ВОДОРОСТІ

ТЕМА 4 РІЗНОМАНІТНІСТЬ РОСЛИН

§41. ВОДОРОСТІ

Пригадайте, що таке хлоропласти. Яка функція хлоропластів? Які бувають середовища життя рослин?

Рослини надзвичайно різноманітні. Залежно від будови їх ділять на дві великі групи – водорості та вищі рослини. Тіло деяких водоростей може складатися з однієї клітини (пригадайте будову хламідомонади та хлорели). Тіло багатоклітинних водоростей не має складної тканинної будови, коренів, стебла, листків (пригадайте будову ульви).

У вищих рослин тіло почленоване на вегетативні органи,

що побудовані з різних тканин.

Які ознаки притаманні водоростям? Спільна ознака різних представників водоростей – наявність у їхніх клітинах хлоропластів із хлорофілом. Отже, ці рослини, так само як і вищі, здатні до фотосинтезу. Крім хлорофілу, хлоропласти водоростей часто можуть містити й інші пігменти. Це надає їм червоного, бурого або жовто-зеленого забарвлення.

Усі необхідні поживні речовини та вуглекислий газ водорості вбирають з води через поверхню тіла. Так само у воду виділяють непотрібні їм речовини.

Водорості трапляються як у прісних, так і в солоних водоймах. Одні з них плавають на поверхні

води, інші мешкають у її товщі або прикріплені до дна. Є види водоростей, якими обростають різноманітні предмети, розташовані у воді: підводні частини скель, дена кораблів тощо.

Водорості можуть жити лише в тих шарах води, куди надходить світло: інакше фотосинтез не відбувається. На суходолі вони здатні оселятися лише на зволожених ділянках: на корі дерев, у розколинах скель, у верхніх шарах грунту.

Які особливості властиві зеленим водоростям? Ви вже ознайомилися з такими представниками зелених водоростей, як хламідомонад да, хлорела, вольвокс, ульва.

Улотрикс поширений переважно в солоних водоймах, але трапляється й у прісних. Його клітини розташовані в один ряд і утворюють нитку завдовжки до 10 см (мал. 165, 1). Кожна з клітин містить ядро та один хлоропласт, що має вигляд незамкненого кільця, а також вакуолю з клітинним соком. Біля основи нитки улотрикса є безбарвна клітина, за допомогою якої ця водорість кріпиться до поверхонь. Розмножується улотрикс нестатево (уривками нитки або за участі чотириджгутикових спор) та статевим способом (за участі дводжгутикових статевих клітин).

До нитчастих водоростей належить також спірогіра (мал. 165, 2). Ця водорість поширена в стоячих або з повільною течією прісних водоймах. Вона може утворювати значні маси яскраво-зеленого ослизлого жабуриння. Її клітини здебільшого видовжені, так само, як і в улотрикса, розташовані в один ряд. У клітинах спірогіри містяться спірально закручені стрічкоподібні хлоропласти (їх може бути від 1 до 4). Більшу частину об’єму клітини займає вакуоля з клітинним соком. Розмножується ця водорість уривками нитки. Спірогіра статевих клітин не утворює, проте її клітини можуть обмінюватися спадковою інформацією через тимчасові цитоплазматичні містки.

Мал. 165. Багатоклітинні зелені водорості: 1 – улотрикс; 2 – спірогіра; 3 – хара

Складнішу будову має хара (мал. 165, 3). Живе ця водорість у прісній і солоній воді. Зовні її тіло нагадує кущики вищих рослин: вона має “стебельце”, від якого відходять розташовані кільчасто бічні відростки – “листочки”. До поверхонь хара кріпиться за допомогою ризоїдів, які нагадують корені. Цікаво, що у хари формуються спеціальні структури, у яких утворюються статеві клітини.

Дослідимо будову зеленої нитчастої водорості спірогіри, виконавши лабораторне дослідження.

