Красные водоросли, своеобразная группа морских макрофитов, насчитывающая около 4000 видов. Своеобразие заключается, прежде всего, в наборе пигментов. Первая эволюционная линия водорослей - красные водоросли (багрянки). Это почти исключительно морские формы, около 3-5% видов обитают в пресных водоемах, единичные представители – на почве. Это естественная, единая древняя группа.
Талломы одноклеточные, в том числе колониальные и многоклеточные. Подавляющее большинство – многоклеточные крупные формы с талломами сложной анатомической и морфологической структуры. Тип структуры таллома – коккоидный, нитчатый, разнонитчатый, пластинчатый. В основе строения многих сложно организованных форм лежит разнонитчатая или гетеротрихальная структура. Дальнейшее усложнение строения однорядного нитчатого таллома – возникновение большого числа обильно разветвленных веточек ограниченного роста на нитях неограниченного роста. Талломы багрянок с большим количеством веточек ограниченного роста образуют значительное количество слизи, которая скрепляет все разветвления, таллом в этом случае приобретает вид слизистого шнура.
При дальнейшем усложнении строения талломов веточки ограниченного роста образуют кору. Кроме того, могут развиваться ризоидные нити или гифы вдоль осевых нитей.
По особенностям анатомического строения различают два основных типа таллома – одноосевой и многоосевой или фонтанный. Принцип построения объемного тела из нитей реализовали высокоорганизованные водоросли, а также грибы, в том числе лишайники.
1 - Одноосевой тип таллома (Sirodotia , Batrachospermum ): а – инициальная клетка, б – клетки центральной оси, в – ветви ограниченного роста, г – образование междоузлий д – нити коры на междоузлиях; 2 – одноосевой тип таллома (Lemanea ): а – часть продольного разреза, б – поперечный разрез, в – разрез через кору с антеридиями; 3 – многоосевой тип таллома (Furcellaria ) в продольном и поперечном разрезе.
Клетка красных водорослей одета оболочкой, пектиновые и гемицеллюлозные компоненты которой сильно набухают и часто сливаются в общую слизь мягкой или хрящеватой консистенции. Нередко в стенках откладывается известь. При делении клеток у большинства красных водорослей в стенках остаются неутолщенные места - первичные поры, у более примитивных их нет.
Своеобразие заключается, прежде всего, в наборе пигментов, наряду с хлорофиллами а и d, каротинами и ксантофиллами багрянки содержат специфические - красный фикоэритрин и синий фикоцианин. Различное сочетание этих пигментов определяет окраску водорослей от ярко-красной до голубовато-зеленой и желтой.
Хлоропласты обладают оболочкой из двух мембран. Фикобилины локализованы в фикобилисомах, расположенных на поверхности тилакоидов. В «Биологическом энциклопедическом словаре и «Жизни растений» ошибочно указано, что К.В. содержат хлорофилл b , то не удивляйтесь, - это ошибка. Их хлоропласты произошли, по-видимому, от симбиотических цианобактерий. Хлоропласты с пиреноидами или без них. Тилакоиды расположены в хлоропластах одиночно.
Запасной продукт – багрянковый крахмал. Его зерна откладываются вне хлоропластов – в цитоплазме. Жгутиков нет даже у гамет.
Размножение. Для жизненного цикла К.В. характерно отсутствие жгутиковых стадий. Вегетативное размножение осуществляется делением клеток, фрагментацией слоевищ. Бесполое размножение осуществляется посредством спор. Моноспорангии, биспорангии, тетраспорангии и полиспорангии. Моноспоры, биспоры, тетраспоры и полиспоры.
Смена разных форм размножения, чередование бесполого и полового размножения. Смена гаплоидной и диплоидной фаз. Жизненный цикл или цикл развития. Спорофиты и гаметофиты.
Тип полового процесса красных водорослей – оогамия. Карпогон, трихогина, антеридии (сперматангии), спермации, сорусы, процесс оплодотворения, зигота, карпоспоры.
