Как получают воду морские водоросли

Строение водорослей

Водоросли относятся к низшим растениям, наиболее примитивным: у них отсутствует разделение организма на стебель, корень и листья. Спешу заметить, что термин «низшие растения» — отжившее понятие, использовавшееся в ботанике до второй половины XX века.

Современная биология не считает дифференциацию тканей определяющим различием, сейчас существенным считают фундаментальные различия в строение клеток, обмене веществ. Тем не менее, во многих устаревших пособиях этот термин используется, и я обязан предупредить вас о нем.

Наука о водорослях называется альгология (от лат. alga — морская трава, водоросль и греч. λόγος — учение).

Среди водорослей есть одноклеточные и многоклеточные, некоторые водоросли достигают в длину 100-200 метров. Способ питания водорослей автотрофный: они синтезируют органические вещества в процессе фотосинтеза. Солнечный свет, проходя через толщу воды, рассеивается, что делает фотосинтез с увеличением глубины все труднее и труднее. Поэтому кроме хлорофилла они часто имеют и другие пигменты.

Клетки водорослей характеризуются наличием клеточной стенки (из целлюлозы и гликопротеинов — от греч. glykys сладкий (углеводы) + греч. prōtos — первый, важнейший (белок)) Органоиды располагаются в цитоплазме (син. — внеядерной протоплазме), где также располагается(-ются) один или несколько хроматофоров. Размножение происходит бесполым, вегетативным или половым путем.

Тело водорослей представлено слоевищем (син. — талломом) — недифференцированным скоплением клеток. С помощью ризоидов (от др.-греч. ῥίζα — корень и εἶδος — вид) водоросли прикрепляются к субстрату (камням, коралловым полипам), функцию всасывания ризоиды не выполняют. У водорослей отсутствуют настоящие ткани, механических тканей нет, так как таллом водоросли поддерживается (парит) в толще воды. Нет проводящих тканей: каждая клетка имеет доступ к воде напрямую, так что в клетку из окружающей воды поступает кислород, а в воду удаляется углекислый газ.

Хроматофор (от греч. chroma — цвет и phoros — несущий) — органелла в клетке водоросли, аналогичная хлоропласту и осуществляющая фотосинтез. Отличается от хлоропласта упрощенным строением, меньшим размером и иным составом хлорофилла. Внешне отличаются между собой по форме, хроматофор может быть: чашевидный, спиралевидный, в виде незамкнутых колец, цилиндрические, лентовидные, дисковидные. В хроматофорах находятся пигменты, которые придают окраску растению.

Система вакуолей в клетках водорослей развита отлично, в подвижных клетках водорослей можно обнаружить пульсирующие (сократительные) вакуоли. Их основная функция — поддержание постоянного осмотического давления внутри клетки. Вообразите: в глубине океана находится клетка водоросли, в которую постоянно поступает много воды. Если бы не было таких сократительных вакуолей, то клетка просто лопнула бы, но их работа обеспечивает удаление избытка воды.

Также у многих подвижных водорослей в клетках присутствует светочувствительный глазок (стигма), что обуславливает их чувствительность к свету — фототаксис. Подвижные водоросли стремятся занять как можно более освещенное место, чтобы активно шел процесс фотосинтеза.

Жизненный цикл водорослей

Жизненные циклы водорослей разнообразны, обусловлены рядом экологических факторов. Мы разберем жизненный цикл на примере зеленой водоросли ульвы (морского салата).

Для начала отметим, что в целом жизненный цикл водорослей представляет собой чередование двух фаз: гаплоидной (гаметофита) и диплоидной (спорофита). Гаплоидной фазой называется фаза, при которой клеточные ядра содержат непарный (половинный) набор хромосом. К гаплоидной фазе всегда принадлежат гаметы: сперматозоиды, спермии (отличающиеся от сперматозоидов отсутствием жгутика), яйцеклетки.

При слиянии двух гамет: яйцеклетки (n) и спермия (n) образуется зигота (2n) из которой развивается спорофит (2n), таким образом, в спорофите восстанавливается диплоидный набор хромосом. В зооспорангии на спорофите в результате мейоза образуются зооспоры (n), которые делятся митозом, порастают и образуют мужские и женские гаметофиты (n). Клетки гаметофитов делятся митозом, образуются гаметы (n), которые сливаются в зиготу (2n), цикл замыкается.

