Γιατί τα καφέ φύκια ζουν στον πυθμένα του ωκεανού; Τι καθορίζει το χρώμα των φυκιών; Χώροι και συνθήκες διαβίωσης

Κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν την κατανομή και την ανάπτυξη των φυκιών

Τα φύκια είναι φωτοαυτοτροφικοί οργανισμοί. Οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν την ανάπτυξή τους είναι το φως, η θερμοκρασία, η παρουσία σταγονιδίων υγρού νερού, καθώς και πηγές άνθρακα, μετάλλων και οργανικών ουσιών. Τα φύκια, όπως και άλλα φυτά, κατοικούν σχεδόν σε όλα τα πιθανά ενδιαιτήματα στην υδρόσφαιρα, την ατμόσφαιρα και τη λιθόσφαιρα της Γης. Μπορούν να βρεθούν στο νερό, στο έδαφος και στην επιφάνειά του, στο φλοιό των δέντρων, στους τοίχους ξύλινων και πέτρινων κτιρίων, ακόμη και σε αφιλόξενους βιότοπους όπως οι έρημοι και τα λιβάδια.

Οι παράγοντες που επηρεάζουν την ανάπτυξη των φυκών χωρίζονται σε αβιοτικούς, που δεν σχετίζονται με τη δραστηριότητα των ζωντανών οργανισμών, και σε βιοτικούς, που προκαλούνται από μια τέτοια δραστηριότητα. Πολλοί παράγοντες, ιδιαίτερα οι αβιοτικοί, είναι περιοριστικοί, μπορούν δηλαδή να περιορίσουν την ανάπτυξη φυκιών. Στα υδάτινα οικοσυστήματα, οι περιοριστικοί παράγοντες περιλαμβάνουν: θερμοκρασία, διαφάνεια, παρουσία ρεύματος, συγκέντρωση οξυγόνου, διοξείδιο του άνθρακα, άλατα και θρεπτικά συστατικά. Στα χερσαία ενδιαιτήματα, μεταξύ των κύριων περιοριστικών παραγόντων, θα πρέπει να επισημανθούν οι κλιματικοί παράγοντες - θερμοκρασία, υγρασία, φως κ.λπ., καθώς και η σύνθεση και η δομή του υποστρώματος.

Αβιοτικοί παράγοντες

Οι αβιοτικοί παράγοντες περιλαμβάνουν: θερμοκρασία, φως, φυσικές και χημικές ιδιότητες του νερού και του υποστρώματος, την κατάσταση και τη σύνθεση των μαζών αέρα (που είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τα αεροφυτικά φύκια που ζουν εκτός υδρόβιων συνθηκών) και μερικοί άλλοι.

Ολόκληρο το σύνολο των αβιοτικών παραγόντων μπορεί, με έναν ορισμένο βαθμό σύμβασης, να χωριστεί σε χημικούς και φυσικούς.

Χημικοί παράγοντες

Το νερό ως περιοριστικός παράγοντας. Το μεγαλύτερο μέρος του κυττάρου των φυκών είναι νερό. Το κυτταρόπλασμα περιέχει κατά μέσο όρο 85-90% νερό και ακόμη και τέτοια κυτταρικά οργανίδια πλούσια σε λιπίδια όπως οι χλωροπλάστες και τα μιτοχόνδρια περιέχουν τουλάχιστον 50% νερό. Το νερό σε ένα φυτικό κύτταρο υπάρχει σε δύο μορφές: δομικό νερό, δεσμευμένο με δεσμούς υδρογόνου στις δομές των μακρομορίων και αποθεματικό νερό, μη δεσμευμένο, που συνήθως περιέχεται σε κενοτόπια. Σάκχαρα, διάφορα οργανικά οξέα κ.λπ. συνήθως διαλύονται σε εφεδρικό νερό, με αποτέλεσμα να μπορεί να συμμετέχει στη σταθεροποίηση της ενδοκυτταρικής οσμωτικής πίεσης. Κατά τον πολυμερισμό πολύ ενεργών μικρών μορίων σε μακρομόρια (για παράδειγμα, κατά τη μετατροπή των σακχάρων σε άμυλο) και κατά τη διάρκεια της αντίστροφης διαδικασίας - υδρόλυσης υψηλού μοριακών ενώσεων, η οσμωτική πίεση στο κύτταρο μπορεί να αλλάξει γρήγορα. Αυτός ο μηχανισμός εξασφαλίζει την αντίσταση ορισμένων τύπων φυκιών στην ξήρανση και στις απότομες διακυμάνσεις της αλατότητας του νερού.

Για τα περισσότερα φύκια, το νερό είναι μόνιμος βιότοπος, αλλά πολλά φύκια μπορούν να ζήσουν έξω από το νερό. Με βάση την αντοχή στην αποξήρανση, μεταξύ των χερσαίων φυτών διακρίνονται (σύμφωνα με τον Walter) τα ποικιλοϋδρικά - που δεν μπορούν να διατηρήσουν σταθερή περιεκτικότητα σε νερό στους ιστούς και τα ομοιοϋδρικά - ικανά να διατηρήσουν σταθερή ενυδάτωση των ιστών. Στα ποικιλοϋδρικά φυτά (γαλαζοπράσινα και μερικά πράσινα φύκια), τα κύτταρα συρρικνώνονται κατά την ξήρανση χωρίς να αλλάζουν αμετάκλητα η υπερδομή και, ως εκ τούτου, δεν χάνουν τη βιωσιμότητα. Όταν ενυδατωθούν, ξαναρχίζουν τον φυσιολογικό μεταβολισμό. Η ελάχιστη υγρασία στην οποία είναι δυνατή η κανονική ζωή τέτοιων φυτών ποικίλλει. Η σημασία του καθορίζει, ειδικότερα, την κατανομή των αερόφυτων. Για τα ομοιοϋδρικά φυτά απαιτείται η παρουσία μεγάλου κεντρικού κενοτόπιου, με τη βοήθεια του οποίου σταθεροποιείται η παροχή νερού του κυττάρου. Ωστόσο, τα κύτταρα με μεγάλα κενοτόπια χάνουν σε μεγάλο βαθμό την ικανότητά τους να στεγνώνουν. Τα ομοιοϋδρικά φύκια περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, μερικά αερόφυτα πράσινων και κιτρινοπράσινων φυκών, τα οποία συνήθως εγκαθίστανται σε συνθήκες σταθερής υπερβολικής υγρασίας.

Αλατότητα και μεταλλική σύνθεση του νερού. Αυτοί είναι οι πιο σημαντικοί περιοριστικοί παράγοντες που επηρεάζουν την κατανομή των φυκιών. Σύμφωνα με τη διεθνή ταξινόμηση, το μεγαλύτερο μέρος των φυσικών ταμιευτήρων είναι θαλάσσιο - ευαλίνιο, με μέση αλατότητα 35 ‰). Μεταξύ των ηπειρωτικών ταμιευτήρων, κυριαρχούν οι γλυκού νερού - οι αχαλίνες, η ανοργανοποίηση των οποίων συνήθως δεν υπερβαίνει το 0,5 (μεταξύ αυτών υπάρχουν και πιο ανοργανοποιημένες). Οι ηπειρωτικές δεξαμενές, ενωμένες με την ονομασία ανοργανοποιημένες, είναι πολύ διαφορετικές ως προς τον βαθμό ανοργανοποίησης: αυτές είναι υφάλμυρες ή μιξοαλίνες, μεταξύ των οποίων υπάρχουν ολιγοαλίνη (με αλατότητα 0,5-5 ‰), μεσοχαλίνη (5-18 ‰) και πολυαλογόνος ( 18-30 ‰ ), καθώς και euhaline (30-40 ‰) και ultrahaline (τουλάχιστον 40 ‰) - Μεταξύ των ultrahaline, συχνά διακρίνονται εξαιρετικά αλατούχα - υπεραλινοδεξαμενές, η συγκέντρωση αλατιού στις οποίες είναι κοντά στο μέγιστο. Οι ηπειρωτικές δεξαμενές διαφέρουν επίσης ως προς τη φύση της ανοργανοποίησης. Ανάμεσά τους διακρίνονται οι δεξαμενές υδρογονανθρακικών, θειικών και χλωριόντων, οι οποίες ανάλογα με το βαθμό και τη φύση της ανοργανοποίησης χωρίζονται σε ομάδες και τύπους.

Σύμφωνα με τις αναφερόμενες ταξινομήσεις των ταμιευτήρων και ανάλογα με την ανοχή των φυκών στο αλάτι, μεταξύ αυτών διακρίνονται ολιγοαλίνη, μεσοχαλίνη, ευαλίνη, υπεραλίνη, γλυκού νερού και άλλα είδη. Ο πλούτος των ειδών (αριθμός ειδών) σχετίζεται στενά με την αλατότητα του νερού.

Σχεδόν σε κάθε διαμέρισμα μπορείτε να βρείτε είδη που μπορούν να ζήσουν σε συνθήκες ακραίας αλατότητας και είδη που ζουν σε υδάτινα σώματα με πολύ χαμηλή ανοργανοποίηση. Έτσι, τα γαλαζοπράσινα φύκια είναι στη συντριπτική πλειοψηφία οργανισμοί του γλυκού νερού, αλλά ανάμεσά τους υπάρχουν είδη που μπορούν να αναπτυχθούν σε δεξαμενές υπεραλονισμού. Μεταξύ των τυπικών θαλάσσιων κατοίκων - χρυσά φύκια της τάξης των Coccolithophores - υπάρχουν είδη που είναι επίσης κοινά σε ηπειρωτικά υδάτινα σώματα με εξαιρετικά χαμηλή ανοργανοποίηση. Τα διάτομα είναι γενικά εξίσου κοινά στα θαλάσσια και ηπειρωτικά ύδατα. βρίσκονται σε περιβάλλοντα με ποικίλη αλατότητα. Ωστόσο, συγκεκριμένα είδη διατόμων συχνά αναπτύσσονται μόνο σε μια ορισμένη αλατότητα και είναι τόσο ευαίσθητα στις αλλαγές της που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως οργανισμοί δείκτες.

Τα καφέ φύκια είναι επίσης πολύ ευαίσθητα στις αλλαγές της αλατότητας. Πολλά από αυτά δεν μπορούν να αναπτυχθούν ακόμη και με ελαφρά αφαλάτωση. Ως εκ τούτου, εκπροσωπούνται ελάχιστα στα νερά της Βαλτικής Θάλασσας με σχετικά χαμηλή αλατότητα. Τα κόκκινα φύκια δείχνουν επίσης παρόμοια εξάρτηση από τον βαθμό αλατότητας της δεξαμενής: στη Μεσόγειο Θάλασσα (αλατότητα 37-39 ‰) βρέθηκαν περισσότερα από 300 είδη κόκκινων φυκών, στη Μαύρη Θάλασσα (17-18 ‰) - 129, στην Κασπία Θάλασσα (10 ‰) - 22. Τα πράσινα φύκια είναι κυρίως οργανισμοί του γλυκού νερού, μόνο το 10% από αυτά βρίσκονται στις θάλασσες. Ωστόσο, ανάμεσά τους υπάρχουν είδη που μπορούν να αντέξουν σημαντική αλατότητα και ακόμη και να προκαλέσουν «άνθιση» υδάτινων σωμάτων εξαιρετικά αλογόνου (για παράδειγμα, Dunaliella salina).

Έτσι, τα φύκια γενικά χαρακτηρίζονται από ένα πολύ ευρύ φάσμα ανοχής στο αλάτι. Όσον αφορά συγκεκριμένα είδη, μόνο λίγα από αυτά είναι σε θέση να υπάρχουν σε υδάτινα σώματα με διαφορετική αλατότητα, δηλαδή τα περισσότερα φύκια είναι είδη στενοαλίνης. Υπάρχουν σχετικά λίγα είδη ευρυαλίνης που μπορούν να υπάρχουν σε διαφορετικές αλατότητες (για παράδειγμα, Bangia, Enteromorpha, Dunaliella).

Οξύτητα του νερού. Αυτός ο παράγοντας έχει επίσης μεγάλη σημασία για τη ζωή των φυκιών. Η ανοχή των διαφορετικών κατηγοριών φυκών στις αλλαγές στην οξύτητα (pH) ποικίλλει όσο και στις αλλαγές στην αλατότητα. Σε σχέση με την οξύτητα του περιβάλλοντος, υπάρχουν είδη που ζουν σε αλκαλικά νερά - αλκαλόφιλα και αυτά που ζουν σε όξινα νερά σε χαμηλές τιμές pH - οξεόφιλα. Για παράδειγμα, τα περισσότερα Desmidiales είναι οξεόφιλα. Ο μεγαλύτερος πλούτος ειδών των φυκιών desmidia παρατηρείται σε ευτροφικούς και μεσοτροφικούς βάλτους, σε συνθήκες χαμηλής οξύτητας, ωστόσο, ορισμένα desmidiaceae μπορούν επίσης να βρεθούν σε αλκαλικά νερά με υψηλή ανοργανοποίηση (για παράδειγμα, Closterum acerosum). Τα Characeae, αντίθετα, είναι κυρίως αλκαλόφιλα. Η μεγαλύτερη ποικιλότητα ειδών τους παρατηρείται σε ελαφρώς αλκαλικά νερά, αλλά μερικά από αυτά (Chara vulgaris) αναπτύσσονται σε όξινα νερά, σε pH 5,0.

ΘΡΕΠΤΙΚΕΣ ουσιες. Η παρουσία στο περιβάλλον μακρο- και μικροστοιχείων, τα οποία είναι απαραίτητα συστατικά του σώματος των φυκών, είναι καθοριστική για την ένταση της ανάπτυξής τους.

Τα στοιχεία και οι ενώσεις τους που σχετίζονται με μακροστοιχεία (συχνά ονομάζονται μακροτροφικά θρεπτικά συστατικά) απαιτούνται από τους οργανισμούς σε σχετικά μεγάλες ποσότητες. Ένας ιδιαίτερος ρόλος μεταξύ αυτών ανήκει στο άζωτο και τον φώσφορο. Το άζωτο είναι μέρος όλων των πρωτεϊνικών μορίων και ο φώσφορος είναι βασικό συστατικό της πυρηνικής ύλης, το οποίο παίζει επίσης σημαντικό ρόλο στις αντιδράσεις οξειδοαναγωγής. Το κάλιο, το ασβέστιο, το θείο και το μαγνήσιο είναι σχεδόν εξίσου απαραίτητα με το άζωτο και τον φώσφορο. Το ασβέστιο χρησιμοποιείται σε μεγάλες ποσότητες από θαλάσσια φύκια και γλυκά νερά, τα οποία εναποθέτουν «περιπτώσεις» αλάτων ασβεστίου γύρω από τους θάλλους (μερικά κόκκινα φύκια και chara). Το μαγνήσιο είναι μέρος της χλωροφύλλης, η οποία είναι η κύρια φωτοσυνθετική χρωστική ουσία των φυκών στα περισσότερα τμήματα.

