7-10 клеток гемоглобина в крови рыб, быстро размножается;

Простейшие диатомовые водоросли - это особая группа одноклеточных микроорганизмов, которые приспособились к экстремальным условиям обитания. Особенностью этих организмов является твердая кремнеземная оболочка, делающая их устойчивыми к неблагоприятным условиям окружающей среды. Диатомеи часто встречаются в аквариумах, существенно ухудшая внешний вид подводного сада.

На планете существует около 1600 видов коричневых водорослей

Описание микроорганизмов

Клетки водорослей состоят из жидкой протоплазмы, которая окружена прочной кремнеземной оболочкой-панцирем. Протопласт проникает во все внутренние полости оболочки, заполняя ее, что приводит к быстрому увеличению колоний микроорганизмов. Панцирь усеян многочисленными тончайшими отверстиями, что обеспечивает обмен веществ с окружающей средой и протопластом.

Представители диатомовых водорослей имеют различную окраску, зависящую от строения панциря и преобладающих пигментов. Большинство таких микроорганизмов имеет коричневый или серый цвет, но встречаются и тёмно-зелёные, практически чёрные и даже ярко-красные.

Пресноводные коричневые водоросли обитают в бентосе

На сегодняшний день ученым известно 1600 различных видов коричневых водорослей. Встречаются простейшие в морской воде и растут как на больших глубинах, так и на каменистых отмелях, где берег омывается водой лишь во время мощного прилива. Также встречаются и пресноводные формы, которые обитают в бентосе и могут поселяться на различных субстратах. Пресноводные водоросли чаще всего доставляют проблемы аквариумистам, которые с трудом избавляются от этих нежелательных микроорганизмов.

Особенностями бурых водорослей являются:

• Хитиновый панцирь.
• Размножение делением клетки.
• Цветовые вариации видов диатомей.

Прочный хитиновый панцирь обуславливает особенности размножения у диатомовых водорослей. Чаще всего эти микроорганизмы делятся на две половины, размножаясь путем деления клеток. В подходящих условиях, когда диатомеи получают необходимое им питание, деление клеток и размножение колонии может проходить в ускоренном режиме, и поселения простейших увеличиваются буквально за несколько часов. В особенности этот процесс заметен в запущенных аквариумах, где водоросли покрывают все доступные им субстраты.

Распространённые виды диатомей

С появлением мощных микроскопов изучение подводного мира активизировалось, а учёные получили возможность описать и идентифицировать самые мелкие виды, которые состоят буквально из одной клетки и ядра.

Наибольшее распространение получили следующие виды бурых водорослей:

• Пиннулярия, которая имеет эллиптические удлинённые створки с заметной шероховатостью панциря.
• Цимбелла. Отличается характерными серповидно изогнутыми створками.
• Навикула. Имеет острые лодкообразные створки панциря с зауженными концами.

Навикулы чаще всего встречаются в пресноводных аквариумах

В пресноводных аквариумах чаще всего встречаются колонии навикул, характеризующиеся коричневым и бурым цветом. В последующем, активно разрастаясь, эти водоросли приобретают уже характерную чёрную окраску. В морских аквариумах могут встречаться десятки и сотни различных диатомей, которые имеют серый, коричневый, чёрный и фиолетовый цвет.

Все без исключения аквариумисты сталкивались с проблемой диатомовых водорослей, которые образуют на листьях растений, камнях, декорациях и стеклах характерный коричневый налет. Если поначалу справиться с такими простейшими не представляет труда, и аквариумист может с легкостью поддерживать чистоту стёкол, декорации и растений, то по мере ухудшения биобаланса колония простейших только разрастается. В итоге избавиться от черного и коричневого налета становится все сложнее.

Признаки появления одноклеточных

Определить наличие диатомовых в аквариуме не составит труда. На растениях, грунте и стекле появляется коричневый налёт, который пылит при его стирании пальцами, губкой или скребком. На ранних стадиях образования колонии диатомеи могут с легкостью очищаться с декораций и стекла, но в запущенных аквариумах налет приобретает характерный черный цвет, отмечается нарастание слоев друг на друга, и если верхний слой ещё кое-как стирается со стекол, то нижние ороговевшие участки намертво крепятся к растениям и декорациям.

Причины появления диатомей:

На рыб и других гидробионтов бурые водоросли в аквариуме не оказывают какого-либо влияния. А вот растениям такой налет будет грозить быстрой гибелью, т. к. плотные слои на листве водорослей прекращают фотосинтез. Если не предпринять каких-либо действий по восстановлению баланса и механически не очищать листву от имеющегося налета, то растения в скором времени погибнут.

Скорость распространения у диатомовых водорослей чрезвычайно высока, поэтому новые листья буквально в течение нескольких дней поражаются серым и коричневым налетом, избавиться от которого в последующем крайне сложно. В запущенных аквариумах бурый и коричневый налет становится отличным субстратом для появления сложных в избавлении водорослей. Поэтому не стоит удивляться, что на листьях и грунте появляется вьетнамка, чёрная борода и другие водные одноклеточные.