Типы половых процессов

У водорослей выделяют несколько типов полового процесса:

• Изогамия — копулирующие элементы (гаметы) не отличаются друг от друга, подвижны
• Анизогамия — от греч. anisos неравный и gamos брак (гетерогамия) — при таком типе копулирующие элементы различаются по размерам, форме, величине, поведению
• Оогамия — от др. греч. ᾠόν яйцо и γάμος брак — копулирующие элементы резко отличаются друг от друга: крупная женская гамета без жгутиков обычно с мужской мелкой подвижной гаметой. Допустимо считать оогамию в некотором смысле подтипом анизогамии.

Особо стоит выделить тип полового процесса — конъюгацию. Конъюгация отличается тем, что сливаются не гаметы, а обычные вегетативные клетки, лишенные жгутиков. Клетки соединяются друг с другом с помощью боковых выростов, формируется копуляционный (конъюгационный) канал, по которому содержимое из одной клетки перетекает в другую — образуется зигоспора. В дальнейшем из зигоспоры развивается новая водоросль.

Отметим, что зооспора представляет собой подвижную клетку, которая способна двигаться в воде с помощью жгутиков. Образуется она в зооспорангии. Зооспора участвует в бесполом размножении у многих водорослей и простейших грибов. У некоторых водорослей имеются апланоспоры (гр. aplanes неподвижный + spora семя) — неподвижные безжгутиковые споры. Зооспоры и апланоспоры выходят в окружающую среду, разрывая стенки спорангия, в котором они находятся.

Значение водорослей

В Мировом океане водоросли составляют основную часть биомассы. Именно они являются главными продуцентами (производителями) органического вещества, преобразуя в ходе фотосинтеза энергию солнечного света в энергию химических связей. Значение водорослей для человека трудно переоценить: содержащиеся в них вещества необходимы для нормального роста и развития животных и человека (к примеру, морская капуста (ламинария) отличается большим содержанием йода.)

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

Водоросли

Водоросли – уникальный продукт по многим характеристикам. Знаете ли вы, что морские «растения» содержат почти в 14 раз больше кальция, нежели молочные продукты? Известно ли вам, что в красных водорослях есть в 200 раз больше железа, чем в свекле и в 8 раз больше, чем в говядине, а в бурых содержится почти в 150 раз больше йода, чем в любых других овощах? Но это еще не самое удивительное о невероятных свойствах водорослей.

Что такое съедобные водоросли и какие бывают

Водоросли являются живыми организмами, населяющими морскую и пресную воду. Некоторые из них являются одноклеточными, в то время как другие очень напоминают наземные растения, хотя с точки зрения биологии, таковыми не являются. Водоросли представляют род Algae. Ученые говорят о существовании более 30 тысяч разновидностей этих организмов. Но съедобными считаются далеко не все из них.

Те, что попадают на наши столы, можно разбить на 3 группы: бурые, красные, зеленые.

Самые известные представители бурых водорослей – это ламинария, хидзики, фукус, лиму, вакаме (или чука). Ламинария – это всем известная морская капуста. Эта водоросль – абсолютный чемпион в мире по содержанию йода.

Красные водоросли – это порфиру, далс, родимения, карраген. Порфиру одна из самых популярных разновидностей съедобных водорослей. Ну кто не слыхал о нори – водорослях, традиционно используемых для приготовления суши? А нори – это и есть водоросли порфиру.

Зеленые морские растения, используемые в качестве пищевого продукта, это всем известная спирулина, уми будо (она же морской виноград), ульва (известна также как морской салат), монострома (аонори). Кстати, уникальность спирулины в том, что она содержит невероятное количество белка – как минимум в 3 раза больше, чем мясо.

Химический состав

Химический состав съедобных водорослей разных типов немного отличается. Но в общих чертах набор полезных элементов в красных, бурых и зеленых разновидностях похож.

