ВОДОРОСЛИ В ЛИШАЙНИКАХ И НЕ ТОЛЬКО

Белякова Г.А., Пчелкин А.В.

 Водоросли и лишайники. Водоросли лишайников чаще всего встречаются и свободноживущими на коре деревьев, в пресных водоемах, на камнях. Это зеленые водоросли хлорелла, плеврококк, цистококк, трентеполия, кладофора; синезеленые, в основном носток. очень редко желтозеленые и у одного вида из рода Verrucaria, живущего на калифорнийском побережье Тихого океана в качестве фикобионта обнаружена бурая водоросль Petroderma maculiforme. Водоросль требуксия известна только как компонент в лишайниках и не встречена в свободном состоянии. Водоросль Trentepohlia наверняка видели даже те, кто обычно не интересуется водорослями – именно этот вид образует кирпично-красный налет на стволах деревьев.

Водоросли, входящие в состав лишайников, несколько отличаются от своих свободноживущих собратьев - у них, очень часто размер клеток увеличен, слизистые обвертки, характерные для некоторых свободноживущих водорослей, не развиваются в талломах лишайников, количество питательных веществ в клетках водорослей сильно уменьшено, а часто и совсем отсутствует, а если свободноживущая водоросль нитчатая, то в лишайнике она очень часть распадается на отдельные клетки. Пиреноид бывает виден только после окрашивания.

Лишайники, у которых в цефалодиях симбионтом является синезеленая водоросль, часто содержат еще и третий компонент - азотобактер. Считается, что функцией азотобактера в лишайнике является снабжение гриба и водоросли азотом. Однако считается, что азотобактер в лишайниках - случайное явление, подобно другим микроорганизмам (бактериям Pseudomonas, Bacterium, Cellvibrio, грибам-целлюлозоразрушителям Chaemomium fumicola, Ch. globosum, Ch. spirale, Gliobotrys sp., Tielavia sp.) и его нельзя рассматривать в качестве симбионта. Впрочем, водоросли интересны и не только, как один из симбионтов лишайников.

Определение названия. Казалось бы, как просто дать определение, что такое водоросли. Исходя из самого слова - "водоросли" - это в воде растущие. Но если посмотреть на любой водоем около вашего дома, пусть это будет река, пруд или озеро, то в первую очередь ваше внимание привлекут высшие водные растения, которые очень часто непосвященными и принимаются за водоросли. А на сами водоросли в таких водоемах редко кто обращает внимание, ведь это буроватый ил на дне, налеты на погруженных в воду предметах, или зеленая тина. Крупные водоросли, которые могут достигать десятков метров, встречаются в морях и океанах. В пресных же водоемах только харовые водоросли могут достигать десятки сантиметров в высоту, но они по своему внешнему облику так похожи на некоторые высшие растения, что их с ними часто путают.

До сих пор существует трудность в определении понятия "водоросли". Большинство современных исследователей рассматривают их как неоднородную искусственную группу организмов, чье тело не достигло дифференциации на многоклеточные органы, а представлено талломом, которые способны к фотосинтезу с выделением кислорода, у которых отсутствует сосудистая система и многоклеточные половые органы и которые обитают преимущественно в воде. Но давая такое определение следует помнить, что среди водорослей есть бесцветные организмы, не способные к фотосинтезу, у харовых водорослей - многоклеточные половые органы и не все водоросли обитают в воде (14).

Где обитают водоросли. Водоросли практически освоили все места обитания, в которых может идти фотосинтез. Их можно встретить от полярных районов до жарких пустынь, от вершин гор, до больших глубин в озерах, морях и океанах, в горячих источниках и на ледниках. Они могут свободно плавать, прикрепляться к различным субстратам или вступать в симбиоз с другими организмами.

Продуктивность океанов в 2,5 раза меньше по сравнению с продуктивностью суши, но из-за того, что Мировой океан занимает свыше 70% поверхности Земли, в год суммарная величина его продукции, вырабатываемой водорослями, достигает в сырой массе 550,2 млрд. т., что более чем в триста раз превышает суммарную биомассу водорослей (1.7 млрд. т).

Фитопланктон Термин «планктон» означает совокупность организмов, парящих в воде. Во всех отделах водорослей, за исключением багрянок, харовых и бурых есть планктонные представители. Планктонные водоросли в ряде случаев могут быть единственным продуцентом органического вещества, которое обеспечивает существование всем живым организмам в водоеме.

