Матеріали до практичного заняття № 4

Відділи Бурі, Червоні та Діатомові водорості. Характеристика будови та розмноження представників

Відділ Бурі водорості. Серед них можна спостерігати і мікроскопічні нитчасті організми, і гіганти, що сягають 30—50 м завдовжки (наприклад, макроцистіс). Бурих водоростей існує близько 1500 видів; це фітобентос переважно холодних морів та океанів усього світу, заселяють мілководдя, але зустрічаються і далеко від берегів. У Чорному морі біля берегів України трапляються такі бурі водорості, як диктіота, цистпозира. За зовнішнім виглядом бурі водорості можуть нагадувати кущики, гіллясті шнури. Крім хлорофілу вони містять пігмент фукоксантин (бурий).

Піреноїдів немає. Це найорганізованіший відділ водоростей. Талом у багатьох видів диференційований на різні тканини (асиміляційна, запаслива та механічна тканини з потовщеними стінками). Бурі водорості утворюють підводні “луки” та величезну кількість біомаси. Наприклад, це всім відома морська капуста, або ламінарія. Найскладніше організованими серед бурих водоростей є саргасуми. Ці багаторічні водорості живуть компактно в Атлантичному океані (Саргасове море). Саме тут нереститься вугор.

Вегетативне розмноження відбувається частинками талому; безстатеве — зооспорами, у деяких спорами особливої будови; статеве — сперматозоїдами та яйцеклітинами.

Таким чином, Бу́рі во́дорості (Phaeophyceae Kjellman) — велика група переважно морських, виключно багатоклітинних водоростей. На сьогодні цей клас налічує близько 2000 видів, що належать приблизно до 260 родів

Бурі водорості в переважній більшості належать до морських біотопів, їхні зарості трапляються у літоральній та субліторальнійзонах, до глибин 40—100 м. Представників класу Phaeophyceae можна побачити в усіх морях земної кулі, однак найбільша їхня концентрація — у приполярних та помірних широтах, де вони домінують на глибині від 6 до 15 м. Зазвичай бурі водорості ростуть прикріплено до скель та каміння різної величини, і лише в тихих місцях та на великій глибині вони можуть утримуватись на стулках молюсків або гравію.

Серед усього розмаїття бурих водоростей представники лише 4 родів Heribaudiella,Pleurocladia, Bodanella та Sphacelaria можуть траплятися у прісних водоймах. Деякі морські види можуть потрапляти до прибережних солонуватих вод, де нерідко є одним з основних компонентів флори солончакових боліт.

Представники групи відіграють важливу роль у морських екосистемах як одне з основних джерел органічної матерії, також їхні зарості створюють унікальне середовище існування для багатьох мешканців моря. Наприклад, представники роду Macrocystis, що можуть досягати 60 м завдовжки, формують великі підводні ліси біля узбереж Америки. Види роду Sargassum створюють навколишнє середовище тропічних вод Саргасового моря, найбільшого місця зростання бурих водоростей у тропіках. Багато видів, зокрема порядку Fucales, можна побачити в обростаннях підводних скель вздовж узбережжя.

За системою живого світу, що була запропонована S. Adl та колегами у 2005 році бурі водорості належать до царстваChromalveolata Adl et al., відділу Heterokontophyta Hoek, класу PhaeophyceaeKjellman.

За системою Adl та колег, царство Chromalveolata відображає окрему гілку розвитку евкаріотичних організмів, що відокремилась на дереві життя внаслідок виняткової ендосимбіотичної події між предковою фотосинтезуючою червоною водорістю тафаготрофним евкаріотом. Із подальшою еволюцією деякі лінії живих організмів у царстві Chromalveolata втратили пластиди, тоді як інші — вторинно набули.

Група Гетероконтів (синонімічна назва — Страменопіли) об’єднує як організми, здатні до фотосинтезу (наприклад діатомей), так і ті, що втратили пластиди та живлятьсягетеротрофно (зокрема це різні групи грибоподібних організмів). Усіх їх об’єднує наявність у монадних клітинах двох морфологічно різних джгутиків. Джгутик, спрямований уперед, — пірчастий, вкритий двома рядами специфічних тричленних волосків — ретронем. Спрямований назад джгутик має гладеньку поверхню. Також спільною ознакою для всіх страменопілів є наявність трубчастих крист у мітохондріях.

Окрім класу Phaeophyceae, до групи водоростей-гетероконтів належать такі класи водоростей: Chrysophyceae (золотисті), Eustigmatophyceae (евстигматові), Dictyochophyceae (силікофлагеляти), Bacillariophyceae (діатомеї), Raphidophyceae (хлоромонади), Xanthophyceae(жовто-зелені) та деякі інші.

Філогенія. Попри те що з початку XX ст. існувало розуміння бурих водоростей як цілісної, монофілетичної групи з однорідним пігментним складом, однаковими продуктами асиміляції та схожою будовою рухомих стадій, питання їхньої філогенії залишалось невирішеним. Порівнюючи джгутиковий апарат та пігментний склад бурих водоростей із золотистими, Шерффель, а також багато інших альгологів, висловлювались за філогенетичну спорідненість цих двох таксонів

Але вже наприкінці XX століття, завдяки молекулярно-біологічним методам аналізу ДНК, було встановлено, що бурі водорості найближче споріднені з групою жовто-зелених водоростей (клас Xanthophyceae). 1998 року Bailey з колегами також ґрунтуючись на молекулярних дослідженнях ДНК, описали новий невеликий клас водоростей-страменопілів — Phaeothamniophyceae — представники якого, імовірно, й є прямими предками бурих водоростей

Бурі водорості є порівняно молодою групою організмів. За різними даними, час їхнього виникнення — від 150^[7] до 200^[8] мільйонів років тому. З погляду еволюції, бурі водорості є унікальною групою живих організмів, оскільки вони належать до тієї невеликої кількості ліній розвитку евкаріотів, яким, незалежно від інших, вдалось розвинути справжній багатоклітинний план будови тіла.

За сучасною системою, ґрунтуючись на молекулярних, морфологічних, онтогенетичних критеріях, а також на основі відмінностей в ультраструктурній будові клітин, у класіPhaeophyceae виділяють 18 порядків

Порядок	Кількість видів
Ectocarpales Bessey	693
Fucales Bory de Saint-Vincent	524
Dictyotales Bory de Saint-Vincent	239
Laminariales Migula	130
Sphacelariales Migula	82
Ralfsiales Nakamura ex Lim & Kawai	54
Desmarestiales Setchell & Gardner	33
Sporochnales Sauvageau	29
Cutleriales Bessey	11
Tilopteridales Bessey	9
Scytothamnales Peters & Clayton	8
Onslowiales Draisma & Prud’homme van Reine	4
Syringodermatales Henry	4
Asterocladales Silberfeld et al.	3
Discosporangiales Schmidt	3
Ishigeales Cho & Boo	3
Ascoseirales Petrov	1
Nemodermatales Parente et al.	1

У межах класу представлено нитчастий, гетеротрихальний та справжній тканинний типи структур тіла водоростей. Усі бурі водорості, за винятком деяких видів родуSargassum, ведуть прикріплений спосіб життя. Органами прикріплення слугують ризоїди або спеціалізовані базальні диски.

У представників із нитчастою структурою тіла таломи утворено системою однорядних розгалужених ниток. Гетеротрихальні водорості мають вигляд досить товстих шнурів. Такі шнури мають одно- або багатоосьову будову. Серед бурих водоростей є представники з ефемерними, однорічними та багаторічними таломами. Значний вплив на тривалість існування талому мають екологічні фактори.

 

Desmarestia ligulata — бура водорість із трихоталічним типом росту талому.

Найрізноманітніша форма талому характерна для представників із тканинним типом будови тіла. Форма талому таких водоростей може бути шкіркоподібною, кулястою, мішкоподібною, пластинчастою, кущеподібною з ребристими листкоподібними пластинками. Таломи деяких представників можуть мати спеціальні повітряні пухирці — пневматофори, що утримують «гілки» у вертикальному положенні. У найпростіших випадках талом сформований двома тканинами: корою, що утворена дрібними забарвленими клітинами зхлоропластами, і серцевиною, яка складається з великих безбарвних клітин, котрі виконують провідну та запасаючу функцію.

У більш високоорганізованих представників талом утворений чотирма типами тканин: корою, меристодермою, проміжною тканиною та серцевиною. Меристодерма — це поверхнева тканина, що виконує захисну й репродуктивну функції. Її клітини зазвичай дрібні та здатні до активного поділу. У клітинах проміжної тканини накопичуються продукти асиміляції.

Для таломів бурих водоростей характерно 6 типів росту:

1.   Дифузний — більшість клітин рослинного організму здатні до поділу (напр. Ectocarpus, Petalonia).

2.   Верхівковий — до поділу здатні тільки клітини на верхівках талому (напр. Sphacelaria, Dictyota).

3.   Трихоталічний — клітини діляться, формуючи волоски над і під поверхнею талому (напр. Cutleria, Desmarestia).

4.   Промеристематичний  — апікальна клітина не здатна до поділу, але контролює поділ меристематичних клітин, розташованих під нею (напр. Fucus).

5.   Інтеркалярний — у таломі наявна меристематична зона, клітини якої ділячись, наростають вгору та вниз від неї (напр.Laminaria).

6.   Меристодерматичний — ріст забезпечується спеціалізованою поверхневою тканиною, клітини якої діляться паралельно та перпендикулярно поверхні талому (напр. Sargassum).

Клітинні покриви бурих водоростей утворено оболонками, які складаються з внутрішнього каркасного шару, утвореного мікрофібрилами целюлози, та зовнішнього аморфного, який містить здебільшого солі альгінової кислоти, пектинові речовини та білки. Солі альгінової кислоти — альгінати — у водних розчинах здатні до утвореннягелів.

Схематичне зображеннясперматозоїда E. siliculosus.
(af) передній джгутик; (c) хлоропласт; (e)вічко; (fh) ретронеми (присутні вздовж усього джгутика); (fs) базальне потовщення заднього джгутика; (g)комплекс Гольджі; (li) ліпідне включення; (m) мітохондрії; (mb) мікротільце; (mt)мікротрубочки; (n) ядро; (p) піреноїд; (pf) задній джгутик; (v1) фізоди; (v2) запасний продукт; (v3) везикули із будівельним матеріалом клітинної оболонки

Ще одним компонентом клітинних оболонок бурих водоростей є фукоїдани. За своєю хімічною природою вони є сульфатованимиполісахаридами складної будови. Основний мономер фукоїданів — етерифіковані сірчаною кислотою залишки α-L-фукози. Окрім неї до складу фукоїданів можуть також входити й інші моносахариди. Подібні полісахариди не трапляються в жодній іншій групі водоростей, однак схожі на них сполуки було виявлено у морських безхребетних (морських їжаках та голотуріях)^. Завдяки великій кількості альгінатів та пектинових речовин, клітинні оболонки бурих водоростей здатні сильно ослизнюватись та перебувати в колоїдному (гелеподібному) стані.

Клітини бурих водоростей одноядерні. Ядро має типову евкаріотичну будову, усередині нього наявне велике, добре помітне ядерце. Як і в багатьох інших класів водоростей-страменопілів, з якими споріднені бурі водорості, зовнішня оболонка ядра переходить у хлоропластний ендоплазматичний ретикулюм.

