Навколишнє середовище та приклади діатомових водоростей
Важливим елементом прісноводних і морських планктону, гармонійно поєднує в собі властивості як рослин, так і тварин є діатомові водорості. Приклади цих одноклітинних організмів можна побачити в багатьох підручниках. Вони сильно відрізняються від інших представників підводної фауни, їх головною частиною вважається діатомея - особлива клітка, покрита шаром кремнію.
Загальна інформація
Діатомові водорості були відкриті в XVIII столітті, коли для різних дослідницьких робіт стали використовувати мікроскопи Левенгука і нові лупи з сильним збільшенням. Ця група одноклітинних водоростей отримала кілька наукових назв, а саме: бацілларіевие (Bacillariophyta), кремнеземні (Kieselalgae) і діатомові (Diatomeaea).
Остання назва була дано цим організмам через особливого способу розмноження - діленням панцира на 2 частини. Друге пояснюється наявністю знайденої у клітин водоростей кремнеземної оболонки. А бацілларіевимі їх стали називати по імені першого роду, який був описаний в 1788 році. Найменування утворили від слова бацілларія, що перекладається як «палочковидний».
У російській літературі зазвичай зустрічається друге ім`я або його похідна - діатомеї, а сучасним (науковим) вважається латинське Bacillariophyta.
кремнеземні організми є основною складовою планктону-бентоса, в диких водах їх можна зустріти на глибині не більше 100 метрів. Середовищем існування для діатомових водоростей служить будь-якої субстрат. Вони переміщаються в ньому, чіпляючись за поверхню, за допомогою ніжок і трубочок.
За способом харчування діатомеї зараховують до фототрофам, однак серед них нерідко зустрічаються гетеротрофи, міксотрофи і сімбіотрофи.
Ці організми воліють жити в групах зі своїми родичами. Їх наявність в акваріумі можна розпізнати по появі коричневого, буро-зеленого або сірого нальоту, яким покриваються скляні стінки. Для світової екосистеми подібні водорості дуже важливі, так як виробляють велику кількість органічних речовин. Саме це спровокувало появу інтересу до одноклітинних з боку захисників природи і виробників різних біоматеріалів.
Однак варто мати на увазі, що їх поява в акваріумах не обіцяє нічого хорошого, тому від таких фототрофов потрібно позбавлятися якомога швидше. Для цього потрібно дізнатися про подібні водоростях побільше, а саме зрозуміти їх призначення і пристрій.
Опис і будова водоростей
Завдяки електронним мікроскопів, потужність яких дозволяє збільшувати досліджувані об`єкти в тисячі разів, фахівці отримали можливість розглянути будова діатомових клітин.
основною складовою є панцир, представляє собою зовнішню оболонку з двох половинок. Залежно від різновиду, ці стулки можуть бути скріплені разом, злегка зрушені друг на друга або мати роздільник, який допомагає частинам панцира розсуватися, щоб організм міг нарощувати клітинну масу.
Половинки мають шорстку поверхню, на них можна помітити безліч ребер, пор, осередків, отворів або камер. Площа цієї імпровізованої броні покрита поглибленнями на 75 відсотків. А також на ній є різні нарости, які дозволяють одноклітинним збиратися в групи.
Головним компонентом цієї природної захисту є діоксид кремнію, в якому присутні різні домішки, наприклад, залізо, органічні речовини, алюміній і магній. Зовнішню сторону панцира прикрашає тонкий наліт органіки.
За допомогою мікроскопа вчені змогли розглянути форми, які може мати цей покрив:
- веретена;
- циліндри;
- диски;
- кульки;
- барабани;
- трубочки;
- булави;
- коробочки.
існує безліч видів стулок. Ці структурні елементи здатні утворювати складні і цікаві комбінацій, хоча складаються тільки з однієї клітини. Форми панцира і стулок дуже різноманітні, вигадливі і витіюваті, а їх поверхня настільки витончена і незвичайна, що збільшені зображення діатомових водоростей можна з легкістю прийняти за твори мистецтва.
