Красные водоросли, или багрянки

Глава 6. Низшие растения, или Водоросли

Водоросли — большая сборная группа фотосинтезирующих, преимущественно водных, автотрофных эукариотических растений. К водорослям традиционно относят и цианобактерии (сине-зеленые водоросли), являющиеся прокариотическими организмами, так как особенности их экологии и невозможность получения штаммов некоторых сине-зеленых водорослей в культуре, не позволяют полностью отлучить их от сборной группы "водоросли".

Для большинства водорослей характерно:

© клетки большинства водорослей имеют клеточную стенку, образованную целлюлозой или пектином (только у примитивных подвижных одноклеточных и колониальных водорослей, у зооспор и гамет клетки ограничены лишь плазмалеммой);

© протопласт клеток состоит из цитоплазмы, одного или нескольких ядер и хроматофоров (пластид), содержащих хлорофилл и другие пигменты; в хроматофорах имеются особые образования — пиреноиды — белковые тельца, вокруг которых накапливается крахмал, образующийся в процессе фотосинтеза; вакуоли, как правило, хорошо развиты; иногда (особенно в подвижных клетках) имеются особые сократительные вакуоли; большинство подвижных водорослей имеют светочувствительное образование — глазок, или стигму, благодаря которому водоросли обладают фототаксисом (способностью к активному движению по направлению к свету); подвижные клетки имеют жгутики (преобладают двужгутиковые формы);

¨ фрагментации таллома;

¨ деления клеток одноклеточных водорослей;

¨ у колониальных — распада колоний.

Настоящее бесполое размножение водорослей осуществляется с помощью зооспор или спор.

Половое размножение происходит путем образования множества специализированных половых клеток — гамет — с их последующей копуляцией (слиянием), что представляет собой половой процесс. В результате слияния образуется зигота, которая покрывается толстой защитной оболочкой. После периода покоя (реже сразу же) зигота прорастает в новую особь, образующуюся в основном путем мейотического деления. Этим завершается половое размножение. Формы полового процесса водорослей: изогамия, гетерогамия, оогамия.

Для некоторых водорослей половой процесс осуществляется в форме конъюгации. У высокоорганизованных водорослей гаметы развиваются в специальных органах полового размножения: яйцеклетки — в оогониях, сперматозоиды — в антеридиях.

Споры и гаметы могут развиваться в клетках как одной и той же особи, так и разных.

Обычно водоросли подразделяют на несколько отделов: красные (выделяемые в самостоятельное подцарство Багрянки), бурые, зеленые, золотистые, желто-зеленые, диатомовые, харовые и эвгленовые водоросли (образуют подцарство Настоящие водоросли).

Одно из подцарств царства Растения. Насчитывает более 600 родов, около 3800 видов. По количеству видов багрянки превосходят всех остальных прочих многоклеточных морских водорослей. Основная масса багрянок— морские водоросли, ведущие прикрепленный образ жизни. Распространены, в основном, в тропической и субтропической, реже умеренной, климатических зонах. Лишь незначительное количество видов (около 5 %) обитают в пресных водах и на почве. Многие багрянки — обитатели больших глубинах (один из видов багрянок был обнаружен на глубине 268 м при освещенности 0,0005 % полного дневного света).

Среди багрянок встречаются как одноклеточные, так и многоклеточные нитчатые и пластинчатые водоросли. Однако большинство красных водорослей имеет таллом, образованный плотным переплетением одной или многих нитей, которые удерживаются вместе слизистым матриксом и прикреплены к субстрату с помощью ризоидов (рис. 58).

Окраска красных водорослей разнообразна: от ярко-красной до голубовато-зеленой и желтой. Она определяется различным количественным содержанием пигментов: хлорофиллы а, b и d, каротиноиды и фикобиллины — красный (фикоэритрин) и синие (фикоцианин и аллофикоцианин). Причем окраска водорослей одного и того же вида может быть различной на разной глубине. Пигменты сосредоточены в хроматофорах, имеющих вид зерен или пластинок, пиреноидов нет.

Клеточная стенка — пектиново-целлюлозная, способная к сильному ослизнению, в результате чего у некоторых водорослей весь таллом приобретает слизистую консистенцию. В стенках может откладываться известь.

Продуктом ассимиляции является багрянковый крахмал, откладывающийся в цитоплазме. В отличие от обычного крахмала при окрашивании йодом он приобретает буро-красный цвет.

Для багрянок характерны все виды размножения — бесполое, вегетативное, половое. Бесполое размножение с помощью гаплоидных безжгутиковых спор, развивающихся в спорангиях. Вегетативное размножение частями таллома характерно лишь для низкоорганизованных багрянок. Участки таллома высших багрянок погибают.

Для багрянок характерен оогамный половой процесс. На гаметофите образуются неподвижные мужские и женские гаметы. Большинство багрянок - двудомные растения. Зрелые спермации (неподвижные мужские гаметы) выходят из антеридиев и токами воды переносятся к женский орган полового размножения — карпогону. Содержимое спермация проникает в брюшко карпогона, где сливается с яйцеклеткой. Зигота без периода покоя делится митозом и образует диплоидные карпоспоры, из которых развивается диплоидный таллом. На нем в результате мейоза развиваются тетраспоры, дающие начало гаплоидному таллому. На гаплоидной талломе вновь образуются половые органы багрянок. Гаметофит и спорофит по внешнему виду неразличимы.

Рис. 58. Формы таллома багрянок.

Багрянки имеют большое практическое значение. Из них получают агар-агар, использующийся в кондитерской и микробиологической промышленности, многие из них являются сырьем для получения клея. Из золы багрянок получают йод и бром. Некоторые красные водоросли используются на корм скоту и даже используется в пищу человеком.