Μικροστοιχείαείναι απαραίτητα για τα φυτά σε εξαιρετικά μικρές ποσότητες, αλλά έχουν μεγάλη σημασία για τη ζωή τους, καθώς αποτελούν μέρος πολλών ζωτικών ενζύμων. Επιπλέον, με τη μικρή ανάγκη των φυτών σε μικροστοιχεία, η περιεκτικότητά τους στο περιβάλλον είναι επίσης ασήμαντη. Τα μικροστοιχεία συχνά δρουν ως περιοριστικοί παράγοντες. Αυτά περιλαμβάνουν 10 στοιχεία: σίδηρο, μαγγάνιο, ψευδάργυρο, χαλκό, βόριο, πυρίτιο, μολυβδαίνιο, χλώριο, βανάδιο και κοβάλτιο. Από φυσιολογική άποψη, μπορούν να χωριστούν σε τρεις ομάδες:

1) ουσίες απαραίτητες για τη φωτοσύνθεση: μαγγάνιο, σίδηρος, χλώριο, ψευδάργυρος και βανάδιο.

2) ουσίες απαραίτητες για το μεταβολισμό του αζώτου: μολυβδαίνιο, βόριο, κοβάλτιο, σίδηρος.

3) ουσίες απαραίτητες για άλλες μεταβολικές λειτουργίες: μαγγάνιο, βόριο, κοβάλτιο, χαλκός και πυρίτιο.

Τα φύκια διαφορετικών διαμερισμάτων έχουν άνισες ανάγκες σε μακρο- και μικροστοιχεία. Έτσι, για την κανονική ανάπτυξη των διατόμων χρειάζονται αρκετά σημαντικές ποσότητες πυριτίου, το οποίο χρησιμοποιείται για την κατασκευή του κελύφους τους. Σε περίπτωση απουσίας ή ανεπάρκειας πυριτίου, τα κελύφη των διατόμων γίνονται πιο λεπτά, μερικές φορές σε ακραίο βαθμό.

Σε όλα σχεδόν τα οικοσυστήματα του γλυκού νερού, οι περιοριστικοί παράγοντες περιλαμβάνουν τα νιτρικά και τα φωσφορικά άλατα. Σε λίμνες και ποτάμια με μαλακό νερό, μπορεί επίσης να περιλαμβάνουν άλατα ασβεστίου και μερικά άλλα. Στα θαλάσσια ύδατα, η συγκέντρωση διαλυμένων θρεπτικών συστατικών όπως τα νιτρικά, τα φωσφορικά και κάποια άλλα είναι επίσης χαμηλή και αποτελούν περιοριστικούς παράγοντες, σε αντίθεση με το χλωριούχο νάτριο και ορισμένα άλλα άλατα. Οι χαμηλές συγκεντρώσεις ορισμένων θρεπτικών συστατικών στο θαλασσινό νερό, παρά το γεγονός ότι ξεπλένονται συνεχώς στη θάλασσα, οφείλονται στο γεγονός ότι η διάρκεια ζωής τους σε διαλυμένη κατάσταση είναι μάλλον σύντομη.

Φυσικοί παράγοντες

Φως. Η ηλιακή ακτινοβολία δεν είναι λιγότερο σημαντική στη ζωή των φυτών από το νερό. Το φως είναι απαραίτητο για το φυτό ως πηγή ενέργειας για φωτοχημικές αντιδράσεις και ως ρυθμιστής της ανάπτυξης. Η περίσσεια του, καθώς και η έλλειψή του, μπορεί να προκαλέσει σοβαρές διαταραχές στην ανάπτυξη των φυκιών. Επομένως, το φως είναι επίσης ένας περιοριστικός παράγοντας στο μέγιστο και ελάχιστο φωτισμό. Κάθε διαδικασία εξαρτώμενη από την ηλιακή ακτινοβολία πραγματοποιείται με τη συμμετοχή ορισμένων αντιληπτών δομών - αποδεκτών, που συνήθως παίζονται από τις χρωστικές των χλωροπλαστών των φυκιών.

Η κατανομή των φυκών στη στήλη του νερού καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από τη διαθεσιμότητα του φωτός που είναι απαραίτητο για την κανονική φωτοσύνθεση. Το νερό απορροφά την ηλιακή ακτινοβολία πολύ πιο έντονα από την ατμόσφαιρα. Οι θερμικές ακτίνες μεγάλων κυμάτων απορροφώνται στην ίδια την επιφάνεια του νερού, οι υπέρυθρες ακτίνες διεισδύουν σε βάθος πολλών εκατοστών, οι υπεριώδεις ακτίνες αρκετά δεκατόμετρα (μέχρι ένα μέτρο), η φωτοσυνθετικά ενεργή ακτινοβολία (μήκος κύματος φωτός περίπου 500 nm) διεισδύει σε βάθος 200 m .

Το καθεστώς φωτισμού της δεξαμενής εξαρτάται από:

1) σε συνθήκες φωτισμού πάνω από την επιφάνεια του νερού.

2) στον βαθμό ανάκλασης του φωτός από την επιφάνειά του (όταν ο ήλιος είναι ψηλά, μια λεία επιφάνεια νερού αντανακλά κατά μέσο όρο το 6% του προσπίπτοντος φωτός, με ισχυρά κύματα - περίπου 10%, όταν ο ήλιος είναι χαμηλά, η αντανάκλαση αυξάνεται τόσο σημαντικά που το μεγαλύτερο μέρος του φωτός δεν διεισδύει πλέον στο νερό: η μέρα είναι μικρότερη κάτω από το νερό παρά στην ξηρά).

3) στον βαθμό απορρόφησης και σκέδασης των ακτίνων κατά τη διέλευση από το νερό. Καθώς το βάθος αυξάνεται, ο φωτισμός μειώνεται απότομα. Το φως απορροφάται και διασκορπίζεται από το ίδιο το νερό, τις διαλυμένες ουσίες, τα αιωρούμενα ορυκτά σωματίδια, τα υπολείμματα και τους πλαγκτονικούς οργανισμούς. Σε θολά τρεχούμενα νερά, ήδη σε βάθος 50 cm, ο φωτισμός είναι ίδιος με τον θόλο ενός ελατοδάσους, όπου μπορούν να αναπτυχθούν μόνο τα πιο ανθεκτικά στη σκιά είδη ανώτερων φυτών, αλλά τα φύκια φωτοσυνθέτουν ενεργά ακόμη και σε τέτοιο βάθος . Σε καθαρά νερά, τα φύκια που συνδέονται στον πυθμένα (βενθικό) βρίσκονται σε βάθος 30 m και αιωρούνται στη στήλη νερού (πλαγκτονικό) - έως και 140 m.

Το στρώμα νερού πάνω από τον βιότοπο των φωτοαυτοτροφικών οργανισμών ονομάζεται ευφωτική ζώνη. Στη θάλασσα, το όριο της ευφωτικής ζώνης βρίσκεται συνήθως σε βάθος 60 m, περιστασιακά πέφτοντας σε βάθος 100-120 m, και σε καθαρά νερά του ωκεανού - σε περίπου 140 m. Στη λίμνη, πολύ λιγότερο διαφανή νερά, το όριο αυτής της ζώνης εκτείνεται σε βάθος 10-15 m, στις πιο διαφανείς παγετώδεις και καρστικές λίμνες - σε βάθος 20-30 m.

Οι βέλτιστες τιμές φωτισμού για διαφορετικούς τύπους φυκιών ποικίλλουν ευρέως. Σε σχέση με το φως διακρίνονται τα ηλιόφιλα και τα ηλιοφοβικά φύκια. Τα ηλιόφιλα (φωτόφιλα) φύκια απαιτούν σημαντική ποσότητα φωτός για την κανονική ζωή και τη φωτοσύνθεση. Αυτά περιλαμβάνουν την πλειοψηφία των γαλαζοπράσινων φυκών και μια σημαντική ποσότητα πράσινων φυκών, τα οποία αναπτύσσονται άφθονα στα επιφανειακά στρώματα του νερού το καλοκαίρι. Τα ηλιοφοβικά (φοβικά, αποφεύγοντας το έντονο φως) φύκια είναι προσαρμοσμένα σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού. Για παράδειγμα, τα περισσότερα διάτομα αποφεύγουν το έντονα φωτισμένο επιφανειακό στρώμα νερού και σε χαμηλής διαφάνειας νερά λιμνών αναπτύσσονται εντατικά σε βάθος 2-3 m και σε καθαρά νερά των θαλασσών - σε βάθος 10-15 m. Ωστόσο, δεν χρειάζονται όλα τα φύκια που ζουν σε συνθήκες υπερβολικού φωτισμού, μεγάλες ποσότητες φωτός, δηλαδή είναι πραγματικά ηλιοφιλικά. Έτσι, η Dunaliella salina - κάτοικος ανοιχτών αλμυρών δεξαμενών και Trentepohlia jolitus, που ζει σε ανοιχτούς βράχους στα βουνά, ικανή να συσσωρεύει έλαια με περίσσεια καροτίνης, προφανώς να παίζει προστατευτικό ρόλο, ουσιαστικά δεν είναι φωτοφιλείς, αλλά ανθεκτικοί στο φως οργανισμοί.

Τα φύκια έχουν διαφορετικές διαιρέσεις ανάλογα με τη σύνθεση των χρωστικών - φωτοϋποδοχείς, η μέγιστη ένταση της φωτοσύνθεσης παρατηρείται σε διαφορετικά μήκη κύματος φωτός. Σε επίγειες συνθήκες, τα ποιοτικά χαρακτηριστικά του φωτός είναι αρκετά σταθερά, όπως και η ένταση της φωτοσύνθεσης. Όταν διέρχεται από το νερό, το φως από τις κόκκινες και μπλε περιοχές του φάσματος απορροφάται και το πρασινωπό φως, που γίνεται ασθενώς αντιληπτό από τη χλωροφύλλη, διεισδύει σε βάθος. Επομένως, εκεί επιβιώνουν κυρίως κόκκινα και καφέ φύκια, έχοντας επιπλέον φωτοσυνθετικές χρωστικές (φυκοκυάνες, φυκοερυθρίνες κ.λπ.) που μπορούν να χρησιμοποιήσουν την ενέργεια του πράσινου φωτός. Αυτό καθιστά σαφή την τεράστια επιρροή του φωτός στην κατακόρυφη κατανομή των φυκών στις θάλασσες και τους ωκεανούς: στα εγγύς επιφανειακά στρώματα, κατά κανόνα, κυριαρχούν τα πράσινα φύκια, βαθύτερα - καφέ και στις βαθύτερες περιοχές - κόκκινα. Ωστόσο, αυτό το μοτίβο δεν είναι απόλυτο. Πολλά φύκια είναι σε θέση να υπάρχουν σε συνθήκες εξαιρετικά χαμηλού φωτισμού, κάτι που δεν είναι χαρακτηριστικό για αυτά, και μερικές φορές σε απόλυτο σκοτάδι. Ταυτόχρονα, μπορεί να παρουσιάσουν ορισμένες αλλαγές στη σύνθεση της χρωστικής ή στον τρόπο που τρώνε. Έτσι, στα γαλαζοπράσινα φύκια, σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού, η σύνθεση της χρωστικής μπορεί να αλλάξει προς την επικράτηση των φυκοβιλινών (φυκοκυάνη, φυκοερυθρίνη) και το χρώμα των τριχωμάτων αλλάζει από μπλε-πράσινο σε μωβ. Εκπρόσωποι πολλών τμημάτων φυκών (για παράδειγμα, Euglenophyta, Chrysophyta) είναι σε θέση να μεταβούν σε έναν σαπροτροφικό τρόπο διατροφής απουσία φωτός και περίσσεια οργανικών ουσιών.

Κίνηση νερού. Η κίνηση του νερού παίζει τεράστιο ρόλο στη ζωή των φυκιών, κατοίκων υδρόβιων βιοτόπων. Απόλυτα στάσιμο, ακίνητο νερό δεν υπάρχει, και ως εκ τούτου, σχεδόν όλα τα φύκια είναι κάτοικοι των ρεόντων νερών. Σε οποιεσδήποτε ηπειρωτικές και θαλάσσιες δεξαμενές, υπάρχει σχετική μετακίνηση φυκών και μαζών νερού, διασφαλίζοντας την εισροή θρεπτικών ουσιών και την απομάκρυνση των αποβλήτων των φυκιών. Μόνο σε ειδικές ακραίες συνθήκες τα φύκια περιβάλλονται από ένα σταθερό στρώμα νερού - στο πάχος του πάγου, στην επιφάνεια του εδάφους, στα κενά των βράχων, σε άλλα φυτά κ.λπ. Η κίνηση του νερού ως αποτέλεσμα της ανάμειξης του ανέμου είναι παρατηρείται ακόμη και σε μικρές λακκούβες. Σε μεγάλες λίμνες υπάρχουν σταθερά παλιρροιακά ρεύματα, καθώς και κάθετη ανάμειξη. Στις θάλασσες και τους ωκεανούς, που ουσιαστικά αποτελούν ένα ενιαίο υδάτινο σύστημα, εκτός από τα παλιρροϊκά φαινόμενα και την κάθετη ανάμειξη, υπάρχουν σταθερά ρεύματα που έχουν μεγάλη σημασία στη ζωή των φυκιών.

Θερμοκρασία. Το εύρος θερμοκρασίας στο οποίο μπορεί να επιβιώσει η ζωή είναι πολύ ευρύ: -20 - +100 °C. Τα φύκια είναι οργανισμοί που χαρακτηρίζονται από ίσως το μεγαλύτερο εύρος σταθερότητας θερμοκρασίας. Είναι σε θέση να υπάρχουν σε ακραίες συνθήκες θερμοκρασίας - σε θερμές πηγές, η θερμοκρασία των οποίων είναι κοντά στο σημείο βρασμού του νερού και στην επιφάνεια του πάγου και του χιονιού, όπου οι θερμοκρασίες κυμαίνονται γύρω στους 0 ° C.

