Водоросли – растения низшего порядка, имеющие особенность прикрепляться к подводным камням, а также свободно жить в толще воды. Окраска, как и виды растений, многообразна. Причина многоцветия растений в том, что они содержат не только хлорофилл, но и различные красящие пигменты. Внешний вид водорослей также может быть практически любым: покрытие в виде слизи, моховидные пучки, длинные волокнистые растения или даже жесткие отростки, напоминающие щетку.
Красные водоросли: жители морей, океанов и… аквариумов
Известно совсем мало представителей данного вида растений, живущих в пресной воде, так как их природный ареал существования – соленая вода морских и океанских глубин. Чаще всего это заметные своими габаритами растения, но бывают и очень маленькие, видимые лишь вооруженному исследователю. Среди данного типа флоры встречаются:
- одноклеточные;
- нитчатые;
- псевдопаренхимные.
Интересно! Именно флоридеи используются в кулинарии для производства студенистых веществ и могут применяться в медицине.
- Филлофора – определенный вид водорослей, вырастающий до 50 см и имеющий пластинчатое слоевище. Ареал произрастания – холодные и среднетемпературные моря. Используется для переработки и получения каррагинина.
- Гелидиум – пород водорослей бурого типа, включающий 40 видов. Отличительные особенности: жесткое слоевище пористо-разветвленного строения, высота до 25 см. Ареал обитания – теплые соленые водоемы.
Водоросли красные в аквариуме: плохо или хорошо?
Если экосистема налажена и работает без сбоев, водоросли будут регулировать свой рост самостоятельно. Но стоит нарушить оптимальный баланс, наступает «водорослевое нашествие». Это первый сигнал для аквариумиста, что в системе есть сбой. Нарушения касаются либо в переизбытке органических удобрений, слишком ярком освещении или несоответствии количества углекислого газа. Проблема заключается в том, что разрастание флоры способствует угнетению низшего класса питательных организмов – им просто не дают развиваться.
Чтобы победить заселение, необходимо ограничить виды в развитии. Сделать это можно одним из способов:
- Убрать аэрацию, а на выходе фильтра закрепить «дождевалку». Так растения перестанут получать питание.
- Заселить аквариум растительноядными питомцами.
- Чаще проводить дренаж грунта, меняя до 20% воды (от общего объема аквариума).
- Ограничить световой день – это поможет избавиться от лишней растительности.
Выбирая способы борьбы, нелишним будет обратиться к химическим средствам, продающимся в специализированных отделах.
Багрянки, по-другому именуемые красными водорослями, обладают преимущественно окраской красных оттенков. Большинство из них — довольно крупные по размеру растения. Однако, могут встречаться и микроскопические представители багрянок. Остатки ископаемых водорослей, найденные и детально изученные исследователями, свидетельствуют об их древнем происхождении и использовании в древнем мире. Эти ископаемые известны еще с мелового периода. Обитающие преимущественно в морских глубинах, красные водоросли можно встретить даже в пресной воде и почве.
Среди множества видов этого растения самое большое практическое значение принадлежит анфельции, гелидиумуму, филлофоре, фурцелярии, порфире. Красные водоросли составляют важную часть коралловых рифов. Они крайне редко встречаются в компании обычных водорослей, так как в своем клеточном составе могут содержать карбонат кальция. Это придает им большей стойкости и живучести. От других растений красных водорослей отличает сложный жизненный цикл и многоуровневое развитие.
К отделу водорослей под названием багрянки, или красные водоросли, ученые относят больше 600 родов , куда входят примерно пять тысяч этих растений.
Из всех водорослей этого вида всего 200 видов выбирают для существования пресные воды рек или озер.
Один из видов пресноводных красных водорослей — батрахоспермум четковидный
— находится в Красной книге Республики Беларусь.
Окраска водорослей зависит от сочетания разнообразных пигментов в хиропластах клеток, которые придают им от ярко-красного и малинового до желтого или голубовато-зеленого цветов.
Красные водоросли встречаются в самых разных формах: нитеобразные, в виде кустиков, пластинок, корок и кораллов.
