Ботаника онлайн водорасли
Водораслите не са таксон в смисъла на биологична система. Името идва от разговорния език и има дълга традиция. Състои се от редица групи, които са до голяма степен еднообразни, но много различни една от друга. Цианофитите (синьо-зелени водорасли) обикновено също се приписват на тях, въпреки че вече е ясно, че те не принадлежат на растенията, а на прокариотите.
Еукариотните водорасли представляват първата успешна растителна група, която все още е широко разпространена и днес. Почти без изключение те са адаптирани към водния начин на живот. Заедно с Cyanophyta те са преобладаващите първични производители във всички водни урни и от тяхната дейност зависи съществуването на всички други организми, живеещи във водата. Но те също принадлежат към основните източници на кислород на земната повърхност, така че нашето съществуване в крайна сметка зависи от тяхното присъствие.
Отделните групи водорасли (отдели) се отличават предимно според състава на техните фотосинтетични пигменти и продукти. Едва през последните няколко години човек започна да се занимава по-интензивно с ултраструктурата на действителните клетки гостоприемници (за ендосимбиотично погълнатите пластиди). Въпреки многобройните вече налични резултати, няма нова класификация, която да постави под въпрос предишната.
Няма единодушно мнение относно реда, в който трябва да бъдат подредени отделите. Групите, които са представени тук като отдели, се третират като класове от различни автори. Различните фотосинтетични пигменти в пластидите на отделните отдели са солидна индикация за полифилетичния произход на водораслите.
С други думи: определени отдели, като Rhodophyta (червени водорасли), Chrysophyta и Phaeophyta (кафяви водорасли). както и Chlorophyta (зелените водорасли) и Euglenophyta са придобили своите пластиди независимо един от друг. Следователно те не могат да бъдат проследени до общ прародител. Приликите са ограничени до подобен механизъм за придобиване на ендосимбионти. От една страна, безпластичните еукариотни клетки гостоприемници, от друга страна, симбиотичните партньори (= различни групи фотосинтетични прокариоти, живеещи по това време) са различни. Образуването на пирофита (динофлагелати) беше още по-проблематично. Техните пластиди изглеждат хомоложни на хризофитите (разделение на еукариотни водорасли) при някои от видовете.
С други думи: флагелатите без пластид са абсорбирали еукариотните водорасли като симбионти. Следователно трябва да се присвоят динофлагелатите на протестите; Макар и само защото много видове (напр. Noctiluca miliaris) са без пластиди, а останалите, както беше обяснено, живеят в симбиоза с растенията. Това правят и други протисти (напр. Paramaecium bursaria). Независимо от това, тук са изброени и описани и динофлагелатите, защото те са втората по важност група морски фитопланктон след диатомовите водоросли.
Подобно съмнително е положението на криптомонадите (Cryptophyta). Въпреки че не са много забележими, те временно преобладават в сладководни води. Техните пластиди са подобни на тези на червените водорасли. Как са ги придобили, остава неясно и окончателната дума за тяхната систематична принадлежност все още не е казана.
Освен няколко вида Euglenophyta, няма безпладни (истински) растения. Това твърдение има догматичен характер, т.е.ядреният геном и пластидният геном (както и митохондриалният геном) са толкова добре координирани, че нито един от тях не може без другия. Взаимодействието е по-важно от напр. процесът на фотосинтеза, тъй като растенията (видове и мутанти), които не фотосинтезират, не съдържат хлорофил, но съдържат пластид, се срещат във всички систематични групи, въпреки че не са точно често срещани в природата.
Повечето водорасли живеят в планктон (планктонен начин на живот) или в бентос (фиксиран начин на живот). Планктонните водорасли (и сините водорасли) често имат голям брой клетки. Това придава на водите зелен цвят, така че човек може да говори за разцвет на водата. Малко видове, особено едноклетъчните хлорококали, живеят в симбиоза с гъбички (лишеи), с парамеций (Paramaecium bursaria), Хидра, Xanthophyceae с корали, образуващи запаси, някои мекотели и гъби.
