какие водоросли образуют фитопланктон и каково его значение в природе и жизни человека

Фитопланктон — самые важные живые организмы нашей планеты

Мировой океан является пристанищем замечательных организмов. Они невероятно важны для всей жизни на нашей планете, так как, помимо прочего, определяют состав атмосферы Земли. Естественно, речь идёт о фитопланктоне. Это широкая категория, включающая в себя множество крошечных водных обитателей, способных с помощью фотосинтеза питаться солнечным светом. Сюда входят и цианобактерии, и динофлагелляты, и заключенные в панцирь диатомовые водоросли. Последние, кстати, выглядят просто потрясающе под микроскопом.

Динофлагелляты под микроскопом

Разнообразие этих организмов ошеломляет. Из них, например, состоит кизельгур — руда, которую иногда называют «инфузорной землёй» и используют в самых разных хозяйственных и промышленных целях. Интересны также кокколитофориды, выглядящие как футбольный мяч, слепленный из дисков фрисби — знаменитые Белые скалы Дувра, что в Великобритании, состоят из их окаменелых останков. Именно они, вернее, соединения, производящиеся ими в результате жизнедеятельности, придают океану его характерный запах, который чувствуется за несколько километров от побережья. Эти вещества поднимаются высоко в атмосферу, где помогают формироваться тучам. Благодаря им облака отражают свет, и на нашей планете достаточно прохладно для существования той жизни, которую мы знаем и к которой принадлежим сами.

Упомянутые чуть выше динофлагелляты тоже крайне интересны. Они плавают с помощью двух похожих на хвосты жгутиков, и многие виды этих организмов способны генерировать собственный свет, выглядящий со стороны просто волшебно. Однако если слишком большое их количество собирается в одном месте, начинается цветение водорослей. Это неприятное явление иногда называют «красным приливом». Всё эти примеры показывают, насколько сильное влияние на мир вокруг себя могут оказывать даже крошечные, невидимые невооружённому взгляду существа, если их очень много.

Углерод и кислород

В любой своей форме фитопланктон невероятно важен для более сложной биологии. Во-первых, это основа цепи питания морей и океанов планеты — он обеспечивает пропитание всей местной живности в диапазоне от анчоусов до китов.

Во-вторых, он играет гигантскую роль в поддержании состава атмосферы. Фитопланктон поглощает примерно столько же углекислого газа, сколько все растения планеты. В количественном выражении это одиннадцать миллиардов тонн в год. Что, откровенно говоря, поражает, так как общая его масса уступает растениям в 450 раз. Кроме того, на фитопланктон приходится более половины объёма производимого на Земле кислорода. Что, наверное, даже важнее для биологической жизни.

Около 540 миллионов лет назад фитопланктон увеличил концентрацию кислорода приблизительно до нынешнего уровня. Палеонтологи считают, что этот всплеск случился благодаря питательным веществам, которые выносились в океан гигантскими, размером с целый континент, ледниками. Также не так давно была выдвинута гипотеза, которая связывает этот феномен с тем, что планктон получил более эффективный механизм фотосинтеза. Как бы то ни было, этот процесс подготовил почву для распространения жизни — в конечном итоге она проникла во все уголки планеты, как на море, так и на суше.

Поддержание равновесия

После этого фитопланктон прекратил процесс кардинальной перестройки Земли и принялся поддерживать сложившееся равновесие. Эволюция кальцинированного планктона сбалансировала химический состав океана и помогла защитить его от массовых вымираний. Ещё 80 миллионов лет назад водная среда не была особо устойчивой. Изменения в атмосфере, вызывавшиеся, например, извержениями вулканов, провоцировали смертоносные колебания уровня кислотности воды. Однако затем некоторые виды планктона, в том числе и затейливые кокколитофориды, стали производить из карбоната кальция раковины. За относительно короткий промежуток времени на дне океана оказалось огромное количество их «жилищ» — они образовали там толстый, похожий на одеяло, слой.

Сегодня это своеобразный химический буфер, который поддерживает уровень кислотности воды. Дело в том, что оболочки раковин тверды при относительно нейтральной кислотности, однако по мере увеличения этого уровня они начинают растворяться, высвобождая карбонат-ионы. Те вступают в реакцию с водой, восстанавливая нейтральный показатель рН. Благодаря моллюскам и другим подобным организмам, оставляющим после смерти в наследство природе свои панцири, этот феномен наблюдался на мелководье, однако именно фитопланктон распространил его на весь океан. В наши дни этот меловой буфер смягчает воздействие углекислого газа, который закачивается в атмосферу в результате хозяйственной деятельности человека.