Захисну функцію організму виконує цитоплазма - вона знаходиться всередині клітини і тонким шаром покриває всю поверхню кремнієвих стінок. Весь внутрішній простір клітини займає вакуоль, а ядерця і диплоидное ядро утворюють специфічний місток. Також по периметру панцира розташовані хроматофори, які виглядають як дрібні пластинки і диски. Чим менше їх розмір, тим більше їх міститься в клітині. Деякі діатомеї відносяться до гетеротрофам і тому не мають пігментів. Автотрофні різновиди мають в своєму складі пластиди різноманітних відтінків.
В результаті фотосинтезу такі водорості виробляється не вуглеводи, як всі наземні рослини, а ліпіди. Для здорової та активної життєдіяльності цим організмам потрібні жири, а також резервні і додаткові речовини, наприклад, такі як хрізоламінарін.
розмноження діатомеї
У цих організмів досить висока швидкість розмноження, яке зазвичай відбувається поділом навпіл. Темпи розвитку безпосередньо залежать від умов навколишнього середовища. Так, за добу одна клітина може перетворитися в 35 мільярдів нових.
Тому цей вид водоростей так поширений на планеті Земля, його можна зустріти практично у всіх водоймах світу (крім калюж). Він прекрасно пристосовується до життя в озерах, річках і морях з помірною температурою води, однак може оселитися навіть в крижаних або гарячих гірських джерелах.
Розмноження діатомей відбувається одним з двох способів:
- статевим;
- вегетативним.
Бацілларіевие водорості і схожі на них одноклітинні рослини утворюють основу фітопланктону всього Світового океану. До їх складу включені зола, жири і різні вітаміни, тому дрібні мешканці морів із задоволенням ласують такими організмами. Однією з важливих здібностей діатомеї вважається виробництво кисню в досить великих масштабах.
Класифікація водоростей
Деякі представники діатомових водоростей воліють жити на дні водойм, інші кріпляться до тварин або до днищ морських суден. Зазвичай вони прагнуть вступити в групу і кріпляться один до одного за допомогою слизу або спеціальних наростів.
Водорості об`єднуються в колонії не випадково, так у них більше шансів вдало протистояти негативним умов навколишнього середовища. Деякі види все життя живуть на субстратах одного типу, наприклад, на якомусь певному рослині або шкірі акули.
Є різновиди, які вважають за краще кочовий спосіб життя і вміють вільно пересуватися в водоймах. А також на їх клітинах є довгі щетинки, за допомогою яких організми утворюють плавучі групи. Іноді для скріплення один з одним вони використовують слиз, так як вона має меншу щільність, ніж вода.
У відділ Diatomeaea входить більше 10 тисяч різновидів мікроорганізмів. Фахівці стверджують, що насправді їх набагато більше. За останні століття офіційна інформація про діатомеї зазнала безліч змін, а дискусії та суперечки в середовищі біологів про реальну кількість класів цих водоростей ведуться до цих пір.
центричні організми
Діатомеї цього класу мають колоніальні і одноклітинні форми. У них округлий панцир, а хроматофори виглядають як пластинки.
Ці організми ведуть нерухомий спосіб життя, а розмножуються моногамним, статевим шляхом.
До них відносяться:
- Coscinodiscales. Живуть поодинці або ниткоподібними групами, стулки округлі з великою кількістю ребер і наростів. Водорості мають рівний панцир без єдиного кута, через що отримали такі назви: циліндричні, еліпсоїдні, кулясті, лінзоподібні.
Центричні організми ведуть нерухомий спосіб життя, а розмножуються моногамним, статевим шляхом - Хетоцерос. Клітини циліндричної форми з великою щетиною на стулках панцира. Вони дозволяють організмам об`єднуватися в колонії. Хроматорфи виглядають як великі пластини.