Σε σχέση με τον παράγοντα θερμοκρασίας, τα φύκια χωρίζονται σε: ευρυθερμικά είδη, που υπάρχουν σε ευρύ φάσμα θερμοκρασιών (για παράδειγμα, πράσινα φύκια από την τάξη των Oedogoniales, οι στείροι κυματισμοί των οποίων μπορούν να βρεθούν σε ρηχά υδάτινα σώματα από τις αρχές της άνοιξης έως τα τέλη του φθινοπώρου ), και στενόθερμα είδη, προσαρμοσμένα σε πολύ στενές, μερικές φορές ακραίες θερμοκρασιακές ζώνες. Στα στενόθερμα φύκια περιλαμβάνονται, για παράδειγμα, τα κρυόφιλα (που αγαπούν το κρύο) φύκια, τα οποία αναπτύσσονται μόνο σε θερμοκρασίες κοντά στο σημείο πήξης του νερού. Στην επιφάνεια του πάγου και του χιονιού μπορείτε να βρείτε εκπροσώπους διαφόρων κατηγοριών φυκών: Desmidiales, Ulotrichales, Volvocales κ.λπ. Στο χρωματιστό χιόνι στον Καύκασο, βρέθηκαν 55 είδη φυκιών, εκ των οποίων 18 είδη ήταν πράσινα, 10 ήταν μπλε , 26 ήταν διάτομα και 1 όψη - σε κόκκινο. 80 είδη κρυόφιλων διατόμων έχουν βρεθεί στα νερά της Αρκτικής και της Ανταρκτικής. Συνολικά, είναι γνωστά περίπου 100 είδη φυκιών που μπορούν να αναπτυχθούν ενεργά στην επιφάνεια του πάγου και του χιονιού. Αυτά τα είδη ενώνονται με την ικανότητα να αντέχουν την κατάψυξη χωρίς να καταστρέφουν τις λεπτές κυτταρικές δομές και στη συνέχεια, μετά την απόψυξη, να ξαναρχίσουν γρήγορα τη βλάστηση χρησιμοποιώντας μια ελάχιστη ποσότητα θερμότητας.

Τα φύκια, όπως προαναφέρθηκε, συχνά αντέχουν σε υψηλές θερμοκρασίες, εγκαθίστανται σε θερμές πηγές, θερμοπίδακες, ηφαιστειακές λίμνες, λίμνες ψύξης βιομηχανικών επιχειρήσεων κ.λπ. Τέτοια είδη ονομάζονται θερμόφιλα. Οι μέγιστες θερμοκρασίες στις οποίες ήταν δυνατό να βρεθούν θερμόφιλα φύκια κυμαίνονται από 35 - 52 έως 84 ° C και υψηλότερες. Ανάμεσα στα θερμόφιλα φύκια, μπορούν να βρεθούν εκπρόσωποι διαφόρων τμημάτων, αλλά η συντριπτική τους πλειοψηφία ανήκει μπλε πράσινο. Συνολικά, περισσότερα από 200 είδη φυκιών βρέθηκαν σε θερμές πηγές, αλλά υπάρχουν σχετικά λίγα υποχρεωτικά θερμόφιλα είδη μεταξύ τους. Τα περισσότερα φύκια που βρίσκονται σε θερμές πηγές μπορούν να αντέξουν τις υψηλές θερμοκρασίες, αλλά αναπτύσσονται πιο άφθονα σε κανονικές θερμοκρασίες, που σημαίνει ότι είναι ουσιαστικά μεσοθερμικά είδη. Μόνο δύο είδη μπορούν να θεωρηθούν πραγματικά θερμόφιλα: το Mastigocladus laminisus και το Phormidium laminosum, η μαζική ανάπτυξη των οποίων συμβαίνει σε θερμοκρασία 45-50 °C. Ο κύριος όγκος των φυκιών είναι γενικά μεσοθερμικοί οργανισμοί, αλλά μεταξύ αυτών είναι πάντα δυνατό να διακρίνουμε περισσότερο ή λιγότερο θερμόφιλους που αναπτύσσονται σε ορισμένες θερμοκρασιακές κλίμακες.

Η σχέση των φυκών με τον παράγοντα θερμοκρασίας επηρεάζει την κατακόρυφη κατανομή τους στα υδάτινα σώματα. Σε διάφορες δεξαμενές και υδάτινα ρεύματα, λόγω της απορρόφησης της ηλιακής ακτινοβολίας από τα ανώτερα στρώματα του νερού, μόνο αυτά τα στρώματα θερμαίνονται. Το ζεστό νερό είναι λιγότερο πυκνό από το κρύο νερό και τα ρεύματα που προκαλούνται από τον άνεμο εξισώνουν την πυκνότητά του μόνο σε ένα ορισμένο βάθος. Με την έναρξη της καλλιεργητικής περιόδου, μια εποχή έντονης ηλιακής ακτινοβολίας, εμφανίζεται μια πολύ σταθερή θερμοκρασιακή διαστρωμάτωση των στηλών νερού σε αρκετά βαθιά ηπειρωτικά στάσιμα ταμιευτήρια. Σε αυτές τις δεξαμενές σχηματίζονται μάζες νερού που περιορίζονται μεταξύ τους: ένα ζεστό και ελαφρύ επιφανειακό στρώμα - το επιλίμνιο και μια υποκείμενη μάζα ψυχρότερου και πυκνότερου νερού - το υπολίμνιο. Το φθινόπωρο, το νερό στη δεξαμενή ψύχεται και η διαστρωμάτωση της θερμοκρασίας εξαφανίζεται. Στις θάλασσες και τους ωκεανούς υπάρχει επίσης ένα σταθερό στρώμα άλματος θερμοκρασίας. Τα φύκια μπορούν να αναπτυχθούν μόνο στο επιλίμνιο (δηλαδή στην ευφωτική ζώνη) και οι πιο θερμόφιλοι και φωτόφιλοι οργανισμοί εγκαθίστανται στα επιφανειακά, καλά θερμαινόμενα στρώματα νερού.

Η επίδραση της θερμοκρασίας στα φύκια που αναπτύσσονται σε ένα υδάτινο περιβάλλον είναι ασυνήθιστα μεγάλη. Είναι η θερμοκρασία που καθορίζει τη γεωγραφική κατανομή τους. Έτσι, είδη καφέ φυκών του γένους Lessonia απαντώνται μόνο στη θερινή ισόθερμη των 10 ° C, τα είδη των γενών Laminaria, Agarum, Alaria δεν διασχίζουν την θερινή ισόθερμη των 20 ° C, ορισμένα είδη Sargassum ζουν μόνο σε θερμοκρασία 22-23 ° C (Θάλασσα Σαργασσών). Ακόμη και στη Βαλτική Θάλασσα, μεταξύ των κοινοτήτων κόκκινων φυκών, μπορεί κανείς να διακρίνει λιγότερο θερμόφιλα (Furcellaria, Delesseria, Dumontia), που ζουν σε θερμοκρασίες κάτω από 4 ° C και πιο θερμόφιλα (Nemalion), που ζουν σε θερμοκρασίες πάνω από 4 ° C . Γενικά, με εξαίρεση τα ευρέως διαδεδομένα ευρυθερμικά είδη (για παράδειγμα, μερικά Fucales), η κατανομή των φυκών παρουσιάζει γεωγραφική ζωνοποίηση: συγκεκριμένες τοξόνες θαλάσσιων πλαγκτονικών και βενθικών φυκών περιορίζονται σε ορισμένες γεωγραφικές ζώνες. Έτσι, τα μεγάλα καφέ φύκια (Macrocystis) κυριαρχούν στις βόρειες θάλασσες. Καθώς προχωράμε νότια, τα κόκκινα φύκια αρχίζουν να παίζουν όλο και πιο σημαντικό ρόλο και τα καφέ φύκια ξεθωριάζουν στο βάθος. Η αναλογία του αριθμού των ειδών κόκκινων και καφέ φυκιών στις θάλασσες της Αρκτικής είναι 1,5, στη Μάγχη - 2, στη Μεσόγειο Θάλασσα - 3 και στα ανοικτά των ακτών του Ατλαντικού της Κεντρικής Αμερικής - 4,6. Αυτή η σχέση είναι ένα σημαντικό χαρακτηριστικό της ζωνικής υπαγωγής της βενθικής χλωρίδας.

Ανάμεσα στα πράσινα φύκια, είναι επίσης γνωστά όλο και λιγότερο θερμόφιλα είδη. Για παράδειγμα, το Caulerpa prolifera και το Cladophoropsis fasciculatus περιορίζονται στην ισημερινή ζώνη των ωκεανών του κόσμου και το Codium ritteri - στα βόρεια γεωγραφικά πλάτη.

Η γεωγραφική ζώνη εκφράζεται επίσης καλά στα θαλάσσια πλαγκτονικά φύκια. Το θαλάσσιο τροπικό φυτοπλαγκτόν χαρακτηρίζεται από σημαντικό πλούτο ειδών αλλά πολύ χαμηλή παραγωγικότητα. Το πλαγκτόν των τροπικών νερών είναι εξαιρετικά πλούσιο σε δεινόφυτα και χρυσά φύκια. Τα τροπικά νερά είναι φτωχά σε διάτομα, τα οποία κυριαρχούν στις βόρειες θάλασσες.

Ο παράγοντας θερμοκρασίας επηρεάζει επίσης την κατακόρυφη κατανομή των θαλάσσιων πλαγκτονικών και βενθικών φυκών.

Το κατακόρυφο βέλτιστο της ανάπτυξης των φυκιών καθορίζεται συνήθως από την πολύπλοκη επίδραση των θερμικών και ελαφρών καθεστώτων. Είναι γνωστό ότι καθώς η θερμοκρασία μειώνεται, η ένταση της αναπνοής των φυτών εξασθενεί ταχύτερα από την ένταση της φωτοσύνθεσης. Η στιγμή που οι διαδικασίες της αναπνοής και της φωτοσύνθεσης ισορροπούν η μία την άλλη ονομάζεται σημείο αντιστάθμισης. Οι συνθήκες υπό τις οποίες δημιουργείται το σημείο αντιστάθμισης είναι οι βέλτιστες για την ανάπτυξη συγκεκριμένων τύπων φυκιών. Στα βόρεια γεωγραφικά πλάτη, λόγω των χαμηλών θερμοκρασιών, το σημείο αντιστάθμισης καθορίζεται σε μεγαλύτερα βάθη από ότι στα νότια γεωγραφικά πλάτη. Έτσι, δεν είναι ασυνήθιστο οι ίδιοι τύποι φυκιών να βρίσκονται σε μεγαλύτερα βάθη στα βόρεια γεωγραφικά πλάτη από ότι στα νότια γεωγραφικά πλάτη.

Είναι προφανές ότι η θερμοκρασία επηρεάζει τη γεωγραφική κατανομή αυτών των (και άλλων) φυκών κυρίως έμμεσα - επιταχύνοντας ή επιβραδύνοντας τον ρυθμό ανάπτυξης μεμονωμένων ειδών, γεγονός που οδηγεί στη μετατόπισή τους από άλλα που αναπτύσσονται πιο εντατικά σε ένα δεδομένο καθεστώς θερμοκρασίας.

Όλοι οι αναφερόμενοι αβιοτικοί παράγοντες δρουν στην ανάπτυξη και κατανομή των φυκών σε ένα σύμπλεγμα, αντισταθμίζοντας ή αλληλοσυμπληρώνοντας.

Βιοτικοί παράγοντες

Τα φύκια, ως μέρος των οικοσυστημάτων, συνδέονται συνήθως με τα άλλα συστατικά τους με πολλαπλές συνδέσεις. Οι άμεσες και έμμεσες επιπτώσεις που υφίστανται τα φύκια λόγω της ζωτικής δραστηριότητας άλλων οργανισμών ταξινομούνται ως βιοτικοί παράγοντες.

Τροφικοί παράγοντες. Στις περισσότερες περιπτώσεις, τα φύκια στα οικοσυστήματα ενεργούν ως παραγωγοί οργανικής ύλης. Από αυτή την άποψη, ο πιο σημαντικός παράγοντας που περιορίζει την ανάπτυξη των φυκών σε ένα συγκεκριμένο οικοσύστημα είναι η παρουσία καταναλωτών που υπάρχουν τρώγοντας φύκια. Για παράδειγμα, η ανάπτυξη κοινοτήτων που κυριαρχούνται από είδη του γένους Laminaria στα ανοικτά των ακτών του Ατλαντικού του Καναδά περιορίζεται από τον αριθμό των αχινών που τρέφονται κυρίως με αυτά τα φύκια. Στα τροπικά ύδατα στις ζώνες κοραλλιογενών υφάλων, υπάρχουν περιοχές στις οποίες τα ψάρια τρώνε εντελώς πράσινα, καφέ και κόκκινα φύκια με μαλακούς θάλους, αφήνοντας γαλαζοπράσινα φύκια με σκληρά ασβεστοποιημένα κοχύλια αφαγωμένα. Παρατηρείται κάτι παρόμοιο με την επίδραση της εντατικής βόσκησης σε λιβαδιές κοινότητες ανώτερων φυτών. Τα γαστερόποδα τρέφονται επίσης κυρίως με φύκια. Σέρνοντας κατά μήκος του πυθμένα, τρώνε μικροσκοπικά φύκια και σπορόφυτα μακροσκοπικών ειδών. Με τη μαζική ανάπτυξη αυτών των μαλακίων, μπορεί να προκύψουν σοβαρές διαταραχές στις κοινότητες φυκών της παραθαλάσσιας ζώνης.

Αλληλοπαθητικόςπαράγοντες. Η επίδραση των φυκών μεταξύ τους οφείλεται συχνά σε διάφορες αλληλοπαθητικές σχέσεις. Τα βενθικά φύκια, για παράδειγμα, αρχίζουν να ασκούν αμοιβαία επιρροή από τη στιγμή της καθίζησης και της βλάστησης των σπορίων. Έχει αποδειχθεί πειραματικά ότι τα ζωοσπόρια της Laminaria δεν βλασταίνουν κοντά σε θραύσματα θάλλων από καφέ φύκια από το γένος Ascophylum.

