124853 (Использование сухих водорослей при производстве пива специального), страница 2

У водорослей выделяют несколько основных типов организации таллома:

1. Амёбоидный (ризоподиальный)

Одноклеточные организмы, лишённые твёрдой клеточной оболочки и вследствие этого, не способные сохранять постоянную форму тела. Благодаря отсутствию клеточной стенки и наличию особых внутриклеточных структур клетка способна к ползающему движению посредством псевдоподий или ризоподий. Для некоторых видов характерно образование многоядерного плазмодия путём слияния нескольких амёбоидных клеток. Амёбоидное строение могут вторично приобретать некоторые монадные форму путём отбрасывания или втягивания жгутиков.

2. Монадный.

Одноклеточные водоросли, имеющие постоянную форму тела, жгутик(и), часто стигму, а пресноводные - сократительную вакуоль. Клетки активно двигаются в вегетативном состоянии. Часто встречается объединение нескольких монадных клеток в колонию, окружённую общей слизью, в некоторых случаях даже соединяясь между собой посредством плазмодесм. У высокоорганизованных форм с многоклеточным талломом часто имеются расселительные стадии - зооспоры и гаметы, имеющие монадную структуру.

3. Коккоидный.

Одноклеточные, лишённые каких-либо органоидов передвижения и сохраняющие постоянную форму тела в вегетативном состоянии клетки. Чаще всего имеется утолщённая клеточная стенка или панцирь, могут быть различные выросты, поры и пр. для облегчения парения в толще воды. Многим водорослям с данной структурой свойственно образование колоний. Некоторые диатомеи и десмидиевые способны к активному передвижению путём выделения слизи.

4. Пальмеллоидный.

Постоянное, достаточно крупное, как правило, прикреплённое к субстрату, образование из нескольких коккоидных клеток, погружённых в общую слизистую массу. Клетки непосредственно между собой не объединяются - отсутствуют плазмодесмы. Временную стадию жизненного цикла с аналогичной морфологией называют пальмеллевидным состоянием. В такое состояние могут переходить многие монадные и коккоидные водоросли при наступлении неблагоприятных условий, образующиеся при этом пальмеллевидные образования, как правило, мелкие и не имеют постоянной формы.

5. Нитчатый (трихальный).

Клетки соединены в нить, простую или разветвлённую. Нити могут свободно плавать в толще воды, прикрепляться к субстрату, либо объединяться в колонию. Вегетативно нитчатые водоросли размножаются обычно распадом нити на отдельные фрагменты. Рост нитей может идти четырьмя путями: диффузным - делятся все клетки нити, интеркалярным - зона роста расположена в середине нити, апикальным - делением конечных клеток, и базальным - делением клеток у основания таллома. Клетки в нити не имеют жгутиков и могут быть связаны между собой плазмодесмами.

6. Разнонитчатый (гетеротрихальный).

Есть две системы нитей: стелющиеся по субстрату горизонтальные и отходящие от них вертикальные. Горизонтальные нити тесно смыкаются, либо могут сливаться в псевдопаренхиматозную пластинку и выполняют, в основном, опорную функцию и функцию вегетативного размножения, вертикальные нити - преимущественно ассимиляторную функцию. Иногда может наблюдаться редукция, либо чрезмерное развитие тех или иных нитей, приводящее к вторичной утрате или нарушению характерных черт гетеротрихального строения (при редукции вертикальных нитей, например, таллом может представлять собой простую однослойную пластинку, полностью прикреплённую к субстрату.

7. Пластинчатая.

Многоклеточные талломы в форме пластинок из одного, двух или нескольких слоёв клеток. Возникают при продольном делении клеток, составляющих нить. Число слоёв зависит от характера образования перегородок при делении клеток. Иногда слои могут расходиться, и таллом тогда приобретает трубчатую форму (полый внутри), стенки при этом становятся однослойными.

8. Сифональный (неклеточный).

Отсутствуют клеточные перегородки, в результате чего таллом, часто крупный и внешне дифференцированный, формально представляет собой одну клетку с большим количеством ядер.

9. Сифонокладальный.

Таллом представлен многоядерными клетками, соединёнными в нитчатые или иной формы многоклеточные талломы (Siphonocladales).

10. Харофитный (членисто-мутовчатый).

Свойственна только харовым водорослям. Таллом крупный, многоклеточный, состоит из главного побега с ветвями и отходящими от него, иногда ветвящимися, членистыми боковыми побегами. Боковые побеги отходят от главного в области узлов, часть побега между узлами состоит, как правило, из одной крупной клетки и называется междоузлием.

