Значення водоростей
Водорості мають велике значення як у природі, так і у житті людини.
Водорості є рослинами і, отже, здійснюють процес фотосинтезу. В результаті фотосинтезу поглинається вуглекислий газ та виділяється кисень, необхідний живим організмам для дихання. Таким чином, водорості насичують водойми та повітря киснем. Оскільки їх можна вважати першими рослинами на Землі, в ті часи вони відіграли велику роль у формуванні атмосфери, що містить велику кількість кисню. Це сприяло подальшій еволюції живих організмів.
Водорості переважно живуть у прісноводних водоймах, морях та океанах. Їм потрібне світло для фотосинтезу, тому на великих глибинах вони не можуть рости. Але, незважаючи на це, всі харчові ланцюги у водоймах починаються саме з водоростей. Вони синтезують велику кількість органічної речовини, якою харчуються всі прісноводні та морські тварини безпосередньо (їдаючи водорості) або опосередковано (їдаючи інших тварин).
Таким чином, водорості беруть активну участь у кругообігу речовин у природі. Крім цього, беруть участь в утворенні ґрунту та формуванні осадових порід.
Багато прісноводних водоростей очищають водоймища від забруднень. Це сприяє збереженню водних біологічних угруповань.
Людина використовує деякі види водоростей для харчування. Наприклад, морську капусту (ламінарію), морський салат (ульву), порфіру та ін. З водоростей навіть роблять муку.
З червоних водоростей видобувають агар-агар. Це драглиста речовина, яка використовується в харчовій промисловості, у наукових лабораторіях як живильне середовище, а також у паперовій та текстильній промисловості.
З водоростей одержують деякі ліки. Водорості використовують у хімічній промисловості для одержання низки речовин (йоду, калійної солі, оцтової кислоти, брому, клеючих речовин та ін.).
У прибережних районах водорості йдуть на корм худобі, їх виготовляють добрива.
Хламідомонаду часто використовують для очищення стічних вод. Справа в тому, що вона може харчуватися не тільки як рослина (тобто за рахунок фотосинтезу), а й як тварина (тобто поглинати готові органічні речовини). Таким чином, вона просто "з'їдає" органічні забруднення.
Навіть у космонавтиці можуть використовувати водорості. Наприклад, одноклітинна водорість хлорела продукує велику кількість кисню та органічних речовин, а також швидко розмножується. Тому її зручно використовувати у космосі як джерело кисню та для харчування.
Іноді водорості можуть сильно розростатися в прісноводних водоймищах, викликаючи так зване цвітіння води. У цьому випадку водоймища потрібно очищати від водоростей, щоб вони не заважали використанню води для поливу, а також розведенню риб.
Значення водоростей у природі та житті людини
Різноманітні водорості, сучасні жителі водного середовища, мають велике значення для людини, окремих екосистем та існування біосфери загалом. Найдавніші фотосинтезуючі організми наситили воду та атмосферу киснем. Сучасні водорості, населяючи Світовий океан, як і раніше, служать постачальниками кисню для водних цінозів і всієї біосфери. Водорості є продуцентами первинної органічної маси у водних екосистемах, початком харчових ланцюгів, таким чином вони «годують» всіх мешканців водойм.Найбільша кількість органіки створює фітопланктон завдяки здатності швидко розмножуватися, при цьому планктон має і високу поживну цінність.
