Оглавление
- 1 Водоросли
- 1.1 Определение и классификация водорослей
- 1.2 Происхождение и эволюция
- 1.3 Репродуктивные стратегии и питание
- 1.4 Промышленное и традиционное применение
- 1.5 Этимология и изучение
- 1.6 Филогения и классификация
- 1.7 История изучения
- 1.8 История классификации водорослей
- 1.9 Эволюция водорослей
- 1.10 Связь с наземными растениями
- 1.11 Морфология водорослей
- 1.12 Газоны водорослей
- 1.13 Физиология водорослей
- 1.14 Симбиотические водоросли
- 1.15 Эндосимбиотические водоросли и их роль
- 1.16 Морские губки и их эндосимбионты
- 1.17 Жизненный цикл водорослей
- 1.18 Число видов водорослей
- 1.19 Распределение водорослей
- 1.20 Экология водорослей
- 1.21 Культурные ассоциации
- 1.22 Выращивание водорослей
- 1.23 Производство морских водорослей
- 1.24 Биореакторы для выращивания водорослей
- 1.25 Использование агара и альгинатов
- 1.26 Источник энергии
- 1.27 Удобрение
- 1.28 Водоросли в пищу
- 1.29 Борьба с загрязнением окружающей среды
- 1.30 Полимеры и биовосстановление
- 1.31 Пигменты и стабилизирующие вещества
- 1.32 Полный текст статьи:
- 2 Водоросли
Водоросли
-
Определение и классификация водорослей
- Водоросли — это фотосинтетические эукариоты, включающие виды из нескольких различных кладов.
- Водоросли варьируются от одноклеточных до многоклеточных, от микроводорослей до макроводорослей.
- Большинство водорослей водные и лишены многих типов клеток и тканей, характерных для наземных растений.
-
Происхождение и эволюция
- Водоросли представляют собой полифилетическую группу, не имеющую общего предка.
- Хлорофиллсодержащие пластиды водорослей имеют единое происхождение, но были приобретены разными путями.
- Зеленые водоросли имеют первичные хлоропласты, полученные из цианобактерий.
- Диатомовые и бурые водоросли имеют вторичные хлоропласты, полученные из красных водорослей.
-
Репродуктивные стратегии и питание
- Водоросли демонстрируют широкий спектр репродуктивных стратегий.
- Большинство водорослей автотрофны, но некоторые миксотрофны.
- Некоторые одноклеточные водоросли стали гетеротрофами, полностью зависящими от внешних источников энергии.
-
Промышленное и традиционное применение
- Водоросли находят разнообразное промышленное и традиционное применение.
- Традиционные методы выращивания морских водорослей существуют тысячи лет.
- Современные технологии выращивания водорослей расширяют их использование в различных отраслях.
-
Этимология и изучение
- Слово “водоросль” происходит от латинского “algae”, что означает “морская капуста”.
- Этимология слова неясна, но наиболее вероятный источник — “alliga”, “связующий”.
- Изучение водорослей называется фикологией, термин “альгология” выходит из употребления.
-
Филогения и классификация
- Водоросли содержат хлоропласты, сходные с цианобактериями.
- Хлоропласты имеют кольцевую ДНК и интерпретируются как редуцированные эндосимбиотические цианобактерии.
- Водоросли делятся на три основные группы: цианобактерии, хлорофиты и гетероконты.
-
История изучения
- Линней выделил 14 родов водорослей, из которых только четыре относятся к водорослям.
- В 1768 году Гмелин опубликовал первую работу по морской биологии с использованием биномиальной номенклатуры Линнея.
- Харви и Ламуру разделили макроскопические водоросли на четыре группы по пигментации.
- Микроскопические водоросли были обнаружены и описаны другими исследователями, часто считались животными.
-
История классификации водорослей
- Водоросли рассматривались как искусственная группа в додарвиновских классификациях.
- В 20-м веке были выделены различные группы водорослей, такие как цианофиты, родофиты и хлорофиты.
- Позже были открыты новые группы, такие как Bolidophyceae.
-
Эволюция водорослей
- Водоросли полифилетичны и не имеют единого общего предка.
- Считается, что они появились в результате симбиогенеза цианобактерий и эукариот.
- Первичный симбиогенез привел к образованию трех подразделений: Viridiplantae, Rhodophyta и Glaucophyta.
-
Связь с наземными растениями
- Наземные растения, возможно, существовали около 475 млн лет назад.
- Водоросли-чарофиты, вероятно, развили нитевидные слоевища и заросли, напоминающие стебли и корни растений.