Итак, любые водоросли можно рассматривать как источник витаминов А, С, D, Е, К и большинства веществ из группы В. Также эти водные «растения» содержат много микро- и макроэлементов, но больше всего, как же говорилось, йода (в каждом килограмме водорослей содержится в пределах 1 г йода). Кроме него, есть молибден, кобальт, ванадий, цинк, кремний, фосфор, калий, магний и многие другие компоненты. Кстати, снижающий уровень холестерина в печени ванадий – это уникальный для продуктов питания компонент. Кроме водорослей, он содержится еще только в продуктах пчеловодства. Интересно и то, что по набору минералов морские водоросли очень напоминают химический состав человеческой крови.

Кроме того, эти организмы богаты полиненасыщенными жирными кислотами, хлорофиллом, фенольными соединениями, фитостеринами, растительными ферментами, а также лигнинами, пектином и другими биологически ценными компонентами.

А вот калорийность у разных видов водорослей может существенно отличаться. Рекордсмен по показателям питательной ценности – нори, в 100 г которых есть почти 350 кКал. Самая низкая энергетическая ценность (примерно 25 кКал/100 г) у водорослей видов лиму, ульва и далс. Порфира и фукус содержат по 35 кКал, ламинария и вакаме – в пределах 45 кКал, комбу и спирулина – это примерно 77-79 кКал, а в 100 г водорослей чука есть около 90 калорий.

Полезные свойства

История массового использования водорослей, как полезного продукта питания, началась сравнительно недавно. Примерно полвека назад человечество узнало, что морские «растения» обладают высокой биологической ценностью и являются источником чрезвычайно важных веществ. Сегодня исследователи уже с уверенностью говорят, что люди, регулярно употребляющие этот продукт, почти не болеют, процессы старения в их организмах замедляются, а уровень интеллекта у них выше среднестатистического.

Богатый химический состав водорослей наделает их огромным списком преимуществ. Для человеческого организма они могут играть роль вещества широкого спектра действия. В том числе:

• противовоспалительного;
• иммуномодулирующего;
• противовирусного (доказана польза водорослей для людей с вирусом иммунодефицита);
• антибактериального.

Кроме того, альгинаты наделяют их способностью очищать организм от радионуклидов, тяжелых металлов, защищать от последствий облучения. Исходя из этого, водоросли, а особенно ламинарию, принято считать профилактическим средством от некоторых видов рака. Кроме того, хлорофилл и каротиноиды наделяют водные «растения» антимутагенными свойствами, а входящие в их состав вещества-антиоксиданты делают продукт полезным для противостояния свободным радикалам.

Экстракт бурых водорослей часто включат в препараты против диабета, мигрени, ревматизма, для укрепления иммунитета и улучшения работы эндокринной системы. БАДы с морскими «растениями» полезны для очищения организма от токсических веществ и для улучшения кровообращения. Будучи богатым источником фтора, водоросли из морей полезны для укрепления костей и зубной эмали. Пользу от употребления продукта, бесспорно, ощутит нервная система, головной мозг, сердце, поджелудочная железа, мочеполовая система, мышцы. Также считается, что эти удивительные организмы облегчают похмельный синдром, а беременных спасают от токсикоза.

Чем полезны разные виды водорослей

Во многом польза разных видов водорослей сходна, но все же каждая разновидность уникальна, а в некоторых случаях не имеет себе равных среди «сестер».

Ламинария

Морская капуста – одна из наиболее распространенных и доступных разновидностей бурых морских водорослей, «населяющих» воды Тихого и Северно-Ледовитого океанов. Ламинарии, как правило, живут на глубине 4-10 метров. Длина некоторых составляет почти 20 м.

Этот продукт полезен в качестве источника йода, который, как известно, чрезвычайно полезен для эндокринной системы. По этой причине ламинария считается одним из полезнейших продуктов для людей с дисфункцией щитовидной железы, а также для профилактики эндемического зоба. Кроме того, морская капуста стимулирует метаболизм, предотвращает отложение солей и развитие склероза, помогает при ожирении и после радиооблучения. А еще ламинария является превосходным источником витамина С, которого в морских «растениях» содержится почти столько, сколько и в цитрусовых. Богатая витамином К ламинария полезна для предотвращения повышенной свертываемости крови и чрезмерного образования тромбоцитов. Помимо этого, ламинарии полезны для снижения холестерина, чем заслужили славу полезного продукта для сердечников. А еще, пока что только в лабораторных условиях, доказана эффективность морской капусты в замедлении распространения саркомы.