Ανταγωνισμός. Η ανάπτυξη μεμονωμένων ειδών φυκιών μπορεί επίσης να επηρεαστεί από τον ανταγωνισμό. Έτσι, τα είδη του γένους Fucales ζουν συνήθως στην παλιρροϊκή ζώνη, υπόκεινται σε περιοδική (μερικές φορές έως δύο ημέρες) ξήρανση. Παρακάτω, στη συνεχώς πλημμυρισμένη ζώνη, υπάρχουν συνήθως πυκνά πυκνά πυκνά άλλα καφέ και κόκκινα φύκια. Ωστόσο, σε μέρη όπου αυτά τα παχιά δεν είναι πολύ πυκνά, τα Fucales αναπτύσσονται σε μεγαλύτερα βάθη.

Συμβίωση. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν περιπτώσεις συγκατοίκησης φυκιών με άλλους οργανισμούς. Τις περισσότερες φορές, τα φύκια χρησιμοποιούν ζωντανούς οργανισμούς ως υπόστρωμα. Με βάση τη φύση του υποστρώματος στο οποίο εγκαθίστανται τα ρυπογόνα φύκια, χωρίζονται σε επίφυτα που ζουν στα φυτά και σε επιζωίτες που ζουν στα ζώα. Έτσι, είδη του γένους Cladophora ή Oedogonium μπορούν συχνά να βρεθούν σε ασβεστοποιημένα κελύφη μαλακίων· ορισμένα πράσινα, μπλε-πράσινα φύκια και διατομικά φύκια είναι κοινά στη ρύπανση των σπόγγων. Στις κοινότητες ρύπανσης, δημιουργούνται αδύναμες και βραχυπρόθεσμες συνδέσεις μεταξύ της εγκατάστασης υποδοχής και της εγκατάστασης ρύπανσης.

Τα φύκια μπορούν επίσης να ζήσουν στους ιστούς άλλων οργανισμών - τόσο εξωκυτταρικά (στη βλέννα, στους μεσοκυττάριους χώρους των φυκών, μερικές φορές στις μεμβράνες των νεκρών κυττάρων) όσο και ενδοκυτταρικά. Τα φύκια που ζουν στους ιστούς ή τα κύτταρα άλλων οργανισμών ονομάζονται ενδοφυτικά. Τα εξωκυτταρικά και ενδοκυτταρικά ενδόφυτα από τα φύκια σχηματίζουν μάλλον πολύπλοκες συμβιώσεις - ενδοσυμβιώσεις. Χαρακτηρίζονται από την παρουσία περισσότερο ή λιγότερο μόνιμων και ισχυρών δεσμών μεταξύ των συντρόφων. Τα ενδοσυμβιωτικά μπορεί να είναι μια ποικιλία από φύκια - μπλε-πράσινα, πράσινα, καφέ, κόκκινα και άλλα, αλλά τα πιο πολυάριθμα είναι οι ενδοσυμβιώσεις μονοκύτταρων πράσινων και κιτρινοπράσινων φυκών με μονοκύτταρα ζώα. Τα φύκια που εμπλέκονται σε αυτά ονομάζονται zoochlorella και zooxanthellae.

Τα κιτρινοπράσινα και πράσινα φύκια σχηματίζουν επίσης ενδοσυμβιώσεις με πολυκύτταρους οργανισμούς - σφουγγάρια γλυκού νερού, ύδρες κ.λπ. Οι περίεργες ενδοσυμβιώσεις των γαλαζοπράσινων φυκών με πρωτόζωα και ορισμένους άλλους οργανισμούς ονομάζονται συγκυάνωση. Το μορφολογικό σύμπλεγμα που προκύπτει ονομάζεται κυανό και τα γαλαζοπράσινα φύκια σε αυτό ονομάζονται κυανέλλα. Συχνά, άλλα είδη αυτού του τμήματος μπορούν να εγκατασταθούν στη βλέννα ορισμένων γαλαζοπράσινων ειδών. Συνήθως χρησιμοποιούν έτοιμες οργανικές ενώσεις, οι οποίες σχηματίζονται σε αφθονία κατά τη διάσπαση της βλέννας της αποικίας του φυτού ξενιστή και πολλαπλασιάζονται εντατικά. Μερικές φορές η ταχεία ανάπτυξή τους οδηγεί στο θάνατο της αποικίας του φυτού ξενιστή.

Μεταξύ των συμβιών που σχηματίζονται από τα φύκια, η πιο ενδιαφέρουσα είναι η συμβίωση τους με μύκητες, γνωστή ως συμβίωση λειχήνων, ως αποτέλεσμα της οποίας προέκυψε μια ιδιόμορφη ομάδα φυτικών οργανισμών, που ονομάζεται " λειχήνες" Αυτή η συμβίωση καταδεικνύει μια μοναδική βιολογική ενότητα που οδήγησε στην εμφάνιση ενός θεμελιωδώς νέου οργανισμού. Ταυτόχρονα, κάθε σύντροφος της συμβίωσης λειχήνων διατηρεί τα χαρακτηριστικά της ομάδας των οργανισμών στην οποία ανήκει. Οι λειχήνες αντιπροσωπεύουν τη μόνη αποδεδειγμένη περίπτωση εμφάνισης ενός νέου οργανισμού ως αποτέλεσμα της συμβίωσης δύο.

Ανθρωπογενείς παράγοντες

Όπως κάθε άλλο ζωντανό πλάσμα, ένα άτομο, ως μέλος μιας βιοκένωσης, είναι βιοτικός παράγοντας για άλλους οργανισμούς του οικοσυστήματος στο οποίο βρίσκεται. Με την τοποθέτηση καναλιών και την κατασκευή δεξαμενών, οι άνθρωποι δημιουργούν νέους βιότοπους για υδρόβιους οργανισμούς, συχνά θεμελιωδώς διαφορετικούς από τους ταμιευτήρες μιας δεδομένης περιοχής σε υδρολογικές και θερμικές συνθήκες. Επί του παρόντος, το επίπεδο παραγωγικότητας πολλών ηπειρωτικών υδάτινων σωμάτων συχνά καθορίζεται όχι τόσο από τις φυσικές συνθήκες όσο από τις κοινωνικές και οικονομικές σχέσεις. Οι απορρίψεις λυμάτων συχνά οδηγούν σε εξάντληση της σύνθεσης των ειδών και θάνατο φυκιών ή σε μαζική ανάπτυξη μεμονωμένων ειδών. Το πρώτο συμβαίνει όταν οι τοξικές ουσίες απορρίπτονται σε μια δεξαμενή, το δεύτερο συμβαίνει όταν η δεξαμενή εμπλουτίζεται με θρεπτικά συστατικά (ειδικά ενώσεις αζώτου και φωσφόρου) σε ορυκτή ή οργανική μορφή - δηλ. ανθρωπογενής ευτροφισμός υδάτινων σωμάτων. Σε πολλές περιπτώσεις, ο αυθόρμητος εμπλουτισμός μιας δεξαμενής με θρεπτικά συστατικά συμβαίνει σε τέτοια κλίμακα που η δεξαμενή ως οικολογικό σύστημα υπερφορτώνεται με αυτά. Η συνέπεια αυτού είναι η υπερβολική ταχεία ανάπτυξη των φυκιών - "άνθιση του νερού". Τα φύκια, ιδιαίτερα τα αεροφυτικά και τα εδαφικά φύκια, μπορούν επίσης να επηρεαστούν από τις ατμοσφαιρικές εκπομπές τοξικών βιομηχανικών αποβλήτων. Συχνά οι συνέπειες της ακούσιας ή εσκεμμένης ανθρώπινης παρέμβασης στη ζωή των οικοσυστημάτων είναι μη αναστρέψιμες.

Ολόκληρη η επιφάνεια του ωκεανού είναι το πράσινο βασίλειο του πλαγκτόν. Κατά μήκος των ακτών της εύκρατης ζώνης, βράχοι και πέτρες είναι κατάφυτοι από διάφορα μονοκύτταρα φύκια και μακριές πράσινες κλωστές - νήματα. Λίγο πιο πέρα ​​υπάρχουν υπέροχα πυκνά αλσύλλια. Μπούκλες μαρουλιού Ulva με άφθονο πράσινο, μερικές φορές μωβ με ιριδίζοντα χρώματα. Μερικά φωτεινά κλαδιά καρμίνης είναι συνυφασμένα μαζί του.

Εδώ, από τα βάθη, τεντώστε τα μακρύτερα και εκπληκτικά δυνατά στελέχη φυκιών. Με το κάτω άκρο τους διευρυμένο με τη μορφή πολλών κορόιδων, στέκονται σαν να βρίσκονται σε άγκυρα, στερεωμένα στον πυθμένα, βράχους, πέτρες και κοχύλια. Εύκαμπτοι μίσχοι πάχους 1 εκατοστού φέρνουν φύλλα στην επιφάνεια - πλάκες μήκους 1,5 και άνω μέτρων. Στη βάση του φύλλου υπάρχουν μεγάλα πρηξίματα γεμάτα με αέρα. Με τη βοήθεια αυτών των κολυμβητικών κύστεων, τα φύκια επιπλέουν στο νερό. Ένα περίεργο φυτό υψώνεται από τον πάτο - ένα φύλλο! Η λεπίδα του φύλλου έχει μήκος 2-4 μέτρα, σε μίσχο ίδιου περίπου μήκους, γαντζωμένο με κορόιδο στον βυθό της θάλασσας. Χωρίς στέλεχος, χωρίς ρίζα. Αυτό είναι επίσης φύκια, αλλά διαφορετικού τύπου - φύκια ζάχαρης. Και ιδού άλλο ένα φύκι: σε έναν λεπτό μίσχο, ένα τεμαχισμένο πιάτο σαν δάχτυλο με πρωτότυπη απόχρωση ελιάς υψώνεται σαν βεντάλια προς το φως.

Σε ένα υποθαλάσσιο δάσος, οι ασυνήθιστες μορφές βλάστησης σε κάνουν να ξεχνάς ότι είναι όλα φύκια. Δεν έχουν φύλλα, μίσχους ή ρίζες. Αλλά φαίνεται ότι εξετάζουμε τα φυτά με όλα αυτά τα όργανα.

Στην πραγματικότητα, αυτοί οι φοίνικες δεν έχουν ύψος τρία μέτρα με κορμό περίπου δέκα εκατοστά πάχος; Έχουν ένα απλωμένο στέμμα, κάθε κλαδί με ένα μακρόστενο φύλλο - ένα ολόκληρο δάσος από φοίνικες κάτω από το κύμα της θάλασσας. Και όμως, πάλι, αυτό είναι ένα δάσος από φύκια που μοιάζουν με δέντρα -lessonia- μόνο που στην όψη θυμίζει φοίνικα.

Τα Laminaria είναι καφέ φύκια που έχουν άλλες χρωστικές εκτός από πράσινη - χλωροφύλλη και άλλες - καφέ. Τα Laminaria είναι αξιοσημείωτα στο ότι υφίστανται ετήσια πτώση των φύλλων: οι πλάκες φύλλων αντικαθίστανται και οι μίσχοι και οι μίσχοι είναι πολυετείς. Στις βόρειες θάλασσές μας, η πτώση των φύλλων στο υποβρύχιο δάσος με φύκια ξεκινά από το δεύτερο μισό του Νοεμβρίου.

Στις νότιες θάλασσες, ο πλούτος των υποθαλάσσιων δασών μοιάζει με τα χερσαία δάση των τροπικών περιοχών. Και η πρώτη θέση σε αυτά ανήκει στα φύκια που ονομάζονται macrocystis. Είναι μακρύτερο από τα ψηλότερα δέντρα στη Γη. Ανηφορίζοντας στο βυθό της θάλασσας με οξεία γωνία, ο κορμός του φτάνει τα 300 μέτρα σε μήκος. Γυμνό στο κάτω μέρος, φέρει πολλά στενά φύλλα, το καθένα με μια ενιαία κύστη γεμάτη αέρα στη βάση. Και ολόκληρο το φυλλόμορφο τμήμα επιπλέει στο νερό, φτάνοντας στην επιφάνειά του, όπου σχηματίζει πυκνά αιωρούμενα αλσύλλια και ακόμη και αλσύλλια. Αυτό το φύκι κρατιέται στον πυθμένα τόσο σταθερά με τα ριζοειδή του -κλαδιά με τη μορφή ριζών του κάτω μέρους του κορμού- που δεν φοβάται τις ισχυρότερες καταιγίδες του Δυτικού Ωκεανού και «κανένας βράχος δεν μπορεί να τις αντέξει», γράφει Κάρολος Δαρβίνος, «όσο δυνατό κι αν είναι».

Κάθε τέτοιο φύκι παρέχει καταφύγιο σε πολλά ζωντανά πλάσματα. Στα πιάτα του, τα κοράλλια χτίζουν τις χαριτωμένες δομές τους. Όλα τα είδη μαλακίων ανταγωνίζονται μαζί τους, τα οποία διεκδικούν επίσης μια άνετη θέση στα αλσύλλια των φυκιών.

«Αμέτρητα καρκινοειδή κάθονται σε όλα τα μέρη του φυτού. Αν τινάξεις τις ρίζες», συνεχίζει ο Κάρολος Δαρβίνος, «θα πέσει ένα ολόκληρο μάτσο μικρά ψάρια, μαλάκια, σουπιές, κάθε είδους καραβίδες, αχινοί, αστερίες, όμορφοι ολοθούρια, πλανάρια και έρπουσες Νηρηίδες μιας τεράστιας ποικιλίας μορφών. τους."

Ο Δαρβίνος λέει ότι για αυτά τα τεράστια υποθαλάσσια δάση βρίσκει μόνο μία δυνατή σύγκριση: με τα δάση των τροπικών περιοχών. «Κι όμως, αν καταστρεφόταν ένα δάσος σε οποιαδήποτε χώρα, δεν νομίζω», καταλήγει, «ότι τουλάχιστον ο ίδιος αριθμός ζωικών ειδών θα πέθαινε με την καταστροφή αυτού του φυκιού».

Τα υποβρύχια δάση φυκιών έχουν σώσει περισσότερα από ένα θαλάσσια σκάφη από ναυάγιο, σχηματίζοντας φυσικούς πλωτούς κυματοθραύστες ή καλά μαξιλάρια κοντά σε βράχους και υφάλους. Τα μεγάλα φύκια φυκιών αποτελούν τα υποβρύχια δάση κατά μήκος της ακτής της Βόρειας Αμερικής, στο νότιο άκρο της Αμερικής και εδώ κατά μήκος της ακτής της Καμτσάτκα.

