какие водоросли могут обитать на наибольшей глубине
Bio-Lessons
Образовательный сайт по биологии
Морские красные и бурые водоросли. Значение водорослей.
По сравнению с зелеными водорослями, встречающимися и в пресной, и соленой воде, бурые водоросли обитают только в соленых водах. Большая часть видов красных водорослей также обитают в соленой воде, но встречаются единичные виды, приспособившиеся к жизни и в пресных водах. Поэтому бурые и красные водоросли часто называют морскими водорослями.
Бурые и красные водоросли очень многочисленны. «Живыми преградами» называют моряки заросли гигантских бурых водорослей — своеобразные подводные леса и луга. Такие водоросли могут задержать катер, замедлить движение более крупного судна, помешать посадке гидросамолета.
Бурые водоросли (рис 1), в отличие от зеленых, растут только в морях. Некоторые виды этих водорослей встречаются и в Казахстане, в Каспийском море.
Все бурые водоросли — многоклеточные. Их хроматофоры расположены близко к оболочке клетки и содержат хлорофилл, а также бурый пигмент (фукосантин), который позволяет поглощать рассеянные лучи на большой глубине.
Бурая водоросль ламинария растет на глубине 20-30 м. Ламинария прикрепляется к почве дна ризоидами. Это тонкие нитевидные многоклеточные выросты наружной оболочки. Таллом ламинарии плотный и массивный, его длина 1-5 (до 20) м. У видов, растущих в северных широтах, зимой он опадает.
Рис.1 Бурые водоросли
Красные водоросли (рис. 2) растут на большой глубине (100-270 м), используя рассеянный свет. На дне моря красные водоросли особенно выделяются своей окраской. В клетках красных водорослей запасаются жиры и углеводы (багрянковый крахмал).
Съедобная красная водоросль порфира с пластинчатым талломом растет у берегов морей, прикрепляясь к камням. Изучением водорослей занимается наука альгология.
Рис.2 Красные водоросли
Значение водорослей в природе.
1. Водоросли, растущие на дне, образуют заросли. Они служат укрытием для рыб и других морских животных, например морских ежей.
2. Водоросли, поглощая углекислый газ для фотосинтеза, выделяют кислород, необходимый для дыхания рыб и многих других живых организмов, обитающих в воде.
3. Водорослями питаются мелкие организмы, обитающие в воде, которые сами служат пищей для рыб. Водоросли — это единственные растения на просторах морей и океанов. Без них обеспечить пищей морских животных не смогла бы ни одна группа других морских организмов.
4. Являясь составной частью лишайников, водоросли способствуют образованию почвы в горных местностях.
5. Около 1,5 млрд лет назад фотосинтезирующие водоросли обогатили воздух кислородом, дав начало жизни растениям суши. Это обеспечило заселение поверхности Земли животными.
Значение водорослей в жизни человека.
1. Бурые и красные водоросли издавна используются в питании людей и на корм животных. В Китае и Японии водоросль порфиру специально выращивают в условиях, близких к природным, и в качестве овощей используют в пищу. Водоросль ламинария, известная как морская капуста, также употребляется в пищу. Она богата йодом, улучшает работу щитовидной железы человека, предотвращает такое заболевание, как зоб.
Хлорелла — уникальная водоросль, которая очень быстро размножается и имеет очень высокую эффективность фотосинтеза. Она широко используется в кормопроизводстве. В последнее время ее все чаще применяют в качестве добавки в корм крупного рогатого окота и птиц. Кроме того, ученые задумываются над тем, можно ли в космосе выращивать хлореллу, которая при фотосинтезе выделяет много кислорода и поглощает углекислый газ, и можно ли употреблять её в пищу? Ведь хлорелла содержит много белковых веществ и углеводов. Есть в ней жиры, минеральные соли и 13 разных витаминов. По содержанию витаминов ее приравнивают к лимонам.