Хлоропласти дрібні, численні. Мають дископодібний вигляд. У більшості бурих водоростей піреноїди в хлоропластах дуже дрібні, майже непомітні в світловий мікроскоп. Пластиди бурих водоростей вторинно-симбіотичні, родофітного типу, оточені чотирмамембранами. Дві зовнішні утворюють хлоропластний ЕПР, дві внутрішні є власне мембранами пластиди. Між зовнішніми та внутрішніми мембранами зберігається перипластидний простір. Тилакоїди у пластиді переважно розташовуються стрічками по три, на периферії розташована оперізуюча ламела.

Пігменти пластид є хлорофілами а і c, β- та ε-каротинами, а також специфічними ксантофілами — фукоксантином та віолаксантином. Саме останні й зумовлюють характерний буро-жовтий колір таломів водоростей із класу Phaeophyceae. Окрім вищезгаданих сполук, у хлоропластах бурих водоростей також присутні інші ксантофіли: діатоксантин, діадиноксантин, зеаксантин, антераксантин та неоксантин.

За межами хлоропласту, у вигляді цитоплазматичних платівок, оточених власними мембранами, відкладається основний запасний продукт бурих водоростей — специфічний полісахарид ламінарин. Окрім ламінарину, запасним продуктом у бурих водоростей може слугувати шестиатомний спирт D-маннітол. Так, у деяких видів ламінарії його концентрація восени може сягати до 25% сухої маси.

Ще однією особливістю бурих водоростей є наявність у їхніх клітинах особливих вакуолей — фізод. У світловий мікроскоп фізоди виглядають як невеликі світлозаломлюючі включення, у молодих клітинах — безбарвні, у старіючих — жовтого або бурого кольору. Діаметр фізод може становити від 0,1 до 10 мкм, у середньому — 1—4 мкм. На сьогодні достеменно встановлено, що вміст фізод є сукупністю поліфенольних сполук окремого класу танінів, похідних флороглюцину — флоротанінів.

Джгутикові стадії в бурих водоростей є виключно гаметами та зооспорами (у бурих водоростей відсутні рухомі вегетативні клітини). Такі клітини мають два джгутики, як і решта страменопілів. Довший джгутик — пірчастий, вкритий тричленними мастигонемами, а коротший — гладенький. Також у монадних клітин, у хлоропласті наявне вічко (стигма), що складається з 40—80 ліпідних глобул. Вічко функціонує як увігнуте дзеркало, фокусуючи світло на основі джгутика, де міститься фоторецептор, що відповідає за фототаксиси гамет або зооспор бурих водоростей.

У бурих водоростей спостерігаються всі типи розмноження: вегетативне, нестатеве, а також статеве. Вегетативне розмноження відбувається при випадковій фрагментації талому, і лише рід Sphacelaria формує особливі виводкові бруньки.

 

Схема життєвого циклу зі зміною поколінь на прикладіLaminaria sp.

Нестатеве розмноження рухомими зооспорами властиве переважній більшості бурих водоростей, однак у представників порядків Dictyotales і Tilopteridales можна спостерігати розмноження нерухомими тетра- та моноспорами.

Місцем утворення зооспор слугують одно- або багатогніздні зооспорангії. Це значно збільшені у розмірах клітини, вміст яких, після серії поділів ядра, розпадається на велику кількість зооспор. Зазвичай перший поділ ядра є редукційним, тому новоутворені зооспори мають гаплоїдний набір хромосом. Потрапивши у навколишнє середовище, зооспори переходять до активного руху, але вже через кілька хвилин вони осідають на субстрат та скидають джгутики. Частина зооспор проростає в чоловічий гаметофіт, частина — в жіночий.

Статевий процес у бурих водоростей представлений ізо– та оогамією, зрідка трапляється гетерогамія.

До всього різноманіття бурих водоростей, окрім представників порядку Fucales, характерний життєвий цикл із чергуванням гаплоїдного (гаметофіт) та диплоїдного (спорофіт) поколінь. Тип життєвого циклу, в якому гаметофіт морфологічно не відрізняється від спорофіту, називають ізоморфним. У гетероморфному життєвому циклі гаметофіт бурих водоростей зазвичай має мікроскопічні розміри та виглядає як система розгалужених ниток. Продуктами гаметофіту є чоловічі та жіночі гамети, що зливаючись, дають початок новому спорофітові.

Водорості з порядку Fucales мають диплофазний життєвий цикл, без зміни поколінь. У них відсутні зооспори, мейозвідбувається при утворенні гамет, а статевий процес представлений переважно оогамією. Чоловічі та жіночі гаметангіїутворюються на спеціалізованих плодючих закінченнях талому — рецептакулах. Всередині рецептакулів містяться великі напівзакриті порожнини, де розвиваються чоловічі антеридії та жіночі оогонії. Дозрілі оогонії та антеридії вивільняють яйцеклітини та сперматозоїди в навколишнє середовище, де й відбувається процес запліднення. Зигота, що утворилась, одразу ж починає ділитись та проростати в новий диплоїдний талом.

Важливу роль у статевому розмноженні бурих водоростей відіграють феромони. У бурих водоростей вони виконують дві важливі функції. По-перше — це стимуляція вивільнення чоловічих гамет, а по-друге, вони відповідальні за приваблення сперматозоїдів до жіночих гамет або яйцеклітин. За хімічною природою — це леткі, гідрофобні, лінійні або циклічні ненасичені вуглеводні. На сьогодні виявлено близько десятка феромонів у різних родів та видів бурих водоростей.

Станом на 2013 рік у Червоному Списку Міжнародного Союзу Охорони Природи (МСОП) наявні 15 видів бурих водоростей. Усі водорості, занесені до списку МСОП, ростуть біля узбережжя Галапагоських островів. Чотири з них отримали найвищу категорію вразливості «CR» (Critically Endangered). По одному виду мають категорії «EN» (Endangered) та «VU» (Vulnerable). 9 видів отримали категорію «DD» (Data Deficient), що свідчить про недостатню дослідженість динаміки популяцій цих видів. МСОП визначає кліматичні зміни (зокрема, температурний феномен Ель-Ніньйо) та пов’язане з ними надмірне розмноження організмів-фітофагів, як основні негативні фактори, що впливають на чисельність популяцій бурих водоростей

До останнього видання Червоної Книги України включено 11 видів чорноморських бурих водоростей. Основною причиною скорочення їхньої чисельності є значнеантропогенне навантаження, що призводить до евтрофікації морських біотопів. Переважна більшість чорноморських бурих водоростей — рідкісні види з вузьколокальним або диз’юнктивним ареалом. Їхнє збереження важливе для кращого вивчення проблем біогеографії водоростей. Один вид (Sphacelaria nana) потребує охорони, оскільки є типовим представником чорноморської глибоководної флори

Господарське значення бурих водоростей важко переоцінити. Здавна жителі узбереж, особливо у Східній Азії, вживали їх в їжу, часто як основу раціону; сьогодні бурі водорості є передусім сировиною для отримання альгінатів, що використовуються у харчовій, текстильній, фармацевтичній та біотехнологічній галузях промисловості. У перспективі бурі водорості та їхні компоненти також розглядаються як джерело нових ліків^[12].

Сушіння зібраних водоростей на фермі уПівденній Кореї.

Найбільшими країнами-виробниками продукції з бурих водоростей були й залишаються Китай, Японія та Південна Корея.

Як харчові продукти найбільшою популярністю у цих країнах (Китай, Японія та Південна Корея) користуються водорості комбу (Saccharina japonica) та вакаме (Undaria pinnatifida). Ці два види бурих водоростей здавна є об’єктами масової аквакультури в Китаї та Південній Кореї. Окрім вищезгаданих видів у Східній Азії вживаються також водорості хіджікі (Sargassum fusiforme) та араме (Eisenia bicyclis)^[13]. В Україні найвідомішою харчовою бурою водорістю залишається морська капуста (Saccharina latissima).

З погляду дієтології, бурі водорості — низькокалорійна їжа з низьким вмістом жирів, збагачена вуглеводами, білками та, особливо, мінералами. Порівняно зі звичайними овочами та фруктами, бурі водорості мають значно більший вміст макро- тамікроелементів, таких як натрій, калій, кальцій, магній, залізо, селен, кобальт, манган^[14]. Також бурі водорості є одним з головних джерел йоду, нестача якого в організмі людини призводить до серйозних порушень розвитку, зниженняпрацездатності, кретинізму. Останнім часом доведено, що споживання бурих водоростей та їхніх похідних є одним із найкращих методів групової та індивідуальної профілактики йододефіциту і йододефіцитних захворювань^[15]. Як харчовий продукт, бурі водорості багаті на клітковину, в ролі якої виступають колоїдні компоненти їхніх клітинних оболонок — альгінати. Солі альгінової кислоти також мають значні радіопротекторні властивості

1907 року японський біохімік Кікуне Ікеда, досліджуючи смакові властивості традиційних страв японської кухні, приготованих із бурих водоростей комбу, описав новий тип смакових відчуттів — умамі. Із 40 кг Saccharina japonica вчений виділив 30 г глутамінової кислоти, що виявилась відповідальною за характерний смак. 1908 року компанія Ікеди розпочала промисловий випуск нової приправи — глутамату натрію.

2010 року міжнародною командою вчених був секвенований геном бурої водорості Ectocarpus siliculosus. Завдяки цьому, стало можливим використовувати цей організм якмодельний об’єкт для вивчення питань, пов’язаних із біологією бурих водоростей, зокрема виникнення багатоклітинності

Ламіна́рія (Laminaria) — рід з близько 31 виду бурих водоростей (Phaeophyceae). Рід має велике економічне значення та характеризується великим розміром представників. Представники роду найпоширеніші на півночі Атлантичного і Тихого океанів на глибині від 8 до 30 м (окремі особини до 120 м у Середземному морі та біля узбережжя Бразилії) 

 Laminaria abyssalis A.B. Joly & E.C. Oliveira — Атлантичне прибережжя Південної Америки^[2][3]

·         Laminaria agardhii Kjellma— Атлантичне прибережжя Північної Америки

·         Laminaria appressirhiza J. E. Petrov & V. B. Vozzhinskay

·         Laminaria brasiliensis A. B. Loly & E. C. Oliveira

·         Laminaria brongardiana Postels & Ruprecht

·         Laminaria bulbosa J. V. Lamouroux

·         Laminaria bullata Kjellman

·         Laminaria complanata (Setchell & N. L. Garder) Muenscher

·         Laminaria digitata (Hudson) J. V. Lamouroux

·         Laminaria ephemera Setchell — Тихоокеанське прибережжя Північної Америки: від Ванкуверу до Каліфорнії ^[8]

·         Laminaria farlowii Setchell — Тихоокеанське прибережжя Північної Америки ^[8]

·         Laminaria groenlandica — Британська Колумбія

·         Laminaria hyperborea (Gunnerus) Foslie — північно-східна Атлантика, Балтійське і Північне моря.

