Распространение, жизненные формы и биохимические особенности бурых водорослей

Отдел Phaeophyta – отдел бурые водоросли, или фукофикоты. Почти все представители этого отдела живут в моряхкак донные, эпифитные,бентосные,реже как вторично планктонные организмы (род саргассум) Донные формы относятся вк числу наиболее массовых донных макрофикот, особенно в холодных водах,где образуются заросли с биомассой до 40-100 кг/м^2. Насчитывают около 1500 видов бурых водорослей,все они - многоклеточные организмы.Архаичные представители отдела – ветвистые однорядные или многорядные нити; высокоорганизованные – имеют крупные расчлененные талломы.Это самые крупные из известных водорослей, иногда достигающие вдлину нескольких десятков метров.Рост по крайней мере части крупных бурых водорослей осуществляется за счет внутренних интеркалярных меристем.

Вегетативные клетки фукофикот окружены толстыми легко ослизняющимися стенками, в состав которых входят целлюлоза и альгиновые кислоты(полисахариды),составляющие основную часть опорного материала.аморфный матрикс, скрепляющий волокнистые компоненты, составляет ряд сульфатированных полисахаридов, в частности фукоидан.Внешний пектиновый слой клеточных стенок содержит, помимо упоминавшихся соединений,еще и альгин – натриевую соль альгиновой кислоты.Такое сложное строение клеточных стенок делает бурые водоросли весьма устойчивыми к высыханию, изменениям ионного состава внешней среды и придает гибкость их слоевищам.

Плазмалемма отграничивает протопласт от клеточной стенки.Общая структура протопласта соответствует автотрофным эукариотическим клеткам.Ядро обычно одно. Из клеточных включений для бурых водорослей характерны физоды – пузырьки с большим количеством полифенолов. Сократительная вакуоль отсутствует, но обычные вакуоли имеются. Ундулиподиев(жгутиков) у подвижных стадий(зооспор и гамет) два, но они различны по длине и строению. Пластиды разнообразны по форме и величине. Число их варьирует от 1 до многих. Чаще пластиды мелкие дисковидные и обычно лишены пиреноидов, реже – лентовидные, пластинчатые и в этом случае заметен выступающий пиреноид.

Пластиды окрашены в бурый цвет благодаря преобладанию среди пигментов ксантофилла – фукоксантина. Кроме того, имеются хлорофиллы а и с, а также b-каротин. Основной запасной продукт – полисахарид ламинарин. Он откладывается вне пластид – в цитоплазме. Кроме ламинарина, запасными продуктами служат шестиатомный спирт маннит и жиры.

Это тип споровых растений, включающий 240 родов (1500 видов), из которых 3 – пресноводные, остальные – морские. Слоевища от оливково-зеленого до темно-бурого цвета из-за присутствия в хроматофорах особого бурого пигмента фукоксантина, маскирующего другие пигменты (хлорофилл а, хлорофилл с, ксантофилл и бета-каротин). Бурые водоросли разнообразны по форме и размерам (от микроскопических разветвленных нитей до 40-метровых растений). У высших бурых водорослей (например, ламинариевых водорослей) наблюдаются дифференциация тканей и появление проводящих элементов. Для бурых водорослей характерны многоклеточные волоски с базальной зоной роста, отсутствующие у других водорослей. Оболочки клеток содержат целлюлозу и специфические вещества – альгин и фукоидин. Обычно в каждой клетке 1 ядро. Хроматофоры большей частью мелкие, дисковидные. У некоторых бурых водорослей есть пиреноиды, мало похожие на пиреноиды других водорослей. В качестве запасных продуктов в тканях бурых водорослей накапливаются маннит (многоатомный спирт) и ламинарин (полисахарид), реже масло. Распространены во всех морях, особенно в холодных, где образуют большие заросли. На нашем побережье: на литорали – Fucus vesiculosus, Fucus serratus, Ascophyllum nodosum; на сублиторали – Laminaria saccharina, Laminaria digitata, Laminaria hyperborea, Alaria esculenta. Самая крупная водоросль на нашем побережье - Alaria fistulosa (41 м).

Размножаются бурые водоросли половым и бесполым путем, реже вегетативно. Жизненный цикл – дипло-гаплобионтный. Обычно у бурых водорослей имеются спорофит и гаметофит: у высших (ламинариевые, десмарестиевые) они строго чередуются; у циклоспоровых гаметофиты развиваются на спорофитах; у примитивных (эктокарповые, хордариевые, кутлериевые) гаметофит или спорофит может выпадать из цикла развития или появляться один раз в несколько поколений. Органы размножения – одногнездные или многогнездные спорангии. Многогнездный спорангий, который чаще функционирует как гаметангий, образуется в виде одной клетки или серии клеток, делящихся перегородками на камеры, содержащие внутри по одной гамете или споре. Мейоз происходит обычно в одногнездных спорангиях, у диктиотовых – в тетраспорангиях. Половой процесс – изогамия, оогамия или гетерогамия. Грушевидные споры и гаметы обычно с глазком, имеют сбоку по 2 жгутика.

Использование. Бурые водоросли используются для получения альгиновых кислот и их солей – альгинатов, а также кормовой муки и применяемого в медицине порошка, содержащих йод и другие микроэлементы. Альгинат относится к фикоколлоидам. Это полимерное вещество, состоящее из гиалуроновой и маннуровой кислоты; его получают из ламинарии, макроцистиса, аскофиллума и др. видов. Альгинаты образуют гели, вязкие растворы, их используют в пищевой промышленности, в косметологии, в фармакологии. Во всех приморских странах культивируют бурые водоросли. 1 место по культивированию занимают Япония и Китай. Ламинарии выращивают на плантациях, время выращивания – 2 года.