Для решения подобных вопросов эта водоросль несколько раз побывала в космосе, где проводились специальные исследования. Они не дали положительных результатов. Во-первых, хлорелла растет в воде. Для выделения нужного количества кислорода необходимо большое количество и хлореллы, и воды, что значительно утяжелит космический корабль. Во-вторых, в условиях невесомости хлорелла должна выращиваться в герметически закрытых сосудах. В-третьих, ежедневное употребление хлореллы в пищу приводит к ухудшению здоровья. Пищеварительный тракт человека неспособен переваривать целлюлозную оболочку клеток хлореллы.
В Японии для увеличения количества источников питания человека при выпечке хлеба в муку добавляют богатую белками и витаминами измельченную хлореллу. В Израиле ведутся исследования по превращению крахмала хлореллы с помощью бактерий в горючее, которое может быть источником энергии.
2. Морские водоросли являются сырьем для многих отраслей промышленности. Из них получают йод, уксусную кислоту, целлюлозу, агар-агар (питательная среда, применяемая в научных лабораториях для выращивания бактерий, грибов и водорослей). Агар-агар применяют и в пищевой промышленности.
3. Водоросли, выброшенные на берег морскими волнами, используются в качестве удобрения. Их сушат и перемешивают с почвой. Они способствуют повышению урожайности винограда и других культур в садах и огородах.
4. Зеленые водоросли кладофоры используются в производстве бумаги.
5. Из створок диатомовых (кремнистых) водорослей (рис. 3) образуется горная порода диатомит, которая имеет промышленное значение.
Рис.3 Диатомовые водоросли
6. Отрицательным значением водорослей можно считать то, что некоторые из одноклеточных зеленых водорослей в стоячей воде начинают быстро размножаться и вызывают «цветение водоемов», при которых происходит замор рыбы.
Сточные воды полей, содержащие растворенные удобрения, а также сточные воды городов и других населенных пунктов загрязняют реки и озера. В загрязненных озерах постепенно исчезают зеленые водоросли и остаются только бактерии, цианобактерии и диатомовые водоросли, которыми водные обитатели не питаются. Очистка сточных промышленных и полевых вод от вредных химических веществ — один из эффективных способов защиты водорослей. Так, сточные воды Алматы проходят через 7 очистителей и впадают в озеро Сорбулак. Затем эти воды проходят еще 3 очистителя и попадают в реку Иле. Установка таких очистителей стоит очень дорого.
В природе встречаются множество видов, одно- и многоклеточных водорослей. Некоторые из них размножаются вегетативно, бесполым и половым путями. Подобно другим зеленым растениям они питаются органическими веществами, которые образуют сами в процессе фотосинтеза. При этом в воду выделяется газообразный кислород, столь необходимый всем водным организмам.
Зеленые водоросли (одноклеточные, колониальные и многоклеточные) распространены преимущественно в пресных водах, но есть и морские. Бурые водоросли растут во всех морях. Это многоклеточные и, в основном, крупные водоросли. Нередко они образуют большие заросли. Используются в пищу, на корм скоту, в медицине и др. Красные водоросли (багрянки) обитают в морях на большой глубине.
Водоросли изучает альгология. Это один из многих разделов науки о растениях — ботаники.
Водоросли последнее время все чаще применяют в качестве добавки в корм крупного рогатого скота и птиц.
При гниении водорослей и других организмов, обитающих в воде, образуется ил. Он является хорошим удобрением при выращивании сельскохозяйственных культур. Эти водоросли также служат пищей для многих обитателей водной среды.
Жизнь на глубине: комментарий кандидата биологических наук Михаила Третьякова
Подводный мир красив и многообразен. Для кого-то это отдельная Вселенная, покрытая множеством тайн, а кто-то определяет его научно-исторической ценностью, ставшей основой появления современных растений. Именно водоросли, как самые древние обитатели на Земле, заложили этот фундамент.