У части сине-зелёных, зелёных и красных водорослей в слоевище откладываются соединения кальция, и оно становится твёрдым. Водоросли лишены корней и поглощают нужные им вещества из воды всей поверхностью. Крупные донные водоросли имеют органы прикрепления - подошву (уплощённое расширение в основании) или ризоиды (разветвлённые выросты). У некоторых водорослей побеги стелются по дну и дают новые слоевища.

Размножение и циклы развития.

Размножение водорослей - вегетативное, бесполое и половое. Многие одноклеточные водоросли размножаются делением на две части. Крупные водоросли размножаются вегетативно - частями слоевища или при помощи специальных почек (сфацеляриевые). Некоторые многоклеточные водоросли не имеют полового размножения, у большинства же образуются споры и гаметы либо в обычных клетках (зелёные водоросли, часть красных), либо в особых образованиях - спорангиях и гаметангиях (бурые водоросли); споры и гаметы бывают неподвижными (красные, конъюгаты) или подвижными - со жгутиками. У водорослей наблюдаются все формы полового процесса: изогамия, гетерогамия, оогамия и конъюгация (слияние протопластов двух вегетативных клеток). Образующаяся в результате полового процесса зигота делится сразу или после периода покоя. Одновременно в ней может происходить мейоз. У примитивных водорослей одна и та же особь даёт гаметы или споры в зависимости от внешних условий. У других водорослей функции бесполого и полового размножения выполняют разные особи (спорофиты и гаметофиты); они могут произрастать одновременно в одинаковых условиях (фурцелярия); одновременно, но в разных местообитаниях (бангиевые); в одних и тех же местообитаниях, но в разные сезоны. У ряда водорослей происходит строгое чередование гаметофита и спорофита, которое принято называть "чередованием поколений". При этом у высших водорослей зигота или прорастает на гаметофите, на нём же вырастает и спорофит (ламинариевые), а гаметофит отмирает, или спора, не отделяясь от спорофита, прорастает в гаметофит, который развивается на спорофите (фукусовые).

Экологические группы водорослей.

Мелкие свободноплавающие водоросли входят в состав планктона и, развиваясь в больших количествах, вызывают "цветение" (окрашивание) воды. Бентосные водоросли прикрепляются ко дну водоёма или к другим водорослям. Есть водоросли, внедряющиеся в раковины и известняк (сверлящие); встречаются (среди красных) и паразитические. Крупные морские водоросли, главным образом бурые, образуют нередко целые подводные леса. Большинство водорослей обитает от поверхности воды до глубины 20-40 м, единичные виды (из красных и бурых) при хорошей прозрачности воды опускаются до 200 м. Водоросли нередко в большом количестве живут на поверхности и в верхних слоях почвы, одни из них усваивают атмосферный азот, другие приспособились к жизни на коре деревьев, заборах, стенах домов, скалах. Микроскопические водоросли вызывают красное или жёлтое "окрашивание" снега высоко в горах и в полярных районах. Некоторые водоросли вступают в симбиотические отношения с грибами (лишайники) и животными.

Сожительство водорослей с другими организмами.

Систематика.

Водоросли - крайне гетерогенная группа организмов, насчитывающая около 100 тысяч (а по некоторым данным до 100 тыс. видов только в составе отдела диатомовых) видов. На основании различий в наборе пигментов, структуре хроматофора, особенностей морфологии и биохимии (состав клеточных оболочек, типы запасных питательных веществ) большинством отечественных систематиков выделяется 11 отделов водорослей:

Надцарство Доядерные (лат.  Prokaryota)

Царство Бактерии (лат.  Bacteria)

Подцарство (лат.  Cyanobionta)

Отдел Сине-зелёные водоросли (лат.  Cyanobacteria)

Надцарство Ядерные (лат.  Eukaryota)

Царство Растения (лат.  Plantae)

Подцарство Водоросли (лат.  Phycobionta)

Отдел Зелёные водоросли (лат.  Chlorophyta)

Отдел Харовые водоросли (лат.  Charophyta)

Отдел Эвгленовые водоросли (лат.  Euglenophyta)

Отдел Золотистые водоросли (лат.  Chrysophyta)

Отдел Жёлто-зелёные водоросли (лат.  Xanthophyta)

Отдел Диатомовые водоросли (лат.  Bacillariophyta)

Отдел Динофитовые водоросли (лат.  Dinophyta)

Отдел Криптофитовые водоросли (лат.  Cryptophyta)

Отдел Бурые водоросли (лат.  Phaeophyta)

Подцарство Багрянки (лат.  Rhodobionta)

Отдел Красные водоросли (лат.  Rhodophyta)

Роль в природе и жизни человека.

