Для представителей отдела бурые водоросли (Phaeophyta) характерна бурая окраска, обусловленная присутствием в хроматофорах коричневого пигмента - фукоксантина. Наличие фукоксантина маскирует зелёный цвет и придает этим водорослям бурую окраску различных оттенков. Кроме фукоксантина, они содержат ксантофилл и каротин. Отдел бурых водорослей объединяет свыше 900 видов.

Бурые водоросли отличаются обычно крупным многоклеточным талломом. Самые крупные представители водорослей встречаются именно среди бурых водорослей. Некоторые из них, например макроцистис, достигают 60 м длины, но имеются и мелкие формы величиной в несколько миллиметров.

Вместо крахмала в клетках бурых водорослей имеются глюкоза и сахаристые вещества - манит и ламинарии, которые придают этим водорослям в вареном виде сладковатый вкус. В качестве запасного вещества они часто откладывают масла.

Таллом бурых водорослей многолетний, но листообразные пластинки отмирают ежегодно, а ранней весной нарастают вновь.

Сложное внешнее строение бурых водорослей обусловливает у них и дифференциацию в анатомическом строении (они имеют различной формы клетки). Некоторые учёные считают, что у этих водорослей имеются даже разные ткани.

Размножаются бурые водоросли различными способами. Некоторые из них размножаются примитивным половым путем - изогамией, когда сливаются 2 одинаковые по форме гаметы. У других, более развитых водорослей (ламинария) наблюдается более сложный половой процесс - оогамия, при котором крупная яйцеклетка сливается с мелкой подвижной мужской гаметой - сперматозоидом.

Бесполое размножение у бурых водорослей осуществляется зооспорами, которые образуются в большом количестве в зооспорангиях. У бурых водорослей довольно чётко выражено чередование поколений: бесполого и полового. На листовидных пластинках у этих водорослей образуются одноклеточные зооспорангии, собранные в группы, среди которых располагаются бесплодные нити - парафизы. В каждом зооспорангии образуется 16...64 и более зооспор. Зооспоры внешне одинаковы, а физиологически разные. Одни из них прорастают и образуют микроскопически малые женские, а другие - мужские гаметофиты. На мужских гаметофитах в дальнейшем образуются антеридии и в них по одному сперматозоиду, а на женских гаметофитах формируются оогонии, несущие по одной яйцеклетке. После слияния сперматозоида с яйцеклеткой образуется зигота, из которой развивается бесполое поколение - спорофит.

Бурые водоросли являются морскими обитателями, многие из них чаще встречаются в северных морях, нередко они образуют в морях и океанах огромные заросли. В северной части Атлантического океана, в Саргассовом море, в огромном количестве встречается род бурых водорослей - саргассум. Эти водоросли чаще всего находятся в плавающем состоянии благодаря наличию у них особых пузырей, наполненных воздухом.

Бурые водоросли считаются древней группой растений, у них обнаруживается более высокая степень дифференциации не только внешней, но и внутренней части таллома. Внешне они сходны с высшими растениями, поэтому некоторые ботаники считают, что эти водоросли, возможно, дали начало высшим растениям.

Отдел бурые водоросли состоит из 4 порядков. Рассмотрим представителей двух порядков: ламинариевые и фукусовые.

Порядок ламинариевые (Laminariales). Это очень крупные водоросли, достигающие иногда 60 м и больше. Таллом их сильно рассечён и, кроме того, имеет хорошо развитые разветвленные ризоиды, которыми водоросли прочно прикрепляются ко дну моря. Обитают ламинариевые в прибрежной полосе морей на глубине 5...10 м и часто образуют огромные заросли подводных "лесов".

К ламинариевым относятся род ламинария (включает 30 видов), род лессония (насчитывает 5 видов) и род макроцистис. Эти водоросли - многолетние растения, отличающиеся одно от другого строением таллома.

Из рода ламинария наибольшее промысловое значение имеют ламинария сахаристая, ламинария пальчаторассечённая, ламинария северная, ламинария японская и ламинария узкая.