Женский орган - карпогон, состоит из расширенной базальной части - брюшка и отростка - трихогины. Карпогон обычно развивается на особой короткой карпогониальной ветви. Антеридии - мелкие, бесцветные клетки, внутри которых созревают голые, лишенные жгутиков, спермации. Спермации пассивно переносятся током воды, прилипают к трихогине. В месте контакта стенки растворяются, ядро спермация перемещается до яйцеклетки, где происходит слияние ядер. Дальнейшее развитие приводит к образованию карпоспор. Детали этого развития имеют важное систематическое значение. У одних красных водорослей содержимое зиготы (оплодотворенного карпогона) непосредственно делится с образованием неподвижных голых карпоспор, у других из оплодотворен-ного карпогона вырастают ветвящиеся нити - гонимобласты, клетки которых превращаются в карпоспорангии, производящие по одной карпоспоре. У большинства же красных водорослей гонимобласты развиваются не непосредственно из брюшка оплодотворенного карпогона, а из особых вспомогательных - ауксилярных клеток. Последние могут быть удалены от карпогона или же располагаются на талломе в непосредственной близости от него. В тех случаях, когда ауксилярные клетки удалены от карпогона, из его брюшка после оплодотворения вырастают соединительные, или ообластемные, нити. Их возникновению предшествует митотическое деление копуляционного ядра, и клетки ообластенных нитей содержат дипло-идные ядра. Ообластемные нити подрастают к ауксилярным клеткам, в точке контакта оболочки растворяются и между клеткой ообластемной нити и ауксилярной клеткой устанавливается сообщение. Это слияние клеток не сопровождается слиянием их ядер (диплоидного ядра клетки ообластемной нити и гаплоидного ядра ауксилярной). Однако слияние с ауксилярной клеткой стимулирует деление диплоидного ядра клетки ообластемной нити и развитие гонимобластов, клетки которых содержат диплоидные ядра и продуцируют диплоидные карпоспоры. Гонимобласты, развивающиеся карпоспоры, обычно рассматриваются как особая генерация - карпоспорофит. У наиболее высокоорганизованных красных водорослей ауксилярные клетки развиваются только после оплодотворения карпогона и в непосредственной близости от него. Ауксилярная клетка сливается с брюшком оплодотворенного карпогона, после чего из нее развиваются гонимобласты с карпоспорами. Карпоспорангии часто располагаются тесными группами - цистокарпиями, которые одеты псевдопаренхимной оболочкой.
Для высокоорганизованных красных водорослей характерны очень сложные циклы развития, при которых разные стадии, в частности гаметофит и спорофит, могут выглядеть совершенно различно. Ранее они были описаны как разные неродственные рода. Многообразие циклов развития лежит в основе систематики этой группы.
Два варианта жизненных циклов красных водорослей на примере родов Porphyra и Polysiphonia, которые являются представителями двух классов красных водорослей.
Гаплоидный набор хромосом на схемах обозначен как n, диплоидный – как 2 n.
Характеристика жизненных циклов Porphyra и Polysiphonia.
Схема жизненного цикла Porphyra
Красные водоросли широко используются человеком в хозяйстве. Многие багрянки съедобны и полезны (родимения и порфира). Промышленное использование красных водорослей основывается на присутствии в их оболочках филлокоидов - слизистых веществ из группы полисахаридов. Самый ценный продукт, получаемый из красных водорослей – агар (анфельция). Агар применяют как среду при культивировании микрооранизмов, в пищевой промышленности при приготовлении продуктов питания (желе, мармелад, мягкие конфеты, консервы). Кроме того, красные водоросли вместе с другими водорослями ис-
пользуют для производства водорослевой муки, которая идет на корм скоту и как удобрение.
Отдел подразделяется на два класса: Класс бангиевые (Bangiophyceae) и класс флоридеи (Florideophyceae) - две линии развития, представители класса Florideophyceae обладают более высокой организацией и сложными жизненными циклами.
Класс Bangiophyceae – Бангиевые
Одноклеточные, в том числе колониальные, многоклеточные формы. Тип структуры таллома коккоидный, пальмеллоидный, нитчатый, разнонитчатый, пластинчатый. Рост интеркалярный. Клетки одноядерные. Хлоропласт один или их несколько, осевые или постенные. Бесполое размножение автоспорами и моноспорами. Гаметы формируются непосредственно из вегетативных клеток. Половое размножение только у высокоорганизованных форм. Зигота делится и превращается в карпоспоры. Пресноводные, наземные и небольшое количество морских представителей. Представитель – род Porphyra.
Представители класса Bangiophyceae
1 - Porphyridium ; 2 - Compsopogon : a - часть таллома, b - нить с моноспорангиями, c - моноспора; 3 - Porphyra variegata .
Класс Florideophyceae – Флоридеевые
Многоклеточные, нитчатые или сложного анатомического строения. В основе строения всех форм лежит разветвленная нить. Пластинчатый тип структуры таллома отсутствует. Рост апикальный. Клетки одно- и многоядерные. Хлоропластов несколько, постенные. Вегетативное размножение редкое, в результате образования дополнительных ветвей от стелющихся нитей и подошвы. Бесполое разножение тетраспорами, биспорами, полиспорами, редко моноспорами. Половое размножение имеется. Мужские и женские гаметангии очень специализированы. Карпогон с трихогиной. Зигота в результате сложных превращений формирует карпоспоры. Имеется чередование гаметофита и спорофита, морфологически сходных или реже несходных, т.е. жизненный цикл гаплоидно-диплоидный с гетероморфной или изоморфной сменой генераций. Типичные морские обитатели. Представитель – род Polysiphonia.