Роль в биогеоценозах.

Водоросли - главные производители органических веществ в водной среде. Около 80% всех органических веществ, ежегодно создающихся на земле, приходится на долю водорослей и других водных растений. Водоросли прямо или косвенно служат источником пищи для всех водных животных. Известны горные породы (диатомиты, горючие сланцы, часть известняков), возникшие в результате жизнедеятельности водорослей в прошлые геологические эпохи. Водоросли участвуют в образовании лечебных грязей.

Пищевое применение.

Некоторые, в основном морские, употребляются в пищу (морская капуста, порфира, ульва). В приморских районах водоросли идут на корм скоту и удобрение. В ряде стран водоросли культивируют для получения большого количества биомассы, идущей на корм скоту и используемой в пищевой промышленности.

Съедобные водоросли - богатый минеральными веществами, особенно йодом, продукт - используются в восточноазиатских кухнях. Одно из самых популярных блюд с водорослями - суши.

агар-агар - используется как желирующее вещество

вакаме

морская капуста (ламинария)

комбу

нори

порфира

ульва

хидзик

Водоочистка.

Многие водоросли - важный компонент процесса биологической очистки сточных вод.

В фармацевтической промышленности.

Из водорослей получают: студне - и слизеобразующие вещества - агар-агар (анфельция, гелидиум), агароиды (филлофора, грацилярия), карраген (хондрус, гигартина, фурцелярия), альгинаты (ламинариевые и фукусовые), кормовую муку, содержащую микроэлементы и йод.

Биотопливо.

Из-за высокой скорости размножения водоросли нашли применение для получения биомассы на топливо.

Водоросли широко применяют в экспериментальных исследованиях для решения проблем фотосинтеза и выяснения роли ядра и других компонентов клетки.

Использование водорослей в мире

Водоросли имеют фундаментальное значение как источник пищи почти для всех водных организмов в эксплуатируемых водных системах, включая рыбу и моллюсков. Макроводоросли давно уже используются человеком. Структурные углеводы морских макрофитов не усваиваются, но некоторые растворимые углеводы включаются в обмен. Содержание белка в съедобных морских водорослях может составлять до 20-25% сухой массы.

Морские водоросли используются как корм для животных. Водоросли собирают, сушат, измельчают в муку, которую применяют в виде добавок к кормам. В основном используют бурые водоросли - Laminaria, Ascophyllum.

Морские водоросли издавна использовались для получения иода и соды. В настоящее время наиболее важными экстрактами из водорослей, используемые в индустриальном масштабе - альгинаты, агар и каррагинан, которые находят разнообразное применение.

Морские водоросли, выброшенные прибоем на берег, издавна использовались в качестве удобрения на всех побережьях с сельскохозяйственными угодьями.

Зеленые водоросли используют в пищу, для очистки сточных вод, в качестве удобрений и корма (Ulva) при выращивании моллюска морское ушко в Японии.

Наиболее обещающими применениями морских макроводорослей является их использование в качестве фармацевтических препаратов. [6]

Таблица. Использование морских водорослей в мире

Талассотерапия. В 1967 г. французский доктор Bonnardiere придумал новое слово - "талассотерапия" (от греческого thalassa или море). Эти приемы использовались в Европе в течение веков. Талассотерапия включает диету из морской пищи и морских водорослей для уменьшения тучности, питье морской воды, купание в горячей морской воде (38,5°С), купание в морской воде, в которой суспендированы бурые водоросли в виде муки, массаж с мукой из келпа и морской водой, плавание в морской воде, претерпевая механические и физические воздействия на мышцы, прикладывание припарок с донной грязью или радиоактивным донным илом, песчаные ванны на берегу и солнечные ванны. Не все из этих применений имеют медико-научное доказательство, но по-видимому, обычаи (и привычки) придают им достоверность (Arasaki, Arasaki, 1983). Во многих европейских странах с помощью такой терапии лечат такие недуги как ревматизм, падагру, невралгию, астму, раны, экземы, геморроид, скрофулез, неврозы, заболевания, связанные со стрессом и старением, восстановление работоспособности (Arasaki, Arasaki, 1983; De Roeck-Holtzhauer, 1991).