Ламинария сахаристая (Laminaria saccharina) имеет пластинчатый таллом с тёмной продольной полосой (рис. 108), иногда с двумя продольными рядами вмятин и выпуклостей. Слоевище прикрепляется к субстрату ризоидами. Максимальная длина слоевища достигает 7 м.

У ламинарии пальчаторассечённой (L. digitata) слоевище вверху расчленено на "листовую" пальчаторассечённую пластинку и "стебель" цилиндрической формы. "Листовая" часть ламинарии ежегодно отмирает и заменяется новой пластинкой, образующейся у основания стебля, который не отмирает.

Из рода лессония один вид - лессония ламинариевидная (Lessonia laminariaeoides) встречается в северной половине Охотского моря. Слоевище её достигает в длину 1...2 м; ствол разветвлённый, на концах ветвей по одной пластине; спорангии образуются на поверхности пластин.

Род макроцистис (Macrocystis) имеет многократно разветвленный ствол. Первые 2...3 ветвления снизу дихотомические, остальные - односторонние.

Лессония и макроцистис произрастают вдоль побережья Тихого океана.

Порядок фукусовые (FuсaIes). Характерным представителем этого порядка является фукус.

Фукус (Fucus) в отличие от ламинариевых водорослей обладает верхушечным ростом таллома. Таллом бурого цвета, многолетний, крупный (в среднем 1 м), по форме плоский, дихотомически разветвленный. На талломе образуются шарообразные вздутия, наполненные воздухом, что обеспечивает лучшую плавучесть водоросли. Вместо ризоидов фукус имеет расширенное основание, которым и прикрепляется плотно к подводным камням. Половой процесс - оогамия. Половые органы развиваются на концах лопастей в особых углублениях. Женские половые клетки крупные, сперматозоиды очень мелкие. Бесполое размножение отсутствует. Фукусовые водоросли распространены в северных и восточных морях.

Бурые водоросли известны многим людям. Морской овощ, или ламинарию, применяют в кулинарии, а также в лечебных и косметических целях. Однако существуют Диатомовые водоросли, которые тоже называют бурыми. Об этих двух видах растений читайте в данной статье.

Строение

Бурые водоросли являются представителями низших растений. Тело морского овоща принято называть талломом, или же слоевищем. Ткани и органы отсутствуют. Только у некоторых разновидностей наблюдается деление тела на органы. У этих растений ученые выделяют различные ткани. Многоклеточное слоевище держится на плаву при помощи воздушных пузырьков, расположенных в теле растения. Внутри таллома находятся сосудистые пучки. Они обеспечивают транспорт полезных веществ ко всем частям растения. Среди морских овощей есть рекордсмены - самые большие водоросли. Так, известны организмы, длина слоевища у которых превышает 10 м. Ламинария прикрепляется к различным поверхностям при помощи ризоидов, или же базальных дисков.

Существует несколько типов роста у водорослей. Либо растение увеличивает размеры за счет верхушки, либо у него делятся все клетки тела. У некоторых видов способностью к делению обладают только поверхностные клетки либо специальные зоны на теле. Оболочки клеток состоят из двух слоев: целлюлозного и студенистого. Именно студенистый слой включает в себя полезные вещества, такие, как углеводы, белки и соли. В клетках расположено ядро, дискообразные хлоропласты и вакуоли.

Размножение

Морские овощи могут размножаться двумя способами: половым и бесполым. Некоторые виды осуществляют фрагментацию своего слоевища, другие - формируют почки. Споры у бурых водорослей имеют жгутики, то есть являются подвижными. Они дают гаметофит, а тот, в свою очередь, формирует половые клетки, в результате чего образуется спорофит. Интересной особенностью этих растений является способность вырабатывать феромоны, стимулирующие активность сперматозоидов.