Такие виды красных водорослей, как порфира и грацилярия
, употребляются в пищу. Их применяют в блюдах японской кухни, добавляя в супы и десертные блюда. Красные водоросли используют в уэльской и ирландской кухнях, где они представляют собой гарнир, предварительно отваренный и обжаренный перед подачей. Наиболее известное применение в сушеном виде это растение нашло в приготовлении ролл и суши. Также из слоевища красной водоросли, которая относится к самому распространенному виду съедобных багрянок, делают приправу.
Водоросли рода Порфира в Японии получили название нори
. Такое же название принадлежит продуктам, приготовленным из этой водоросли. В современном мире нори составляет около 25 процентов питания в рационе каждого жителя Японии.
Некоторые лингвисты предполагают, что в старые времена нори в Японии выполняли функцию клея, так как этим словом называли клеящее вещество.
Для человеческого организма красные водоросли полезны своим богатым составом витаминов и минералов. В своем составе они содержат много белка и большое количество селена, марганца, кальция, фосфора, йода, линолевой кислоты, лецитина, железа, каротина, витаминов А, В, С, Д, Е. Изучая химический состав и свойства красных водорослей более углубленно, ученые пришли к выводу, что багрянки оказывают уникальное воздействие на организм. Научные исследования показали, что, благодаря сульфатированным углеводам, содержащимся в багрянках, оказывается сопротивление развитию вируса СПИДа. Именно поэтому вытяжки и экстракты из этих растений применяют для изготовления препаратов от болезней, вызванных вирусом иммунодефицита человека. Также состав водорослей позволяет использовать препараты на их основе как противовоспалительное, антибактериальное и противогрибковое средство. При регулярном употреблении багрянки человек может снизить уровень никотина в крови, а также замедлить процессы старения организма.
Одна из красных водорослей, живущих в Северном море, называется хондрус
. Она получила широкое применение в лечении заболеваний дыхательных путей.
В косметическом производстве получил широкое применение агар-агар для приготовления паст, кремов и гелей. В пищевой промышленности этот компонент важен для получения желе, пастилы, изготовления мармелада и других продуктов.
Кроме этого, багрянкам отводится важнейшая роль в природе. В жизни морских обитателей они выполняют функцию пищи, способны участвовать в процессе естественного очищения водоема, могут влиять на определение характера флоры в некоторых областях. Заросли, состоящие из крупных багрянок, иногда могут тянуться на десятки километров, создавая под водой целые леса и луга. В этом случае, они являются не только кормом, но и местом для размножения и укрытия животных.
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.
– это одно из самых крупных подцарств водорослей, которое насчитывает более 5000 различных видов. Они практически исключительно являются многоклеточными морскими водорослями, и именно к ним принадлежат многие распространенные разновидности водорослей, которые употребляются человеком. Их можно противопоставить, прежде всего, бурым и зеленым водорослям, но не следует путать с подцарством Dinoflagellata, в которое входят водоросли, вызывающие так называемый «красный прилив».
Во многих странах по всему миру, в частности в Азии, многие виды красных водорослей употребляются в пищу. Как правило, красные водоросли имеют высокую пищевую ценность, и их, как и другие водоросли, чрезвычайно просто выращивать, в связи с чем они являются идеальным пищевым источником, поскольку позволяют при минимальных затратах производить огромное количество продукции.
Одной из очень известных разновидностей красных водорослей, которую культивируют по всему миру, в особенности в Японии, является нори . Нори играет важную роль в приготовлении пищи, в частности – суши и роллов.
Еще один вид пищевых красных водорослей – это произрастающий в Атлантическом океане ирландский мох , или Chondrus crispus. Это один из основных источников каррагинана, который используется во многих продуктах и напитках, как в качестве стабилизатора, так и в качестве загустителя. Можно обнаружить это вещество в такой продукции как мороженое и немолочные замороженные десерты. В странах Карибского бассейна эти красные водоросли используются непосредственно для получения напитка из сладкого и сгущенного молока или ароматизации льда.
Также красные водоросли могут упоминаться, когда имеются в виду красные слизистые водоросли. Это, по существу, даже не водоросли, а цианобактерии. Нередко красные слизистые водоросли, которые существуют в течение более трех миллиардов лет, рассматриваются как связующее звено между бактериями и настоящими водорослями. Хотя красные слизистые водоросли не особенно привлекательны физически, они являются одними из самых важных существ на планете. Эти водоросли отвечают за выработку колоссального количества кислорода, поэтому считается, что если бы красных слизистых водорослей не существовало, небо Земли не было бы голубым.