В богатом разнообразии морской флоры и фауны, среди величественных китов и потрясающих коралловых рифов очень легко не заметить не видимый глазу, безликий, непритязательный фитопланктон. Но если вы заглянете в историю Земли, то поймёте, насколько он важен для жизни. Он заслуживает не меньшего восхищения, любви и защиты, чем те живые существа, которым всё это обычно достаётся.

Источник

Значение водорослей в природе и жизни человека

Водоросли в жизни человека и в природе: Freepick

Значение водорослей было огромным, когда жизнь на нашей планете только зарождалась. Именно эти низшие растения активно производили кислород и насыщали им атмосферу Земли. Для чего нужны водоросли сейчас и что нам о них известно? Этот растительный мир достоин исследования и изучения.

Значение водорослей в природе и в жизни

Водоросли — это низшие растения, количество видов которых исчисляется сотнями тысяч. Ученые классифицируют их по 11 отделам и продолжают изучать роль водорослей в природе.

Зачем понадобилось такое биологическое разнообразие и чем эти удивительные растения могут быть полезны человеку? Значение водорослей в природе состоит в следующем:

Водоросли в природе: Freepick

Порой водоросли чрезмерно разрастаются в пресноводных водоемах, и происходит цветение воды. В таких случаях водоемы очищают, убирая избыток водорослей, так как они в этом случае вредят другим обитателям водного простора.

Почему водоросли относят к низшим растениям

Изучение водорослей — один из самых важных этапов при подготовке специалистов в области морской экологии, рыбоводства, морской культуры (направление аквакультуры, занимающееся выращиванием морских водорослей, моллюсков и др.).

Свойства

Тело низшего растения (таллом, или слоевище) не расчленено на корень, стебель и лист. Низшие растения — это группа организмов, к которым причисляют и водоросли благодаря таким свойствам:

Отдельные виды питаются готовыми органическими веществами, которые поглощают или всей поверхностью клетки, или заглатывают клеточным ртом.

Водоросли могут иметь размер от долей микрона (кокколитофориды, диатомеи) до 30–50 м (ламинария, саргассум). Таллом у них встречается как одноклеточный, так и многоклеточный.

Многоклеточные водоросли могут быть и крупными, и микроскопическими. Некоторые одноклеточные виды живут колониями: каждая клетка тесно связывается с соседними.

Особенности

С ответом на вопрос, почему водоросли относятся к низшим растениям, поможет анализ особенностей их клеточного строения:

Водоросли и их особенности: Freepick

Размножение

Как размножаются водоросли? Возможны три способа:

Вегетативный путь осуществляется как простое разделение многоклеточного организма на части или происходит с использованием специальных органов. Так, у бурых водорослей для этой цели предусмотрены выводковые веточки, а хоровые водоросли содержат специальные клубеньки.

Для бесполого размножения необходимы подвижные зооспоры или неподвижные апланоспоры. Внутренняя часть спороносной клетки делится пополам, выпуская продукты деления наружу. Особи, на которых формируется спорангий, называются спорофитами.

Половое размножение заключается в попарном слиянии половых клеток (гамет) с получением зиготы. У водорослей этот процесс может быть разным:

Клетки, образующие гаметы, называют гаметангиями, а такие водоросли получили название гаметофитов. Гаметангии могут образовывать многочисленные сперматозоиды (антеридии) или яйцеклетки (оогонии). Гаметофиты бывают:

Некоторые группы водорослей осуществляют половое размножение без половых клеток. Слияние двух подвижных одноклеточных водорослей называют хологамией.

Значение водорослей велико с точки зрения промышленности и различных сфер деятельности человека. Не менее важно оно и с точки зрения биологии и природного разнообразия.

Узнавайте обо всем первыми

Подпишитесь и узнавайте о свежих новостях Казахстана, фото, видео и других эксклюзивах.

Источник

Характеристика фитопланктона, питание, размножение и значение

фитопланктон это группа пелагических автотрофных организмов, которые живут в водной среде и не способны противостоять действию течений. Эти микроорганизмы населяют практически все водоемы планеты.