Места обитания

Красные и бурые водоросли чаще всего встречаются в соленых водоемах, а именно в морях и океанах. Произрастают они на глубине до 20 м. Отдельные разновидности могут вести жизнедеятельности на глубине 100 м. Как правило, растут они скоплениями, которые образуют подобие зарослей. В большинстве своем водоросли обитают в умеренных и приполярных широтах, но есть виды, которые встречаются в теплых водах. Очень редко эти растения произрастают в пресной воде. Представителей данного отдела относят к группе бентосных, или донных организмов.

Фотосинтез

Зеленые и бурые водоросли обладают способностью к фотосинтезу. В их клетках содержится хлорофилл - зеленый пигмент, с помощью которого осуществляется процесс поглощения углекислого газа и выделения кислорода. В клетках морских овощей есть не только хлорофилл, но и желтый, зеленый, бурый пигмент. Он «перекрывает» зеленый оттенок водорослей и придает им коричневую окраску. Кроме того, «цветные» пигменты увеличивают спектр поглощаемого растением света.

Типичные представители

Одним из известнейших представителей морских овощей является ламинария. Она знакома каждому человеку в качестве морской капусты. Это растение люди употребляют в пищу. У ламинарии есть цилиндрический стволик, или стебель. Его длина не превышает полуметра. От стебля отходят листовые пластины, размеры которых составляют по несколько метров.

На территории Тихоокеанского побережья Латинской Америки обитает макроцистис - гигантская бурая водоросль. Длина ее слоевища составляет от 50 до 60 метров, и это не предел. В северных морях можно наблюдать литораль. Это такая часть дна, которая обнажается при отливе. Именно здесь можно обнаружить заросли фукуса. В Южной Атлантике обитает саргассума, по внешнему виду напоминающая виноград. Только эта разновидность водорослей свободно плавает по водной поверхности. Все остальные виды прочно прикреплены ко дну.

Значение

Бурые водоросли формируют так называемые подводные леса. Они напоминают стену, выстроенную у побережья всех морей и океанов. Такие образования играют очень важную роль в жизнедеятельности многих морских обитателей, включая промысловую рыбу. В «лесах» из водорослей ищет пищу, скрывается от хищников и размножается большое количество организмов. После того, как жизненный цикл водоросли заканчивается, отмершие клетки растения, образующие детрит, служат пищей для планктона.

В оболочке клеток водорослей содержатся соли альгиновой кислоты. Их широко применяют в пищевой промышленности, при производстве соков, пастилы, мармеладов. Альгинаты используются в парфюмерии и медицине. С их помощью изготавливают мази, крема, пасты и гели. В химической промышленности эти вещества применяют при синтезе различных волокон, производстве клеев, красок и лаков. Кроме того, при помощи солей альгиновой кислоты улучшается качество печати. В некоторых случаях морские овощи служат индикаторами месторождений золота, так как данное вещество накапливается в клетках слоевища растений.

Значение бурых водорослей велико для человека, ведь эти растения можно использовать в качестве лекарственных препаратов. Они входят в состав мягких слабительных средств, а также препаратов для лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы. Водоросли являются незаменимым источником йода для людей, страдающих заболеваниями щитовидной железы. Интересен тот факт, что впервые йод был получен из морских овощей.

Диатомовые водоросли

Существует еще одна группа бурых водорослей. Эти растения относятся к отряду диатомовых водорослей. Они могут принимать форму колоний или существовать одноклеточно. Строение бурых водорослей довольно интересное. Их тело разделено на две половины: эпитек и гипотек. Они объединены в твердый панцирь, с помощью которого осуществляется обмен веществ. Панцирь имеет кремнеземную пропитку. Это означает, что его размеры фиксированы. Из-за неспособности панциря увеличиваться, новые поколения водорослей мельче своих предшественников. Размножаются растения делением.

Чаще всего диатомовые существуют в виде трубчатых колоний. Они принимают форму бурых кустов и разрастаются до 20 см в высоту. Бурые водоросли обитают в темных уголках, размещаясь близко к органике. Именно потому зачастую они селятся в аквариумах, занимая все свободное пространство.

Причины возникновения

Диатомовые появляются в новых водоемах. Если вы нашли бурые вкрапления на стенках аквариума спустя одну - две недели после его приобретения, это нормально. Дело в том, что среда обитания еще не обжита: в воде содержится большое количество углерода и органики.