Спорангии Rhodophyta
1 – моноспорангии: а – моноспоры; 2 – тетраспорангии.
Имеющих преимущественно красную окраску. В настоящее время известно более 600 родов и около 5 тысяч видов этих растений . Представители данной группы – порфира, грациллярия, анфельция. Ископаемые красные водоросли известны с мелового периода. В процессе эволюции их считают наиболее примитивными растениями – предшественниками более организованных форм.
Практически все виды красных водорослей – обитатели соленых водоемов (морей, океанов), только около 200 видов – пресноводные формы. Обитают багрянки и в прибрежной полосе, и на большой глубине (до 200 м), где часто являются преобладающими формами в морской флоре. В морях России встречается более 400 видов.
Обычно красные водоросли – это достаточно крупные растения, реже встречаются микроскопические виды. В этой группе есть нитчатые и псевдопаренхимные формы, редкие одноклеточные виды (бапгиевые). Характерно отсутствие истинно паренхимных форм.
Таллом . Слоевище типичного представителя группы имеет сложное анатомическое строение. Окраска различна – от ярко-красной, малиновой до оттенков желтого и голубовато-зеленого цвета, что обусловлено сочетанием различных пигментов в хлоропластах клеток.
Строение клетки . Все эти водоросли эукариоты. Клеточная стенка представлена основной тканью из фибрилл целлюлозы либо ксилана и аморфной материей, состоящей из агара, агароидов, каррагинана, имеющих желирующие свойства. У некоторых видов клеточная стенка пропитана карбонатом кальция или магния, что придает ей повышенную прочность. Так, кораллиновые водоросли внешне выглядят как кораллы, так как их оболочки сильно кальцинированы.
В хлоропластах клеток содержатся, кроме хлорофилла и каротиноидов, ряд синих и красных пигментов, определяющих окраску водорослей. В качестве запасного питательного вещества в клетках красных водорослей накапливается багрянковый крахмал (близкий по строению к гликогену и амилопектину), который краснеет от йода, содержащегося в морской воде. Также в цитоплазме запасаются многоатомные спирты и флоридозид – низкомолекулярный углеводород.
Размножение красных водорослей . Размножение происходит посредством полового процесса, вегетативное или бесполое. Бесполое размножение осуществляется неподвижными спорами. При половом происходит слияние мужских половых клеток (спермаций) с женскими (карпогонами). Появляются нитевидные выросты, несущие карпоспоры, - диплоидное поколение.
Багрянки играют важную роль в природе и жизни морских обитателей. Эти растения служат кормом морским животным, участвуют в естественном самоочищении водоемов, иногда определяют характер флоры в определенных областях.
Значение . Огромное практическое значение имеют такие водоросли из данного отдела, как анфельция, филлофлора, гелидиум, фурцелярия, из которых получают желеобразующие вещества – агар-агар, карраген, агароид. Некоторые виды багрянок употребляют в пищу (порфира, грацилярия).
Отдел Красные водоросли ("багрянки") включает порядка четырех тысяч видов и более шестисот родов. Древнейшие представители, найденные в кембрийских отложениях, возраст имеют порядка 550 миллионов лет.
В связи с наличием ряда особенностей, красные водоросли считаются отдельным подцарством в В хроматофорах багрянок помимо хлорофиллов и каротиноидов присутствуют некоторые водорастворимые пигменты - фикобилины. В качестве запасного полисахарида выступает багрянковый крахмал. Его зерна откладываются вне хлоропластов в цитоплазме.
Гаметы и споры багрянок не имеют жгутиков. Цикл их развития включает три стадии. Из зиготы (после слияния) формируется диплоидный организм - спорофит. Он производит диплоидные споры, из которых формируется второе поколение. В клетках нового спорофита осуществляется в течение определенного периода мейоз и развиваются гаплоидные споры. Из них формируется третье поколение - производящий гаметы гаплоидный гаметофит.
В составе клеточных мембран красных водорослей присутствуют гемицеллюлозы и пектины. Они обладают способностью сильно набухать, сливаясь в общую массу слизи. Часто нити таллома (побега) склеиваются слизистыми веществами и становятся скользкими на ощупь. В межклетниках и многих красных водорослей присутствуют фикоколлоиды. Эти серосодержащие полисахариды достаточно широко используются в хозяйственной деятельности человека. Наиболее популярными являются агароиды, каррагинин и агар. Многие красные водоросли отличаются наличием в стенках клеток. Этот компонент придает багрянкам жесткость.
У большого количества красных водорослей образование талломов осуществляется при помощи переплетающихся многоклеточных нитей. Они прикрепляются к субстрату при помощи ризоидов. Размер талломов колеблется от нескольких сантиметров до целого метра.