Большинство из них одноклеточные и не могут преодолеть токи, поэтому они тянут их. Их также называют первичными производителями, потому что они являются основой трофических сетей водной среды. Они найдены во всей толще воды.

Их плотность населения колеблется со временем и может образовывать очень плотные временные агрегаты, известные как цветение, помутнение или цветение. Эти цветы способны пунктуально изменять физические и химические условия водоема, где они происходят..

таксономия

Термин фитопланктон не имеет таксономического значения. Он используется для группировки различных групп организмов, входящих в планктон, в основном в микроводоросли.

К числу наиболее важных таксономических групп фитопланктона относятся диатомовые водоросли (Kingdom Cromista, класс Bacillariophyceae), которые содержат более 200 родов и более 20 тысяч живых видов..

Динофлагелляты (Kingdom Cromista, Dinoflagellata infraphyllum), в которых описано более 2400 видов, также считаются одними из наиболее важных групп. Другими представителями фитопланктона являются кокколитофориды и некоторые цианобактерии (Kingdom Bacteria, подразделение Cyanobacteria)..

Общие характеристики

В основном это организмы королевства Хромиста, то есть эукариоты, они представляют хлоропласты с хлорофиллами в и с, в большинстве случаев. Они одноклеточные. Будучи микроскопическими организмами, их плавание ограничено, и они не могут преодолеть токи.

Они требуют солнечной энергии для фотосинтеза. Их зависимость от солнечного света ограничивает их жизнь в фотической зоне (область, в которой солнечный свет может проникать в водную среду).

Основными представителями фитопланктона являются диатомовые водоросли, динофлагелляты и кокколитофориды, ниже его общих характеристик:

диатомовые

Одноклеточные организмы, иногда колониальные. Они представляют собой бороздку, которая представляет собой довольно твердую и богато украшенную клеточную стенку, образованную в основном кремнеземом..

Эта складка состоит из двух отдельных клапанов (epiteca и закладной) разных размеров, которые вместе напоминают коробку с крышкой или чашку Петри. Они обычно не представляют жгутики. Они населяют почти все водоемы и даже влажные среды.

динофлагелляты

Большинство из них морские, но некоторые живут в пресной воде. Большинство из них являются свободноживущими, однако некоторые виды являются эндосимбионтами животных, такими как кораллы. У них два неравных жгутика, которые благодаря своему расположению дают организму колебательные движения.

cocolitoforidos

Это одноклеточные микроводоросли, покрытые карбонатными структурами кальция в виде чешуек или пластин. Они являются чисто морскими организмами и не представляют жгутики.

Другие компоненты фитопланктона

цианобактерии

Это прокариотические организмы, способные к фотосинтезу, для которых у них есть только хлорофилл в. Они являются грамотрицательными и способны связывать азот и превращать его в аммоний.

Они в основном обитают в озерах и лагунах, также часто встречаются в океанах и во влажной среде.

питание

Питание фитопланктона довольно разнообразно. Однако фотосинтез является распространенным фактором среди всех групп, входящих в состав фитопланктона. Вот некоторые виды питания этих микроорганизмов.

автотрофность

Тип пищи представлен некоторыми организмами, которые способны вырабатывать собственную пищу. В случае фитопланктона он использует солнечный свет, чтобы преобразовать неорганические соединения в органический материал, который они могут использовать. Этот процесс используют почти все организмы фитопланктона.

гетеротрофией

Стиль кормления, при котором организмы зависят от органического вещества, уже разработанного для получения пищи. Примерами гетеротрофии в целом являются хищничество, паразитизм и травоядное питание.

В фитопланктоне некоторые организмы представляют этот тип питания. Например, у динофлагеллят есть представители, которые разрушают другие динофлагелляты, диатомовые водоросли и другие микроорганизмы..

Mixitrofía

Необязательное состояние некоторых организмов, способных получать свою пищу автотрофным или гетеротрофным способом. В фитопланктоне у некоторых видов динофлагеллят фотоавтотрофия (фотосинтез) сочетается с гетеротрофией.

Некоторые исследователи ограничивают гетеротрофию фагоцитозом других организмов. Другие также включают паразитизм, который делают некоторые виды динофлагеллят, который, как полагают, также делает фотосинтез.