Если же водоросли поселились в старом аквариуме, стоит с ними бороться. Необходимо понять, в чем именно была допущена ошибка. Во-первых, аквариум может быть недостаточно освещен. Во-вторых, появлению диатомовых способствует повышенное содержание йода. В-третьих, подпитку бурые водоросли получают от песка на дне аквариума, а также от субстратов с кремнием. Необходимо решить вышеперечисленные проблемы, чтобы предотвратить разрастание водорослей.

Относят 250 родов и около 1500 видов. Наиболее известные представители – ламинария, цистозейра, саргасс.

Это, в основном, морские растения , только 8 видов являются вторично пресноводными формами. Бурые водоросли распространены в морях земного шара повсеместно, достигая особенного разнообразия и многочисленности в холодных водоемах приполярных и умеренных широт, где формируют большие заросли в прибрежной полосе. В тропическом поясе наиболее крупное скопление бурых водорослей отмечается в Саргассовом море, их массовое развитие обычно происходит зимой, когда температура воды понижается. Обширные подводные леса образованы ламинариевыми водорослями у побережья Северной Америки.

Бурые водоросли обычно прикреплены к твердому субстрату, к примеру, камням, скалам, раковинам моллюсков, слоевищам других водорослей. По размерам они могут достигать от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров. Многоклеточное слоевище окрашено от оливково-зеленого до темно-бурого цвета, так как в клетках, кроме хлорофилла, имеется значительное количество коричневых и желтых пигментов. Эти растения имеют наиболее сложное строение из всех водорослей: у некоторых из них клетки сгруппированы в один-два ряда, чем напоминают ткани высших растений. Виды могут быть как однолетние, так и многолетние.

Таллом . У водорослей данной группы слоевища могут быть различной формы: стелющиеся либо вертикально «висящие» нити, пластинки (цельные или изрезанные) или ветвящиеся кусты. К твердому субстрату талломы прикреплены посредством ризоидов (подошвы). Для высших бурых водорослей порядка ламинариевых и фукусовых характерна дифференциация тканевых структур и появление проводящих систем. В отличие от водорослей других групп, бурым свойственно наличие многоклеточных волосков с базальной зоной роста.

Строение клетки . Покровом служит толстая клеточная стенка, состоящая из двух или трех слоев, сильно ослизняющаяся. Структурными компонентами клеточной стенки являются целлюлоза и пектин. В каждой клетке бурых водорослей содержится одно ядро и вакуоли (от одной до нескольких). Хлоропласты мелкие, дисковидной формы, имеют бурую окраску из-за того, что кроме хлорофилла и каротина, в них имеется высокая концентрация бурых пигментов – ксантофиллов, в частности фукоксантина. Также в цитоплазме клетки откладываются запасы питательных веществ: полисахарида ламинарина, многоатомного спирта маннита и разных жиров (масел).

Размножение бурых водорослей . Размножение осуществляется бесполым и половым способом, редко вегетативно. Органами размножения служат спорангии, как одногнездные, так и многогнездные. Обычно есть гаметофит и спорофит, причем у высших водорослей они чередуются в строгой последовательности, тогда как у низших четкого чередования не происходит.

Значение . Значение бурых водорослей в природе и жизни человека велико. Они являются главным источником органических веществ в прибрежной зоне морей. В зарослях этих водорослей, занимающих огромные площади, находят убежище и пищу многие морские обитатели. В промышленности используются в производстве альгиновых кислот и их солей, для получения кормовой муки и порошка для изготовления лекарственных средств, содержащих в большой концентрации йод и ряд других микроэлементов. В аквариумах появление бурых водорослей связывают с недостаточным освещением. Некоторые виды употребляют в пищу.

Бурые водоросли (Phaeophyta ) - отдел водорослей, характерной особенностью которых является многоклеточная строение и пластинчатая форма слоевища. Эта группа водорослей имеет сложное строение среди других водорослей. Отдел Бурые водоросли насчитывает около 1,5 тыс. Видов.