·         Laminaria inclinatorhiza J. Petrov & V. Vozzhinskaya

·         Laminaria multiplicata J. Petrov & M. Suchovejeva

Laminaria digitata, Cyanotype by Anna Atkins, 1843

·         Laminaria nigripes J. Agardh

·         Laminaria ochroleuca Bachelot de la Pylaie

·         Laminaria pallida Greville — Південна Африка, ^[9] Індійський океан, Канарські острови, Трістан-да-Кунья ^[10]

·         Laminaria platymeris Bachelot de la Pylaie

·         Laminaria rodriguezii Barnet

·         Laminaria ruprechtii (Areschoug) Setchell

·         Laminaria sachalinensis (Miyabe) Miyabe

·         Laminaria setchellii P. C. Silva

·         Laminaria sinclairii (Harvey ex J. D. Hooker & Harvey) Farlow, Anderson & Eaton — Тихоокеанське прибережжя Північної Америки ^[8]

·         Laminaria solidungula J. Agardh

·         Laminaria yezoensis Miyabe

·         йод — 3 %

·         бром

·         манган

·         кобальт

·         цинк

·         магній

·         залізо

·         калій

·         натрій

·         сірка

·         фосфор

·         азот

·         вітаміни А, В₁, В₂, В₁₂, С, D, Е, К, РР

·         пантотенова і фолієва кислоти

·         полісахариди — до 21 %

·         альгінова кислота і її солі — до 25 %

·         L-фруктоза — до 4 %

·         білкові речовини — до 9 %

Порівняно із звичайною капустою, в морській удвічі більше фосфору, в 11 разів — магнію, в 16 — заліза, в 40 разів — натрію. Йоду в ламінарії в 30 тисяч разів більше, ніж в морській воді, вітаміну С — в чотири рази більше, ніж в грушах, сливах, дині, винограді, апельсинах, цитрині, ананасах і зеленій цибулі, вітаміну В1 — стільки ж, як в сухих дріжджах, вітаміну А — як в яблуках, сливах і вишнях.

В день достатнього з’їдати дві чайні ложки (30—40 грамів) морської капусти (сухою, консервованою, маринованою).

Ламінарія задовольняє потребу організму людини в харчових волокнах і в йоді, нормалізує травлення і обмінні процеси, діяльність ЦНС, серцево-судинної і дихальної систем, кров’яний тиск і рівень холестерину в крові. Доведено, що морська капуста містить комплекс речовин, необхідних для відновлення організму після екстремальних дій — радіоактивного опромінювання, отруєння важкими металами і токсичними речовинами. Цей дар моря підвищує імунітет і надає антивірусну дію, а також зменшує в’язкість крові, знижує тонус судин і уповільнює процес атеросклерозу.

Відомо, що морська капуста за хімічним складом не поступається лікувальним грязям. З її допомогою лікують хронічні запалення придатків матки, ерозію, безпліддя, трихонадний кольпіт і інші захворювання статевих органів. На основі ламінарії створений засіб, який полегшує пологи.

Зовнішнє застосування морської капусти активізує клітинні процеси, зволожує і насичує шкіру киснем, усуває набряки і роздратування, сприяє загоєнню ран і опіків. Маски з ламінарії покращують стан шкіри обличчя — роблять її еластичною, розгладжують зморшки і очищають від продуктів виділення і мікроорганізмів. До споживання морської капусти є протипоказання: підвищена чутливість до йоду, нефрит, геморагічна хвороба, діатез, кропив’янка, фурункульоз і туберкульоз. Ламінарія протипоказана при виразці шлунку і дванадцятипалої кишки, при гастриті, ентериті, коліті. Не можна їсти морську капусту при захворюваннях печінки, жовчовивідних шляхів і нирок, небажано — під час вагітності.

 

    

До зовнішнього застосування цієї водорості протипоказань менше — гіперфункція щитовидної залози і індивідуальна непереносимість йоду і морепродуктів.

Ламінарії пальчаста (лат. Laminaria digitata, Laminaria japonica — морська водорість) — вид бурих водоростей (Phaeophyceae), широко поширений у Північній Америці та Європі. Широко використовується у фармакології.

Ареал L digitata охоплює північно-західну Атлантику від Гренландія і Гудзонової затоки на півночі до Кейп-Коду і Нью-Йорка на півдні. Також у північно-східній Атлантиці від Ісландії і Карського моря в Росії на південь до Бретані у Франції. Є звичайним видом вздовж берегів Британських островів крім великої частини східного прибережжя Англії.Із стебла ламінарії виготовляються так звані Палички ламінарії, які представляють собою натуральні розширювачі у вигляді щільних негнучких паличок завдовжки 5-6 см, товщиною від 2 до10 мм, які збільшуються в поперечному обсязі в 3-4 рази, за рахунок вбирання рідини.

Палички ламінарії застосовуються в гінекології і призначені для розширення цервікального каналу шийки матки перед пологами, абортом, гістероскопією.

Показання для застосування паличок ламінарій

1.   Підготовка шийки матки до пологів, особливо у жінок, які потребують дострокове переривання вагітності при не готовій до пологів шийці матки.

2.   Для підготовки до пологів у жінок з ускладненим перебігом вагітності (гестоз, гіпотрофія плода, антенатальна загибель плода, резус-конфлікт).

3.   Розширення шийки матки перед внутрішньоматковими втручаннями (медичним абортом, гістероскопією).

Ламінарна дієта небезпечна  виникненням 

алергічних реакцій, нежиті, сльозотечі, викликаних надлишком йоду, і розвитком йодизму (отруєння йодом, запалення слизистих оболонок).

Фукус (Fucus) — рід водоростей з родини Фукусові класу Бурі водорості. Має 19 видів.

У представників цього роду водоростей велика слань — до 50 см заввишки й більше, у вигляді дихотомічно розгалуженого куща, що прикріпляється до каменя конічною підошвою. Стволик невеликий, округлий. Гілки пласкі, шкірясті із серединною жилкою і повітряними бульбашками (здуттями) або без них. Краї гілок гладенькі, гофровані або зубчасті. На гілках маються кріптостоми. У багаторічних форм нижня частина слані оголюється і стає паличкоподібною. Органи розмноження розміщаються в поглибленнях рецептакулов — бородавчастих здуттях на кінцях гілок.

Це багаторічні рослини.

Ці водорості використовуються у медицині, косметології, в якості домішок до їжі людини, що пов’язано із змістом у водоростях амінокислот, важливих вітамінів, фукоїдану, який має противірусну та протипухлинну властивості.

Представники зустрічаються на літоралі і в субліторалі майже усюди. Найчастише трапляються біля узбережжі Британських островів, північно—східного узбережжя Північної Америки.

 

Для всіх бурих водоростей характерне утворення сульфатованих полісахаридів – фукоіданов. Особливо ними багатий фукус пухирчастий (Fucus vesiculosus). Фукоїдан оберігають водорості, часто неповністю занурені у воду в період відпливів, від обсихання і виконують роль регуляторів водного і водно-сольового обмінів. Унікальність морських водоростей обумовлена ще й тим, що їх сольовий склад дуже близький до складу плазми крові та тканинної рідини людського організму. В фукус міститься практично повний і вдало збалансований набір хімічних елементів, які легко засвоюються, не окислюють жири і вітаміни, не утворюють шкідливих сполук.

 Цілющі властивості фукуса пухирчастого відомі давно. Цей різновид бурих водоростей застосовувалася в прибережних районах в якості живильної добавки та лікарських засобів протягом всієї відомої історії Європи. Наприклад, ірландці споживали бурі водорості фукус в якості поживних добавок, користувалися ними як добривом і завдяки їм виживали в голодний час. У Росії фукус заготовляють на Білому морі. Особливі кліматичні та біологічніумови місця її проживання – регіону Соловецьких островів – дозволяють фукус за короткий термін увібрати в себе унікальний склад активних компонентів. А якщо виходити з того, що електролітний склад крові подібний з океанічної водою, то фукус є одним з найцінніших поживних матеріалів для організму людини.

 

XVIII столітті з слоевищ фукуса пухирчастого витягували йод. Фукус – один з найбагатших джерел йоду. Прицьому йод присутня в водорості не тільки у вигляді солей, а й йодамінокіслотних комплексів: моно-і дійодтіроніна і дійодтіроксіна – тиреоїдних гормонів, що виробляються щитовидною залозою людини.Широкий спектр вітамінів, що містяться в фукус, дозволяє постійно підтримувати організм в хорошій формі, регулює обмінні процеси, підвищує опірність організму, сприяє швидкому відновленню сил після навантаженняі хвороби.

 Як уже говорилося, унікальними речовинами бурих водоростей є полісахариди: альгінати, ламінаран, фукоїдан. У наземних рослинах таких речовин немає. Вони активізують імунні реакції, перешкоджають утворенню тромбів, нормалізують обмінні процеси і кров’яний тиск. Альгинати – пастки для води та іонів. Вони здатні зв’язувати і виводити з організму солі важких металів та радіонукліди, регулювати водно-сольовий обмін, а такожрівень холестерину в крові. Набухаючи в шлунку, альгінати нормалізують процес травлення, очищають кишечник, викликають відчуття ситості, і тому фукус використовується в дієтах для зниження ваги. Саме завдяки Желеутворюючий властивостям альгінової кислоти, яка є гідрофільним колоїдних речовиною, здатним поглинати воду і набухати приблизно в 25-35 разів, фукус збільшує обсяг шлунка, сприяє поступовому всмоктуванню вуглеводів і жирів в кров і тим самим регулює апетит.

 Присутній у фукус маніт, будучи м’яким сечогінним засобом, допомагає виводити з організму надлишок рідини. 

Поліфеноли, які багатий фукус, є прекрасними антиоксидантами, мають антибактеріальну та імуностимулюючу дію. Вважають, що фукоїдан у Fucus vesiculosus є запасним поживним речовиноюзамість ламінарін, зміст якого в даному виді водоростей невисока. Саме цій речовині фукус багато в чому зобов’язаний своїми цілющими властивостями: знижує рівень холестерину в крові, що істотно уповільнює розвиток атеросклерозу; зміцнює стінки судин, сприяє стабілізації кровопостачання серця і головного мозку; в присутності гепаріноподобний речовин – фукоіданов – перешкоджає утворенню тромбів. Дослідження біологічної активності фукоїдан показало його здатністьпідвищувати стійкість організму при розвитку інфекційного та пухлинного процесу, до дії вірусного гепатиту і везикулярного стоматиту. Володіє інгібуючим дією на вірус імунодефіциту людини. Має седативну, заспокійливу дію.

Основними станами, при яких рекомендований фукус, є порушення роботи серцево-судинної системи, атеросклероз (у тому числі церебросклероз), гіпертонічна хвороба; надмірна вага (нормалізує ліпідний обмін); тромбофлебіт, варикозне розширення вен і геморой, порушення водно-сольового і мінерального обміну, набряклість; гіперплазія щитовидної залози, цукровий діабет, захворювання шлунково-кишкового тракту: гастрит, виразкова хвороба, дискінезії жел-чевиводящіх шляхів, холецистит, панкреатит, коліт. Крім того, його використання покращує структуру волосся; допомагає в боротьбі з хронічним стомленням (збільшує працездатність і витривалість) і авітамінозом, при дисциркуляторній енцефалопатії. Біологічно активні добавки на основі фукуса мають виражений адсорбційним і детоксикаційні, антисклеротичну, антикоагулянтну, імуномодулюючою дією. Органічний йод і ненасичені жирні кислоти Омега-3 сприяють зниженню рівня холестерину, а фукоїдан запобігає утворенню тромбів. Рекомендується з метою зниження маси тіла. Фукус пузирчастий має антиатеросклеротичний, протизапальну, протимікробну, ранозагоювальну і ендоекологічний дією на організм. Він підвищує активність ферментів, які беруть участь в окисленні ліпідів та перетворення холестерину в жовчні кислоти, перешкоджає їх відкладенню на стінках судин. При цьому біосинтез холестерину не порушується, що виключає негативні наслідки цього процесу. Фукус пузирчастий ефективний при запальних захворюваннях сечостатевої системи, при дисбактеріозі – пригнічує ріст патогенної мікрофлори.