Водоросли, которые входят в состав фитопланктона, преимущественно одноклеточные, хотя среди них немало колониальных и нитчатых форм. Американский писатель Джон Апдайк утверждает, что планктонная водоросль вольвокс была первым существом на Земле, "изобретшим" смерть: " Амебы никогда не умирают, но вольвокс, этот подвижный, перекатывающийся шар водорослей, нечто среднее между растением и животным - под микроскопом он кружится, как танцор на рождественском балу, - впервые осуществив идею сотрудничества, ввел жизнь в царство неизбежной - в отличие от случайной - смерти."(8).

Наблюдая за планктонными организмами из воды каналов, Левенгук пришел в восторг от того, как кружились и перемещались шары вольвокса. Их движение напоминало вращающуюся Вселенную, состоящую из множества звезд. (8).

По размерам водорослей, входящих в фитопланктон, его подразделяют на микропланктон - 20-200 мкм, нанопланктон - 2-20 мкм, пикопланктон 0,2-2 мкм. Не смотря на крошечные размеры пикопланктона, он может давать до 80 - 90% суммарной первичной продукции в некоторых океанических водах. (1).

Планктон служит пищей для зоопланктона, среди которого встречаются простейшие, моллюски, ракообразные и др. Планктоном питаются некоторые рыбы, а также такие крупные животные как киты. В экстремальных условиях даже человек может рассчитывать на планктон, как продукт питания. Например, Тур Хейердал после своего путешествия на "Кон-Тики" писал, что "приправленный и как следует приготовленный он (планктон), без сомнения, может служить первоклассным блюдом. " Известный своими работами по проблемам выживания человека в экстремальных условиях выживания В.Г. Волович после дегустации планктона писал, что хотя на вид масса и была неаппетитна, но "преодолев некоторое предубеждение, мы пришли к заключению, что это экзотическое блюдо довольно приятно на вкус и напоминает нечто вроде смеси водорослей с перемолотыми креветками". Болгарский путешественник Дончо Папазов в 1974 г, вместе со своей женой в течении почти двух с половиной месяцев потребляли планктон, который поддерживал их силы во время путешествия на шлюпке через Атлантический океан. (6).

Бентосные водоросли. К бентосным водорослям относятся такие, которые приспособились к существованию на дне водоемов, на разнообразных предметах, на живых организмах, находящихся в воде. К факторам, которые ограничивают произрастание бентосных водорослей, относятся свет, температура воды, наличие биогенных веществ, подходящего субстрата для прикрепления, конкуренция с другими водорослями и наличие выедающих их животных. В морях и океанах бентос образован бурыми и красными водорослями, иногда крупными зелеными. В свою очередь все они могут обрастать мелкими диатомовыми, синезелеными и другими водорослями. В пресных водоемах бентос главным образом образуют диатомовые, зеленые, синезеленые и желтозеленые водоросли.

Самая длинная в мире водоросль - Макроцистис грушевидный (Macrocystis pyrifera) достигает в длину до 60 м и вырастает в день на 45 - 60 см. Эта водоросль - самый крупный организм, обитающий в воде, ее длина почти в два раза превышает длину самого крупного животного, синего кита. (3). Таллом этой водоросли - многолетний, отдельные экземпляры живут 8-10 лет. (5).

О зарослях этой водоросли у берегов Южной Америки писал Ч. Дарвин: "Эти огромные подводные леса южного полушария я могу сравнить только с наземными лесами тропических областей. И все-таки, если бы в какой-нибудь стране уничтожить лес, то не думаю, чтобы при этом погибло хотя бы приблизительно такое количество животных, как с уничтожением этой водоросли".

На какой глубине можно встретить водоросли. Артур Конан Дойл в «Маракотовой бездне» считал, что водоросли можно встретить на значительных глубинах. Так члены экспедиции в этой книге обнаружили на дне Атлантики на глубине 540 м "густые заросли водорослей ("Cutleria multifida", - определил их Маракот), желтые плети которых покачивались вокруг нас под давлением глубоководного течения, совсем как ветви деревьев под ветром. Они были не настолько длины, чтобы закрыть окружающий вид, но огромные листья их цвета темного золота, колыхаясь, проплывали перед иллюминаторами."

И даже на глубине почти 8000 м в Маракотовой бездне на дне Атлантике росли густые подводные заросли водорослей. "В глубине океана преобладают красный и черный цвета, растительность по преимуществу бледно-оливковая, и ее плети и листья столь упруги, что наши драги чрезвычайно редко вытаскивают их; на этом основании наука пришла к убеждению, что на дне океана ничто не растет".

На самом деле, бурые водоросли встречаются от литоральной зоны и до глубины 40- 100 м. Только на Гавайских островах виды рода саргассум были найдены на глубине 180 м, а ламинария Родригеса из Адриатического моря на глубине 200 м. (5).