Ανάμεσα στα δάση φυκιών υπάρχουν και μικρότερα, ύψους έως 1 μέτρο, αλλά πολύ πυκνά. Στα βόρεια μας, καταλαμβάνουν μια παράκτια ζώνη απαλλαγμένη από νερό κατά την άμπωτη. Και ήδη πιο βαθιά, αρχίζουν ψηλότερα δάση, που δεν εκτίθενται στην άμπωτη.

Τα χαμηλά αναπτυσσόμενα δάση σχηματίζονται συνήθως από καφέ φύκια - fucus. Από έναν κοντό μίσχο, προσαρτημένο στις πέτρες, βγαίνει μια σκούρα καφέ επίπεδη κορδέλα, διακλαδισμένη με διχάλα. Μια διαμήκης φλέβα εκτείνεται στη μέση της κορδέλας. Υπάρχουν πολλά καφέ φύκια που μοιάζουν με χορδές, αλλά υπάρχουν και θαμνώδεις μορφές. Συνήθως βρίσκονται διάσπαρτα με fucus και άλλα φύκια.

Στον Ατλαντικό Ωκεανό, ανατολικά των Αντιλλών, μια τεράστια περιοχή γνωστή ως Θάλασσα των Σαργασσών καταλαμβάνεται από επιπλέοντα καφέ φύκια. Στην εμφάνιση, αυτά τα φύκια μπορεί να θεωρηθούν λανθασμένα με ανώτερα φυτά. Κυλινδρικό διακλαδισμένο στέλεχος. Φέρει στενά φύλλα με μεσαίο νεύρο. Τα κλαδιά είναι πολύ κοντύτερα και μοιάζουν έντονα με ταξιανθίες. Μερικά από τα κλαδιά είναι πολύ κοντά, στην κορυφή είναι διογκωμένα σε μπάλες - φυσαλίδες με αέρα, πολύ παρόμοια με τα μούρα. Ένα από τα είδη σαργασσού ονομαζόταν θαλάσσια σταφύλια, ή driftwood.

Αλλά αυτά είναι φυτά από τις δυτικές ακτές της Αφρικής και τις ακτές της ανατολικής Αμερικής. Τα θαλάσσια ρεύματα τους απομακρύνουν από τους γηγενείς βιότοπούς τους και τους μεταφέρουν σε μια πιο ήρεμη περιοχή του ωκεανού. Το ρεύμα του Gulf Stream κινείται από τη Δυτική Ινδία στον Αρκτικό Ωκεανό και από την Αφρική στην Αμερική, πέρα ​​από τον Ατλαντικό Ωκεανό, το ισημερινό ρεύμα ρέει.

Η Θάλασσα των Σαργασσών βρίσκεται περίπου ανάμεσα στα νησιά των Αζορών, των Καναρίων Νήσων και του Πράσινου Ακρωτηρίου (20°-40° βόρειο γεωγραφικό πλάτος και 70°-30° ανατολικό γεωγραφικό μήκος). Οι αρχαίοι ναυτικοί το γνώριζαν ήδη. Πέρα από τους Στύλους του Ηρακλή (όπως λεγόταν το στενό του Γιβραλτάρ) υπάρχει, έλεγαν οι Φοίνικες, μια ζελατινώδης θάλασσα όπου κολλάνε τα πλοία.

Πράγματι, αυτά τα πλωτά δάση αποτελούν σοβαρό εμπόδιο για τα πλοία. Κάποτε ήταν η αφορμή για την εξέγερση των ναυτικών κατά του Κολόμβου όταν τα πλοία του μπήκαν στα πυκνά σταφύλια της θάλασσας. Η μάζα των φυκιών φαινόταν τόσο πυκνή που οι ναυτικοί καταλήφθηκαν από τρόμο: πώς θα μπορούσαν να περάσουν πιο πέρα ​​μέσα από ένα τέτοιο αλσύλλιο; Κινδύνευαν με θάνατο και ζήτησαν την επιστροφή τους. Η πυκνότητα των συσσωρεύσεων σαργασσίου είναι τόσο μεγάλη που από απόσταση μοιάζουν με νησιά, λανθάνοντα.

Στη θάλασσα των Σαργασσών το βάθος μετά βίας ξεπερνά τα 2 χιλιόμετρα και μόνο κατά τόπους φτάνει τα 5-6 χιλιόμετρα. Μάζες από αναπαραγόμενα φύκια επιπλέουν σε αυτό κοντά στην επιφάνεια.

Ένα άλλο, αν και μικρότερο, σμήνος είναι γνωστό στον Ατλαντικό Ωκεανό - μεταξύ των Μπαχάμες και των Βερμούδων. Υπάρχει επίσης στον Ειρηνικό Ωκεανό, στα ανοικτά των ακτών της Καλιφόρνια. Για να φανταστεί κανείς πόσο μεγάλες είναι αυτές οι συσσωρεύσεις καφέ άλγης, αρκεί να πούμε ότι καταλαμβάνουν μια έκταση επτά φορές μεγαλύτερη από τη Γαλλία!

Σε μεγάλα βάθη αναπτύσσονται κόκκινα φύκια - κόκκινα φύκια. Μπορούν να βρεθούν στη βόρεια, νότια και Άπω Ανατολή θάλασσές μας. Μερικό κόκκινο γρασίδι απλώνεται καλά σε ρηχές μεσαίες ζώνες. Σέρνονται στη βάση των υποθαλάσσιων δασών από μεγάλα φύκια, όπως οι λειχήνες και τα βρύα στα βόρεια χερσαία δάση μας. Συνήθως αυτοί είναι μικροί, ευαίσθητοι θάμνοι με ύψος μόνο λίγων εκατοστών. Είναι είτε σε υπέροχους ροζ τόνους, μετά ξαφνικά διάσπαρτοι με σκούρες βυσσινί θάμνους, σχεδόν μαύρους, είτε ντυμένοι στα μωβ. Μερικά έχουν μπλε ή ματ πράσινο γύψο, ενώ άλλα φαίνεται να έχουν επιχρυσωθεί από μια ακτίνα ήλιου και έχουν γίνει κίτρινα.

Στις βαθιές ζώνες των βόρειων θαλασσών, ο πυθμένας καλύπτεται με φωτεινούς κόκκινους θάμνους από μοβ γρασίδι, που είναι δύσκολο να μην θεωρηθούν ως ανώτερα φυτά. Στα κλαδιά φαίνεται να έχουν αληθινά φύλλα με ένα δίκτυο φλεβών. Αλλά και αυτό το φυτό, η delesseria, είναι φύκι.

Υπάρχουν μωβ κηλίδες που μοιάζουν με κόκκινες πλάκες που συνδέονται με το έδαφος στη βάση. Μερικές φορές αυτά είναι μόνο κλωστές που δεν διακλαδίζονται, μερικές φορές στενές κορδέλες. Ανάμεσα σε τέτοια θαμνώδη θαμνώδη δάση, ξεχωρίζουν περίεργοι μοβ θάμνοι - πέτρινοι θάμνοι. Ονομάζονται έτσι για την ικανότητά τους να εμποτίζονται σε ασβέστη. Μοιάζουν πολύ με τα κοράλλια: λαμπερό ροζ, σκληροί θάμνοι.

Τα προσκολλημένα φύκια ζουν σε μια σχετικά στενή παράκτια λωρίδα. Η έκτασή του προσδιορίζεται ότι είναι περίπου το 1/10 της συνολικής έκτασης του Παγκόσμιου Ωκεανού.

Ενα δέκατο! Αλλά η ζωή απλώνεται σε ολόκληρο τον Παγκόσμιο Ωκεανό, και όχι μόνο στα ανώτερα στρώματα, αλλά και σε μεγάλα βάθη. Είναι πλέον γνωστό ότι στα μεγαλύτερα βάθη (10.000 μέτρα), στο βασίλειο της αιώνιας μαύρης νύχτας, όπου υπάρχει ακόμη χαμηλή θερμοκρασία περίπου + 2° και τα νερά είναι ακίνητα, υπάρχει ζωή.

Ο λασπώδης βυθός είναι διάστικτος με ριζώματα, σφουγγάρια, θαλάσσιες ανεμώνες και πολύποδες. Τα σκουλήκια, τα μαλάκια και τα μαλάκια σμήνος ανάμεσα στις κοραλλιογενείς δομές. Τεράστια ψάρια κολυμπούν, λάμπουν στο σκοτάδι με πράσινο, μπλε, βιολετί, κόκκινο φως. τα δόντια που πιάνουν βγαίνουν έξω στο τεράστιο στόμα. κάτω από το στόμα υπάρχει υποφαρυγγικός θύλακας. Η καταιγίδα αυτών των τόπων! Πολλά κεφαλόποδα είναι επίσης αρπακτικά. Τα ευαίσθητα πλοκάμια των θαλάσσιων ανεμώνων είναι πάντα σε εγρήγορση.

Τα ριζώματα, τα αγγούρια από εχινόδερμα και κάποια άλλα ασπόνδυλα αρκούνται σε λάσπη για μεσημεριανό γεύμα. Πολλοί από τους κατοίκους στα βάθη της θάλασσας περιμένουν έλεος από τους κατοίκους των επάνω ορόφων με τη μορφή βροχής από πτώματα νεκρών ζώων και περιττώματα ζωντανών. Και, φυσικά, στα βάθη, όπως και στη γη, υπάρχει μια άμεση μάχη μεταξύ των αρπακτικών. Κάποιοι καταβροχθίζουν άλλους. Και ολόκληρος αυτός ο τεράστιος υποβρύχιος κόσμος, εντυπωσιακός στην πρωτοτυπία του σε σχήματα, μεγέθη, χρώματα, ακόμα σε μεγάλο βαθμό μυστηριώδης και άγνωστος, οφείλει την ύπαρξη και την άνθησή του στα πράσινα φύκια. Μαζί τους σχηματίζει μια τεράστια κοινότητα, που συνδέεται με αιώνιους δεσμούς ζωής.

Πολύπλοκη και μακριά αλυσίδα ισχύος. Το άκρο του χαμηλώνει στον πυθμένα του ωκεανού, και σύνδεσμος με σύνδεσμο, τυλίγοντας ατελείωτα το μονοπάτι από το ένα ζωντανό ον στο άλλο, ανεβαίνει στα ανώτερα στρώματα του Παγκόσμιου Ωκεανού.

Εδώ απλώνεται ένα αυτοσυναρμολογούμενο τραπεζομάντιλο! Τραπεζομάντηλο μπλε απέραντος με χρυσά κουνελάκια. Πηδάνε και χαζεύουν στο νερό, διεισδύουν βαθιά στα βάθη του και παίζουν με τη δική τους αντανάκλαση. Και μυριάδες φύκια, ελάχιστα ορατά με γυμνό μάτι, χωρίς να χάνουν στιγμή πιάνουν κουνελάκια με τα μικροσκοπικά σώματά τους και εκτελούν το μεγάλο κοσμικό έργο ενός πράσινου φυτού. Είναι οι δημιουργοί της οργανικής ύλης, της κύριας τροφής για όλους τους κατοίκους των ωκεανών.

Η μεγάλη τροφική αλυσίδα στις θάλασσες ξεκινά από το αυτοσυναρμολογούμενο τραπεζομάντιλο. Τα μικροσκοπικά φύκια χρησιμεύουν ως τροφή για τα μικροσκοπικά ζώα, μαζί με αυτά σχηματίζουν τον πληθυσμό των ανώτερων στρωμάτων - πλαγκτόν πάχους εκατό, και μερικές φορές περισσότερο, μέτρων.

Κανείς δεν αποκαλεί αυτά τα μικρά πλάσματα «δάσος», αν και όλοι συμφωνούν ότι τα δάση φυκιών σχηματίζουν υποβρύχια δάση. Αλλά τελικά, δεν είναι φύκια που τρέφει θαλάσσια ζώα, αλλά μονοκύτταρα και αποικιακά πράσινα φύκια πλαγκτόν.

Ακόμη και στις κρύες θάλασσες, για παράδειγμα στη Θάλασσα του Μπάρεντς, 1 m3 νερού στα ανώτερα στρώματα περιέχει έως και τριάντα εκατομμύρια άτομα και σε θερμές - ακόμη περισσότερα.

Ο Δαρβίνος, κατά τη διάρκεια του ταξιδιού του σε όλο τον κόσμο, άρχισε να ενδιαφέρεται έντονα για τα πλαγκτονικά φύκια, τα οποία βρήκε σε αφθονία στα ανοιχτά της Βραζιλίας. «Όλη η επιφάνεια του νερού, όπως έδειξε μια μελέτη με μεγεθυντικό φακό, καλύφθηκε με κομμάτια ψιλοκομμένου σανού με οδοντωτές άκρες». Είχαν κυλινδρικό σχήμα και μαζεύονταν σε σωρούς από είκοσι έως εξήντα κομμάτια το καθένα. «Πρέπει να είναι αναρίθμητοι: το πλοίο μας πέρασε μέσα από πολλές λωρίδες από αυτά τα φύκια», λέει ο Δαρβίνος, «ένα από τα οποία είχε πλάτος περίπου δέκα γιάρδες και, αν κρίνουμε από το βρώμικο χρώμα του νερού, τεντώθηκε για τουλάχιστον δύο και μισό μίλι».

Τα μικροσκοπικά φύκια πολλαπλασιάζονται με απίστευτη ταχύτητα. Δεν είναι λοιπόν περίεργο που τα πλαγκτονικά φύκια φημίζονται για τις σοδειές τους, όπως μπορεί να ονομαστεί η ετήσια παραγωγή τους. Καθορίζεται σε τριακόσια δισεκατομμύρια τόνους.

Η Chlorella είναι η πρώτη στη λίστα με τα πιο παραγωγικά φύκια. Αυτό το πράσινο θαύμα αποδίδει δεκατέσσερις φορές περισσότερο από, για παράδειγμα, το σιτάρι. Περιέχει 50% πρωτεΐνες, ενώ το σιτάρι περιέχει μόνο 12%. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι βιολόγοι πιστεύουν ότι η χλωρέλα είναι ο πρώτος υποψήφιος για δορυφόρο αστροναύτη για πτήσεις μεγάλων αποστάσεων. Τα πλαγκτονικά φύκια είναι η κύρια τροφή όλης της ζωής στον Παγκόσμιο Ωκεανό, ένα αυτοσυναρμολογούμενο τραπεζομάντιλο για όσους στερούνται τη χλωροφύλλη, χωρίς την οποία ο ωκεανός θα ήταν μια νεκρή έρημος.