Доведемо на практиці

ЛАБОРАТОРНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ

БУДОВА ЗЕЛЕНИХ НИТЧАСТИХ ВОДОРОСТЕЙ

Обладнання, матеріали та об’єкти дослідження: живі або фіксовані нитки спірогіри, мікроскоп, предметні та накривні скельця, піпетка, фільтрувальний папір, розчин йодиду калію світло-жовтого кольору, таблиці.

Хід роботи

1. Приготуйте тимчасовий мікропрепарат із частини нитки спірогіри.

2. Прикладіть до краю накривного скельця шматок фільтрувального паперу й відтягніть ним воду з препарату. Водночас з іншого боку скельця піпеткою введіть краплину розчину йодиду калію.

3. Спочатку за малого, а потім за великого збільшення мікроскопа розгляньте окремі клітини спірогіри. Знайдіть спірально закручені стрічки хлоропластів та ядро, розташоване в центрі клітини.

4. На прикладі хламідомонади та спірогіри порівняйте особливості будови одноклітинних та багатоклітинних водоростей.

Які риси притаманні діатомовим водоростям? Діатомові водорості –

Мікроскопічні одноклітинні чи колоніальні організми, поширені по всій земній кулі. Вони мають своєрідну будову клітинної оболонки, що нагадує панцир (мал. 166) (пригадайте, ми розглядали мікропрепарат діатомової водорості під час виконання практичної роботи 1). Він складається з двох половинок, що вкладаються одна в одну та містять сполуки Силіцію. Панцирі діатомових водоростей мають мікроскопічні отвори, крізь які здійснюється обмін речовин клітини із зовнішнім середовищем.

Мал. 166. Різноманітні діатомові водорості

Розмножуються діатомові водорості статевим способом і поділом клітини навпіл. Їхні панцири після відмирання клітин осідають на дно. Упродовж десятків мільйонів років з решток цих організмів утворювалися осадові породи – діатоміти.

! Цікаво знати, що ці осадові породи людина використовує для виробництва вибухівки – динаміту, а також як фільтри в нафтохімічній та харчовій промисловості, будівельний тепло – та звукоізолюючий матеріал тощо.

Які особливості властиві бурим водоростям? На відміну від зелених і діатомових водоростей, усі бурі водорості – багатоклітинні. Їхнє тіло забарвлено в жовто-бурий колір, адже в їхніх хлоропластах, крім хлорофілу, є значна кількість інших пігментів коричневого та жовтого кольорів. Ці рослини мають найскладнішу будову з усіх водоростей. У деяких з них клітини зібрані у групи, які нагадують тканини вищих рослин. У клітинах бурих водоростей відкладається не крохмаль, як у зелених, а інший вуглевод – ламінарин.

Бурі водорості розмножуються нестатево (рухомими спорами) та статевим способом. Можливе відокремлення ділянок пластинки.

Найвідоміша бура водорість – ламінарія, або морська капуста (мал. 167). До поверхні каменів і каменистого дна ламінарія кріпиться міцними розгалуженими ризоїдами. Вони відростають від нижньої частини тіла – “стовбурця”, що зовні схожий на черешок листка. “Стовбурець” розширюється у видовжену (до 3-4 м завдовжки) буро-зелену “листкову” пластинку.

Ламінарія містить багато поживних і корисних речовин. Наприклад, Йоду в ній у 30 000 разів більше, ніж у морській воді, Фосфору – у 500, Феруму – у 400, Купруму – у 300 разів. Значний уміст також й інших корисних для людини хімічних елементів, вітамінів.

Чим характеризуються червоні водорості? Червоні водорості – здебільшого багатоклітинні організми (мал. 168). Окрім хлорофілу, їхні клітини містять червоні та жовті пігменти, поєднання яких зумовлюють різноманітні забарвлення тіла – від темно-червоного до жовтого чи блакитно-зеленого. Червоні пігменти дають змогу водоростям уловлювати слабке світло на глибинах до 200-250 м. Це найбільші глибини, на яких можуть мешкати водорості. Розмножуються статевим та нестатевим способами. Запасають червоні водорості особливий багрянковий крохмаль – речовину, за хімічною будовою подібну до вуглеводу, що запасається в клітинах тварин і грибів.