Водорості беруть участь у геохімічних круговоротах речовин. родючості грунтів. Водорості — пірофітові, зелені, евгленові, здійснюють процес природного самоочищення водойм. Їх також використовують для штучної біологічної очистки стічних вод. , масове розмноження синьо-зелених та золотистих водоростей викликає «цвітіння» води, зменшує вміст кисню у воді, що призводить до загибелі мальків, відмирання вищих рослин у водоймі. У приморських районах водорості використовують як цінне добриво. (ламінарія та порфіра), найбільш багаті мікроелементами, вуглеводами та білками, Уживаються людиною.Морські водорості концентрують у своїй масі багато цінних елементів - селену, брому, йоду та ін. Тому їх використовують для отримання біологічно активних добавок та медичних препаратів. Агар-агар і альгін - найважливіші речовини, що отримуються з бурих та червоних водоростей, знаходять дуже широке застосування у багатьох галузях та виробництвах. Альгін бурих водоростей має високі клеючі властивості. Альгін потрібен для виробництва консервів та морозива, у текстильній промисловості для виробництва та фарбування тканин, для отримання якісного паперу, лаків, фарб, пластмас, вироблення шкір. Альгіни застосовують у фармацевтичній промисловості та парфумерії. Агар-агар має високі желіруючі властивості. Його видобувають із червоних водоростей і застосовують у кондитерській та харчовій промисловості як замінники желатину для виготовлення мармеладів, зефіру, желе, рибних консервів. Важлива роль агару у наукових дослідженнях та на біотехнологічних підприємствах. Він використовується як затверджувач живильних середовищ, на яких вирощуються мікроорганізми для медичних, фармацевтичних цілей, для робіт у мікробіологічних лабораторіях.
Червоні водорості
Червоні водорості, або багрянки (Rhodophyta) - мешкають переважно в морях (часто на більшій глибині, ніж зелені та бурі водорості, що обумовлено присутністю фікоеритрину, здатного, мабуть, використовувати для фотосинтезу зелені та сині промені, що проникають глибше за інших у воду), менше у прісних водах та ґрунті. З 4000 видів багрянок лише 200 видів мешкає у прісноводних водоймах та ґрунтах. Багрянки - глибоководні організми.Вони можуть мешкати на глибині до 100-200 м (а окремі представники виявлені на глибині до 300 і навіть 500 м), але можуть розвиватися і у верхніх горизонтах моря, у тому числі і на літоралі.
Будова червоних водоростей
Чим коротша довжина світлової хвилі, тим більша її енергія, тому на великі глибини проникають тільки світлові хвилі з короткою довжиною хвилі і, відповідно, з високою енергією. Допоміжні пігменти червоних водоростей розширюють спектр світла, що поглинається ними, в синьо-зеленій і синьо-фіолетовій областях спектру.
Попередники хлоропластів у червоних водоростей – ціанобактерії. Основний фотосинтетичний пігмент - хлорофіл а (зеленого кольору). Допоміжні фотосинтетичні пігменти: хлорофіл d (у деяких видів), каротиноїди (жовтого кольору) та фікобіліни (синій – фікоціанін та червоний – фікоеритрин). Саме фікобіліни, що мають білкову природу, поглинають залишки синього та фіолетового світла, що проникають на великі глибини.
Відповідно до зміни співвідношення фотосинтетичних пігментів забарвлення червоних водоростей зі збільшенням глибини змінюється: на мілководді вони жовто-зелені (іноді мають блакитний відтінок), потім стають рожевими і, нарешті, на глибині понад 50 м набувають інтенсивного червоного кольору.
Червоними ці водорості виглядають тільки якщо їх витягнути на поверхню. На великій глибині водолазам вони здаються чорними, настільки ефективно поглинають вони все світло, що падає на них.
Запасна речовина червоних водоростей - полімер глюкози, який називають багрянковим крохмалем. За будовою він близький до тваринного крохмалю. глікогену.
Словник (талом), тобто. тіло червоних водоростей, як правило, багатоклітинне (нитчасте або пластинчасте), рідко одноклітинний.Деякі червоні водорості, наприклад коралін, мають скелет, що складається з вуглекислого кальцію (СаСO3) або магнію (MgCO3). Вони беруть участь у освіті коралових рифів.
Статевий процес дуже складний. Тип статевого процесу – оогамія. Спостерігається чергування гаплоїдного (n) та диплоїдного (2n) поколінь; у більшості багрянок ці покоління ізоморфні. Гамети позбавлені джгутиків.
Безстатеве розмноження - за допомогою суперечок, позбавлених джгутиків.
Відсутність джгутикових форм на всіх стадіях розмноження характерна ознака червоних водоростей. Припускають, що багрянки, на відміну від їх водоростей, походять від стародавніх, примітивних еукаріотів, ще позбавлених джгутиків. На цій підставі багрянки зазвичай виділяються в особливе підцарство Rhodobionta.
