Как водоросли обогащают воду кислородом

Половину всего кислорода в атмосфере производят водоросли

Фитопланктон и водоросли, находящиеся в Мировом океане, используют энергию Солнца, углекислый газ и воду, чтобы получать питательные вещества. При этом они выделяют кислород, необходимый для дыхания всем живым существам на нашей планете. И, оказывается, водоросли трудятся намного больше, нежели наземные растения.

Чуть больше половины всего кислорода в атмосфере Земли в процессе вырабатывают водоросли, растущие в океане. Они, кстати, существуют намного дольше, чем наземные растения. Для сравнения возраст самой старой растительной окаменелости — 470 миллионов лет, а самой древней обнаруженной морской цианобактерии, способной выделять кислород, — 3,5 миллиарда лет. В некотором смысле мы обязаны океану всем имеющимся кислородом, ведь наземные растения появились от морских водорослей. К слову, одному из составляющих фитопланктона — цианобактерии Prochlorococcus — мы должны сказать спасибо за выработку 20% кислорода в атмосфере. Учёные открыли эту очень распространённую фотосинтезирующую цианобактерию совсем недавно — только в 1988 году, при том, что она широко распространена в океанах.

Примечательны в плане выработки кислорода и красные водоросли Corallinales. Они способны выделять кислород, обитая на глубине ниже 270 метров, и это при том, что фотическая зона (верхний слой океана, освещаемый солнечным светом) простирается на глубину 200 метров. Эти красные водоросли поглощают синий и зелёный свет, именно такого цвета становятся лучи Солнца в толще воды. Несмотря на это, водоросли Corallinales обеспечивают нашу атмосферу кислородом.

Источник

какое значение водорослей

Значение водорослей в природе и жизни человека. Водоросли играют важную роль в жизни водоемов. В процессе фотосинтеза водоросли поглощают из воды углекислый газ, накапливают органические вещества и выделяют кислород. Таким образом, с одной стороны они создают благоприятные условия для дыхания животных, а с другой — служат источником пищи для животных, в том числе рыб.
Водоросли — начальное звено пищевой цепи, определяющей богатство водоемов рыбой и другими животными.

Огромная биомасса водорослей может служить практически неиссякаемым источником органического вещества, который пока еще сравнительно мало используется человеком. Например, хлорелла, широко встречающаяся в пресных водоемах и в почве, отличается очень высокой энергией роста и размножения: в 1 см3 воды может накопиться от одного до 40 млн. ее клеток, за сутки вес ее увеличится в 7—12 раз. Хлорелла использует не менее 70% солнечной энергии (наземные же растения —только 2%). При этом содержание полноценных белков достигает в ней 50% от сухого веса. В клетках хлореллы накапливаются масла и витамины В, С и К.

Многие красные и бурые водоросли, которыми так богаты северные моря, используются на корм скоту, а некоторые виды ламинарий и порфиры — в пищу человека под названием морской капусты. Особенно широко употребляют водоросли в пищу в Японии и Китае. Во многих приморских странах морские водоросли широко используются для удобрения полей. Из золы некоторых водорослей добывают иод.

Источник

Значение водорослей в природе и жизни человека

Водоросли в жизни человека и в природе: Freepick

Значение водорослей было огромным, когда жизнь на нашей планете только зарождалась. Именно эти низшие растения активно производили кислород и насыщали им атмосферу Земли. Для чего нужны водоросли сейчас и что нам о них известно? Этот растительный мир достоин исследования и изучения.

Значение водорослей в природе и в жизни

Водоросли — это низшие растения, количество видов которых исчисляется сотнями тысяч. Ученые классифицируют их по 11 отделам и продолжают изучать роль водорослей в природе.

Зачем понадобилось такое биологическое разнообразие и чем эти удивительные растения могут быть полезны человеку? Значение водорослей в природе состоит в следующем:

• Благодаря водорослям водоемы и воздух насыщаются кислородом. Так как водоросли — это растения, то для них характерен фотосинтез. В ходе его осуществления происходит поглощение углекислого газа и выделение кислорода, необходимого для дыхания живых организмов.
• В водорослях содержится много неорганических и органических веществ, которыми питаются травоядные жители озер, рек, морей и океанов. Водоросли живут и в пресных, и в соленых водоемах. На очень большой глубине их не найти, так как туда не попадает необходимый для фотосинтеза свет. Тем не менее пищевая цепь любого водоема начинается с этого класса растений.
• Благодаря пресноводным водорослям происходит очищение водоемов от загрязнений. Это помогает сохранять водные биологические сообщества.
• Значение зеленых водорослей, а также бурых, заключается в том, что люди применяют их как пищевой продукт. К таковым относится, например, морская капуста (ламинария) и морской салат (ульва). На основе водорослей изготавливают муку.
• Красные водоросли стали основой получения агар-агара — студенистого вещества, применяемого в пищевой, текстильной и бумажной промышленности, а также в научных микробиологических лабораториях.
• Морские водоросли — основа получения некоторых лекарств и химических веществ (йод, калийная соль, уксусная кислота).
• Водоросли широко используют как корма для скота, а также для изготовления удобрений.
• Хламидомонада хорошо очищает сточные воды. Связано это с тем, что она питается не только с помощью фотосинтеза, как растение, но и поглощает органические вещества подобно животным. Благодаря этому свойству водоросль прекрасно справляется с любыми загрязнениями.
• Водоросли нашли применение в космонавтике. В этой сфере используют одноклеточную водоросль хлореллу, которая производит много кислорода и органического вещества, при этом очень быстро размножаясь. В космосе она удобна для продуцирования кислорода и питания.

Водоросли в природе: Freepick

Порой водоросли чрезмерно разрастаются в пресноводных водоемах, и происходит цветение воды. В таких случаях водоемы очищают, убирая избыток водорослей, так как они в этом случае вредят другим обитателям водного простора.

Почему водоросли относят к низшим растениям

Изучение водорослей — один из самых важных этапов при подготовке специалистов в области морской экологии, рыбоводства, морской культуры (направление аквакультуры, занимающееся выращиванием морских водорослей, моллюсков и др.).

Свойства

Тело низшего растения (таллом, или слоевище) не расчленено на корень, стебель и лист. Низшие растения — это группа организмов, к которым причисляют и водоросли благодаря таким свойствам:

• существуют в виде слоевища или таллома (эти термины обозначают отсутствие в теле выраженных органов и тканей);
• неразвитая проводящая система;
• у них есть хлорофилл;
• они способны к фотосинтезу.

Отдельные виды питаются готовыми органическими веществами, которые поглощают или всей поверхностью клетки, или заглатывают клеточным ртом.

Водоросли могут иметь размер от долей микрона (кокколитофориды, диатомеи) до 30–50 м (ламинария, саргассум). Таллом у них встречается как одноклеточный, так и многоклеточный.

Многоклеточные водоросли могут быть и крупными, и микроскопическими. Некоторые одноклеточные виды живут колониями: каждая клетка тесно связывается с соседними.

Особенности

С ответом на вопрос, почему водоросли относятся к низшим растениям, поможет анализ особенностей их клеточного строения:

1. Клетку водорослей покрывает клеточная стенка или оболочка, под которой располагается мембрана.
2. Оболочка состоит из структурных компонентов (например, целлюлозы) и аморфного матрикса (пектиновых или агаровых веществ). У некоторых видов клеточная стенка представлена внешним кремнийорганическим панцирем (диатомеи) или уплотненным верхним слоем цитоплазмы (плазмалеммой) с дополнительными структурами в виде пузырьков и целлюлозных пластинок. В случае пластичных клеточных оболочек клетки водорослей могут скользить, изменяя форму.
3. Клетки водорослей содержат фотосинтезирующие пластиды — хлоропласты. У них могут быть две (у красных, зеленых, харовых водорослей), три (у эвглен, динофлагеллят) или четыре (у охрофитовых водорослей) мембраны. Форма их разнообразна — от мелких дисковидных, спиралевидных, чашевидных до звездчатых.
4. Избыток продуктов фотосинтеза водоросли сохраняют как крахмал, гликоген или в виде жиров. Последние легче воды, поэтому поддерживают на плаву планктонные диатомовые водоросли с их тяжелыми оболочками.
5. Некоторые виды образуют газовые пузыри, которые поднимают клетки ближе к поверхности воды.

Водоросли и их особенности: Freepick

Размножение

Как размножаются водоросли? Возможны три способа:

• вегетативный путь;
• бесполое размножение;
• половое размножение.

Вегетативный путь осуществляется как простое разделение многоклеточного организма на части или происходит с использованием специальных органов. Так, у бурых водорослей для этой цели предусмотрены выводковые веточки, а хоровые водоросли содержат специальные клубеньки.