Фукус

Фукусом называют прибрежные водоросли, живущие в Атлантическом и Северно-Ледовитом океанах. Эти бурые «растения» известны благодаря чрезвычайно богатому минерально-витаминному составу. Только в 10 г фукуса содержится:

• железа – как в 1 кг шпината;
• йода – как в 11 кг трески;
• витамина D – как в 10 кг абрикосов;
• витамина А – как в 100 г моркови.

Эта разновидность морской «травы» известна своей способностью выводить токсины, стимулировать кровообращение, улучшать метаболизм минералов. Также фукус можно употреблять в качестве натурального мочегонного средства. Когда исследователи говорят, что морские водоросли по своему химическому составу напоминают человеческую кровь, то в первую очередь имеют в виду фукус пузырчатый. В составе этого продукта ученые нашли уникальное вещество, которое назвали фукоидин. Как оказалось в ходе исследований, это вещество обладает иммуномодулирующими, противоопухолевыми и антивирусными свойствами. Но самое удивительное в том, что фукоидин помогает человеческому организму противостоять ВИЧ-инфекции. Помимо этого, фукус полезен для лечения некоторых болезней опорно-двигательного аппарата и для минерализации костной ткани.

Спирулина

Особенность этой разновидности зеленых водорослей – богатое содержание белков. В 100 г сухого продукта содержится почти 70 г легкоусвояемого белка, который своей биологической ценностью почти в 3 раза превышает соевые протеины. Кроме того, в спирулине есть 18 аминокислот, в том числе 8 незаменимых для человека.

Спирулина – одна из самых популярных водорослей в мире. Но к большинству потребителей она попадает в форме БАДов или полуфабрикатов. Все дело в том, что естественная среда распространения этих «растений» ограничивается озерами Африки и Мексики со щелочной водой. Кстати, еще древние ацтеки регулярно питались этой зеленью. Учитывая невероятно высокий спрос на спирулину, человечество научилось выращивать ее в искусственных условиях, и сегодня успешно делают это в Мексике и Франции.

Ульва

Другое название этих зеленых водорослей – морской салат. Первыми употреблять ульву в пищу начали жители Японии, Китая, Скандинавии, Ирландии и Франции. Этот продукт является исключительным источником железа, белка и клетчатки.

Порфира (нори)

Порфира – весьма распространенная водоросль. Живет в разных морях, в том числе Черном, Балтийском, Средиземноморском, Белом. Этот представитель красных водных «растений» полезен для предотвращения атеросклероза и снижения уровня холестерина. Эти свойства нори делают их полезными для людей с нарушениями работы сердечно-сосудистой системы. Помимо этого, нори известны как источник витаминов А, D и В12. Традиционно используется в японской, корейской и китайской кухнях.

Литотамния

Чрезвычайно богатый минерально-витаминный состав – это первое, что приходит в голову, когда речь идет о красной коралловой водоросли литотамнии. Исследователи насчитали в составе этого продукта больше 30 минералов, в том числе невероятно высокие порции магния и железа. Благодаря этому, литотамния считается одним из самых полезных продуктов для профилактики и лечения анемии.

Анфельция

Эта красная обитательница Черного моря, а также внешних морей Дальнего Востока и Севера напоминает небольшие шаровидные кустики. Обычно растет недалеко от берегов на глубине не превышающей 5 м. Именно анфельция является основой для производства натурального загустителя, известного как агар-агар. Это вещество используют в мармеладе, пастиле и некоторых других продуктах.

В медицине анфельция известна, как натуральное лекарство против рака молочной железы. Но злоупотребление продуктом может вызвать сильную диарею.

Филлофора ребристая

Это красная водоросль из Черного моря, распространенная в местах впадения рек в море. В течение многих лет служила источником йода. Активно используется в индустрии красоты как средство, эффективно замедляющее старение.

Польза для похудения

В некоторых видах водорослей исследователи нашли фермент, содержащийся также в ананасах – тот самый, который вызывает расщепление жиров. С другой стороны, морские «растения» полезны и тем, что употребляя их с большим количеством воды, можно надолго избавиться от чувства голода. Это происходит потому, что водоросли, впитывая в себя жидкость, разбухают и в желудке создают ощущение наполненности. И все это на фоне небольшой калорийности, но богатого минерально-витаминного состава.