Существует множество научных исследований, экспертных мнений, обсуждений о том, какие обитатели подводного мира влияют на его изменения, а также как эти изменения влияют и на сушу. Безусловно вопросов масса. Напомним, водоросли – это группа организмов, которые обитают в воде. Здесь все понятно. Кроме того, в подводном мире могут обитать как высшие растения, имеющие органы и ткани, так и низшие, которые ничего этого не имеют. Также учёные утверждают, что в эту группу попадают и бактерии, которые получили своё название сине-зелёные водоросли или цианеи. Полезность этих водорослей для воды и её обитателей комментирует кандидат биологических наук, заведующий лабораторией генетики и селекции растений НОЦ «Ботанический сад НИУ БелГУ» Михаил Юрьевич Третьяков.
Кандидат биологических наук, заведующий лабораторией генетики и селекции растений НОЦ «Ботанический сад НИУ БелГУ» Михаил Юрьевич Третьяков
«Любые водоросли будут являться фотосинтетиками, единственными в мире организмами, способными производить органические вещества из неорганических, а в качестве побочного продукта выделяющими кислород, без которого невозможно представить существование жизни как в воде, так и на земле. К тому же водоросли – это источник пищи для многих водных организмов. Существование жизни на земле вообще стало возможно только благодаря цианеям, которые сформировали атмосферу земли, таким образом это первый в истории Земли пример, когда живые организмы изменили кардинальным образом неживую природу. Такой вариант развития нельзя исключать при колонизации Марса. На планете очень много ледяных шапок, стоит их растопить и внести культуры прокариот и возможно через определенное время на Марсе сформируется атмосфера, аналогичная земной», – говорит Михаил Третьяков.
Интересные факты о водорослях:
1. Водоросли могут достигать разных размеров – от одного микрона до 50 метров;
2. Некоторые из них образуют пузыри из газов, чтобы подниматься на поверхность воды;
3. Не имеют корней – они поглощают нужные им питательные вещества из воды всей поверхностью;
4. Крупные водоросли цепляются ко дну «подошвой» (их особый орган). Они могут образовывать настоящие подводные леса;
5. Сверлящие водоросли внедряются в поверхность раковин и известняка;
6. Красные и бурые водоросли прекрасно себя чувствуют на глубине до 200 метров. Во время научных исследований учёными были обнаружены такие водоросли в 268 метрах под поверхностью воды. Это абсолютный рекорд для растений, осуществляющих фотосинтез;
7. Водоросли могут жить не только под водой – некоторые из них приживаются на заборах, деревьях, домах и даже в почве;
8. Ученым известно более чем о 100 000 разновидностей водорослей, но они предполагают, что их на планете значительно больше;
9. Водоросли производят около 80% от всех органических веществ, создаваемых на планете. И это только часть информации!
Как водоросли выживают на глубине?
Все оттенки воды
Многие, наверняка, замечали, что в некоторых водоемах вода имеет разные оттенки. С чем это связано? «Увеличение количества одноклеточных водорослей в воде приводит к так называемому «цветению воды» и представляет собой естественный процесс. Однако данное явление может наносить существенный урон экономике региона. Цветение воды настолько опасно, что заинтересовало даже специалистов из NASA, которые стали осуществлять постоянный мониторинг цветения воды из космоса с помощью спектрального анализа. В чем же опасность цветения, ведь водоросли производят кислород? Все очень просто, ведь в природе нет плохого и хорошего, все зависит от ситуации. Так, массовое размножение, в частности, цианобактерий, или сине-зеленых водорослей приводит к следующим негативным последствиям: повышается концентрация выделяемых токсинов, водоросли блокируют доступ кислорода и солнечных лучей в толщу воды, что вызывает массовую гибель обитателей водоемов», – поясняет Михаил Третьяков.
Цветение воды – это естественный процесс в природе. Как правило оно обусловлено стабильной высокой температурой. Например, в период весны вода прогревается до 20°C и солнечного света становится достаточно для фотосинтеза. Тогда масса водорослей поднимается к поверхности и начинает активно размножаться.