- Мелозіра. Циліндричні клітини, що утворюють нитчасті групи. Чіпляються один за одного за допомогою шпильок, якими покритий панцир. Мають стулки з округлими краями, вкриті порами. Містять безліч хроматофорів дисковидной форми.
- Biddulphiales. Одинаки, в колонії об`єднуються вкрай рідко, використовуючи для цього нарости на округлих стулках-еліпса (іноді багатокутниках). Панцир схожий на призму або має форму циліндра. Його структура неоднорідна, так як присутні отвори і різні нерівності.
Biddulphiales одинаки, в колонії об`єднуються вкрай рідко - Ціклотелла. Виглядають як дрібні коробочки з штрихами і «подряпинами» на стулках. Хроматофори розташовані в цитоплазмі і мають вигляд тонких пластинок. Виробляють особливу слиз, за допомогою якої об`єднуються з побратимами, іноді для цього використовують щетину. Воліють водойми без течії, зі стоячою водою.
Центричні представники вважаються найдавнішими, так як їх сліди були знайдені на розкопках по всьому світу. Молоде покоління відрізняється більш великими розмірами, ніж материнські організми.
перистий клас
Представники перистих водоростей активні, зазвичай утворюють групи і мають різні форми панцирів. Вони складаються з двох симетричних стулок, але також можна зустріти різновиди з явною асиметрією.
Частини панцира мають пір`ясту структуру з різними швами, щілинами і канальцами, через що клас і отримав свою назву. Хроматофори схожі на великі пластини. Ці діатомеї розмножуються статевим способом, але досить специфічним методом.
До представників такого класу відносяться:
- Гомфонема. Воліють водойми з чистою водою, там вони чіпляються до різних предметів і водоростям, розташованим на дні, і створюють групи. Абсолютно невибагливі до температурного режиму, є їжею для молюсків.
- Плевросігма. Виступають в ролі корми для молодої риби, населяють морські водойми з солонуватою водою.
- Навікула. Живуть практично скрізь, люблять мул в прісних річках, ставках, озерах, а також грунт і вологі камені.
Навікули мешкають практично скрізь - Піннулярія. Зустрічаються на рисових полях і мулистому дні водойм. Стійкі до різких перепадів температури, тому встигли заселити всю планету. Клітини організму відмінно розвиваються і розмножуються в мулі. Ця особливість пояснює високу живучість різновиди.
- Сінедра. Люблять русла річок з повільною течією, стоячі ставки, озера. Утворюють групи, схожі на пучки з віял. Кріпляться до планктону і зеленим водоростям. Річкові мешканці не використовують цей вид в їжу, так як він непридатний для цих цілей.
Діатомові водорості сильно відрізняються від іншої водної рослинності. Після ряду досліджень, під час яких розглядали процеси фотосинтезу і будова пігментних пластин, вчені змогли визначити, що ці одноклітинні походять від джгутикових. Ця гіпотеза підтвердилася, після того як була виявлена здатність діатомеї переробляти і відтворювати органіку за допомогою різнокольорових пігментів.
Роль в акваріумах
Подібні організми хоч і є важливою частиною екосистеми, в акваріумах абсолютно не до місця. Вони покривають стінки, прилади, декоративні прикраси, а також листя водоростей. Від діатомеї потрібно позбавлятися, щоб усі предмети в будиночку для рибок були зіпсовані буро-зеленої і склизкой плівкою.
Кремнеземні водорості воліють обживатися в темних куточках акваріумів, так як не переносять сонячне світло. При появі цього непроханого гостя потрібно витягти зі скляної ємності всі прилади, а потім очистити їх від неприємного нальоту, змінити воду і помити акваріум. Складніше за все очистити від діатомеї листочки рослин.
краще запобігти появі слизу, ніж займатися її видаленням. Для цього потрібно звернути увагу на склад води та освітлення. Однією з причин утворення бурого нальоту вважається високий вміст силікатів у рідини. Якщо ж мінеральних речовин у навколишньому середовищі мало, то розвиток і розмноження цих одноклітинних загальмовується.
