Настоящие (низшие, слоевцовые, талломные) водные растения. Общая характеристика.

Настоящие водные растения, часто называемые водорослями, относятся к двум подцарствам Царства растений – подцарству Багрянок и подцарству Настоящих водорослей.

Это первично-водные растения, т.е. растения, первичной и единственной средой обитания которых является водная среда. Они не имеют приспособлений для обитания на суше и, оказавшись там, погибают.

Отличаются упрощенным внутренним и внешним строением - нет тканей, нет настоящих вегетативных органов (стеблей, корней, листьев). По этой причине часто называются низшими растениями.

Приспособления к обитанию в водной среде с её особыми свойствами (высокая плотность и связанная с этим невесомость водорослей, потребление необходимых для жизни питательных веществ и газов всей поверхностью тела и т.д.) делают тело водорослей абсолютно непохожим на тело любого наземного растения. Это отличие подчеркивается и названием, которое дается телу водорослей – таллом или слоевище.

Известно около 50 тысяч видов различных водорослей. Среди них встречаются микроскопические одноклеточные формы и крупные многоклеточные, водоросли, обитающие в пресных и морских водоемах, приспособленные для парения в толще воды и к обитанию на грунте (в прикрепленном состоянии). Водоросли могут иметь самую различную окраску – от разных оттенков зеленого цвета до ярких оттенков красного, оранжевого, синего и, даже, насыщенного черного цвета. Среди них есть подвижные формы.

РАЗВИТИЕ. Развитие многих водорослей достаточно сложно и включает последовательную смену ядерных фаз (гаплоид и диплоид) и поколений (полового и бесполого), крупных и мелких форм. Мелкие формы очень часто подвижны.

ЗНАЧЕНИЕ. Есть мнения, в соответствие с которыми на долю водорослей приходится от 60 до 80% всего кислорода Земли, производимого биогенным путем, и первичной продукции, создаваемой на нашей планете. Кислород, содержащийся в воде, в своей основе является продукцией водорослей, и лишь малая часть его поступает из атмосферы. Водоросли являются основой всех трофических цепей в Мировом океане и первоосновой для формирования промысловых запасов всех используемых человеком морепродуктов.

ПИТАНИЕ водорослей. Водоросли – автотрофы и продуценты. Однако кроме автотрофного питания (за счет неорганических соединений) и самостоятельного производства органических соединений (продуценты) часть водорослей способна и к гетеротрофному питанию (за счет готовых органических соединений). Таким образом, эти водоросли выступают не только как важные продуценты, но и как активные «санитары» загрязненных вод и водоемов.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СВЕТА. Во многих случаях водоросли используют попадающий в водоем свет значительно более эффективно, чем вторично-водные (высшие) растения. Делают они это за счет значительно более широкого набора используемых пигментов и утилизации света всех участков видимого спектра солнечных лучей. Поэтому, в условиях жесткой конкуренции за свет в водных экосистемах чаще всего в выигрыше оказываются именно низшие растения (водоросли), а сама экосистема функционирует по принципу «или-или» (или низшие, или высшие растения). Пример – аквариумные экосистемы, в которых аквариум может пребывать либо в чистом состоянии, т.е. с чистой водой и хорошо произрастающими высшими водными растениями, или «грязном», т.е. в состоянии активного «цветения» за счет низших растений-водорослей). Полное преобладание высших водных растений с подавлением цветения водорослей в природе часто наблюдается в прибрежных участках пресноводных водоемов. И, наоборот, преобладание водорослевых форм растительности можно наблюдать в открытых участках водоемов.

Раньше к числу низших растений относили 14 отделов:

Отдел БАКТЕРИИ ( Bacteriophyta)

Отдел СИНЕ-ЗЕЛЕНЫЕ « водоросли» (Cyanophyta)

Отдел КРАСНЫЕ водоросли (Rhodophyta)

Отдел ПИРОФИТОВЫЕ водоросли (Pyrrophyta)

Отдел ЗОЛОТИСТЫЕ водоросли (Chrysophyta)

Отдел БУРЫЕ водоросли (Phaeophyta)

Отдел ДИАТОМОВЫЕ водоросли (Baccilariaphyta)

Отдел ЭВГЛЕНОВЫЕ водоросли (Euglenophyta)

Отдел ЖЕЛТО-ЗЕЛЕНЫЕ водоросли (Xanthophyta)

Отдел ХАРОВЫЕ водоросли (Charophyta)

Отдел ЗЕЛЕНЫЕ водоросли (Chlorophyta)

Отдел СЛИЗЕВИКИ (Myxophyta)

Отдел ГРИБЫ (Mycophyta)

Отдел ЛИШАЙНИКИ (Lichenophyta)

В настоящее время часть вышеперечисленных отделов (выделены наклонным шрифтом и подчеркиванием) относят к другим царствам живого мира, а истинными низшими растениями (водорослями) продолжают считать представителей лишь 9 оставшихся отделов. Именно они далее будут рассмотрены подробно.