Красные водоросли преимущественно обитают в морях. Там багрянки всегда прикрепляются к раковинам, камням и прочим предметам на дне. Иногда водоросли можно встретить на достаточно большой глубине.
Каллитамнион щитковидный - типичная красная водоросль. Этот представитель багрянок формирует очень изящные кустики до десяти сантиметров высотой, ярко-розового цвета. Состоят эти кустики из значительно разветвленных нитей.
Немалион - еще один представитель красных водорослей - растет на морских скалах. Его бледно-розовые шнуры достигают пяти миллиметров в толщину и двадцати пяти сантиметров в длину.
У водорослей рода Делессерия ярко-красные талломы напоминают листья.
В теплых морях распространены багрянки рода Кораллина. Их талломы состоят из члеников, пропитанных известью и соединяющихся сочленениями (с незначительным содержанием извести). Это придает гибкость растению, что помогает противостоять воздействию волн и развиваться в районах сильного прибоя.
Багрянки достаточно широко используются человеком в хозяйственной деятельности. Как известно, эти водоросли являются довольно ценным продуктом благодаря наличию белка, микроэлементов, витаминов.
На Гавайских островах, в восточноазиатских странах из багрянок готовят разнообразные блюда. Употребляют эти водоросли и в засахаренном или сушеном виде. Из съедобных багрянок популярностью пользуются порфира и родимения. Эти водоросли встречаются во многих морях. В Японии достаточно широко развито промышленное растений. В прибрежной полосе укладываются на мелководье камни, ветки или растягиваются специальные сети, сплетенные из толстых веревок и закрепленные на шестах из бамбука. Спустя определенный промежуток времени все эти предметы обрастают водорослями.
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.
Сколько стоит морские водоросли красные (средняя цена за 1 кг.)?
Москва и Московская обл.
Морские красные водоросли или Rhodóphyta относятся к обитателям прежде всего морских водоемов. Современной науке известно лишь малое количество разновидностей морских красных водорослей, обитающих в пресной воде рек или же озер. Стоит отметить, что как правило, морские водоросли представляют собой довольно крупные по размеру растения.
Однако, встречаются и микроскопические представители морских красных водорослей. Обнаруженные исследователями остатки ископаемых говорят о том, что морские красные водоросли - это достаточно древние живые организмы. Примечательно также и то, что морские красные водоросли отличаются от других растений сложным жизненным циклом и многоуровневым развитием.
Виды красных водорослей
Нередко морские красные водоросли в быту называют багрянками за характерный цвет растений. В настоящее время известно свыше 10000 видов красных водорослей, которые встречаются в Мировом океане. Всего 200 видов красных водорослей относится к группе пресноводных растений. Многие виды красных водорослей с давних времен употребляют в пищу.
К наиболее популярным и широко используемым в кулинарных целях морским красным водорослям относятся следующие виды: порфира или нори, Palmaria palmata, а также грицилярия. Кроме того, морские красные водоросли используют для получения геле образующего вещества агар-агар, которое занимает важное место в современной пищевой промышленности.
Агар-агар незаменимы в процессе производства мармелада, суфле или пастилы, а также других сладостей и даже выпечки. Некоторые виды красных водорослей, например филлофлора и анцельция используют в медицинских целях. Красные водоросли употребляют в пищу в свежем или же засушенном виде. Обычно, красные водоросли, впрочем как и другие виды, высушивают в форме листов, которые отличаются своим темно зеленым или же черным цветом.
Красные водоросли нори или порфира используют в процессе приготовления знаменитого японского национального блюда суши. Красные водоросли добавляют в супы, соусы, а также основные блюда. Высушенные и размельченные красные водоросли считаются отличной приправой для лапши или же риса.
Польза красных водорослей
Польза красных водорослей для человеческого организма обусловлена прежде всего витаминно-минеральным составом, который обогащен витаминами группы В, а также протеином и минералами. Сенсационные данные были получены в результате углубленного изучения химического состава и свойств красных водорослей. Как оказалось, уникальность пользы красных водорослей заключается в способности сульфатированных углеводов, содержащихся в составе растения препятствовать быстрому развитию вируса иммунодефицита человека.
Вытяжки и экстракты, полученные на основе морских красных водорослей используют для производства лекарственных препаратов используемых в лечении СПИДа. Благодаря уникальным свойствам красных водорослей у больных тяжелым вирусным заболеванием, до недавнего времени считавшимся неизлечимым, появилась реальная надежда.
Калорийность морских водорослей красных 24.8 кКал
Энергетическая ценность морских водорослей красных (Соотношение белков, жиров, углеводов - бжу):
: 1.5 г. (~6 кКал)
: 0 г. (~0 кКал)
: 5 г. (~20 кКал)
Энергетическое соотношение (б|ж|у): 24%|0%|81%