Для бесполого размножения необходимы подвижные зооспоры или неподвижные апланоспоры. Внутренняя часть спороносной клетки делится пополам, выпуская продукты деления наружу. Особи, на которых формируется спорангий, называются спорофитами.

Половое размножение заключается в попарном слиянии половых клеток (гамет) с получением зиготы. У водорослей этот процесс может быть разным:

• при изогамии сливаются две одинаковые по форме и размеру подвижные гаметы;
• при гетерогамии сливаются две подвижные клетки одинаковые по форме, но разные по размеру;
• при оогамии крупная неподвижная яйцеклетка и мелкий подвижный сперматозоид сливаются в одну клетку.

Клетки, образующие гаметы, называют гаметангиями, а такие водоросли получили название гаметофитов. Гаметангии могут образовывать многочисленные сперматозоиды (антеридии) или яйцеклетки (оогонии). Гаметофиты бывают:

• однодомными (обоеполыми);
• двудомными (раздельнополыми).

Некоторые группы водорослей осуществляют половое размножение без половых клеток. Слияние двух подвижных одноклеточных водорослей называют хологамией.

Значение водорослей велико с точки зрения промышленности и различных сфер деятельности человека. Не менее важно оно и с точки зрения биологии и природного разнообразия.

Узнавайте обо всем первыми

Подпишитесь и узнавайте о свежих новостях Казахстана, фото, видео и других эксклюзивах.

Источник

Bio-Lessons

Образовательный сайт по биологии

Морские красные и бурые водоросли. Значение водорослей.

По сравнению с зелеными водорослями, встречающимися и в пресной, и соленой воде, бурые водоросли обитают только в соленых водах. Большая часть видов красных водорослей также обитают в соленой воде, но встречаются единичные виды, приспособившиеся к жизни и в пресных водах. Поэтому бурые и красные водоросли часто называют морскими водорослями.

Бурые и красные водоросли очень многочисленны. «Живыми преградами» называют моряки заросли гигантских бурых водорослей — своеобразные подводные леса и луга. Такие водоросли могут задержать катер, замедлить движение более крупного судна, помешать посадке гидросамолета.

Бурые водоросли (рис 1), в отличие от зеленых, растут только в морях. Некоторые виды этих водорослей встречаются и в Казахстане, в Каспийском море.

Все бурые водоросли — многоклеточные. Их хроматофоры расположены близко к оболочке клетки и содержат хлорофилл, а также бурый пигмент (фукосантин), который позволяет поглощать рассеянные лучи на большой глубине.

Бурая водоросль ламинария растет на глубине 20-30 м. Ламинария прикрепляется к почве дна ризоидами. Это тонкие нитевидные многоклеточные выросты наружной оболочки. Таллом ламинарии плотный и массивный, его длина 1-5 (до 20) м. У видов, растущих в северных широтах, зимой он опадает.

Рис.1 Бурые водоросли

Красные водоросли (рис. 2) растут на большой глубине (100-270 м), используя рассеянный свет. На дне моря красные водоросли особенно выделяются своей окраской. В клетках красных водорослей запасаются жиры и углеводы (багрянковый крахмал).

Съедобная красная водоросль порфира с пластинчатым талломом растет у берегов морей, прикрепляясь к камням. Изучением водорослей занимается наука альгология.

Рис.2 Красные водоросли

Значение водорослей в природе.
1. Водоросли, растущие на дне, образуют заросли. Они служат укрытием для рыб и других морских животных, например морских ежей.
2. Водоросли, поглощая углекислый газ для фотосинтеза, выделяют кислород, необходимый для дыхания рыб и многих других живых организмов, обитающих в воде.
3. Водорослями питаются мелкие организмы, обитающие в воде, которые сами служат пищей для рыб. Водоросли — это единственные растения на просторах морей и океанов. Без них обеспечить пищей морских животных не смогла бы ни одна группа других морских организмов.
4. Являясь составной частью лишайников, водоросли способствуют образованию почвы в горных местностях.
5. Около 1,5 млрд лет назад фотосинтезирующие водоросли обогатили воздух кислородом, дав начало жизни растениям суши. Это обеспечило заселение поверхности Земли животными.