2.2. Экологические группы водорослей (фитопланктон, фитобентос). Представители.

По зоне обитания водоросли делятся на две большие группы – фитопланктон и фитобентос.

Фитопланктон – включает все виды водорослей, обитающие в толще воды и передвигающиеся за счет течений и, в меньшей степени, за счет своей собственной подвижности. По большей части представлен микроскопическими одноклеточными формами. Иногда – небольшими (по числу клеток или по размерам) колониями.

Входящие в состав фитопланктона водоросли обладают самыми различными приспособлениями к парению в толще воды. Помимо увеличения относительной поверхности растений за счет очень маленьких размеров в число этих приспособлений входит образование разнообразных, иногда очень значительных выростов, удлинение и уплощение тела, накопление в протоплазме различных жиров, обводнение тела, образование мощных слизистых тел

вокруг клетки или клеток, поддержание плавучести за счет образования газовых вакуолей (сине-зеленые «водоросли»).

В состав фитопланктона входят представители самых разных групп водорослей. Их соотношение зависит от многих факторов – степени солености вод (пресные или морские водоемы), соотношения минеральных элементов в воде, времени года (весна, лето, осень, зима), температуры воды, степени загрязненности водоема органическими соединениями и т.д.

В пресных, относительно чистых водоемах в летнее время при умеренных температурах преобладающими группами фитопланктона могут являться зеленые протококковые водоросли, при несколько более низких температурах – диатомовые, в холодное время года - золотистые.

В прудах рыбоводных хозяйств, при высокой степени эвтрофности (органической нагрузке) и высоком фоне температур, может наблюдаться «цветение» воды за счет сине-зеленыхводорослей.

В сильно загрязненных сточных водах – преобладание пирофитовых и эвгленовых водорослей.

В морях умеренных и высоких широт при относительно невысоких температурах в фитопланктоне обычно преобладают диатомовые водоросли, в зонах более высоких температур – в массовых количествах могут развиваться кокколитофориды и силикофлагелляты (из отдела золотистых водорослей), пирофитовые, сине-зеленые и другие микроскопические водоросли.

Водные экосистемы на основе фитопланктона визуально характеризуются отсутствием растительности и абсолютным преобладанием животных, т.е. беспозвоночных, рыб и т.д. Такие экосистемы формируются в тех местах, где свет не достигает дна, или в тех местах, где по каким-либо причинам донная растительность не может формироваться, например, сложный грунт в виде подвижных песков, большое количество растительноядных рыб и т.д.

Водоросли, входящие в состав фитопланктона отличаются большой воспроизводительной способностью. У них самое большое соотношение между продукцией и биомассой взвешенных в толще воды водорослей (Р/В коэффициент более 200). Именно поэтому при кажущемся отсутствии растений в открытых водоемах они могут обеспечивать пищей и кислородом большое количество водных обитателей-животных.

Фитобентос – включает все виды водорослей обитающих в прикрепленном состоянии на дне, а также в составе различных пленок на подводных предметах.

Водоросли, входящие в состав фитобентоса, условно можно разделить на две группы: А. – крупные прикрепленные формы, образующие подводные заросли различной высоты и степени плотности; Б. – мелкие (часто микроскопические) формы, образующие тонкие пленочные покрытия

на любых подводных поверхностях.

Подводные заросли и мощные скопления в пресных водоемах могут образовывать харовые водоросли, различные формы зеленых нитчатых водорослей (кладофора, спирогира и др.), в ручьях - отдельные представители золотистых водорослей (гидрурус). В морских водоемах (в прибрежных участках) – отдельные виды зеленых водорослей (до глубин 5-10м), а также бурые (10-20м) и красные (до 60м) водоросли.

Пленочные водорослевые структуры чаще встречаются в пресных водоемах. Включают: диатомовые, желто-зеленые, золотистые, зеленые и сине-зеленые одноклеточные водоросли.

Продуктивность планктонных фитоценозов, как правило, меньше, чем донных.