 Компоненти водорості стимулюють регенеративні процеси, сприяючи грануляції тканин, епітелізації і рубцюванню ран і виразок. Поєднання антиоксидантної дії біологічно активних компонентів водорості з ентеросорбційне ефектом альгінової кислоти забезпечує радіопротекторну та детоксикуючу дію, включаючи виведення з організму важких металів, у тому числі свинцю, ртуті та радіонуклідів.

   Червоні водорості (близько 4000 видів) — багато в чому подібні до бурих. Сучасна наука виділяє їх із загальної групи водоростей в окреме підцарство, вважаючи на те, що вони мають надто своєрідні форми спороношення і статевого розмноження. В їхньому життєвому циклі змінюється три покоління, а не два, як в інших рослин. Рухливих стадій у циклі розвитку немає. Більшість червоних водоростей — дводомні рослини. Агар-агар — це речовина, яку виробляють з багрянкового крохмалю, продукту фотосинтезу червоних водоростей. У Чорному морі зростає церамій червоний, якого хвилями викидає на берег під час шторму.

Роль водоростей у природі. Водорості — планктонні і бентосні, наземні й грунтові — відіграють важливу роль у природі. Разом з іншими водяними рослинами вони виробляють близько 80 % усієї маси органічних речовин, що утворюються на Землі. Серед них найпродуктивнішими є планктонні завдяки своїй здатності швидко розмножуватись.

Наземні водорості часто виступають у ролі піонерів рослинності, поселяючись на безплідних ділянках суші: скелях, пісках. У симбіозі з грибами водорості утворюють своєрідні організми — лишайники.

Водорості — одні з найдавніших організмів, що населяють нашу планету. Від них виникли наземні рослини. Збагативши атмосферу киснем, вони зумовили можливість існування різноманітного світу тварин і сприяли розвитку аеробних бактерій. Завдяки їхній діяльності в атмосфері з’явився озоновий екран, який захищає Землю від радіаційного випромінювання. Органічні речовини, які створюють водорості в процесі фотосинтезу, стають їжею для бактерій і тварин, зокрема риб.

Водорості беруть участь у колообігу речовин у природі, в поліпшенні газового режиму водойм та утворенні відкладів сапропелю (органічного мулу).

Зарості великих водоростей є укриттям для розмноження багатьох побережних тварин і дрібних водоростей. З водоростей утворились потужні поклади гірських порід: у крейдяних породах 95 % становлять рештки оболонок деяких золотистих водоростей, діатоміти на 50—80 % складаються з панцирів діатомових водоростей.

Рифи в морях і океанах також формуються за участю водоростей. Так, у рифах островів Фіджі в Тихому океані водоростей майже в 3 рази більше, ніж коралів.

одержуваний з бурих водоростей. Суміш вуглеводів, містить азот, сірку тощо. Хімічно агар-агар є полімером, складеним з частин цукрової галактози, компонентом стінок клітин деяких водоростей (Sphaerococcus euchema). При розчиненні у гарячій воді та подальшому охолодженні агар стає желеподібним. До складу агару входять вуглеводи (до 70%), сполуки білкової природи (1-2%), сліди олії і значна кількість іонів кальцію. Вуглеводи агару є сумішшю сульфатованих полісахаридів агарози і агаропектину.

Використовується для виготовлення твердих поживних середовищ для лабораторних культур бактерій, грибів, водоростей. Тверде поживне середовище є незамінним при клінічних дослідженнях для отримання чистих культур, дослідження рівня патогенності мікроорганізмів (гемоліз накров’яному агарі) та рівня стійкості до антибіотиків. Агар застигає при кімнатній температурі, що дозволяє засівати бактерій у рідкий агар, а потім вирощувати їх у товщині твердого середовища. Такий метод застосовується для вирощування анаеробів та для кількісних методів мікробіології. Також важливо те, що агар може руйнувати дуже невелика кількість бактерій, тому при вирощуванні на твердому середовищі мікроорганізми асимілюють тільки поживні речовини середовища, агар залишається незруйнованим.

Також використовується як замінник желатину для вегетаріанських страв — концентратор для супів, в желе, морозиві та японських десертах таких як анміцу.

У косметиці використовується в якості компонента основи засобів для жирної шкіри, а також, як загущувач при виробництві кремів, гелів, зубних паст.

Використовуються в деяких спеціальних методах досліджень речовин, наприклад, при електрофорезі.

Анфе́льція (Ahnfeltia)— рід червоних водоростей класу флоридових (Florideae). Слань 10—20 см довжина, нитковидна, хрящувата, рясно дихотомічно розгалужена, темночервоного, часто майже чорного кольору. Відомо 4—5 видів. Найпоширеніша анфельція складчаста(Ahnfeltia plicata). Росте в холодних морях і океанах у прибережній зоні. В Росії з неї добувають агар-агар.

 

 

  

Філофора (Phyllophora) — рід червоних водоростей. Шаровище пластинчасте, до 50 см заввишки, просте або розгалужене. Пластини лінічної, клиноподібної або овальної форми, часто із серединним ребром, їх края рівні, зубчасті або хвилясті, інколи утвроюють нові пластини. Основання пластин клиноподібне. Стебло просте або розгалужене, циліндрічне або стиснуте, з дископодібної підошвою. Види одно або багаторічні. Росте на піску, мулі або кам’янистиму грунті в літоралі та субліторалі холодних морів та океанів обох півкуль. Деякі види вживаються в їжу та використовуються для отримання йоду та агара.

Родименія (Rhodymenia) — рід червоних водоростей, кілька видів якого, особливо Rhodymenia palmata, вживаються у їжу. Для Родименій характерний псевдопаренхіматозний багатоосьовий талом пластинчастої форми, з порожниною всередині. Тетраспорангії тетраедричні. Ініціальна клітина, з якої починається розвиток жіночих статевих органів, дає початок двом ниткам — триклітинній карпогоніальній, та двоклітинній ауксилярній, з ауксилярною клітиною на верхівці — ця система називається прокарпій. Вегетативні клітини, що розташовані поруч із прокарпієм, під час розвитку гонімобластів розростаються, і утворюють асиміляційний та трофічний покрив цистокарпію. У процесі дозрівання карпоспор цистокаріпії збільшуються у розмірі, і на таломах гаметофітів утворюють сферичні пухирці. Водорість збирають як супутній продукт при промислі морської капусти.

Родименієві поширені повсюдно – від тропіків до полярних широт, але більша розмаїтість видів та їх численність відзначаються в морях із теплим кліматом. У північних морях європейської частини Росії росте  родименія пальчаста, на Далекому Сході зустрічається вузькокутова, тобто ці види – представники флори помірних морів. В Охотському морі поширена чоткоподібна. У багатьох морях СНД зустрічається Р. продірявлена як глибоководний вид.

Родименія росте на каменях, скелях, черепашкових грунтах, іноді на стволиках сланей інших водоростей в літоральній і субліторальній зоні. Представники роду – багаторічні рослини.

Талом. Талом водорості даної групи виглядає як пластина, яка може бути як проста, так і гілляста (дихотомічно або пальчасто). У більшості випадків поверхня і краї пластин сланей гладкі і рівні. У деяких видів є пластинчасті вирости, такої ж форми, як і слань. Дані вирости зазвичай приєднані до талому короткою стеблинкою, а на їх поверхні пізніше можуть формуватися вторинні, третинні, тощо пластинчасті вирости менших розмірів. Основа талома зазвичай має клиноподібну форму. До підводного субстрату родіменія прикріплюється за допомогою циліндричної стеблинки із дископодібною підошвою.

Внутрішня будова родименії. Багатоклітинний талом водорості має псевдопаренхімну будову, побудований за багатоосьовим принципом. Центральна ділянка слані представлена декількома шарами великих безбарвних клітин. Коровий шар включає один-два компактних ряда дрібних пофарбованих клітин. Між внутрішньою частиною талома і корою знаходиться невелика ділянка клітин проміжних розмірів. У деяких видів родименіі, що мають більш просту будову, коровий шар пухкої структури, в ньому чітко помітні клітинні нитки. У родименіі порожнини всередині слані немає, але в старих ділянках клітини центральної зони можуть легко розходитися. Зростання водорості відбувається за рахунок поділу апікальних клітин. Розмноження родименіі здійснюється вегетативним і статевим шляхом.

Значення родименіі. Ця водорість згадувалася ще в Х столітті в ісландських сагах. У стародавні часи родименія цінувалася, часто використовувалася при обміні на продукти харчування, предмети побуту північних народів. Родименію пальчасту і в наші дні вживають в їжу як в сирому вигляді, так і після теплової обробки. Страви з родименіі вважаються здоровою, корисною їжею. Водорості цього роду часто використовуються для лікування захворюваннь шлунково-кишкового тракту, а також як цінне джерело йоду для людей із захворюваннями щитовидної залози. У косметології родименія затребувана як складовий компонент косметичних препаратів, що використовуються для виготовлення масок для обличчя і тіла, пілінгу.

Діатомові водорості (від грец. διά — «крізь» і грец. τέμνειν — «розрізати», або Bacillariophyta) — клас водоростей, що відноситься до групи Хромальвеоляти (Chromalveolata). Одна з найбільших груп одноклітинних водоростей та важлива складова фітопланктону. Відрізняється від інших груп будовою клітинної стінки, що має вигляд кремнеземового панцира.

Тип морфологічної структури — кокоїдний.

Клітинні покриви складаються, як і зазначалось, з кремнеземового панцира (фрустули), який розташований назовні від плазмалеми. Сам панцир має дві половини: верхню (епітеку) та нижню (гіпотеку). Відповідно кожна половина складається із стулки та пояскового обідка. Край стулки загнутий під певним кутом, утворює загин стулки. У цій зоні з краєм стулки одним боком щільно з’єднується поясковий обідок. Поясковий обідок верхньої стулки насувається на поясковий обідок нижньої, у результаті утворюється пенал (гіпотека), що накрита кришкою (епітекою). Зона, де перекриваються пояскові обідки, називається пояском. Різним групам діатомових водоростей притаманна фрустула певної будови, тому її форма та будова — специфічна діагностична ознака.

Стулки за типом симетрії можуть бути актиноморфними та зигоморфними. Актиноморфною стулка називається тоді, коли через неї можна провести багато осей симетрії. Якщо через стулку можна провести одну чи дві, або жодної осей, то таку стулку називають зигоморфною.

Ядро у клітині одне, структурно пов’язане з оболонкою пластиди (зовнішня мембрана ядра переходить у зовнішню мембрану пластидної ендоплазматичної сітки), займає центральне положення. Апаратів Гольджі 1-2. Мітоз відкритий, центріолі відсутні. Замість мікротрубочок — полярні диски.

Фотосинтетичний апарат представлений вторинно-симбіотичними родопластами, що займають переважно пристінне положення. Оболонка пластиди має 4 мембрани, причому між внутрішньою та зовнішньою мембранами є перипластидний простір. Тилакоїди зібрані у ламели по три, під оболонкою пластиди розташована оперізуюча ламела. Піреноїд один, голий, може бути пронизаний парами тилакоїдів. У пластиді наявна замкнена в кільце ДНК, що розташовується на полюсах органели.

Мітохондрій у клітині кілька, локалізовані на периферії, кристи трубчасті.