-
Морфология водорослей
- Водоросли демонстрируют различные морфологические особенности, включая трехмерные многоклеточные слоевища.
- Апикальный рост ограничен некоторыми группами, такими как красные флоридеофиты и чарофиты.
- Щупальца встречаются у коралловых водорослей и бурых водорослей.
-
Газоны водорослей
- Водорослевые дерны удерживают осадочные породы и конкурируют с другими видами.
- Газоны могут состоять из одного или нескольких видов и занимать площадь порядка квадратного метра.
-
Физиология водорослей
- Водоросли служили модельными организмами для изучения механизмов водопроницаемости мембран и осморегуляции.
- Растительные гормоны содержатся не только в высших растениях, но и в водорослях.
-
Симбиотические водоросли
- Некоторые водоросли вступают в симбиотические отношения с другими организмами, обеспечивая их фотосинтетическими веществами.
- Лишайники и коралловые рифы являются примерами таких симбиозов.
-
Эндосимбиотические водоросли и их роль
- Эндосимбиотические водоросли необходимы для здоровья рифообразующих кораллов.
- Потеря симбиодиния приводит к обесцвечиванию кораллов.
-
Морские губки и их эндосимбионты
- Эндосимбионтные зеленые водоросли обитают в губках, обеспечивая их кислородом и сахарами.
-
Жизненный цикл водорослей
- Водоросли имеют различные жизненные циклы, включающие бесполое и половое размножение.
- Половое размножение обеспечивает больше вариаций, но является более дорогостоящим.
-
Число видов водорослей
- Оценки числа видов водорослей сильно разнятся, но в мире насчитывается около 72 500 видов.
- В Великобритании насчитывается около 20 000 видов водорослей.
-
Распределение водорослей
- Водоросли распространяются спорами, которые могут выживать в различных средах.
- Морские водоросли распространяются океанскими течениями и зависят от флористических особенностей.
-
Экология водорослей
- Водоросли распространены в водоемах, на суше и в необычных условиях.
- Микроскопические водоросли обеспечивают пищевую основу для морских пищевых цепочек.
- Водоросли могут использоваться для мониторинга загрязнения водных систем.
-
Культурные ассоциации
- В китайском языке слово “водоросли” также означает “литературный талант”.
-
Выращивание водорослей
- Альгакультура включает разведение различных видов водорослей.
- Мировое производство выращиваемых водорослей выросло с 13,5 млн тонн в 1995 году до 37,8 млн тонн в 2022 году.
- Крупнейшие производители морских водорослей: Китай, Индонезия, Южная Корея, Филиппины.
-
Производство морских водорослей
- С 2018 года Аляска, Мэн, Франция и Норвегия удвоили производство морских водорослей.
- В 2019 году морские водоросли составляли 30% морской аквакультуры.
-
Биореакторы для выращивания водорослей
- Биореакторы используются для культивирования микро- и макроводорослей.
- Водоросли могут выращиваться для получения биомассы, очистки сточных вод, фиксации CO2 или фильтрации аквариума/пруда.
- Биореакторы делятся на открытые и закрытые.
-
Использование агара и альгинатов
- Агар используется для выращивания бактерий и грибков.
- Альгинаты применяются в пищевых продуктах, медицине и биотехнологии.
-
Источник энергии
- Биотопливо на основе водорослей имеет перспективы из-за высокого потенциала производства биомассы.
- Точка безубыточности производства биотоплива на основе водорослей ожидается к 2025 году.
-
Удобрение
- Водоросли использовались как удобрение с древних времен.
- Сегодня водоросли используются в качестве удобрений, кондиционеров для почвы и кормов для скота.
-
Водоросли в пищу
- Водоросли употребляются в пищу в разных странах, включая Китай, Японию, Ирландию и Чили.
- Некоторые водоросли содержат незаменимые жирные кислоты омега-3.
-
Борьба с загрязнением окружающей среды
- Сточные воды можно обрабатывать водорослями, сокращая использование токсичных химических веществ.
- Водоросли улавливают удобрения в стоках с ферм и могут использоваться как удобрение.
-
Полимеры и биовосстановление
- Из водорослей можно создавать полимеры, такие как биопластики.
- Водоросли могут колонизировать силиконовые смолы, подвергая их биологическому разложению.
-
Пигменты и стабилизирующие вещества
- Природные пигменты водорослей могут использоваться как альтернатива химическим красителям.
- Каррагинан используется как стабилизатор в молочных продуктах.