Μερικοί από αυτούς τρώνε απευθείας φύκια, άλλοι μαζεύουν τα προϊόντα της αποσύνθεσής τους και άλλοι καταβροχθίζουν ζώα που τρέφονται με φύκια. Η οργανική βροχή πέφτει αργά από το πλούσιο τραπέζι από τα ανώτερα στρώματα. Στην πορεία, το μαζεύουν και το απομακρύνουν ο ένας από τον άλλο από τους κατοίκους των μεσαίων νερών, και στη συνέχεια κατεβαίνουν βαθύτερα σε ένα θρεπτικό ρέμα για κάποιον άλλο. Και τα βακτήρια θα πάρουν τα υπολείμματα από το τραπέζι και θα φέρουν το θέμα στο τέλος - στα ορυκτά συστατικά.

Ταυτόχρονα, θα σηματοδοτήσουν την αρχή ενός νέου κύκλου ζωής: οι ορυκτές ουσίες θα διαλυθούν στο νερό και θα τις μαζέψουν τα φύκια - τα ίδια που κυνηγούν τις ηλιαχτίδες. Έτσι γίνεται η αιώνια πορεία της ζωής, ο αιώνιος κύκλος των ουσιών στο νερό. Και ο κύριος κοσμικός ρόλος σε αυτό παίζεται από τα φύκια πλαγκτόν.

Διάλεξη 2. Φυτική ποικιλότητα. Φύκι

Ταξινόμηση φυτών ασχολείται με τη μελέτη και περιγραφή των φυτικών ειδών και την κατανομή τους σε ομάδες με βάση την ομοιότητα δομής και οικογενειακών σχέσεων μεταξύ τους, δημιουργώντας μια ταξινόμηση.

Πίνακας 1. Ταξινομικές κατηγορίες και taxa που χρησιμοποιούν πατάτες ως παράδειγμα:

Κάτω φυτά, ή φύκια

Γενικά χαρακτηριστικά.Τα φύκια είναι μια μεγάλη ομάδα φωτοσυνθετικών, κυρίως υδρόβιων, φωτοαυτοτροφικών ευκαρυωτικών φυτών. Τα περισσότερα φύκια χαρακτηρίζονται από: κυρίως υδρόβιο βιότοπο, αλλά μεγάλος αριθμός ειδών απαντάται και στην ξηρά (στην επιφάνεια του εδάφους, υγρές πέτρες, φλοιός δέντρων κ.λπ.).

Τα περισσότερα φύκια αιωρούνται στη στήλη του νερού ή επιπλέουν ενεργά ( φυτοπλαγκτόν ), μερικοί ακολουθούν έναν προσκολλημένο τρόπο ζωής ( φυτοβένθος ). Τα πράσινα φύκια ζουν στην παράκτια ζώνη σε μικρά βάθη, τα καφέ φύκια περιέχουν χρωστικές ουσίες που τους επιτρέπουν να ζουν σε βάθος έως και 50 m και ένα σύνολο φωτοσυνθετικών χρωστικών κόκκινων φυκών τους επιτρέπει να ζουν σε βάθος 100-200 m , και ορισμένοι εκπρόσωποι βρίσκονται σε βάθος έως και 500 μ.

Το σώμα των φυκιών μπορεί να είναι μονοκύτταρο, αποικιακό ή πολυκύτταρο. Αν είναι πολυκύτταρος οργανισμός, τότε το σώμα του δεν διαφοροποιείται σε όργανα και ιστούς και λέγεται θάλλος, ή θάλλος. Σε πολύπλοκα οργανωμένα φύκια, μπορεί να παρατηρηθεί στοιχειώδης διαφοροποίηση του σώματος, μιμούμενοι τα όργανα των ανώτερων φυτών - εμφανίζονται ριζοειδή, μίσχοι και σχηματισμοί που μοιάζουν με φύλλα.

Κυτταρική δομή.Τα κύτταρα των περισσότερων φυκών έχουν ένα κυτταρικό τοίχωμα που σχηματίζεται από κυτταρίνη και πηκτίνη (μόνο σε πρωτόγονα κινητικά μονοκύτταρα και αποικιακά φύκια· σε ζωοσπόρια και γαμέτες, τα κύτταρα περιορίζονται μόνο από το πλάσμα)· το κυτταρικό τοίχωμα καλύπτεται σχεδόν πάντα με βλέννα. Ο πρωτοπλάστης των κυττάρων αποτελείται από κυτταρόπλασμα, έναν ή περισσότερους πυρήνες και χρωματοφόρα (πλαστίδια) που περιέχουν χλωροφύλλη και άλλες χρωστικές. Τα χρωματοφόρα περιέχουν ειδικούς σχηματισμούς - πυρηνοειδή - πρωτεϊνικά σώματα γύρω από τα οποία συσσωρεύεται άμυλο, που σχηματίζονται κατά τη φωτοσύνθεση. Τα κενοτόπια είναι συνήθως καλά αναπτυγμένα. Μερικές φορές (ειδικά σε κινητά κύτταρα) υπάρχουν ειδικά συσταλτικά κενοτόπια. Τα περισσότερα κινητά φύκια έχουν μαστίγια και φωτοευαίσθητο σχηματισμό - ένα μάτι ή στίγμα, χάρη στο οποίο τα φύκια έχουν φωτοταξία (η ικανότητα να κινείται ενεργά ολόκληρος ο οργανισμός προς το φως).

Η αναπαραγωγή είναι ασεξουαλική και σεξουαλική, ασεξουαλική αναπαραγωγή πραγματοποιείται με χρήση ζωοσπορίων (κινητών) ή σπόρων (ακίνητων). Η ασεξουαλική αναπαραγωγή μπορεί επίσης να πραγματοποιηθεί χρησιμοποιώντας αγενή πολλαπλασιασμό με κατακερματισμό του θάλλου, κυτταρική διαίρεση μονοκύτταρων φυκών και σε αποικιακά φύκια - λόγω της κατάρρευσης των αποικιών.

Σεξουαλική αναπαραγωγήσυμβαίνει μέσω του σχηματισμού πολλών εξειδικευμένων γεννητικών κυττάρων - γαμετών και της σύντηξής τους (γονιμοποίηση), που είναι μια σεξουαλική διαδικασία. Ως αποτέλεσμα της σύντηξης, σχηματίζεται ένας ζυγώτης, ο οποίος καλύπτεται με ένα παχύ προστατευτικό κέλυφος. Μετά από μια περίοδο ανάπαυσης (λιγότερο συχνά αμέσως), ο ζυγώτης αναπτύσσεται σε ένα νέο άτομο, που σχηματίζεται κυρίως με μειοτική διαίρεση (ζυγωτική μείωση).

Κόκκινα φύκια, ή μοβ φύκια.Ένα από τα υποβασίλεια του φυτικού βασιλείου. Ανάμεσα στα πορφυρά φύκια υπάρχουν τόσο μονοκύτταρα όσο και πολυκύτταρα νηματοειδή και ελασματοειδή φύκια (Εικ.). Από τα 4.000 είδη, μόνο τα 200 έχουν προσαρμοστεί στη ζωή σε γλυκά νερά και στο έδαφος, τα υπόλοιπα είναι κάτοικοι των θαλασσών. Το χρώμα των κόκκινων φυκών ποικίλλει, καθορίζεται από τη διαφορετική ποσοτική περιεκτικότητα σε χρωστικές ουσίες: πράσινο - χλωροφύλλες ΕΝΑΚαι ρε, καροτενοειδή και φυκοβιλλίνες: κόκκινο (φυκοερυθρίνη) και μπλε (φυκοκυανίνη). Επιπλέον, το χρώμα των φυκιών είναι διαφορετικό σε διαφορετικά βάθη· σε ρηχά νερά είναι κιτρινοπράσινα, μετά ροζ και σε βάθος άνω των 50 m γίνονται κόκκινα. Το μέγιστο βάθος στο οποίο έχουν βρεθεί κόκκινα σκαθάρια είναι 500 μέτρα, όπου χρησιμοποιούν τα μπλε-ιώδες μήκη κύματος του ηλιακού φωτός. Όσο μικρότερο είναι το μήκος κύματος, τόσο μεγαλύτερη είναι η ενέργειά του, επομένως τα κύματα φωτός με το μικρότερο μήκος κύματος διεισδύουν στο μεγαλύτερο βάθος. Επιπλέον, στους δύτες φαίνονται μαύρα, απορροφούν όλο το φως που πέφτει πάνω τους τόσο αποτελεσματικά· φαίνονται κόκκινα στην επιφάνεια. Οι χρωστικές συγκεντρώνονται σε χρωματοφόρα που μοιάζουν με κόκκους ή πλάκες· δεν υπάρχουν πυρενοειδή.

Το κυτταρικό τοίχωμα είναι πηκτίνη-κυτταρίνη, ικανή να σχηματίζει ισχυρή βλέννα, με αποτέλεσμα σε ορισμένα φύκια ολόκληρος ο θάλλος να αποκτά γλοιώδη σύσταση. Πολλοί άνθρωποι μπορεί να έχουν ανθρακικό ασβέστιο (CaCO 3) ή μαγνήσιο (MgCO 3) στα τοιχώματά τους.

Το προϊόν της αφομοίωσης είναι μωβ άμυλο,παρόμοια δομή με το γλυκογόνο. Σε αντίθεση με το συνηθισμένο άμυλο, όταν λερώνεται με ιώδιο, αποκτά ένα καφέ-κόκκινο χρώμα.

Τα κόκκινα λουλούδια έχουν μεγάλη πρακτική σημασία. Από αυτά λαμβάνεται άγαρ-άγαρ, το οποίο χρησιμοποιείται στη ζαχαροπλαστική και τη μικροβιολογική βιομηχανία· πολλά από αυτά είναι πρώτες ύλες για την παραγωγή κόλλας. Το ιώδιο και το βρώμιο λαμβάνονται από την τέφρα των κόκκινων φυτών. Μερικά κόκκινα φύκια χρησιμοποιούνται για τη διατροφή των ζώων. Στην Ιαπωνία, την Κίνα, τα νησιά της Ωκεανίας και τις ΗΠΑ, τα κόκκινα μανιτάρια χρησιμοποιούνται ως τροφή. Μωβθεωρείται λιχουδιά. κόκκινα φύκια Χόνδρουςχρησιμοποιείται για την παραγωγή καραγενών - ειδικών πολυσακχαριτών που καταστέλλουν την αναπαραγωγή του ιού του AIDS.

Τμήμα καφέ φύκια.Το τμήμα περιλαμβάνει περίπου 1500 είδη πολυκύτταρων, κυρίως μακροσκοπικών (μέχρι 60-100 m) φυκιών, που προσκολλώνται ( βενθικός) ΤΡΟΠΟΣ ΖΩΗΣ. Τις περισσότερες φορές βρίσκονται σε ρηχά παράκτια νερά όλων των θαλασσών και των ωκεανών, μερικές φορές μακριά από την ακτή (για παράδειγμα, στη Θάλασσα των Σαργασσών).

Δομή.Οι θάλλοι των καφέ φυκιών έχουν την πιο πολύπλοκη δομή μεταξύ των φυκιών. Οι μονοκύτταρες και αποικιακές μορφές απουσιάζουν. Σε εξαιρετικά οργανωμένα κύτταρα, ο θάλλος διαφοροποιείται μερικώς, σχηματίζοντας ανατομικές δομές που μοιάζουν με ιστούς (για παράδειγμα, σωλήνες κόσκινου με λοξά χωρίσματα). Ως αποτέλεσμα αυτού, εμφανίζεται ο σχηματισμός τμημάτων "βλαστών" και "φύλλων" του θάλλου, που εκτελούν ετερογενείς λειτουργίες. Τα φύκια στερεώνονται στο υπόστρωμα χρησιμοποιώντας ριζοειδή.

Τα κύτταρα των καφέ φυκών είναι μονοπύρηνα με πολυάριθμα χρωματοφόρα που μοιάζουν με δίσκους ή κόκκους. Το καφέ χρώμα των φυκών οφείλεται σε ένα μείγμα χρωστικών (χλωροφύλλη, καροτενοειδή, φουκοξανθίνη). Η κύρια εφεδρική ουσία είναι λαμιναρίνη(πολυσακχαρίτης με δεσμούς μεταξύ υπολειμμάτων γλυκόζης εκτός του αμύλου), που εναποτίθεται στο κυτταρόπλασμα. Τα κυτταρικά τοιχώματα έχουν έντονη βλέννα. Η βλέννα βοηθά στη συγκράτηση του νερού και έτσι αποτρέπει την αφυδάτωση, η οποία είναι σημαντική για τα μεσοπαλιρροιακά φύκια.

Αναπαραγωγήσεξουαλική και ασεξουαλική. Ο αγενής πολλαπλασιασμός πραγματοποιείται από τμήματα του θαλλού.

Φαιοφύκη.Οι εκπρόσωποι του γένους φύκια είναι γνωστοί ως «λάχανο της θάλασσας» (Εικ.). Είναι ευρέως διαδεδομένα στις βόρειες θάλασσες. Ένα ώριμο σπορόφυτο φύκια είναι ένα διπλοειδές φυτό με μήκος από 0,5 έως 6 ή περισσότερα μέτρα.

Ο θάλλος φύκια έχει μία ή περισσότερες φυλλόμορφες πλάκες που βρίσκονται σε μια απλή ή διακλαδισμένη δομή που μοιάζει με στέλεχος, προσαρτημένη στο υπόστρωμα από ριζοειδή. Ο σχηματισμός που μοιάζει με στέλεχος με ριζοειδή είναι πολυετής και η λεπίδα πεθαίνει κάθε χρόνο και μεγαλώνει ξανά την άνοιξη.

Τυπικοί εκπρόσωποικαστανά φύκια είναι φύκια, μακροκυστίς (ο τεράστιος θάλλος του φτάνει σε μήκος τα 50-60 m), ο fucus, το sargassum.

Εννοια.Όντας αυτότροφα, τα φύκια είναι οι κύριοι παραγωγοί (δηλαδή παραγωγοί) οργανικών ουσιών σε διάφορα υδάτινα σώματα. Επιπλέον, κατά τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης απελευθερώνουν οξυγόνο, δημιουργώντας έτσι ευνοϊκές συνθήκες για τη ζωή όχι μόνο των υδρόβιων, αλλά και των χερσαίων οργανισμών.