«Необходимо понимать, что увеличение цветущих водоемов связано с антропогенной деятельностью человека. Например, высокой концентрацией веществ, содержащих азот и фосфор в воде. Вещества эти попадают в водоемы со стоковыми водами с полей, где использовались минеральные удобрения, а также с канализационными водами, которые получают фосфаты из стиральных порошков и других моющих средств. Всё это, опять же, способствует повышенному размножению водорослей. Ещё одним фактором размножения водорослей, приводящим к «цветению воды», является использование воды для орошения, регулирование рек водохранилищами и дамбами – это способствует ослаблению потоков воды в речных системах. Вода движется медленнее или становится стоячей, что стимулирует рост водорослей», – поясняет Михаил Третьяков.
Chlorophita под микроскопом
Cosmariumm под микроскопом
Пропадут ли водоросли?
Согласно исследованию Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП), местообитание водорослей в серьёзной опасности. Ежегодно теряется 7% среды обитания морских водорослей. Это приравнивается к исчезновению территории размером с одно футбольное поле каждые 30 минут. Сейчас водоросли расположены в прибрежных регионах 159 стран на шести континентах и занимают площадь около 300 000 квадратных километров.
«Если предположить, что такое будущее возможно, то исчезновение водорослей в воде скорее всего означает и исчезновение любой жизни, ведь «черные курильщики», являющиеся альтернативой не вечны. Однако, это уже совершенно другая история», – добавляет Михаил Третьяков.
Исчезновение водорослей в водной среде маловероятно. Они появились в начале рождения жизни на нашей планеты и вполне логично, что покинут её так же последними. Но это уже другой вопрос.
Материал подготовлен из открытых источников.
Источник изображения в тексте.
Источник изображения на главной странице.
Фотоматериалы в тексте предоставлены лично Михаилом Третьяковым.
Информация предоставлена Информационным агентством “Научная Россия”. Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.
Зеленые водоросли
Самый обширный отдел водорослей, включающий от 13 000 до 20 000 видов. Обитают в основном в пресных водоемах, имеют зеленую окраску вследствие преобладания хлорофилла a и b по количеству над другими пигментами (каротиноидами, ксантофиллами). Этот отдел включает в себя одноклеточные, многоклеточные и колониальные формы. Большинство из них растет на глубине 20-40 метров.
Хламидомонада
Светочувствительный глазок (стигма) помогает хламидомонаде занять наиболее освещенное место для активного процесса фотосинтеза, который идет в хроматофоре. Сократительные (пульсирующие) вакуоли клетки удаляют избыток постоянно поступающей внутрь воды, таким образом, они поддерживают осмотическое давление на уровне, необходимом для жизни.
Размножение хламидомонады
При благоприятных условиях (летом) размножается бесполым путем с помощью зооспор. Хламидомонада (n) дважды делится митотически без разрыва материнской оболочки, в результате образуются 4 клетки (n). Они растут, у каждой из них развивается жгутик, появляется глазок и клеточная стенка. С течением времени материнская оболочка, окружающая клетки, разрывается, и зооспоры выходят во внешнюю среду. Из каждой зооспоры развивается взрослая клетка.
Рассмотрим изогамный половой процесс, при котором гаметы не отличаются по строению, внешнему виду, одинаково подвижны.
Красный снег
Хлорелла
Клетка содержит чашевидный хроматофор (имеет вид сильно вырезанной чаши), запасающий крахмал. Хлорелла отличается быстрым темпом деления клеток, в связи с этим ее используют для получения кормов. Фотосинтез у нее также идет очень интенсивно. Эта водоросль одной из первых побывала в космосе, ее используют на космических кораблях для получения кислорода.
Размножение осуществляется только бесполым путем, содержимое материнской клетки делится митотически на 4 или 8 дочерних клеток, после чего оболочка материнской клетки рвется, и дочерние клетки выходят наружу, развиваются во взрослых особей, после чего снова делятся.