Общие признаки. По количеству клеток бурые водоросли - это исключительно многоклеточные организмы. А по размерам они бывают от нескольких сантиметров до десятков метров. Пластинчатая слоевище бурых водорослей имеет сложное строение. У некоторых видов группы клеток располагаются в несколько рядов, приобретают признаки отличий от других клеток, чем становятся похожими на ткани. Клеточные покровы представлены двухслойными оболочками. Внешний слой слизистый, поскольку состоит из пектиновых веществ и растворимых солей - альгинатов, а внутренний - из целлюлозы. Бурые водоросли имеют зеленые, коричневые и желтые пигменты, которые в своем сочетании и определяют их ярко-желтое или бурую окраску. Основными веществами, которые запасают эти растения, является ламинарин и масло, откладываются вне хлоропластов. Крахмал запасается редко. В отделе Бурые водоросли встречаются все типы размножения:

вегетативное - частями слоевища, бесполое - с помощью зооспор и выводковых почек, и половое - с помощью гамет, которые образуются в органах-гаметангиях. Для бурых водорослей свойственно четкое чередование поколений, размножающихся половым и Неполовой.

Распространение и разнообразие. Бурые водоросли являются исключительно морскими растениями больших размеров, их можно встретить во всех морях Земли. Приспособленные к жизни на средних глубинах - 20-30 м, где поглощают зеленые и голубые лучи света. Но более распространены бурые водоросли на каменистых прибрежных участках в морях умеренных и холодных районов земного шара. В этих местах водоросли испытывают сильных механических ударов во время прибоя, но волны не повреждают их, потому что клетки слоевища покрытые защитным слоем слизи. Вблизи верхушки во многих видов бурых водорослей являются воздушные пузырьки, которые удерживают их на плаву. Благодаря прибоя и течениям в местах их существования происходит постоянное поступление питательных элементов, поэтому они имеют разветвленную слоевище, которая часто достигает больших размеров. Все бурые водоросли, за исключением некоторых видов Саргассовом водорослей, ведут прикрепленный образ жизни. Органами прикрепления у них есть ризоиды или подошвы.

Самыми известными бурыми водорослями является ламинария, фукус, макро- цистис, саргассум, пельвеция, лесония. Род Ламинария, или морская капуста, объединяет многолетние растения, которые встречаются почти во всех морях Северного полушария. Слоевище этих водорослей может достигать длины до 20 м и состоит из пластины и ризоиды, которые прикрепляют водоросль к подводному каменистого дна. Наибольшее промышленное значение имеют ламинария сахаристая, ламинария северная, ламинария японская и др.

Фукус - род бурых многолетних водорослей. В холодных северных морях дно, что обнажается во время отливов, часто покрыто сплошным ковром из этих водорослей. Их Талом достигают 30-100 см высотой, имеют дискообразную подошву и разветвленные пластины, расширяются до верхушки. На концах этих пластин являются воздушные пузырьки, благодаря которым водоросль содержит в воде свое вытянутое тело в вертикальном положении. Саргассум - это бурые водоросли, тело которых вроде кустиков, усеянных воздушными пузырьками, позволяющие этим организмам держаться на поверхности воды.

Название Саргассовом водорослей дала название Саргассовом морю, расположенный к востоку от Флориды и южнее Бермудских островов, между 25 ° и 35 ° градусами северной широты и между 30 ° и 70 ° западной долготы. У этого моря отсутствуют берега, их роль выполняют большие океанические течения.

Значение в природе. Бурые водоросли создают органическое вещество в прибрежной зоне, используется в пищу животными морей умеренных и приполярных широт. Там их количество может достигать десятков килограммов на 1 м2. Вымершие бурые водоросли образуют водорослевое угля. Бурые водоросли формируют вдоль берегов подводные заросли, которые можно приравнять по протяженности и плотности в наземных лесов. Большое количество различных морских животных (рыбы, моллюски, ракообразные) находят в этих местах и добычу и тайник. В процессе фотосинтеза бурые водоросли обогащают водоем кислородом.