Τα φύκια διαδραματίζουν τεράστιο ρόλο στην ανθρώπινη ζωή: είναι τροφή για πολλά εμπορικά ψάρια και άλλα ζώα, χρησιμεύουν ως πρόσθετα σε διάφορα διατροφικά μείγματα, αποτελούν μέρος σύνθετων ζωοτροφών και μερικά φύκια (για παράδειγμα, «λάχανο της θάλασσας») τρώγονται . Τα κύτταρα των καφέ φυκών στην κορυφή του κυτταρικού τοιχώματος της κυτταρίνης καλύπτονται με πηκτίνη, που αποτελείται από αλγινικό οξύ ή τα άλατά του· όταν αναμιγνύονται με νερό (σε αναλογία 1/300), τα αλγινικά σχηματίζουν ένα παχύρρευστο διάλυμα. Τα αλγινικά χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία τροφίμων (για την παραγωγή marshmallows, μαρμελάδες), στην αρωματοποιία (για την παραγωγή τζελ), στην ιατρική (για την παραγωγή αλοιφών), στη χημική βιομηχανία (για την παραγωγή συγκολλητικών, βερνικιών) . Στην κλωστοϋφαντουργία, χρησιμοποιούνται για την κατασκευή ανθεκτικών στο ξεθώριασμα και αδιάβροχων υφασμάτων. Τα φύκια χρησιμοποιούνται για την παραγωγή λιπασμάτων, ιωδίου και βρωμίου. Το ιώδιο προηγουμένως λαμβανόταν αποκλειστικά από καφέ φύκια. Τα καφέ φύκια μπορούν να χρησιμεύσουν ως δείκτης της θέσης του χρυσού· μπορούν να τον συσσωρεύσουν στα κύτταρα του θάλλου.

Τμήμα πράσινων φυκών.Το τμήμα ενώνει περίπου 13.000 είδη, αυτό είναι το πιο εκτεταμένο τμήμα μεταξύ των φυκιών. Χαρακτηριστικό χαρακτηριστικό είναι το καθαρό πράσινο χρώμα των θάλλων, που προκαλείται από την υπεροχή της χλωροφύλλης έναντι άλλων χρωστικών. Διανέμεται παντού. Κυρίως πράσινα φύκια είναι κάτοικοι γλυκών υδάτινων μαζών, αλλά υπάρχουν και θαλάσσια είδη. Κάποιοι ζουν στη στεριά. Υπάρχουν είδη που συνάπτουν συμβιωτικές σχέσεις με ορισμένα ζώα (σφουγγάρια, ομογενή, χιτωνοφόρα) και μύκητες.

Δομή. Τα πράσινα φύκια αντιπροσωπεύονται από μονοκύτταρες, αποικιακές και πολυκύτταρες μορφές. Τα κύτταρα έχουν ένα πυκνό κέλυφος κυτταρίνης-πηκτίνης και μπορεί να είναι μονοπύρηνα ή πολυπύρηνα. Το κυτταρόπλασμα περιέχει χρωματοφόρα με χρωστικές ουσίες (κυρίως χλωροφύλλη α και β). Εκτός από τη χλωροφύλλη, τα κύτταρα περιέχουν καροτενοειδή, ξανθοφύλλες και άλλες χρωστικές. Οι χλωροπλάστες είναι παρόμοιοι με τα πλαστίδια των ανώτερων φυτών. Η κύρια αποθηκευτική ουσία που συσσωρεύεται στους χλωροπλάστες είναι άμυλο.

Τα πράσινα φύκια θεωρούνται οι πρόγονοι των φυτών της γης: έχουν τα ίδια σετ φωτοσυνθετικών χρωστικών, το κέλυφος περιέχει όχι μόνο κυτταρίνη, αλλά και πηκτίνη, αποθεματική ουσία είναι το άμυλο, τα αποθεματικά θρεπτικά συστατικά δεν συσσωρεύονται στο κυτταρόπλασμα (όπως άλλα φύκια), αλλά σε πλαστίδια.

Γένος Chlamydomonas.Σε μετάφραση - ένας ενιαίος οργανισμός καλυμμένος με αρχαία ελληνικά ρούχα - χλαμύδα. Μονοκύτταρα φύκια που ζουν κυρίως σε ρηχά υδάτινα σώματα μολυσμένα με οργανική ύλη (Εικ. 60). Το κύτταρο Chlamydomonas έχει σχήμα στρογγυλό ή ωοειδές, το μπροστινό άκρο είναι μυτερό με τη μορφή στομίου. Περιέχει δύο ίσου μεγέθους μαστίγια, με τη βοήθεια των οποίων ο Χλαμυδομόνας κινείται στο νερό. Η κυτταρική μεμβράνη είναι πηκτίνη-κυτταρίνη. Στο κέντρο του κυττάρου υπάρχει ένα χρωματοφόρο σε σχήμα κυπέλλου με μεγάλο πυρηνοειδή. Ο πυρήνας βρίσκεται στην εσοχή του χρωματοφόρου. Στο πρόσθιο άκρο του κυττάρου υπάρχει στίγμα και παλλόμενα κενοτόπια.

Το Chlamydomonas αναπαράγεται τόσο ασεξουαλικά όσο και σεξουαλικά. Η απλοειδής φάση κυριαρχεί στον κύκλο ζωής. Κατά την ασεξουαλική αναπαραγωγή, ο Chlamydomonas χάνει τα μαστίγια του, το περιεχόμενο του κυττάρου διαιρείται μιτωτικά δύο φορές και τέσσερα θυγατρικά κύτταρα σχηματίζονται κάτω από το κέλυφος του μητρικού κυττάρου. Καθένα από αυτά εκκρίνει ένα κέλυφος και σχηματίζει μαστίγια, μετατρέποντας σε ζωοσπόρια.

Υπό την επίδραση των ενζύμων, το κέλυφος του μητρικού κυττάρου καταστρέφεται, και αυτά βγαίνουν, μεγαλώνουν στο μέγεθος του μητρικού κυττάρου και επίσης προχωρούν σε ασεξουαλική αναπαραγωγή (Εικ. 61).

Η σεξουαλική διαδικασία σε πολλά είδη Chlamydomonas συμβαίνει ανάλογα με τον τύπο της ισογαμίας. Τα περιεχόμενα των κυττάρων διαιρούνται για να σχηματίσουν 8 έως 32 γαμέτες, οι οποίοι μοιάζουν με ζωοσπόρια αλλά είναι μικρότεροι σε μέγεθος. Τα κύτταρα με διαφορετικά ζώδια φύλου συγχωνεύονται. Ο ζυγώτης που προκύπτει καλύπτεται με παχιά μεμβράνη και εισέρχεται σε περίοδο ανάπαυσης. Όταν προκύψουν ευνοϊκές συνθήκες, τα περιεχόμενα του ζυγοσπόρου διαιρούνται μειωτικά και σχηματίζονται τέσσερα απλοειδή κύτταρα, καθένα από τα οποία γίνεται νέος χλαμυδομόνας.

Σε ορισμένα είδη, η σεξουαλική διαδικασία πραγματοποιείται σύμφωνα με τον τύπο της ετερογαμίας (και οι δύο γαμέτες είναι κινητοί, αλλά ο θηλυκός γαμίτης είναι μεγαλύτερος από τον αρσενικό) ή σύμφωνα με τον τύπο της ωογαμίας (ο θηλυκός γαμίτης είναι ακίνητος).

Γένος Chlorella.Ένα μονοκύτταρο φύκι που ζει σε γλυκά και αλμυρά νερά, σε υγρό έδαφος και βράχους (Εικ. 62). Τα κύτταρα μοιάζουν με πράσινες μπάλες με διάμετρο έως και 15 μικρά. Δεν έχει μαστίγια, ωκεανούς ή συσταλτικά κενοτόπια. Τα κύτταρα έχουν ένα χρωματοφόρο σε σχήμα κυπέλλου με ή χωρίς πυρηνοειδή και μικρό πυρήνα. Η Chlorella χρησιμοποιεί την ηλιακή ενέργεια πολύ πιο αποτελεσματικά για τη φωτοσύνθεση. Εάν τα χερσαία φυτά χρησιμοποιούν περίπου το 1% της ηλιακής ενέργειας, τότε η χλωρέλλα χρησιμοποιεί το 10%. Η σεξουαλική διαδικασία για αυτό το φύκι δεν είναι γνωστή. Η ασεξουαλική αναπαραγωγή λαμβάνει χώρα με μιτωτική διαίρεση του περιεχομένου του μητρικού κυττάρου δύο ή τρεις φορές. Ως αποτέλεσμα της διαίρεσης, σχηματίζονται τέσσερα ή οκτώ ακίνητα σπόρια ( απλανοσπόρια). Μετά τη ρήξη της μητρικής μεμβράνης, τα κύτταρα βγαίνουν, αυξάνονται σε μέγεθος και διαιρούνται ξανά.

Η χλωρέλλα είναι ενδιαφέρουσα γιατί τα κύτταρά της περιέχουν μεγάλη ποσότητα θρεπτικών συστατικών - 50 πλήρεις πρωτεΐνες, λιπαρά έλαια, υδατάνθρακες, βιταμίνες A, B, C και K, ακόμη και αντιβιοτικά (και περιέχει 2 φορές περισσότερη βιταμίνη C από το χυμό λεμονιού). Πολλαπλασιάζεται τόσο εντατικά που ο αριθμός των κυττάρων του αυξάνεται χίλιες την ημέρα.

Η Chlorella ήταν το πρώτο φύκι που οι άνθρωποι άρχισαν να αναπτύσσονται σε πολιτισμό. Χρησιμοποιήθηκε ως πειραματικό αντικείμενο για τη μελέτη ορισμένων σταδίων της φωτοσύνθεσης. Σε ορισμένες χώρες (ΗΠΑ, Ιαπωνία, Ισραήλ) έχουν δημιουργηθεί πιλοτικά φυτά για την καλλιέργεια της χλωρέλλας και έχει μελετηθεί η δυνατότητα χρήσης της χλωρέλας ως πηγής τροφής για τον άνθρωπο. Οι Ιάπωνες έχουν μάθει να επεξεργάζονται τη χλωρέλα σε μια λευκή σκόνη πλούσια σε πρωτεΐνες και βιταμίνες. Μπορεί να προστεθεί σε αλεύρι για το ψήσιμο των αρτοσκευασμάτων. Επιπλέον, η χλωρέλλα χρησιμοποιείται ως πηγή φθηνών ζωοτροφών και στη βιολογική επεξεργασία λυμάτων.

Τάξη Ulotrix.Πολυκύτταρα φύκια, των οποίων ο θάλλος είναι νηματώδης ή ελασματοειδής. Οι πιο διάσημοι εκπρόσωποι ανήκουν στο γένος Ulotrix και στο γένος Ulva. Τα μη διακλαδιζόμενα νήματα του ulotrix, που προσκολλώνται σε υποβρύχια αντικείμενα - πέτρες, σωροί, εμπλοκές κ.λπ., σχηματίζουν πράσινες τούφες. Όλα τα κύτταρα (με εξαίρεση το επιμήκη άχρωμο ριζοειδές κύτταρο, με τη βοήθεια του οποίου προσκολλώνται τα φύκια) έχουν παρόμοια δομή. Στο κέντρο του κυττάρου υπάρχει ένας πυρήνας και ένα χρωματοφόρο, το οποίο έχει το σχήμα ανοιχτού δακτυλίου. Το χρωματοφόρο περιέχει πολλά πυρηνοειδή. Η ανάπτυξη του νήματος σε μήκος συμβαίνει λόγω της κυτταρικής διαίρεσης στην εγκάρσια κατεύθυνση. Αναπτύσσεται σε ποτάμια με γρήγορη ροή και ακολουθεί έναν προσκολλημένο τρόπο ζωής (Εικ. 65).

Κάτω από ευνοϊκές συνθήκες, το ulothrix αναπαράγεται με ζωοσπόρια με τέσσερα μαστίγια. Σχηματίζονται σε ζυγούς αριθμούς (2, 4, 8 ή περισσότερους). Τα ζωοσπόρια έρχονται σε διαφορετικά μεγέθη - μεγάλα και μικρά. Η ικανότητα ενεργητικής μετακίνησης ζωοσπορίων συμβάλλει στη διασπορά του ulotrix. Η σεξουαλική διαδικασία συμβαίνει ανάλογα με τον τύπο της ισογαμίας. Μεμονωμένα κύτταρα του νήματος μετατρέπονται σε γαμετάγγια, στην οποία σχηματίζονται διπλομαστιγωτοί γαμέτες. Όταν οι γαμετές συντήκονται, σχηματίζεται ένας ζυγώτης με τέσσερα μαστίγια. Στη συνέχεια απορρίπτει τα μαστίγια του και περνά σε κατάσταση ηρεμίας.

Στη συνέχεια, ο ζυγώτης διαιρείται αναγωγικά, δημιουργώντας τέσσερα κύτταρα, καθένα από τα οποία σχηματίζει ένα νέο νήμα.

Μια σημαντική εξελικτική γραμμή σχετίζεται με τη μετάβαση από νηματώδη θάλλο σε ελασματοειδή. Αυτό ακριβώς είναι το σχήμα του θαλλού σε εκπροσώπους του γένους Ulva (μαρούλι της θάλασσας). Εξωτερικά, το ulva μοιάζει με ένα λεπτό πράσινο φύλλο σελοφάν· ο θάλλος του μέχρι 150 cm αποτελείται από δύο στρώματα κυττάρων. Το Ulva χαρακτηρίζεται από εναλλαγή γενεών και τα διπλοειδή σπορόφυτα και απλοειδή γαμετόφυτα δεν διαφέρουν ως προς την εμφάνιση. Αυτή η εναλλαγή γενεών ονομάζεται ισομορφική.

Γένος Spirogyra.Πράσινα νηματώδη φύκια μήκους έως 8-10 cm (Εικ. 63). Πολυάριθμα είδη σπειρογύρας ζουν σε γλυκά νερά και σε στάσιμα νερά. Συστάδες νημάτων Spirogyra σχηματίζουν λάσπη. Τα νήματα είναι μη διακλαδισμένα, σχηματισμένα από μία σειρά κυλινδρικών κυψελών. Δεν υπάρχουν μαστιγιακά στάδια.