Екологічне значення
Червоні водорості – основні продуценти органічної речовини на великих глибинах. Вони є кормом та укриттям для глибоководних морських тварин.
Господарське значення
Найбільше практичне значення мають анфельція, гелідіум, філофора, фурцелярія, що дають студнетворні речовини -агар-агар, агароїд, карраген. Деякі червоні водорості, наприклад, порфіра, вживаються в їжу.
Бангієві (Bangiophyceae), клас червоних водоростей. Включає 24 роди, що поєднують 90 видів як одноклітинних, так і багатоклітинних - ниткоподібних або пластинчастих водоростей, одноядерні клітини яких, на відміну від інших червоних водоростей, мають зазвичай по одному зірок чатом хроматофору з піреноїдом і не з'єднуються між собою порами.
Флорідеї (Florideophyceae), клас червоних водоростей.Слані багатоклітинні, від мікроскопічних до 0,5 м заввишки, з одного ряду клітин або складної тканинної будови, ниткоподібні, пластинчасті або кущисті, іноді розчленовані на стебло і листоподібні органи; у ряду флорид слані тверді від відкладення в них солей кальцію .).
Філофора(Phyllophora), рід червоних водоростей. Слайво пластинчасте, просте або розгалужене висотою до 50 см. Розмноження карпоспорами, що утворюються в результаті статевого процесу, тетраспорами і уривками слоевищ; холодних та помірних морях, у країнах колишнього СРСР - 5 видів. Використовуються для виробництва студнеутворюючої речовини карагініну.
Гелідіум (Gelidium), рід червоних водоростей; включає близько 40 видів, що мешкають у теплих морях. утворює карпоспори. Гелідіум використовують для отримання агар-агару, особливо в Японії. У країнах колишнього СРСР зустрічається в Японському та Чорному морях у незначних кількостях.
Червоні водорості вживають у їжу у Японії, Китаї, Кореї, на островах Океанії та США. Червона водорість порфіра (рис. 1а) вважається делікатесом;
1. Червоні водорості: а) порфіра; б) анфельція;
З червоних водоростей отримують агар-агарАгар-агар - це суміш високомолекулярних вуглеводів.При додаванні його до води у співвідношенні 1:20 - 1:50 утворюється щільне желе (студень), яке зберігає свою консистенцію навіть за відносно високих температур (40-50 °). Цю властивість агар-агару широко використовують у мікробіології при приготуванні щільних поживних середовищ, необхідні для вирощування різних бактерій та грибів. Якщо на агарову пластинку з води чи повітря потрапляють поодинокі бактерії чи суперечки грибів, через деякий час їх виростають чітко видимі і зручні аналізу бактеріальні чи грибні колонії. Це дозволяє вивчати мікроорганізми: аналізувати їх властивості та проводити добір. Без агаризованих поживних середовищ неможливе виділення та аналіз хвороботворних мікроорганізмів у клінічній мікробіології, проведення санітарної оцінки води, повітря та харчових продуктів, а також отримання штамів мікроорганізмів – продуцентів антибіотиків, ферментів, вітамінів та інших біологічно активних речовин.
Агар-агар застосовується в харчовій промисловості для приготування мармеладу, пастили, морозива, варення, що незацукрується, нечерственного хліба, м'ясних і рибних консервів в желе і для очищення вин.
У фармацевтичній промисловості на його основі виготовляють капсули та таблетки з антибіотиками, вітамінами та іншими лікарськими препаратами, коли необхідне їхнє повільне розсмоктування.
У нашій країні основною сировиною для виробництва агар-агару є червона водорість анфельція (рис. 1б).
З червоних водоростей отримують особливі полісахариди карагени, що пригнічують розмноження вірусу СНІДу (Синдрому набутого імунодефіциту). Сировиною для каррагенів служить червона водорість хондрус («ірландський мох») — рис. 1в, р. Червоні водорості, так само як і інші водорості, можна використовувати на корм худобі і як добриво.