Причины развития простейших

Бурые водоросли являются спутником молодого, только что запущенного аквариума. Однако в последующем при стабилизации баланса колонии диатомеи практически полностью отмирают , а всё, что останется делать аквариумисту, это раз в несколько недель протирать стекла аквариума губкой или специальным скребком.

Причиной появления диатомовых водорослей в молодом аквариуме является неустановившийся азотный цикл. Растения, будучи только посаженными в грунт, ещё не укоренились и не потребляют необходимого количества микроэлементов, соответственно, в воде присутствуют нитраты, нитриты, азот и фосфор, что приводит к развитию водорослей. Однако в последующем внешний фильтр выйдет на свою полную мощность, укоренятся и пустятся в рост растения, азотный цикл стабилизируется, что позволит решить проблему с коричневыми водорослями.

В запущенных аквариумах, где отмечается перенаселение, отсутствует качественная фильтрация, а в грунте имеется избыток органики, быстро появляются водоросли и другие виды простейших. Аквариумисту необходимо будет восстанавливать биобаланс, сифонить грунт, увеличивать зеленую массу и регулярно менять воду. В идеале аквариум следует дополнительно оснастить мощным наружным фильтром, который снизит содержание аммиака, аммония, нитратов и нитритов.

Аквариумисту необходимо раз в несколько недель протирать аквариум губкой

Нередкой причиной появления водорослей в аквариуме является длинный световой день. Сразу после запуска не следует устанавливать его продолжительностью 12 часов в сутки. Многим кажется, что чем больше света получают растения, тем они быстрее принимаются в рост, а вся система стабилизируется. Но в действительности слишком мощное и длительное освещение приводит к развитию водорослей и появлению характерного коричневого налета на стеклах. Поэтому следует после запуска аквариума устанавливать световой день не более 6 часов, после чего плавно увеличивать его на час-полтора каждую неделю.

Водоросли в аквариуме могут образовываться и при неправильном внесении удобрений. Превышая дозы вносимых питательных веществ, неопытные аквариумисты неизменно стимулируют развитие простейших, в том числе диатомовых микроорганизмов. Подкармливать водные растения можно лишь при соответствующем качественном освещении, подаче CO2 и большом объеме зелёной массы. Вносить удобрения необходимо предельно аккуратно, небольшими дозами, постепенно увеличивая количество микроэлементов, одновременно наблюдая как за состоянием растений, так и за отсутствием нежелательных водорослей в аквариуме.

В редких случаях коричневый налет возникает при использовании выгоревших люминесцентных ламп. Со временем у них выгорает спектр, они начинают светить тусклым белым светом. У растений уменьшается фотосинтез, в воде появляется много нерастворенной органики, образуется питательная среда для различных водорослей, которые тут же «поднимают голову» и заполняют весь аквариум.

Профилактика и уничтожение водорослей

Чем раньше аквариумист начнет борьбу с водорослями, тем проще избавиться от них. Коричневый налет буквально за 10 дней может поразить весь аквариум, а избавиться от имеющихся проблем можно за полтора-два месяца. Сильно запущенный аквариум, где нарушен биобаланс, проще не восстанавливать, а запустить заново, для чего придется слить всю воду, очистить растения от загрязнений, промыть и прокипятить грунт и в последующем контролировать правильный биобаланс экосистемы.

Куда проще предупредить появление водорослей, чем потом пытаться бороться с появившимся налетом. При запуске аквариума необходимо обеспечить правильное освещение, кормить рыб умеренно, не рекомендуется использовать какие-либо удобрения. Эти меры исключат образование органики в грунте. В последующем нужно следить за состоянием фильтра, регулярно заменять воду и не перекармливать рыбок.

При вспышке бурых водорослей в уже стабилизированном аквариуме необходимо увеличивать частоту замен воды до 2 раз в неделю , меняя приблизительно 1/5 ее часть. Одновременно с этим нужно сифонить аквариум, чтобы удалить органику, которая гниет в грунте и ухудшает химические показатели воды.

Для предотвращения загрязнения аквариума необходимо обеспечить правильное освещение

Избавиться от одноклеточных можно, увеличив фильтрацию воды, для чего дополнительно устанавливают ещё один наружный фильтр, а имеющееся оборудование очищают, что позволит повысить его производительность. Продолжительность светового дня рекомендуется на пару дней сократить до 5−6 часов в сутки. В последующем это время постепенно увеличивают до 10 часов в сутки. При необходимости старые люминесцентные лампы, которые эксплуатируются уже больше года, следует заменить.

Отлично помогают справиться с бурыми водорослями рыбки отоцинклюсы и улитки теодоксусы. Также диатомеями питаются сиамские водорослееды, различные моллюски и гиринохейлусы. На аквариум объемом 100 литров будет достаточно двух сиамских водорослеедов, которые буквально за неделю смогут очистить от налета растения и декорации. В последующем рыбки будут поддерживать чистоту аквариума, поедая нитчатку, олений рог и другие водоросли.

В профилактических целях и для восстановления запущенных аквариумов можно использовать альгициды, которые не только подавляют простейших, но и ускоряют рост высших растений. Необходимо лишь подобрать правильную норму внесения альгицидов, которая рассчитывается индивидуально в зависимости от количества растений и объёма аквариума.