Настоящие красные водоросли имеют красный цвет, поскольку все они содержат определенный пигмент, фикоэритрин. Этот пигмент поглощает голубой свет и отражает красный. Такой эволюционный механизм позволяет красным водорослям существовать на немного большей глубине по сравнению с другими видами водорослей, поскольку голубой свет проникает в воду глубже, чем длинноволновой свет. Хотя некоторые разновидности красных водорослей имеют глубокий красный цвет, что делает очевидной их принадлежность к данному подцарству, другие содержат относительно немного фикоэритрина и большое количество хлорофилла, из-за чего могут казаться в большей степени голубыми или зелеными.
Существуют определенные виды водорослей, которые играют решающую роль в формировании рифов. В Тихом океане есть атоллы, которые обязаны своим развитием скорее красным водорослям, чем кораллам. Такие виды водорослей, известные как кораллиновые водоросли, создают вокруг себя слой карбоната, подобно кораллам. Это способствует формированию вокруг них рифов, которые могут достигать огромных размеров.
На больших глубинах, до 250 метров, растут красные водоросли , иначе называемые багрянками . В сочетании с кораллами и яркими рыбами разнообразно окрашенные багрянки создают неповторимую красоту подводного мира. Это преимущественно крупные водоросли, но, например, к классу бангиевых принадлежат и микроскопические красные водоросли.
Почему красные водоросли могут расти на такой значительной глубине? Этот вопрос был задан в ЕГЭ по биологии. Водорослям позволяет расти на большой глубине красный пигмент фикоэритрин . Благодаря ему при фотосинтезе красные водоросли поглощают зеленые, голубые, сине-фиолетовые лучи спектра. Именно эти лучи, в отличие от красных, способны проникнуть глубоко в толщу воды.
Для красных водорослей характерно споровое бесполое размножение, а также половое размножение (оогамия), иногда встречается и вегетативное размножение частями таллома.
К красным водорослям относятся филлофора, порфира, грациллярия, птилота, хондрус, всего же их насчитывается около пяти тысяч видов.
Порфира - плоская и тонкая овальная пластинка до полуметра в диаметре. Для нее характерно только половое размножение. Мужские половые клетки не имеют жгутиков (спермии). Это и понятно, так как на большой глубине под толщей воды сложно передвигаться с помощью жгутика.
Значение водорослей
Место в цепях питания, влияние на природу
1. Огромная масса водорослей создает фитопланктон, причем даже в арктических морях насчитывается 20-30 млн особей на 1 кубический метр воды. Это первичная продукция, являющаяся основой пищевой цепочки.
2. Фитопланктон служит пищей для зоопланктона (вторичная продукция), который поедается крупными морскими обитателями, например, китами. Интересно, что Тур Хейердал во время экспедиции на плоту «Кон-Тики» попробовал «суп» из планктона и нашел его довольно вкусным и питательным.
3. Донные водоросли дают приют рыбам и разнообразным морским животным и также являются пищей для них. Ламинарию, например, с удовольствием поедает морской еж.
4. Водоросли насыщают океаны и атмосферу кислородом.
5. Однако при массовом размножении водорослей (например, хламидомонады) в пору так называемого «цветения» воды, содержание кислорода в ней падает и вода насыщается токсинами. От недостатка кислорода гибнут речные обитатели.
Значение для человека
1. Водоросли во многих регионах тысячи лет употребляются в пищу. Особенно широкой популярностью пользуются такие бурые и красные водоросли, как ламинария, ундария, порфира, хидзики (и вообще саргассовые).
2. Красные водоросли - источник йода, особенно некоторые богатые им виды.
3. Также красные водоросли являются источником агар-агара - гелеобразующего вещества, которое используется в кондитерской промышленности, при культивировании бактерий и пр.
4. С помощью водорослей производится очистка сточных вод от фтора, азота и пр., а также воздуха от углекислого газа (в этом преуспели хламидомонада, хлорелла, эвглена).
5. Водоросли являются пищевыми добавками: спирулина, ламинария, фукус, ульва, хлорелла и другие.