Στο κέντρο των κυττάρων υπάρχει ένας μεγάλος πυρήνας. Περιβάλλεται από κυτταρόπλασμα, που αποκλίνουν με τη μορφή κλώνων από το κέντρο του κυττάρου προς την περιφέρεια. Εδώ συνδέονται με το στρώμα τοιχώματος του κυτταροπλάσματος. Οι κλώνοι διαπερνούν ένα μεγάλο κενό. Τα κύτταρα περιέχουν χρωματοφόρα σε σχήμα κορδέλας, σπειροειδούς σχήματος. Βρίσκονται τοίχο σε τοίχο στο εσωτερικό του κελύφους. Σε διαφορετικά είδη Spirogyra, ο αριθμός των χρωματοφόρων κυμαίνεται από 1 έως 16. Μεγάλα άχρωμα πυρηνοειδή βρίσκονται σε μεγάλους αριθμούς στα χρωματοφόρα. Έξω, τα φύκια περιβάλλονται από ένα βλεννώδες περίβλημα.

Ρύζι. . Κλιμακωτή σύζευξη Σπυρόγυρα

Τα φύκια αναπτύσσονται σε μήκος με εγκάρσια κυτταρική διαίρεση. Το Spirogyra αναπαράγεται ασεξουαλικά και σεξουαλικά. Η ασεξουαλική αναπαραγωγή πραγματοποιείται από μέρη των νημάτων όταν σπάσουν κατά λάθος.

Η σεξουαλική διαδικασία πραγματοποιείται με σύζευξη (Εικ. 64). Η σύζευξη μπορεί να είναι σκάλα ή πλάγια. Στη σύζευξη σκάλας, δύο σκέλη είναι παράλληλες μεταξύ τους. Τα γειτονικά κύτταρα σχηματίζουν εκφύσεις σε σχήμα θόλου που αναπτύσσονται το ένα προς το άλλο.

Στο σημείο επαφής, τα χωρίσματα που χωρίζουν τα κύτταρα διαλύονται και σχηματίζεται ένα κανάλι που συνδέει και τα δύο κελιά. Τα περιεχόμενα ενός κυττάρου (αρσενικό) στρογγυλεύονται και ρέουν μέσω του σωλήνα σε ένα άλλο (θηλυκό) και τα περιεχόμενά τους (κυρίως οι πυρήνες) συγχωνεύονται. Με την πλευρική σύζευξη, η γονιμοποίηση συμβαίνει μέσα σε ένα νήμα. Σε αυτή την περίπτωση, παρατηρείται σύντηξη πρωτοπλαστών δύο γειτονικών κυττάρων.

Ο ζυγώτης που σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της γονιμοποίησης περιβάλλεται από ένα παχύ κυτταρικό τοίχωμα και εισέρχεται σε περίοδο ανάπαυσης. Την άνοιξη, ο ζυγώτης υφίσταται διαίρεση αναγωγής και σχηματίζει τέσσερις απλοειδείς πυρήνες. Τρεις πυρήνες εκφυλίζονται και ο τέταρτος διαιρείται μιτωτικά και δημιουργεί ένα νέο απλοειδές νήμα. Έτσι, η Σπυρόγυρα διανύει τον κύκλο ζωής της στην απλοειδή φάση· μόνο ο ζυγώτης της είναι διπλοειδής.

Στόχοι: συστηματοποίηση και γενίκευση των γνώσεων των μαθητών για τα φύκια ως ειδική ομάδα φυτικών οργανισμών, ανάπτυξη γνωστικού ενδιαφέροντος για το θέμα, προσοχή, αμοιβαίο σεβασμό και ικανότητα εργασίας σε ομάδα.

Εξοπλισμός:πίνακες "Μονοκύτταρα φύκια", "Πολυκύτταρα φύκια", "Καφέ και κόκκινα φύκια". σετ καρτών εργασιών για 4-5 ομάδες.

Είδος μαθήματος: γενίκευση και συστηματοποίηση της γνώσης.

Πλάνο μαθήματος:

1. Οργανωτική στιγμή, εξοικείωση με τους κανόνες και τα χαρακτηριστικά του μαθήματος.
2. Εργασία σε ομάδες.
3. Συνοψίζοντας.

Κατά τη διάρκεια των μαθημάτων

Η τάξη χωρίζεται σε 4-5 ομάδες με βάση την κλήρωση. Επίσης, από τους δυνατούς μαθητές επιλέγονται προαιρετικά οι βοηθοί καθηγητές (κριτική επιτροπή 2 ατόμων) για να μετρήσουν βαθμούς. Η πρώτη και η τρίτη εργασία ολοκληρώνονται γραπτώς κατά τη διάρκεια της ομαδικής εργασίας. Η δεύτερη εργασία είναι μια ερώτηση που ο αρχηγός κάθε ομάδας αντλεί από το μαύρο κουτί, συζητείται στην ομάδα και παρουσιάζεται στην κριτική επιτροπή. Πιθανές προσθήκες σε απαντήσεις αντιπάλων. Κατά τον υπολογισμό των αποτελεσμάτων, προσδιορίζονται οι νικήτριες ομάδες, των οποίων οι συμμετέχοντες λαμβάνουν τη μέγιστη βαθμολογία. Οι πιο δραστήριοι μαθητές από λιγότερο επιτυχημένες ομάδες ενθαρρύνονται επίσης ιδιαίτερα.

Εργασία Νο. 1 «Σταυρόλεξο»

Κάθετα:

1. Φαιοφύκη.
2. Ένα κόκκινο φύκι που χρησιμοποιείται ως τροφή από τον άνθρωπο.
3. Ένα φύκι που μπορεί να αναπτυχθεί στην επιφάνεια του πάγου και του χιονιού.
4. Ειδικές εκβολές φυκιών που χρησιμεύουν για την προσκόλληση τους στο έδαφος.
5. Νηματώδη άλγη.
6. Αποικιακά πράσινα φύκια.
7. Τι σχηματίζεται στα υδάτινα σώματα από τα πράσινα φύκια σπιρόγυρα;
8. Ποιο είναι το άλλο όνομα για τα κόκκινα φύκια;

Οριζόντια:

1. Οργανίδιο κίνησης μονοκύτταρων φυκών.
2. Ποιες ουσίες καθορίζουν το χρώμα των φυκιών;
3. Σώμα φυκιών.
4. Οργανίδιο φυκιών που περιέχει χλωροφύλλη.
5. Μια ομάδα φυκιών των οποίων τα κύτταρα είναι διατεταγμένα σε μια σειρά το ένα μετά το άλλο.
6. Τι είδους καφέ φύκια ονομάζονται «λάχανο της θάλασσας»;
7. Κινητά κύτταρα με μαστίγια, που σχηματίζονται κατά την ασεξουαλική αναπαραγωγή φυκιών.
8. Ένα πράσινο φύκι που ονομάζεται «μαρούλι της θάλασσας».
9. Τα πιο βαθιά φύκια.

(Απαντήσεις:

Κάθετα: 1 – Fucus; 2 – Πορφύρα; 3 – Χλαμυδομόνας; 4 – Ριζοειδή; 5 – Ulotrix; 6 – Volvox; 7 – Τίνα; 8 – Μωβ.

Οριζόντια: 1 – Μαστίγιο; 2 – Χρωστικές; 3 – Θάλλος; 4 – Χρωματοφόρο; 5 – Νηματώδης; 6 – Λαμινάρια; 7 – Ζωοσπόρια; 8 – Ulva; 9 - Κόκκινο).

Εργασία Νο. 2 «Γιατί»

1. Στα δέντρα και σε άλλα φυτά που αναπτύσσονται στη γη, το νερό και τα μεταλλικά άλατα κινούνται μέσα από τα αγγεία του ξύλου από κάτω προς τα πάνω (από τις ρίζες στα φύλλα). Οι οργανικές ουσίες μετακινούνται μέσα από τα αγγεία του φλοιώματος από τα φύλλα στις ρίζες. Τα φύκια δεν έχουν αγώγιμο σύστημα. Πώς μεταβολίζονται τα φύκια;
2. Τα φύκια, όπως όλα τα φυτά, χρειάζονται το φως του ήλιου, αλλά πολλά φύκια μπορούν να ζήσουν μόνο σε μεγάλα βάθη, όπου διεισδύουν ελάχιστα. Αυτά τα φύκια έχουν κόκκινο και καφέ χρώμα. Δώστε μια εξήγηση για αυτό το φαινόμενο.
3. Τα περισσότερα φύκια αναπτύσσονται στο νερό, αλλά τα φύκια που αναπτύσσονται στην παλιρροϊκή ζώνη των θαλασσών και των ωκεανών βρίσκονται εκτός νερού για ένα μέρος της ημέρας, κάτι που δεν τους βλάπτει καθόλου. Ποιες προσαρμογές έχουν τα φύκια που τα βοηθούν να αντέχουν σε δυσμενείς συνθήκες;
4. Έχει από καιρό σημειωθεί ότι στις βόρειες θάλασσες, όπου το νερό είναι κρύο, τα φύκια αναπτύσσονται πολύ καλύτερα από ό,τι στις θάλασσες των νότιων γεωγραφικών πλάτη. Εξηγήστε αυτό το φαινόμενο.
5. Ως αποτέλεσμα της ανθρώπινης οικονομικής δραστηριότητας, ορισμένες δεξαμενές είναι πολύ μολυσμένες, το νερό σε αυτές έχει γίνει θολό και αδιαφανές. Γιατί πεθαίνουν τα φύκια σε αυτές τις δεξαμενές;

(Απαντήσεις :

1. Τα φύκια είναι κατώτερα φυτά, δεν έχουν ρίζες, δεν έχουν μίσχους, δεν έχουν φύλλα. Το φυτό είναι μέσα στο νερό, τα κύτταρα του απορροφούν θρεπτικά συστατικά από το νερό. Η διαδικασία της φωτοσύνθεσης συμβαίνει σε κάθε κύτταρο των φυκιών.
2. Τα φύκια βαθέων υδάτων απορροφούν το αόρατο τμήμα του ηλιακού φάσματος, το οποίο διεισδύει σε μεγάλα βάθη. Γι' αυτό έχουν κόκκινο και καφέ χρώμα.
3. Πολλά φύκια καλύπτονται με μια ζελατινώδη ουσία που επιβραδύνει την εξάτμιση του νερού.
4. Στις βόρειες θάλασσες, τα φύκια αναπτύσσονται καλύτερα γιατί περισσότερο οξυγόνο διαλύεται στο κρύο νερό, το οποίο είναι απαραίτητο για να αναπνέει το φυτό.
5. Τα φύκια πεθαίνουν λόγω ανεπαρκούς φωτός, γεγονός που οδηγεί σε αναστολή της φωτοσύνθεσης.

Εργασία Νο. 3 «Παιχνίδι εικασίας»

1. Ζουν σε γλυκό και αλμυρό νερό, στο έδαφος, στο φλοιό δέντρων και στο χιόνι.
2. Κάτοικοι των θαλασσών.
3. Ζουν σε μεγάλα βάθη.
4. Ζουν σε μικρά βάθη, σχηματίζοντας φυτοπλαγκτόν.
5. Το βάθος στο οποίο μένω δεν είναι μεγαλύτερο από 30-50 μ.
6. Η κυρίαρχη καφέ φωτοσυνθετική χρωστική είναι η φουκοξανθίνη.
7. Τα παχιά από αυτά τα φύκια στον Ατλαντικό Ωκεανό σχηματίζουν μια θάλασσα χωρίς ακτές - τη Θάλασσα των Σαργασσών.
8. Ένα άλλο όνομα για αυτά τα φύκια είναι πορφυρά φύκια.
9. Απορροφήστε τις κόκκινες και μπλε ακτίνες του ηλιακού φάσματος.
10. Η χλωροφύλλη περιέχεται στο χρωματοφόρο.
11. Ζουν σε ζεστές θάλασσες, αλλά βρίσκονται και στις θάλασσες του Αρκτικού Ωκεανού.
12. Αποτελούν έναν κρίκο στην τροφική αλυσίδα.
13. Ένας εκπρόσωπος αυτού του τμήματος, η άλγη Chlorella, μπορεί να παρέχει στους αστροναύτες οξυγόνο και θρεπτικά συστατικά κατά τις διαστημικές πτήσεις.
14. Ανάμεσά τους είναι τα μεγαλύτερα φυτά στον κόσμο. Μακροκύστη που φέρει αχλάδια - μήκος από 150 έως 300 m.
15. Για την επεξεργασία λυμάτων εξυπηρετεί εκπρόσωπος του τμήματος αυτού, ο Χλαμυδομόνας.
16. Έχουν κοιλότητες αέρα για να κρατούν τον θάλλο στην επιφάνεια.
17. Από αυτά λαμβάνεται άγαρ-άγαρ.
18. Χρησιμεύει ως καταφύγιο για θαλάσσια ζώα.
19. Όταν αυτά τα φύκια πολλαπλασιάζονται εντατικά, το νερό «ανθίζει», γεγονός που μπορεί να οδηγήσει στο θάνατο υδρόβιων ζώων, καθώς τα απόβλητα ορισμένων από αυτά είναι δηλητηριώδη.
20. Το μπλε τμήμα του φάσματος χρησιμοποιείται για τη φωτοσύνθεση.
21. Στις παράκτιες περιοχές, τα φύκια που συλλέγονται στην ακτή μετά από μια καταιγίδα χρησιμοποιούνται ως λίπασμα.
22. Φωτοσυνθετικές χρωστικές: χλωροφύλλη και φυκοβιλίνες.
23. Η φωτοσύνθεση χρησιμοποιεί τα κίτρινα, πορτοκαλί και πράσινα μέρη του φάσματος.
24. Ορισμένα είδη μπορούν να χρωματίσουν το χιόνι πράσινο ή κόκκινο.
25. Από αυτά λαμβάνεται αλκοόλ, οξικό οξύ και ιώδιο.

(Απαντήσεις :

Βιβλιογραφία.

1. Demyankov E. N. Βιολογία σε ερωτήσεις και απαντήσεις. – Μ.: Εκπαίδευση, 1996. – 80 σελ.
2. Kalinova G. S., Myagkova A. N. 900 ερωτήσεις και εργασίες στη βιολογία. Φυτά. Βακτήρια. Μανιτάρια. Λειχήνες. – M.: Aquarium LTD, 2001. – 224 σελ.
3. Parfilova L. D. Θεματικά παιχνίδια στη βοτανική: Μεθοδολογικό εγχειρίδιο. – Μ.: TC Sfera, 2002. – 160 σελ.
4. Ponomareva I. N. Βιολογία: 6η τάξη. – M., Ventana-Graf, 2010. – 240 σελ.