Спирогира
Хроматофор у спирогиры спиралевидный, представлен в виде одной или нескольких лент, опоясывающих клетку в пристенном слое цитоплазмы. В клетке содержится крупное ядро, расположенное в центре и подвешенное на тяжах цитоплазмы.
Бесполое (вегетативное) размножение может осуществляться частями таллома: нить водоросли разрывается на отдельные участки, или даже клетки, которые дают начало новому организму.
Кладофора
Улотрикс
Плеврококк
Плеврококк распространен повсеместно, способен вынести полное пересыхание. Образует зеленый налет на стволах деревьев, поверхности скал и почве.
Вольвокс
Вольвокс играет очень важное эволюционное значение, и помогает сделать вывод о том, что развитие живых организмов от одноклеточных форм к многоклеточным происходило через колониальные формы.
Сине-зеленые водоросли
У них отсутствуют жгутики, они могут иметь нитчатую или колониальную форму, или же быть одноклеточными. Относительно крупные размеры цианобактерий и сходство в строении с водорослями было изначальной причиной их рассмотрения в составе растений. На настоящее время доказано сходство цианобактерий с остальными бактериями.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Какие водоросли могут обитать на наибольшей глубине
Красные водоросли (багрянки) обитают на большой глубине. Несмотря на это, в их клетках происходит фотосинтез. Объясните, за счёт чего происходит фотосинтез, если толща воды поглощает лучи красно-оранжевой части спектра.
1) для фотосинтеза необходимы лучи красной и синей части спектра;
2) в клетках багрянок содержится красный пигмент, который поглощает лучи синей части спектра, их энергия используется в процессе фотосинтеза.
| Критерии оценивания ответа на задание С3 | Баллы |
|---|---|
| Ответ включает все названные выше элементы и не содержит биологических ошибок | 2 |
| Ответ включает 1 из названных выше элементов и не содержит биологических ошибок, ИЛИ ответ включает 2 из названных выше элементов, но содержит не грубые биологические ошибки | 1 |
| Ответ неправильный | 0 |
| Максимальное количество баллов | 2 |
Подойдет ли такой вариант ответа:
1. красные водоросли поглощают не конкурентную часть спектра, т.е. которую не используют водоросли на поверхности
2. лучи этой части спектра имеют большую длину волны, благодаря которой способны достигать значительных глубин, в отличие от коротковолновых лучей
Если Вы хотите Чтобы Ваши ответы “оценили”, то отправляйте решение на проверку.
Скорее всего поставили бы 1 балл.
В ответах ошибка. Ответ гостя от 28.01.14 гораздо более правилен с биологической точки зрения. Для фотосинтеза может использоваться свет _любой_ длины волны, при условии, что она меньше максимума поглощения хлорофилла а. Тогда поглощённая энергия с потерей её части может передаваться от поглощающего такой свет пигмента светособирающего комплекса на молекулу хлорофилла а. До багрянок лучи красного света _НЕ ДОХОДЯТ_ У вас в эталонах: ” для фотосинтеза _необходимы лучи красной_ и синей части спектра”. Это ошибка. Очень плохо. Дети, которые действительно понимают этот вопрос, получат меньше баллов, чем не понимающие.
Составители сайта публикуют варианты заданий в том виде, в котором они даются составителями теста.
Примечание. В критериях сказано: «для фотосинтеза необходимы лучи красной и синей части спектра». не конкретно для красных водорослей (багрянок), а вообще для фотосинтеза.
Красные водоросли
Встречаются все оттенки красного: от нежно-розового или ярко багряного (“багрянки”) до темно-фиолетового.
Кроме хлорофилла в их хроматофорах содержится фикоэритрин, пигмент, обладающий желто-оранжевой флуоресценцией (поглощение квантов света) и особым спектром, отличающимся от спектра хлорофилла. Благодаря этому красные водоросли способны поглощать свет почти всей видимой части спектра, что дает им возможность расти и развиваться на больших глубинах. Запасное вещество, багрянковый крахмал, откладывается в цитоплазме.
Наиболее известные представители красных водорослей:
Значение красных водорослей
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.