воспроизведение

Организмы фитопланктона представляют большое разнообразие репродуктивных форм, которые варьируются в зависимости от большого разнообразия видов и групп этой группы. Однако, в широком смысле, группа представляет два типа воспроизведения; бесполое и сексуальное:

-бесполый

Тип размножения, при котором потомки наследуют только гены одного родителя. В этот тип размножения гаметы не вмешиваются. Нет хромосомных изменений, и это часто встречается у одноклеточных организмов, таких как фитопланктон. Некоторые типы бесполого размножения в фитопланктоне:

Бинарное или множественное деление

Этот тип размножения, характерный для архей и бактерий, заключается в размножении ДНК клеткой-предшественником, за которой следует процесс, называемый цитокинезом, который представляет собой не что иное, как деление цитоплазмы..

Это деление приводит к двум (двойное деление) или более (многократное деление) дочерних клеток. Этот тип механизма воспроизводит сине-зеленые водоросли (цианобактерии), динофлагелляты и диатомовые водоросли..

почкование

Среди организмов фитопланктона цианобактерии могут размножаться почкованием. В этом процессе получается маленький особь, очень похожий на взрослого.

Это происходит благодаря производству бутона или драгоценного камня, который прорастает от взрослого и растет на нем, питая даже питательные вещества родителя. Когда человек (драгоценный камень) достиг определенного размера, он отрывается от родителя и становится независимым.

-половой

Половое размножение состоит из получения потомства из комбинированного генетического материала двух половых клеток или гамет. Эти гаметы могут происходить от одного или разных родителей..

Процесс включает в себя деление мейотических клеток, при котором диплоидная клетка подвергается восстановительному делению, в результате чего образуются клетки с половиной генетической нагрузки клетки-предшественника (обычно четыре клетки)..

Несколько видов фитопланктона испытывают половое размножение в совершенно особых случаях. Например, динофлагелляты с определенным давлением окружающей среды (где условия не обязательно являются неблагоприятными) представляют собой тип полового размножения.

В этой репродукции зигота образуется благодаря слиянию двух особей, которые функционируют как гамет. Впоследствии зигота подвергнется мейотическому делению и приведет к гаплоидным клеткам.

Когда процесс митоза повторяется, уменьшение размера дочерних клеток происходит постепенно, пока не достигнет устойчивого естественного минимума. Как только этот минимум достигнут, начинается процесс полового размножения, чтобы восстановить нормальный размер клеток популяции..

важность

Основное значение фитопланктона является экологическим. Его роль в экосистемах жизненно важна для поддержания жизни и трофических отношений.

Превращение энергии света, углекислого газа и неорганических питательных веществ в органические соединения и кислород в значительной степени поддерживает не только жизнь в водной среде, но и на планете..

Эти организмы вместе составляют около 80% органического вещества планеты. Это органическое вещество является пищей огромного разнообразия рыб и беспозвоночных..

Кроме того, фитопланктон производит более половины кислорода планеты. Кроме того, эти организмы являются важной частью углеродного цикла.

Промышленное значение

Многие виды микроводорослей используются в аквакультуре для питания ранних стадий (личинок) рыб и креветок в условиях культивирования..

Существует потенциальное использование микроводорослей в качестве биотоплива. Они также используются в естественной медицине, в косметологии, в качестве биоудобрений и многих других целей..

Клиническое значение

Существует явление, которое характеризует фитопланктон и является цветением фитопланктона. Это происходит, когда доступность питательных веществ в определенном месте очень высока и используется этими микроорганизмами посредством ускоренного размножения клеток..

Эти события могут происходить в результате прибрежного апвеллинга (океанографическое явление, при котором донные воды из-за действия ветра и течений достигают поверхности) или из-за особых событий, связанных с увеличением питательных веществ..

Приливные явления приносят большую пользу рыболовству рыбы и других организмов, но не все цветения фитопланктона являются продуктивными для окружающей среды и ее обитателей..

Некоторые виды фитопланктона, особенно динофлагелляты, производят токсины и их цветение, также называемое красными приливами, приводит к массовой гибели рыб, моллюсков и ракообразных, даже людей, если они потребляют загрязненные организмы..

Другой группой организмов фитопланктона, которые вызывают массовую гибель людей, являются бактерии, которые разлагают мертвый планктон, когда их популяции очень высоки. Они потребляют кислород из окружающей среды, создавая бескислородные зоны или мертвые зоны, как их называют.

Источник