Значение водорослей в жизни человека.
1. Бурые и красные водоросли издавна используются в питании людей и на корм животных. В Китае и Японии водоросль порфиру специально выращивают в условиях, близких к природным, и в качестве овощей используют в пищу. Водоросль ламинария, известная как морская капуста, также употребляется в пищу. Она богата йодом, улучшает работу щитовидной железы человека, предотвращает такое заболевание, как зоб.

Хлорелла — уникальная водоросль, которая очень быстро размножается и имеет очень высокую эффективность фотосинтеза. Она широко используется в кормопроизводстве. В последнее время ее все чаще применяют в качестве добавки в корм крупного рогатого окота и птиц. Кроме того, ученые задумываются над тем, можно ли в космосе выращивать хлореллу, которая при фотосинтезе выделяет много кислорода и поглощает углекислый газ, и можно ли употреблять её в пищу? Ведь хлорелла содержит много белковых веществ и углеводов. Есть в ней жиры, минеральные соли и 13 разных витаминов. По содержанию витаминов ее приравнивают к лимонам.

Для решения подобных вопросов эта водоросль несколько раз побывала в космосе, где проводились специальные исследования. Они не дали положительных результатов. Во-первых, хлорелла растет в воде. Для выделения нужного количества кислорода необходимо большое количество и хлореллы, и воды, что значительно утяжелит космический корабль. Во-вторых, в условиях невесомости хлорелла должна выращиваться в герметически закрытых сосудах. В-третьих, ежедневное употребление хлореллы в пищу приводит к ухудшению здоровья. Пищеварительный тракт человека неспособен переваривать целлюлозную оболочку клеток хлореллы.

В Японии для увеличения количества источников питания человека при выпечке хлеба в муку добавляют богатую белками и витаминами измельченную хлореллу. В Израиле ведутся исследования по превращению крахмала хлореллы с помощью бактерий в горючее, которое может быть источником энергии.

2. Морские водоросли являются сырьем для многих отраслей промышленности. Из них получают йод, уксусную кислоту, целлюлозу, агар-агар (питательная среда, применяемая в научных лабораториях для выращивания бактерий, грибов и водорослей). Агар-агар применяют и в пищевой промышленности.
3. Водоросли, выброшенные на берег морскими волнами, используются в качестве удобрения. Их сушат и перемешивают с почвой. Они способствуют повышению урожайности винограда и других культур в садах и огородах.
4. Зеленые водоросли кладофоры используются в производстве бумаги.
5. Из створок диатомовых (кремнистых) водорослей (рис. 3) образуется горная порода диатомит, которая имеет промышленное значение.

Рис.3 Диатомовые водоросли

6. Отрицательным значением водорослей можно считать то, что некоторые из одноклеточных зеленых водорослей в стоячей воде начинают быстро размножаться и вызывают «цветение водоемов», при которых происходит замор рыбы.

Сточные воды полей, содержащие растворенные удобрения, а также сточные воды городов и других населенных пунктов загрязняют реки и озера. В загрязненных озерах постепенно исчезают зеленые водоросли и остаются только бактерии, цианобактерии и диатомовые водоросли, которыми водные обитатели не питаются. Очистка сточных промышленных и полевых вод от вредных химических веществ — один из эффективных способов защиты водорослей. Так, сточные воды Алматы проходят через 7 очистителей и впадают в озеро Сорбулак. Затем эти воды проходят еще 3 очистителя и попадают в реку Иле. Установка таких очистителей стоит очень дорого.

В природе встречаются множество видов, одно- и многоклеточных водорослей. Некоторые из них размножаются вегетативно, бесполым и половым путями. Подобно другим зеленым растениям они питаются органическими веществами, которые образуют сами в процессе фотосинтеза. При этом в воду выделяется газообразный кислород, столь необходимый всем водным организмам.

Зеленые водоросли (одноклеточные, колониальные и многоклеточные) распространены преимущественно в пресных водах, но есть и морские. Бурые водоросли растут во всех морях. Это многоклеточные и, в основном, крупные водоросли. Нередко они образуют большие заросли. Используются в пищу, на корм скоту, в медицине и др. Красные водоросли (багрянки) обитают в морях на большой глубине.

Водоросли изучает альгология. Это один из многих разделов науки о растениях — ботаники.

Водоросли последнее время все чаще применяют в качестве добавки в корм крупного рогатого скота и птиц.

При гниении водорослей и других организмов, обитающих в воде, образуется ил. Он является хорошим удобрением при выращивании сельскохозяйственных культур. Эти водоросли также служат пищей для многих обитателей водной среды.

Источник