Вакуолярний апарат представлений 4 типами вакуолей, в залежності від вмісту: з волютином, хризоламінарином, олією та клітинним соком.

Більшість видів діатомових водоростей здатні виділяти слиз. З його допомогою водорості рухаються (ті, що мають шов), утворюють колонії, ніжки для прикріплення, слизові трубки.

Розмножуються статевим та нестатевим шляхом. Нестатеве розмноження здійснюється вегетативним поділом надвоє. Перед поділом клітина набрякає, епітека та гіпотека розсуваються. Потім проходить поділ хлоропластів, а за ним — мітоз. Після закінчення мітозу кожна дочірня клітина отримує частину фрустули від материнської, далі добудовує другу половину (гіпотеку). Клітини діатомових водоростей підтримують сталі розміри завдяки стадії ауксоспори.

За статевого процесу дві клітини обгортаються загальним слизом, далі відбувається збільшення протопласту та розсування половинок фрустули. Подальший процес у різних видів відбувається по-різному, однак спільним в усіх випадках є те, що ядра кожної з клітин від одного до кількох разів редукційно діляться. У водоростей з актиноморфними стулками найчастіше зустрічається оогамний статевий процес. У водоростей з зигоморфними стулками найпоширенішими типами статевого процесу є ізо- та гетерогамія. Також у водоростей є особливий тип статевого процесу — автогамія. Під час автогамії у процесі бере участь лише одна клітина, ядро якої редукційно ділиться, далі два гаплоїдних ядра дегенерують, а два інших зливаються, відновлюючи диплоїдність, та утворюючи зиготу, що перетворюється на ауксоспору

Наразі група виділяється на рівні відділу Bacillariophyta. Поділ на різні класи проводиться за такими основними ознаками, як тип симетрії стулок та наявністю шва.

Діатомові традиційно поділялися на два ряди:

·         Центричні діатомові (Centrales), які є радіально-симетричними

·         Пеннатні діатомові (Pennales), які є білатерально-симетричними.

Центричні діатомові

·         Клас Coscinodiscophyceae Round & R.M.Crawford

·         Anaulales Round & R.M.Crawford

·         Arachnoidiscales Round

·         Asterolamprales Round

·         Aulacoseirales R.M.Crawford

·         Biddulphiales

·         Chaetocerotales Round & R.M.Crawfor

·         Chrysanthemodiscales Round

·         Corethrales Round & R.M.Crawford

·         Coscinodiscales Round

·         Cymatosirales Round & R.M.Crawford

·         Desmomastigales

·         Ethmodiscales Round

·         Hemiaulales Round & R.M.Crawford

·         Leptocylindrales Round & R.M.Crawford

·         Lithodesmiales

·         Melosirales R.M.Crawford

·         Orthoseirales R.M.Crawford

·         Paraliales R.M.Crawford

·         Rhizosoleniales

·         Stictocyclales Round

·         Stictodiscales Round & R.M.Crawford

·         Thalassiosirales

·         Triceratiales Round & R.M.Crawford

Пеннатні діатомові

·         Клас Fragilariophyceae F.E.Round

·         Ardissoneales F.E.Round

·         Climacospheniales Round

·         Cyclophorales Round & R.M.Crawford

·         Fragilariales P.C.Silva

·         Licmophorales Round

·         Protoraphidales Round

·         Rhabdonematales Round & R.M.Crawford

·         Rhaphoneidales Round

·         Striatellales F.E.Round

·         Tabellariales Round

·         Thalassionematales Round

·         Toxariales Round

·         Клас Bacillariophyceae D.G.Mann

·         Achnanthales P.C.Silva

·         Bacillariales Hendey

·         Cymbellales D.G.Mann

·         Dictyoneidales D.G.Mann

·         Eunotiales P.C.Silva

·         Lyrellales D.G.Mann

·         Mastogloiales D.G.Mann

·         Naviculales Bessey

·         Rhopalodiales D.G.Mann

·         Surirellales D.G.Mann

·         Thalassiophysales D.G.Mann

Вчені відносять виникнення діатомових до юрського періоду мезозою (близько 130 млн років тому). Молекулярно-генетичні та біохімічні дослідження доводять походження пластид діатомових від первинно симбіотичного родопласта, що притаманний червоним водоростям. Зараз водорості групи діатомових знаходяться у стані біологічного прогресу та домінуючою групою у морських та прісноводних біотопах. Вважається, що центричні форми діатомових примітивніші за пеннатних.

Пінулярія — одноклітинна водорість. В  мікроскоп видно, що з боку стулки вона має видовжено-овальну форму; на стулці видно тонкі поперечні штрихи —потовщення, які чергуються з тонкими місцями. Посередині стулки проходить щілина (шов) у вигляді звивистої тонкої лінії.

 

Крім того, видно три горбики (вузлики), один в центрі і два на кінцях стулки. Якщо пінулярію розглядати збоку (з боку пояска), то вона має вигляд подовженого прямокутника. Тепер можна помітити зовнішню стулку (епітеку), що прикриває краями меншу, внутрішню стулку (гіпотеку). Протоплазма в пінулярії займає пристінне положення. З боку стулки в ній видно дві смужки бурого кольору; це хроматофори, які широким боком гірилягають до пояскових боків. Вся порожнина клітини зайнята вакуолею і тільки в середній частині, в широкому протоплазматичному місточку, міститься клітинне ядро. Всюди в протоплазмі видно крапельки олії. Живі клітини пінулярії, перебуваючи на твердому субстраті, рухливі, що пояснюється рухом протоплазми і виділенням слизистих речовин крізь щілиновидний отвір шва.

Пінулярія розмножується діленням, на зміну якого приходить статевий процес. На малюнку 95, крім пінулярії, показані інші діатомеї. Кремневі панцирі діатомових водоростей відзначаються великою стійкістю: вони зберігають свою форму після згнивання клітин і навіть після їх спалювання.

Таким чином, Водорості — велика група найдавніших рослин.

Будова їхнього тіла і розміри характеризуються значною різноманітністю.

Існують одноклітинні, багатоклітинні і колоніальні форми мікроскопічних

розмірів (від тисячних часток міліметра), а також форми з різною будовою

слані, що досягають 30—45 м.

Водорості — єдина група організмів, серед яких зустрічаються прокаріоти

(синьозелені) і еукаріоти (решта відділів). В ядрах еукаріотних

водоростей виявлені структури, властиві ядрам інших еукаріотів:

оболонки, ядерний сік, ядерця, хромосоми. Загальною ознакою всіх водоростей є наявність хлорофілу. Крім хлорофілу

водорості можуть містити й інші пігменти (фікоціан, фікоеритрин,

каротин, ксантофіл, фікосантин). Щ пігменти надають водоростям

червоного, бурого, жовто-зеленого кольору, маскуючи основний зелений.

Наявність пігментів у клітинах водоростей забезпечує автотрофний тип

живлення. Проте багато водоростей здатні за певних умов переходити на

гетеротрофне живлення (евгленові — в темряві) або поєднувати його з

фотосинтезом (міксотрофний тип живлення).

Кількість видів водоростей перевищує 40 тис. Проте класифікація їх не

завершена, оскільки не всі форми достатньо вивчені. У нашій країні

прийнято поділяти водорості на 10 відділів: синьозелені, пірофітові,

золотисті, діатомові, жовтозелені, бурі, червоні, евгленові, зелені,

харові. Найбільшу кількість видів налічують зелені (13—20 тис.) і

діатомові (10 тис.) водорості.

Поділ водоростей на відділи збігається зазвичай з їхнім забарвленням,

яке, як правило, пов’язане з особливостями будови клітин і слані.

Будова, склад і властивості клітинних компонентів водоростей

характеризуються великою різноманітністю. У процесі еволюції природний

добір зберіг найперспективніші форми, в тому числі такий тип клітинної

організації, який дав змогу рослинам перейти до наземного способу життя.

 

Розмноження водоростей буває вегетативним, безстатевим (за допомогою

спор) і статевим. У одного й того самого виду залежно від умов і пори

року способи розмноження різні. При цьому спостерігається зміна ядерних

фаз — гаплоїдної і диплоїдної.

 

Сприятливими умовами для зростання водоростей є наявність світла, джерел

вуглецю та мінеральних солей, а основним середовищем життя для них є

вода. Значний вплив на життя водоростей мають температура, солоність

води тощо.

 

За місцем зростання водорості поділяють на дві великі групи: ті, що

живуть у водоймах, та ті, що живуть поза водоймами. Серед тих, що живуть

у водоймах, виділяють такі екологічні групи: планктон — дуже дрібні

водорості, які знаходяться в товщі води у завислому стані

(хламідомонада, вольвокс, пандорина, мікроцистіс); бентос — водорості,

що живуть на дні водойм (харові, багато діатомових); перифітон —

водорості, якими обростають підводні предмети або вищі рослини водойм

(кладофора, червоні та бурі водорості морів). Населяють водорості і

гарячі джерела, а також водойми з підвищеною концентрацією солей.

одорості, що живуть поза водоймами, також поділяють на групи: грунтові

яють на групи: грунтові

(едафітон) — живуть у грунті або на грунті (ботридій, деякі вошерії), у

грунті живе понад 700 видів водоростей з різних відділів; наземні

(аерофітон) — на корі дерев, на скелях (трентеполія, плеврокок).

Багато водоростей вступають у симбіотичні зв'язки з іншими

представниками рослинного й тваринного світу. Особливе місце тут

належить симбіозу водоростей з грибами. У цьому симбіозі виникає така

біологічна єдність двох організмів, що призводить до появи третього —

лишайника, який відрізняється і від першого, і від другого.

Зелені водорості. Ознайомимося з представниками відділу зелених

водоростей, розглянувши з одноклітинних хламідомонаду, плеврокок і

хлорелу, з багатоклітинних нитчастих — улотрикс і спірогіру.

Хламідомонада — мікроскопічна одноклітинна водорість грушоподібної або

овальної форми. Поверхня клітини вкрита прозорою безбарвною пектиновою

оболонкою. На передньому кінці тіла оболонка утворює невелике випинання

— носик, від якого відходять два джгутики. За допомогою цих джгутиків

водорість рухається. Всю внутрішню частину клітини займає цитоплазма з

великим чашоподібним хлоропластом (хроматофором) зеленого кольору. В

нижній потовщеній частині хлоропласта розміщений кулястий піреноїд

(зона, де найактивніше синтезуються й нагромаджуються поживні речовини),

який містить багато білків і оточений зернами крохмалю. На верхній

частині хроматофора знаходиться добре помітне червоне вічко, насичене

каротином. Функція його невідома. В заглибині хроматофора розміщене

велике кулясте ядро з добре помітним ядерцем. Спереду біля основи

джгутиків розміщені дві пульсівні вакуолі.

Хламідомонади розмножуються статевим і безстатевим шляхом. При

безстатевому розмноженні клітина втрачає джгутики, її ядро, хлоропласт і

цитоплазма Діляться на 4 (рідше 8) клітин — зооспор. У кожної дочірньої

клітини виростає по 2 джгутики, оболонка материнської клітини руйнується

і зооспори виходять у воду.

У такий спосіб водорості розмножуються дуже швидко. Же через добу

дочірні клітини знов діляться. 

При статевому розмноженні в материнській клітині утворюються гамети.

Вони подібні до зооспор, однак кількість значно більша — 32 або 64 в

одній клітині. Після дозрівання гамети виходять з материнської клітини і

попарно з'єднуються, утворюючи зиготу. Вона вкривається захисною

оболонкою і переходить у стан спокою. Через який час зигота виходить з

оболонки і ділиться мейотично з утворенням 4 гаплоїдних зооспор.