Мал. 167. Бура водорість

Ламінарія: 1 – ризоїди; 2 – “стовбурець”; 3 – “листкова” пластинка

Мал. 168. Червоні водорості: 1 – порфіра; 2 – філофора

У Чорному морі поширені червоні водорості філофора, церамія, кораліна. Їстівною є червона водорість порфіра, яку в народі ще називають червоним морським салатом. Відомі ласощі – пастилу та мармелад – готують на основі драглистої речовини, яку добувають із червоних водоростей.

Яка роль водоростей у природі і житті людини? Якщо на суходолі провідна роль у створенні органічної речовини належить вищим рослинам, то в морях та океанах цю функцію здійснюють здебільшого водорості. У Світовому океані їхня маса становить приблизно 2 х 1011 тонн, або близько 10 % маси всіх рослин нашої планети. Водоростями живляться багато водних тварин. У процесі фотосинтезу водорості виділяють кисень, насичуючи ним товщу води та повітря над водоймами.

Водорості у складі грунту виділяють у навколишнє середовище кисень. З їхніх відмерлих решток утворюється органічна речовина грунту, що підвищує його родючість. Тому масове розмноження грунтових водоростей – “цвітіння” грунту, яке спостерігають найчастіше навесні або восени, вважають прикметою доброго врожаю.

Пригадайте, хламідомонада здатна вбирати розчини органічних речовин. Цю властивість людина використовує для очищення забруднених вод.

! Цікаво знати, що біологічний метод очищення забруднених вод полягає в тому, що стічні води підприємств, каналізації тощо відстоюють у послідовно сполучених між собою водоймах. У кожній з них певні організми, серед яких різні види водоростей та бактерій, вилучають з води шкідливі речовини. Відмерлі водорості опускаються на дно водойм, де утворюють органічний мул, який потім використовують як добриво.

Водорості слугують сировиною для виготовлення ліків і біологічно активних добавок. З водоростей, переважно бурих і червоних, добувають різні органічні речовини, барвники, клейкі речовини тощо.

3 бурих водоростей виготовляють захисні плівки, якими вкривають різні документи та продукти.

УЗАГАЛЬНИМО ЗНАННЯ

– Відомі різні групи водоростей: зелені, діатомові, бурі, червоні та інші. Зелені водорості є одноклітинні, колоніальні та багатоклітинні. Діатомові водорості утворюють панцир із двох стулок. Бурі та червоні водорості, крім хлорофілу, мають інші пігменти, що дає їм можливість мешкати на більших глибинах.

– Водорості виробляють величезну масу органічної речовини, збагачують воду та повітря киснем, слугують основою живлення для багатьох водяних і грунтових тварин. Водорості людина вживає в їжу, використовує як корм для худоби, органічне добриво та сировину для вироблення різних хімічних речовин та лікарських препаратів. Вони беруть участь в утворенні осадових порід та грунтоутворенні.

Поповніть свій біологічний словник: водорості та вищі рослини, тіло, зелені, діатомові, бурі та червоні водорості.

ПЕРЕВІРТЕ ЗДОБУТІ ЗНАННЯ

Виберіть одну правильну відповідь

1. Зазначте групу водоростей, до якої належать виключно багатоклітинні види: а) зелені; б) діатомові; в) бурі; г) червоні.

2. Зазначте групу водоростей, представники якої здатні мешкати на найбільших глибинах: а) зелені; б) бурі; в) червоні; г) діатомові.

Дайте відповідь на запитання

1. Яке значення водоростей у природі?

2. Які осадові породи утворюють рештки діатомових водоростей?

3. У чому цінність водоростей як їжі для людини? Які види водоростей людина споживає в їжу?

4. У чому полягає роль водоростей у грунтоутворенні?

Поміркуйте. Чому водорості не трапляються на глибинах понад 265 м?