Значение для человека. Бурые водоросли собираются человеком для использования в пищу в сыром и вареном виде. Например, ламинария - известная съедобная водоросль, которую сегодня выращивают во многих странах на специальных морских фермах. Она содержит много питательных веществ, витаминов и минеральных соединений. Большое количество бурых водорослей собирается и используется как калийное удобрение. В медицине из бурых водорослей добывают йод, бром, заменители крови и тому подобное. Бурые водоросли являются основным источником получения альгинатов - соединений альгиновой кислоты. Они используются в пищевой промышленности для улучшения качества мороженого, фруктовых соков, в бумажно-целлюлозной промышленности для проклейки бумаги. В медицине из них изготавливают растворимые хирургические нити, а в химической промышленности - красители для цветной печати. В текстильной промышленности покраска такими красителями делает натуральные ткани непромокаемыми и невигораючимы. Бурые водоросли способны накапливать в своих клетках минеральных солей в 500-1000 раз больше, чем их концентрация в воде. Современные ученые используют метод, который позволяет им по месту скопления бурых водорослей отыскивать морские месторождения цветных металлов. Так, оказалось, что водоросли, которые растут на золотосодержащих породах, содержащих драгоценного металла в 6-7 раз больше, чем сама порода.

Итак, самыми общими признаками бурых водорослей является багатоклитиннисть, бурую окраску слоевища, обусловлено наличием большого количества желтых и коричневых пигментов, и четкое чередование полового и бесполого поколений.

Отдел включает около 1500 видов многоклеточных, преимущественно макроскопических (до 60-100 м) водорослей, ведущих прикрепленный (бентосный) образ жизни. Чаще всего они встречаются в прибрежных мелководьях всех морей и океанов, иногда вдали от берега (например, в Саргассовом море).

Талломы бурых водорослей имеют наиболее сложное строение среди водорослей. Одноклеточные и колониальные формы отсутствуют. У низкоорганизованных нитчатых бурых водорослей таллом образован одним рядом клеток. У высокоорганизованных клетки таллома отчасти дифференцируется, образуя тканеподобные анатомические структуры (например, ситовидные трубки с косыми перегородками). В результате этого происходит образование “стеблевой” и “листовой” частей таллома, выполняющих неоднородные функции. В субстрате водоросли закрепляются с помощью ризоидов.

Клетки бурых водорослей одноядерные с многочисленными хроматофорами, имеющими вид дисков или зерен. Бурая окраска водорослей обусловлена смесью пигментов (хлорофилла, каротиноидов, фукоксантина). Основным запасным веществом является ламинарин (полисахарид с иными, чем у крахмала, связями между остатками глюкозы), откладывающийся в цитоплазме. Клеточные стенки сильно ослизняются. Слизь помогает удерживать воду и тем самым препятствует обезвоживанию, что важно для водорослей приливно-отливной зоны.

Размножение бесполое, половое и вегетативное:

Ламинария

Представители рода ламинария известны под названием «морская капуста» (рис. 59). Они широко распространены в северных морях. Зрелый спорофит ламинарии - растение длиной от 0,5 до 6 и более метров. Слоевище ламинарии имеет одну или несколько листоподобных пластинок, располагающихся на простом или

разветвленном "стволе", прикрепленном к субстрату ризоидами. "Ствол" с ризоидами многолетние, а пластинка ежегодно отмирает и весной вновь отрастает. Для ламинарии характерен вставочный рост. Зона роста располагается между пластинкой и "стволом".

На поверхности пластинок формируются зооспорангии, в которых в результате мейотического деления образуются гаплоидные зооспоры с двумя неравными жгутиками. Они прорастают в микроскопические нитчатые гаметофиты, на которых образуются половые органы. Половой процесс оогамный. В оогониях и антеридиях образуется по одной гамете. Оплодотворение происходит за пределами оогония. Из зиготы без периода покоя развивается диплоидный спорофит.

Ламинарию используют в пищу, для лечебного питания.