Хламідомонади живуть у невеликих, дуже забруднених водоймах, що добре

прогріваються (калюжі, стічні канави). У таких водоймах вони дуже швидко

розмножуються і спричинюють "цвітіння" води. Оскільки поряд з

автотрофним способом живлення клітини хламідомонад поглинають розчинені

органічні речовини, вони тим самим сприяють процесу очищення забрудненої

води (самоочищенню). Цей процес можна спостерігати у відстійниках,

очисних спорудах міської каналізації.

Уже через кілька днів після чергового викидання стічних вод водойма

очищається. Вода стає чистою і прозорою до дна. Водоростей — активних

прозорою до дна. Водоростей — активних

санітарів — уже немає в товщі води, їхні зиготи опустились на дно і там

"відпочивають" до чергового забруднення, яке знов їх активізує.

Плеврокок — мікроскопічна одноклітинна наземна водорість без джгутиків.

Під щільною безбарвною оболонкою клітини знаходяться цитоплазма, ядро і

пластинчастий хлоропласт. Зазвичай клітини поєднані в групи по 4—6 і

більше у вигляді пакетів, іноді утворюють короткі нитки. Пакети можуть

розпадатися на окремі клітини» кожна з них існує самостійно і швидко

починає ділитися.

Клітини плеврокока діляться в двох взаємно перпендикулярних напрямках,

утворюючи нові пакети. Статевого розмноження немає, зооспори не

утворюються. Поселяється плеврокок на корі старих дерев, особливо на

північному боці на землі в сирих місцях, на стінках глиняних горщиків з

кімнатними рослинами, утворюючи на них разом з іншими водоростями

зелений наліт. Плеврокок входить до складу слані багатьох лишайників.

Хлорела — одноклітинна зелена водорість, має вигляд мікроскопічної

нерухомої (без джгутиків) кульки до 15 мкм у діаметрі. Зовні клітини

вкриті твердою двоконтурною оболонкою целюлозної природи. В цитоплазмі

міститься один чашоподібний хлоропласт з одним

В цитоплазмі

міститься один чашоподібний хлоропласт з одним піреноїдом у потовщеній

його частині. Ядро одне, однак у живій клітині без спеціальної обробки

його не видно.Розмножується лише нестатевим шляхом. При цьому в материнській клітині

утворюється 4—8 апланоспор, які через розрив оболонки виходять у воду й

набувають вигляду дорослої особини.

Хлорела невибаглива до умов існування і здатна до інтенсивного

розмноження, тому зустрічається всюди: у прісних водоймах, морях і

грунті. Вона може вступати у симбіоз з різними організмами, входить до

складу лишайників.Клітина хлорели — зручний об'єкт для різних досліджень. Хлорела —

основний об'єкт масового культивування водоростей для практичного

використання в різних напрямах. Значну роль у формуванні підвищеного

інтересу до неї відіграв її хімічний склад. У перерахунку на суху

речовину хлорела містить повноцінних білків 40 % і більше, ліпідів — до

20 %, вуглеводів — до 35 %, зольних речовин — до 10 %. Є вітаміни групи

В, аскорбінова кислота (віт. С) і філохінони (віт. К). Знайдено

речовину, яка має антибіотичну активність — "хлорелін". У деяких країнах

хлорелу використовують у їжу після спеціальної обробки, Що поліпшує її

засвоєння. Для споживання використовують свіжу біомасу хлорели або

спеціальну пасту з неї.

Крім одноклітинних форм до відділу зелених водоростей належать і

багатоклітинні нитчасті. Форма їхнього тіла має вигляд простих або

розгалужених ниток, що безперервно ростуть у довжину в результаті поділу

клітин упоперек. Найтиповішими представниками нитчастих водоростей є

улотрикс і спірогіра.

Улотрикс дуже поширений у річках, живе, прикріплюючись до підводних

предметів, утворюючи яскраво-зелені обростання. Баговиння улотрикса

складається з нерозгалужених ниток різної довжини, які на початку росту

прикріплюються до субстрату безбарвною видовженою клітиною — ризоїдом.

Клітини ниток циліндричні або бочкоподібні, короткі. Кожна клітина має

ядро, пристінний хлоропласт у вигляді неповного кільця і один або кілька

піреноїдів.

Розмноження вегетативне, безстатеве і статеве. При вегетативному

розмноженні нитка улотрикса розпадається на короткі сегменти, кожний з

яких росте, утворюючи нову нитку.

Безстатеве розмноження здійснюється за допомогою зооспор, які формуються

в клітинах. Зооспори — яйце або грушоподібні клітини з чотирма

джгутиками на передньому кінці, червоним вічком і двома пульсівними

вакуолями. Кожна зооспора, вийшовши назовні, через деякий час

прикріплюється до субстрату і проростає в дорослу особину.

При статевому розмноженні в клітинах нитки формуються гамети, подібні до

зооспор, однак лише з двома джгутиками. Гамет у кожній клітині більше,

ніж зооспор. З'єднуючись попарно, гамети однієї й тієї самої або частіше

різних ниток утворюють зиготу. Вона залишається рухливою недовго, скоро

осідає на дно водойми, втрачає джгутики і вкривається товстою оболонкою,

що захищає її від несприятливих умов. Під час проростання зиготи

відбувається редукційний поділ з утворенням 4—16 гаплоїдних особин.

Спірогіра — одна з найпоширеніших зелених нитчастих водоростей у

прісноводних басейнах. Довгі нитки слані утворюють сплетення (баговиння)

яскраво-зеленого кольору, до субстрату вони не прикріплюються і вільно

плавають у воді.

Нитки спірогіри завдовжки від кількох міліметрів до 810 см не галузяться

і складаються з одного ряду однакових видовжених циліндричних клітин.

Кожна клітина має двошарову оболонку, яка зовні вкрита слизовим чохлом.

Внутрішній шар оболонки складається з целюлози, зовнішній — з пектинових

речовин. Целюлозна оболонка оточує цитоплазму, в якій розміщені

спіральне закручені зелені стрічкоподібні хлоропласти з численними

піреноїдами. Велике ядро з добре помітним ядерцем розміщене в

центральній частині клітини, оточене шаром цитоплазми, який сполучений з

пристінним шаром тяжами. Проміжки між тяжами заповнені вакуолями.

Спірогіра розмножується вегетативне і статевим шляхом, спор вона ніколи

не утворює. Вегетативне розмноження відбувається в разі випадкового

розриву ниток або розпадання її на окремі клітини за несприятливих умов.

З кожної частини нитки або окремої клітини утворюються нові особини

поділом клітин.

Статеве розмноження здійснюється кон'югацією. При цьому дві нитки, зовні

подібні, зближуються. З клітин ниток, розміщених одна навпроти одної,

утворюються вирости. При стиканні цих виростів перегородки їх зникають і

вміст "чоловічої" клітини переливається в "жіночу". В результаті цього

злиття утворюється зигота, яка вкривається товстою оболонкою і після

певного періоду спокою проростає. При цьому вона ділиться мейозом,

утворюючи чотири гаплоїдні клітини. Три з них — дрібні — відмирають, а

одна — велика — разом із вмістом зиготи утворює проросток нової особини,

який дає початок новій нитці.

Цікавим є відділ Бурі водорості. Серед них можна спостерігати і

мікроскопічні нитчасті організми, і гіганти, що сягають 30—50 м

ізми, і гіганти, що сягають 30—50 м

завдовжки (наприклад, макроцистіс). Бурих водоростей існує близько 1500

видів; це фітобентос переважно холодних морів та океанів усього світу,

заселяють мілководдя, але зустрічаються і далеко від берегів. У Чорному

морі біля берегів України трапляються такі бурі водорості, як диктіота,

цистпозира. За зовнішнім виглядом бурі водорості можуть нагадувати

кущики, гіллясті шнури. Крім хлорофілу вони містять пігмент фукоксантин

(бурий). Піреноїдів немає. Це найорганізованіший відділ водоростей.

Талом у багатьох видів диференційований на різні тканини (асиміляційна,

запаслива та механічна тканини з потовщеними стінками). Бурі водорості

утворюють підводні "луки" та величезну кількість біомаси. Наприклад, це

всім відома морська капуста, або ламінарія. Найскладніше організованими

серед бурих водоростей є саргасуми. Ці багаторічні водорості живуть

компактно в Атлантичному океані (Саргасове море). Саме тут нереститься

вугор.

Вегетативне розмноження відбувається частинками талому; безстатеве —

зооспорами, у деяких спорами особливої будови; статеве — сперматозоїдами

та яйцеклітинами.

Червоні водорості (близько 4000 видів) — багато в чому подібні до бурих.

Сучасна наука виділяє їх із загальної групи водоростей в окреме

підцарство, зважаючи на те, що вони мають надто своєрідні форми

спороношення і статевого розмноження. В їхньому життєвому циклі

змінюється три покоління, а не два, як в інших рослин. Рухливих стадій у

циклі розвитку немає. Більшість червоних водоростей — дводомні рослини.

Агар-агар — це речовина, яку виробляють з багрянкового крохмалю,

продукту фотосинтезу червоних водоростей. У Чорному морі зростає церамій

червоний, якого хвилями викидає на берег під час шторму.

Роль водоростей у природі. Водорості — планктонні і бентосні, наземні й

грунтові — відіграють важливу роль у природі. Разом з іншими водяними

рослинами вони виробляють близько 80 % усієї маси органічних речовин, що

утворюються на Землі. Серед них найпродуктивнішими є планктонні завдяки

своїй здатності швидко розмножуватись.

Наземні водорості часто виступають у ролі піонерів рослинності,

поселяючись на безплідних ділянках суші: скелях, пісках. У симбіозі з

грибами водорості утворюють своєрідні організми — лишайники.

Водорості — одні з найдавніших організмів, що населяють нашу планету.

Від них виникли наземні рослини. Збагативши атмосферу киснем, вони

зумовили можливість існування різноманітного світу тварин і сприяли

розвитку аеробних бактерій. Завдяки їхній діяльності в атмосфері

з'явився озоновий екран, який захищає Землю від радіаційного

випромінювання. Органічні речовини, які створюють водорості в процесі

фотосинтезу, стають їжею для бактерій і тварин, зокрема риб.

Водорості беруть участь у колообігу речовин у природі, в поліпшенні

газового режиму водойм та утворенні відкладів сапропелю (органічного

мулу).

Зарості великих водоростей є укриттям для розмноження багатьох

побережних тварин і дрібних водоростей. З водоростей утворились потужні

поклади гірських порід: у крейдяних породах 95 % становлять рештки

оклади гірських порід: у крейдяних породах 95 % становлять рештки

оболонок деяких золотистих водоростей, діатоміти на 50—80 % складаються

з панцирів діатомових водоростей.

Рифи в морях і океанах також формуються за участю водоростей. Так, у

рифах островів Фіджі в Тихому океані водоростей майже в 3 рази більше,

ніж коралів.

Значення водоростей у народному господарстві. Водорості широко

використовують у народному господарстві. Багато з них людина здавна

використовувала в їжу (ламінарію, порфіру), на корм худобі, як добрива.