Клетъчните стени на кафяви и червени водорасли напр. съдържат малко или никаква целулоза, стените им се състоят предимно от други полизахариди. Тяхната стабилност отговаря на изискванията на водния живот; якостта на опън е доста висока. От друга страна водораслите се срутват без плаваемост на водата. Няма данни за еволюция на сухоземни форми, въпреки че трябва да има силен селекционен натиск в тази посока, тъй като много видове се срещат в приливната зона или в други временно сухи местообитания.
Фотосинтетични пигменти, резерви и компоненти на клетъчната стена
най-важните групи (отдели) водорасли
страхотен
i.a. Пигменти
(с изключение на каротеноидите)
(Сини водорасли)
Фикоцианин
Фикоеритрин
Ксантофили,
Липополизахариди
(Червени водорасли)
Фикоеритрин
Лутеин
сулфонирани полизахариди
(Галактани)
Ксантофили
(Зелени водорасли)
гама-каротин, лутеин,
Неоксантин,
Виолаксантин,
Зеаксантин
Целулоза,
Ксилан, манан
гама-каротин,
Fucoxanthin, et al. Ксантофили
Мукополизахариди или стена липсват
(Диатоми)
Диадиноксантин,
Диатоксантин
(Златнозелени водорасли)
Диадиноксантин,
Хетероксантин,
Диатоксантин
(при няколко вида), силициев диоксид
(Кафяви водорасли)
Фукоксантин,
Виолаксантин
Силициева киселина, алгинати, метилирани мукополизахариди
(Динофлагелати)
някои ксантофили
Мукополизахариди или целулоза
Фикоеритрин, фикоцианин, алоксантин
i.a. Ксантофили
** Включени са цианофити, тъй като според хипотезата за ендосимбионта те са предшественици на съдържащите багрило пластиди.
Състав на пигмента при различни групи водорасли. Пропорциите на отделните пигменти могат да бъдат разчетени от абсорбционните спектри (отбелязани в долната част на изображенията). Спектърът на абсорбция на зелени водорасли е подобен на този на сухоземните растения. Останалите групи могат да абсорбират светлината в диапазона 500-600 nm по-ефективно и следователно могат да използват по-добре светлината, налична във водата (A. N. GLAZER, 1980).
Водораслите се броят сред талофитите. Растителността на многоклетъчните видове образува талус, в който могат да се разпознаят ясни диференциации, но който не съдържа основните органи (издънка, корен и листа), типични за кормофитите (съдови растения).
Редица видове са култивирани и от някои са изолирани специфични, добре характеризирани мутанти. Но въпреки многобройните усилия, пълният жизнен цикъл на сравнително малко видове е изяснен. Водораслите от различни отдели все повече се превръщат в обекти на основни изследвания. Някои видове са подходящи като тестови обекти за определени изследователски проекти:
Тези примери имат за цел да подчертаят значението на водораслите във водните екосистеми. В крайна сметка водораслите също играят важна роля в икономически план. В Югоизточна Азия (Япония и Китай) много видове се използват за хранене на човека, докато други са източник на химически и технически важни вещества. Някои от тях (Porphyra в Япония, Laminaria в Китай) се отглеждат в големи морски ферми. Всяка година се събират общо около три милиона тона морски макроводорасли (водорасли). От тях два милиона са кафяви водорасли, 600 000 не са калцирани и 300 000 тона са калцирани червени водорасли.
През 1979 г. в Китай са събрани 1,3 милиона тона (прясно тегло) от кафявите водорасли Laminaria japonica, около половината от които са от естествени запаси, а останалите от култивирани запаси. Най-голямата ферма за китайски водорасли е близо до Хайдай. Освен че се използват като храна, компонентите на водораслите се използват и по други начини:
Но опитът да се култивират мащабно хлорококали в Централна Европа и да се използва като храна или фураж трябва (поради трудното избягване на натрупването на замърсители от хранителната среда) да се счита за неуспешен.