Для ускорения расщепления жиров полезно пить чай, заваренный из сбора трав и морских водорослей. Для этого средства берут в равных пропорциях кукурузные рыльца, одуванчик, крушину, цистозейру бородатую, толокнянку, иван-чай, фенхель, солодку, люцерну и водоросли (желательно ламинарию и фукус). На литр кипятка берут 2 столовые ложки сбора, настаивают не меньше часа. Пить чай надо 5 раз в день по 100-150 мл. Курс лечения не должен длиться больше 2 месяцев. После 30-дневного перерыва повторить.

Возможные опасности от употребления

Потенциальный вред от водорослей возможен в случае аллергии на них. Кроме того, ламинария, например, противопоказана людям с болезнями почек, с язвой желудка, гастритом и больным на туберкулез. Людям с повышенной активностью щитовидной железы употреблять морские «растения» можно только с разрешения врача.

Сферы применения

Водоросли принадлежат к тем продуктам, которые человек использует в самых разных областях. Наиболее очевидное использование – в качестве еды. К тому же в пищевой промышленности ламинарии и фукус – это сырье для альгина (альгиновой кислоты, Е400), который используется в кондитерском деле в качестве загустителя и стабилизатора. Е400 обычно можно увидеть в составе некоторых конфет, мороженого, йогуртов и даже пива. Еще один представитель Е-компонентов, получаемый из красных водорослей, это Е406, он же загуститель агар-агар.

Как правильно готовить

Лучше всего употреблять в пищу свежие или высушенные водоросли. Готовить их можно несколькими способами: размочив, добавлять в готовые блюда, варить на пару или измельчить сухой продукт, смешать со специями и уже в таком виде добавлять в пищу.

Сегодня в супермаркетах водоросли – доступный товар. К тому же представленный в самых разных формах: мороженые, соленые, маринованные, вяленые, сушеные, в виде готовых салатов. Покупая сушеные водоросли, важно тщательно проверить герметичность упаковки. А вот белый налет на продукте не должен пугать – это признак правильно заготовленных «растений». Перед использованием высушенную морскую капусту заливают на некоторое время водой, после чего добавляют в салаты, бульоны, закуски, роллы.

Первыми включили водоросли в свой рацион жители азиатских стран. В восточной кухне этот продукт занимает почетное место. Но суши – далеко не единственное блюдо, в котором морские «растения» выглядят органично. Эта экзотика превосходно сочетается грибами, свеклой, яблоками, водоросли можно тушить в масле, а также из них получается неплохая закуска к крепкому алкоголю.

Использование в косметологии

В салонах красоты процедуры с использованием водорослей – одни из самых популярных, но и недешевых удовольствий. А все потому, что эффективны. Одна из самых популярных процедур – антицеллюлитные обертывания с использованием морских водорослей. Также экстракт этого продукта добавляют в кремы, сыворотки, в том числе для чувствительной или проблемной кожи. Водоросли используют для ванн, средств для волос и масок для лица.

Биоактивные вещества, содержащиеся в водорослях:

• нормализуют обменные процессы;
• омолаживают увядающую кожу;
• восстанавливают структуру кожи;
• способствуют выработке коллагена и эластина;
• делают кожу упругой;
• увлажняют кожу и волосы;
• восстанавливают здоровый цвет лица;
• устраняют растяжки.

Эти полезные свойства водных «растений» активно используются в индустрии красоты во всем мире.

Исследователи говорят, что водоросли населяют нашу планету более 2 миллиардов лет. На протяжении нескольких веков люди употребляют их в пищу (хоть еще совсем недавно даже не догадывались, какими уникальными свойствами обладают эти организмы). Пользу водорослей, кажется, невозможно переоценить. Природа одарила этих удивительных жителей водоемов невероятными свойствами. И, несомненно, правы те, кто называет водоросли – супер-пищей. Но все же не стоит забывать, что чрезмерное увлечение даже таким полезным продуктом иногда может оказаться опасным.

Источник