Діатоміти використовують у харчовій, хімічній, фармацевтичній

промисловості, будівництві. Бурі водорості є сировиною для добування

альгінатів (солей альгінової кислоти), які застосовують у різних галузях

народного господарства. Так, на основі альгінату натрію виготовляють

клей, який використовують у текстильному виробництві, для проклеювання

паперу, скріплення цементу. Плівки з альгінату натрію, нанесені на

бетонні споруди, метали, верстати, деревину, захищають їх від корозії,

гниття, руйнування.

З червоних водоростей (філофора) добувають агар, який використовують у

мікробіології та кондитерській промисловості, із зелених (кладофора,

ризоклоніум) виготовляють папір. Деякі види водоростей мають цілющі

властивості і використовуються в медицині (ламінарії, лікувальні грязі з

синьозеленими водоростями; добування йоду). Багато водоростей є біоіндикаторами під час санітарнобіологічної оцінки

вод або виконують функцію активних санітарів забруднених водойм.

У деяких країнах водорості вирощують у штучних водоймах для промислового

виробництва органічних речовин.

Разом з тим водорості можуть мати і негативне значення. Так, у разі

масового розмноження у водоймах вони спричинюють "цвітіння" води,

роблячи її непридатною для використання, забруднюють насосні станції та

водоводи, деякі види вкривають днища суден, буї, погіршуючи їх

експлуатацію.

Водорості – найстаріші представники рослинного світу. Це фототрофні хлорофілоносні нижчі  рослини. Тіло представлене таломом (сланню), тобто не розчленоване на корінь, стебло і листок. У них не має сформованих тканин (механічної, провідної); органи статевого і нестатевого розмноження звичайно одноклітинні.

Альгологія – наука, що вивчає водорості. Розміри водоростей коливаються від мікроскопічних (декілька міліметрів) до гігантських (декілька десятків метрів). За будовою талом буває одноклітинним, колоніальним, багатоклітинним.

За місцем зростання водорості поділяють на дві великі групи: які живуть у водоймах, та ті, що живуть поза водоймами. Серед тих, що живуть у водоймах виділяють такі екологічні групи:       а) планктон – дуже дрібні водорості, які знаходяться в товщі води у завислому стані; б) бентос – водорості, які живуть на дні водойм; в) перифітон – водорості, якими обростають підводні предмети або вищі рослини водойм.

Водорості, що живуть поза водоймами, теж поділяють на групи:

а)ґрунтові – живуть у ґрунті або на ґрунті;

б) наземні – на корі дерев, на скелях.

Деякі види водоростей пристосувались до симбіотичних відносин з іншими організмами (лишайник).

Водорості прийнято ділити на 10 відділів: синьозелені, пірофітові, золотисті, діатомові, жовтозелені, бурі, червоні, євгленові, зелені, харові. Поділ водоростей на відділи збігається звичайно з їхнім кольором, який як правило зв’язаний з наявністю певних пігментів (каротин, фікоксантин, фікоеритрин, фікоціан, ксантофіл) та зеленого пігменту хлорофілу. Хлорофіл та пігменти містяться у хлоропластах (хроматофорах), дуже різноманітних за формою. Наявність пігментів у клітинах водоростей забезпечує автотрофний тип живлення, проте деякі водорості можуть переходити до гетеротрофного типу, або поєднувати обидва.

Будова, склад і властивості клітинних компонентів у водоростей характеризуються великою різноманітністю.

Розмноження водоростей буває вегетативним, безстатевим (спорами) і статевим. У одного і того ж виду залежно від умов і пори року способи розмноження різні.

Вегетативно водорості розмножуються внаслідок поділу навпіл або частинами талому. Спори або зооспори можуть утворюватись в звичайних клітинах талому або в спеціальних одноклітинних зооспорангіях.

При статевому розмноженні нові особини розвиваються із зиготи (2n), що утворюється в результаті запліднення – злиття статевих клітин – гамет (n). При статевому розмноженні забезпечується обмін спадковою інформацією, завдяки чому підвищується життєвість. Способи статевого розмноження: ізогамія, анізогамія, оогамія.

В одних водоростей спори і гамети утворюються на одній і тій же рослині, в інших – на різних рослинах. Рослини, на яких утворюються органи спороношення зі спорами, називаються спорофітами, а рослини, на яких утворюються статеві органи і в них статеві клітини – гаметофітами.

Спорофіт (нестатеве покоління) – спорангії (нестатеві органи) – спори (нестатеві клітини).

Гаметофіт (статеве покоління) – гаметангії (статеві органи) – гамети (статеві клітини).

Відділ Зелені водорості. Особливості будови процесів життєдіяльності та поширення на прикладі хламідомонади.

Хламідомонада – мікроскопічна прісноводна одноклітинна водорость, овальної або грушоподібної форми. Поверхня клітини вкрита прозорою, безбарвною пектиновою оболонкою (пектин – вуглевод полісахариди). На передньому кінці тіла оболонка утворює невелике випинання – носик, від якого відходять два джгутики. За допомогою джгутиків водорость рухається. Внутрішня частина клітини – цитоплазма, в якій міститься чашоподібний хлоропласт (в якому зосереджений хлорофіл) з одним піреноїдом. В піреноїді синтезуються і нагромаджуються поживні

Правильного чергування гаметофіта і спорофіта тут ще немає речовини (білки, крохмаль).

 Значення водоростей у природі.

1.  Насичують киснем воду та повітря над водоймами.

2. основні продуценти (виробники) великої кількості органічних речовин у водоймах. Вони слугують основою живлення рослиноїдних водяних тварин.

3. Очищають воду від органічних забруднень, важких металів, пестицидів, детоксикуючи їх.

4. Є біоіндикаторами забрудненості води.

5. Водоростями заростають мілководдя, завдяки чому створюється притулок для личинок і мальків риб.

6. Беруть активну участь в побудові рифів.

7. Ґрунтові водорості виділяють особливі речовини, які сприяють діяльності бактерій, грибів, і отже, ґрунтоутворенню.

8. Вони постачають у товщу ґрунту кисень, а їхні відмерлі рештки утворюють органічну речовину ґрунту, що підвищує родючість.

9.  Беруть участь в утворенні сапропелю (намулисті відклади в озерах).

10. Здатні до співжиття з іншими організмами (лишайники).

Значення водоростей в народному господарстві.

1. Використовують в їжу (ламінарія).

2. Цінний корм для тварин, цінне органічне добриво.

3. В фармацевтичній промисловості – для виготовлення ліків, вітамінів (В2), йоду, брому, для отримання замінників крові, розчинних хірургічних ниток.

4. В кондитерській промисловості для виготовлення цукерок, мармеладу, морозива.

5. В хімічній промисловості – смоли, ацетон, метиловий спирт, барвники, органічні кислоти, аміак.

6. В мікробіології – агар-агар – середовище на якому з добавкою поживних речовин вирощують бактерії, гриби.

7. Водорості використовують і у біологічному методі очищення забруднених вод.

При масовому розмноженні викликають „цвітіння” води, яка стає непридатною, а також приводить до задухи риб; забруднюють насосні станції, утруднюють судноплавство, рибний промисел.

Відділ Діатомові водорості. Одноклітинні та колоніальні рослини поширені в ґрунті, прісних та солоних водоймах. Представники: пінулярія, навікула. Клітинна оболонка схожа на панцир, який складається з двох половинок, що вкладаються одна в іншу та просочені сполуками кремнію. Панцир має щілини, через які здійснюється обмін речовин. Хлоропласти крім хлорофілу містять ще й бурі пігменти. Розмножуються статево, вегетативно.

На верхній частині хлоропласта (хроматофора) – червоне вічко (стигма), насичене каротином. Воно орієнтує рослин за напрямком до світла, отже, для хламідомонади характерна подразливість у вигляді позитивного фототаксису. Живиться автотрофно в процесі фотосинтезу, а за умов нестачі світла може поглинати розчинені у воді органічні речовини через клітинну оболонку.

Спереду біля основи джгутиків розташовані дві пульсуючі вакуолі (скоротливі) які регулюють концентрацію розчину в клітині (регулюють тиск всередині клітини – виводять надлишок води з клітини). В центрі цитоплазми розміщене клітинне гаплоїдне ядро. Розмноження: а) нестатеве, б) статеве.

А) Нестатево розмножується при сприятливих умовах. Материнська клітина перед поділом втрачає джгутики, потім ділиться ядро, хроматофор, цитоплазма і перетворюється в зооспорангій, всередині якого формуються 2,4 (8) двожгутикових клітини – зооспори. Зооспори виходять з ослизнілої оболонки материнської клітини назовні, і вже через добу дочірні клітини знов приступають до такого ж ділення (уночі).

Б) Статеве розмноження при несприятливих умовах (похолодання чи висихання водойм). В клітинах утворюється 32-64 гамети, схожі на зооспори. Попарно  зливаються, копулюють (ізогамія), утворюється зигота, яка вкривається оболонкою і переходить у стан спокою. В такому стані вона перебуває у воді деякий час, а потім виходить з оболонки і редукційним поділом (мейотично) утворює чотири гаплоїдні зооспори. Вони і дають вегетативні клітини з гаплоїдним набором хромосом.

Дихає хламідомонада киснем, розчиненим у воді. Живуть хламідомонади у невеликих, дуже забруднених водоймах, що добре прогріваються. Значення: сприяють процесу самоочищення забрудненої води.

Хлорела – одноклітинна водорость, поширена як у прісних так і солоних водоймах, а також на зволожених ділянках суходолу. Вона не має вічка і джгутиків. Розмножується виключно нестатевим способом, за допомогою нерухомих спор – апланоспор. Хлорелу донедавна вважали потенційною „їжею майбутнього”: вона дуже швидко розмножується, містить багато поживних речовин та вітаміни В, С, К, її можна культивувати в посуді. Проте новітні дослідження довели,  що вона утворює шкідливі для тварин речовини, а в процесі життєдіяльності виділяє в повітря, крім кисню, ще й чадний газ та окиси азоту, що у закритих приміщеннях може призвести до отруєння.

Улотрикс – нитчаста багатоклітинна водорость, що живе у прісних водоймах, зеленим шаром вкриває підводні предмети, дає яскраво-зелені обростання.

Нитки улотрикса досягають 10 см завдовжки. Прикріплюються до субстрату за допомогою ризоїдів. Клітина ризоїд безбарвна, тоді як інші клітини нитки мають хроматофор. Ці клітини циліндричні або бочкоподібні, широкі, кожна з яких має цитоплазму, ядро, хроматофор у вигляді неповного кільця і один або кілька піреноїдів.

Розмноження: а) вегетативне, б) безстатеве, в) статеве.

а) Вегетативне розмноження здійснюється фрагментацією нитки на короткі сегменти, кожен розвивається в нову нитку. Цей спосіб зустрічається рідко.

б) Безстатеве розмноження  здійснюється за допомогою зооспор, які формуються у клітинах. Зооспори – яйцеподібні клітини з 4 джгутиками на передньому кінці, червоним вічком і двома пульсуючими вакуолями. Кожна зооспора, вийшовши назовні, через деякий час прикріплюється до субстрату і проростає в дорослу особину.

в) Статеве розмноження. Вегетативні клітини перетворюються на гаметангії де утворюються гамети, однакові за формою і розмірами. Гамети подібні до зооспор, але вони мають лише 2 джгутики. Після злиття двох гамет (копуляція – ізогамія) утворюється зигота. Редукційний поділ відбувається при проростанні зиготи. Всі чотири гаплоїдні  особини розвиваються в нитчастий талом.

Гаметофіт – клітини талому. Спорофіт – зигота.

До водоростей помилково відносять Прокаріотичні організми:

Ціанобактерії (лат. Cyanobacteria) (від грец. κυανοs — «блакитний» і βακτήριον — «паличка») — тип бактерій, що отримують необхідну їм енергію через фотосинтез.

Їх також іноді називають синьо-зеленими водоростями, посилаючись на зовнішній вигляд та екологічну нішуцих організмів, проте заразтермін «водорості» зазвичай бмежується еукаріотичними представниками групи.

 Анабена

Знайдені скам’янілі сліди цианобактерій (строматоліти) мають, як вважається, вік до 2.8 мільярдів років, хоча нещодавно отримані дані ставлять під сумнів це твердження. Одразу після виникнення, вони стали домінантною групою фотосинтезових організмів, продукуючи кисень, вуглеводи й іншіорганічні сполуки. Саме завдяки цим організмам змінився якісний склад атмосфери Землі, в якій поступово накопичився кисень і стало менше вуглекислого газу. Також саме представники цієї групи були захоплені в результаті ендосимбіозу, ставши хлоропластами рослин та інших автотрофних еукаріотів, дозволяючи їм фотосинтезувати.

Ціанобактерії — це найбільша та найважливіша за впливом на біосферу група живих організмів на Землі — 90% живої маси всієї біосфери.

Цианобактерії включають одноклітинні, колоніальні та нитчасті форми. Деякі нитчасті цианофіти (лат. Cyanophytes) формують диференційовані клітини, відомі як гетероцисти (англ. heterocysts), які спеціалізуються на фіксації азоту, та сплячі клітини або спори, так звані акінети. Кожна клітина звичайно має товсті, желатиноподібні клітинні стінки, які фарбуються за Грамом негативно. Середній розмір клітин — 2 мкм.

Вирізняються здатністю адаптувати склад фотосинтетичних піґментів до спектрального складу світла, так що їхній колір варіює від яскраво-зеленого до темно-синього.

Цианобактерії не мають джгутиків, але деякі з них здатні пересуватись уздовж поверхонь за допомогою бактерійного ковзання. Багато інших також здатні рухатися, але механізм цього явища досі не пояснено.

Цианобактерії — єдина група організмів, які можуть зв’язувати азот і вуглець в умовах аеробів — факт, який, можливо, відповідає за їх еволюційний та екологічний успіх.

Хлоропласти знайдені в еукаріотах (морські водорості і вищі рослини), більш імовірно представляють собою зменшені ендосимбіотичні цианобактерії. Ця ендосимбіотична теорія підтримується структурною і генетичною схожістю. Первинні хлоропласти знайдені серед зелених рослин, де вони містять хлорофіл b, і серед червоних морських водоростей і глаукофітів, де йони містять фікобіліни (phycobilins). Зараз вважається, що ці хлоропласти ймовірно мали єдине походження. Інші морські водорості ймовірно узяли свої хлоропласти з цих форм за допомогою вторинного ендосімбіозу.

Ціанобактерії, за загальноприйнятою версією, є «творцями» сучасної кисневмісної атмосфери на Землі (згідно з іншою теорією, кисень атмосфери має геологічне походження), що привело до першої глобальної екологічної катастрофи в природній історії і драматичній зміні біосфери. Зараз, будучи значною складовою частиною океанічного планктону, ціанобактерії стоять на початку більшої частини харчових ланцюгів і виробляють більшу частина кисню (більш 90%, але ця цифра визнається не всіми дослідниками). Ціанобактерія Synechocystis стала першим фотосинтезуючим організмом, чий геном був повністю розшифрований (у 1996, Дослідницьким інститутом Казуси, Японія). В наш час^[Коли?] ціанобактерії служать найважливішими модельними об’єктами досліджень в біології. У Південній Америці і Китаї бактерії родів Spirulina і Nostoc через нестачу інших видів продовольства використовують в їжу, висушуючи і готуючи муку. Їм приписують цілющі і оздоровлюючі властивості, які, проте, в наш час^[Коли?] не знайшли підтвердження. Розглядається можливе застосування ціанобактерій в створенні замкнутих циклів життєзабезпечення або як масової кормової / харчової добавки.

Певні цианобактерії виробляють ціанотоксини, наприклад, анатоксин-a, анатоксин-as, аплізіатоксин, домоїву кислоту, мікроцистін LR, нодуралін R (від Nodularia), або сакситоксин. Як мінімум один вторинний метаболіт, циановірин, має активність проти ВІЛ.

Хроококкові (лат. Chroococcales) – порядок ціанобактерій (синьо-зелених водоростей). Представники порядку – одиночні і колоніальні форми, не утворюють слоевища; живуть вільно або прикріплені, розмножуються в основному поділом клітин. У порядку сім сімейств.

Найбільш широко поширені роди:

Мікроцістіс (Microcystis) – рід, що відноситься до сімейства Microcystiaceae. Об’єднує види з кулястими, еліпсоїдними або неправильної форми колоніями, іноді продірявленими. Клітини у багатьох видів мають газові вакуолі. Мешкають мікроцістіси в морських і прісних водоймах, часто беручи участь в «цвітінні» води. Іноді зустрічаються на грунті. Більшість видів – хороші продуценти органічної речовини. Окремі види містять токсичні речовини.

Особливо широко поширений Мікроцістіс синювато-зелений (Microcystis aeruqinosa). Його колонії можуть бути різноманітної форми, мають чіткі обриси, а клітини містять газові вакуолі. Мікроцістіс синювато-зелений нерідко бере участь в «цвітінні» води. Широко поширений ще один вид, Microcystis flos-aqua. Його колонії суцільні або неясно продірявлені, з розпливчастими обрисами.

Афанотеце (Aphanothece) також належить до сімейства Microcystiaceae. Його представники іноді утворюють мікроколонії розмірами з голубине яйце. Клітини еліпсоїдні або циліндричні.

Найбільш часто зустрічається Афанотеце ставкова (Aphanothece stagnina), що утворить у прибережжях прісних водойм великі драглисті колонії.

Глеокапса (Gloeocapsa) відноситься до однойменного сімейства. Його представники формують слизові колонії, вкриті загальним шаруватим чохлом, всередині якого послідовно розташовуються клітини, також покриті чохлом. Мешкає глеокапса в грунті, на скелях, каменях, у воді. У водних видів слиз безбарвна. Наземні форми пофарбовані в червоні, фіолетові і чорно-фіолетові тони.

Найчастіше зустрічаються глеокапса озерна (Gloeocapsa limnetica), глеокапса менша (Gloeocapsa minor), глеокапса пухкий (Gloeocapsa turgida), глеокапса осадова (Gloeocapsa magma).

Носток (лат. Nostoc) – рід ціанобактерій сімейства Ностокові. Представники роду поширені у грунті, на дні прісних водойм, рідше в морях. Вони також ростуть в якості симбіонту в лишайниках і в деяких вищих рослинах.

 

Спіруліна (лат. Spirulina) містить до 70 % повнооцінного білка. Еультивується як кормова культура в ряді країн.

Трихоми спіруліни гомоцітні (що складаються з однакових клітин), згорнуті в спіраль. Перегородки під світловим мікроскопом невиразні. Слизові чохли не розвинені або розвинені слабко.

Види роду зустрічаються як у прісних, так і в солоних водоймах, у тому числі в содових озерах. У ряді країн спіруліна активно культивується.

              

 

 

Спіруліна платенсіс (S. platensis) має оптимум pH між 8 і 11, в результаті чого часто домінує в солоних озерах з високою щелочностью.Для росту і розвитку спіруліни потрібна висока температура і освітленість. Вона може виживати при температурі до 60 градусів, а окремі її пустельні види виживають, впадаючи в глибоку сплячку, навіть якщо водойма впоратися і вона опиниться на каменях з температурою 70 градусів [джерело не вказано 788 днів. Це говорить про те, що, що містяться в спіруліни білок, амінокислоти, вітаміни, ферменти навіть при такій температурі зберігаються в клітці, тоді як у звичайних умовах температура 50-54 градусів для більшості ферментів є згубною, а деякі вітаміни і амінокислоти в цих умовах починають втрачати свої корисні властивості.

Коржі з спіруліни використовували в їжу ацтеки [3]. Збирають і їдять її в районі озера Чад.Спирулина активно культивируется, в том числе в России. В Китае в 1996 году было произведено более 400 тонн порошка спирулини.

 

Існують групи активістів, які пропагують самостійне вирощування спіруліни в домашніх умовах в якості продукту.

Використання спіруліни як біологічно активної добавки при алергічному риніті дає позитивний ефект, проте необхідні додаткові дослідження.

Наявність в спіруліни антиоксиданту β-каротину дозволяє припустити наявність деякої протипухлинної активності.

Вітамін B12 міститься в спіруліни практично не засвоюється.

Національні інститути охорони здоров’я США не рекомендують використання БАД спіруліни вагітним, дітям і хворим на алергію, оскільки в складі можуть перебувати токсичні речовини з за недостатнього очищення.

Існують деякі свідчення позитивного впливу спіруліни на зниження рівня холестерину в крові, але, перед тим, як зробити остаточні висновки про її ефективність, потрібне проведення великого обсягу додаткових досліджень.

Випробування, проведені на невисокому доказовому рівні, вказують на перспективність подальших досліджень ефективності спіруліни при синдромі хронічної втоми і як противірусного засобу.

У цілому, в літературі висловлюються думки, що спіруліна є безпечною харчовою добавкою без значних побічних ефектів. Однак її роль як лікарського засобу ще належить з’ясувати

 

ПЕРЕЛІК НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

а) Основна:

1.     Нечитайло В.А. Ботаніка. Вищі рослини. / В.А.Нечитайло, Л.Ф. Кучерява. – Київ: Фітосоціоцентр, 2000. – 432 с.

2.     Сербін А.Г. Фармацевтична ботаніка: підручник / А.Г. Сербін, Л.М. Сіра, Т.О. Слободянюк / Під ред. Л.М. Сірої. – Вінниця: Нова книга, 2007. – 488 с.

3.     Ткаченко Н.М., Сербін А.Г. Ботаніка: Підручник. – Х.: Основа, 1997. – 432 с.

4.     Мороз І.В., Гришко-Богменко Б.К. Ботаніка з основами екології. – К.: Вища школа, 1994. – 240 с.

б) Додаткова:

1.     Яковлев Г.П., Челомбитько В.А. Ботаника. – Высшая шк., 1990 – 467 с.

2.     Костильов О.В., Романенко О.В. Біологія і екологія автотрофних організмів: Навчальний посібник. – К.: Фітосоціоцентр, 1999. – 192 с.

3.     Нечитайло В.О., Липа О.А. Систематика вищих рослин: Підручник. – К.: Вища шк., 1993. – 317 с.

4.     Медицинская ботаника: Учебное пособие для иностранных студентов /А.Г. Сербин, Л.М. Серая, Н.М. Ткаченко и др./ – Х.: Изд-во НФАУ, 2000. – 283 с.

5.     Рейвн П., Эверт Р., Айк Хорн С. Современная ботаника: в2 т.: Пер. с англ – М.: Мир, 1990. – Т.1 347 с., Т.2 – 344 с.

6.     R. Moore, W.D. Clark, Kingsley R.Stern, D. Vodopich.  Botany.– Toronto: WCB, 1995. – 824 р.

7.     Podlech D. Herbs and healing plants of Britain and Europe / Transl. from Germany and adapt. by M. Walters. – London: Harper Collins Publishers, 1996. – 255 р.