Рекордная глубина на сегодняшний день для прикрепленных водорослей - 269 м. На этой глубине у берегов острова Сан-Сальвадор, Багамские острова, в 1984 г. обнаружили корочки красных водорослей, несмотря на то, что вода поглощала здесь 99, 9995% солнечного цвета (1, 3).

Пигменты и цвет водорослей. Окраска талломов водорослей главным образом зависит от комбинации находящихся в их клетках пигментов. Пигменты - химические соединения, которые поглощают свет определенной длины волны. Хлорофилл - это пигмент, поглащающий фиолетовые, синие и красные лучи, при этом отражающий зеленые, поэтому он и обусловливает зеленый цвет растений и ряда водорослей. Все растения и фотосинтезирующие водоросли содержат хлорофилл "а". Это основной пигмент, который участвует в процессе фотосинтеза. Высшие растения, зеленые, эвгленовые и прохлорофитовые водоросли содержат и хлорофилл "b". У этих групп хлорофиллы не маскируются другими пигментами, поэтому они окращены чаще всего в зеленый цвет. Третья форма хлорофилла, которую называют хлорофиллом "с", встречается у фотосинтезирующих представителей разножгутиковых, гаптофитовых, динофитовых и криптофитовых водорослей. Недавно было открыто, что этот пигмент есть у двух видов зеленых водорослей.

Хлорофиллы "b" и "с" - вспомогательные пигменты, которые расширяют спектр поголощения света при фотосинтезе и передают свою энергию хлорофиллу "а". Среди пигментов, которые также передают свою энергию на хлорофилл "а", у водорослей известны многочисленные каротиноиды и фикобилины. Каротиноиды обычно оранжевого, красного, бурого и желтого цвета, они поглощают свет в сине-зеленой области спектра. Считают, что роль многих каротиноидов не светоулавливающая, а светозащитная, т.к. они поглощают потенциально опасное излучение. Наличие этих пигментов приводит к тому, что они могут маскировать зеленый цвет хлорофиллов, и тогда водоросли приобретают бурую, желтоватую, золотистую и коричневатую окраску.

Фикобиллины - водорастворимые пигменты, которые присутствуют у красных, синезеленых и криптофитовых водорослей. Именно они обуславливают сине-зеленую, различные оттенки красного и розового цветов у этих водорослей. В последние годы фикобилины используются в научных целях как химические метки для антител, а также как метки клеток тканей при изучении опухолей.

Свечение моря. Описания свечения моря можно найти у ряда ученых, натуралистов, писателей. Чарльз Дарвин в своем "Путешествие на корабле Бигль" писал: " Как-то в очень темную ночь, когда мы проплывали несколько южнее Ла-Платы, море представляло удивительное и прекрасное зрелище. Дул свежий ветер, и вся поверхность моря, которая днем была сплошь покрыта пеной, светилась теперь слабым светом. Корабль гнал перед собой две волны, точно из жидкого фосфора, а в кильватере тянулся молочный свет. Насколько хватало глаз светился гребень каждой волны, а небосклон у горизонта, отражавший сверкание этих синеватых огней, был не так темен, как небо над головой".

В прошлом веке удалось выяснить причину этого удивительного явления природы. Было установлено, что оно связано с живыми организмами. (4). Среди водорослей это явление встречается только у нескольких видов динофлагеллят, поэтому их называют еще пиррофитами (огненные растения). Например, причина свечения Черного моря - динофитовая водоросль ночесветка (Noctiluca). Интенсивность свечения зависит от ряда причин: механических (проплывающих рыб, различных судов волн), электрических, химических и осмотических причин.

В основе свечения лежит окисление люциферина ферментом люциферазой, и хотя известны различные люциферины и люциферазы из разных групп люминисцирующих организмов, у динофит они, возможно, однотипны, так как люцифераза из одного вида этих водорослей может реагировать с люциферином из другого. Люциферин динофит химически близок к хлорофиллу. Возможно, биолюминесценция играет у динофлагеллят защитную роль, поскольку в опытах с люминесцентными и нелюминесцентными штаммами одного и того же вида динофитовой водоросли показано, что люминесцентные штаммы хуже поедаются мелкими хищниками. (1).

Водоросли горячих источников. Водоросли горячих вод способны расти при температурах 35-52 град. С, а в отдельных случаях при 84 град. С и выше. В таких водоемах встречаются главным образом синезеленые водоросли, реже диатомовые и зеленые, из красных только Цианидиум (Cyanidium caldarum).

Аэрофитные водоросли. У некоторых зеленых водорослей хлорофиллы маскируются "гематохромом", который красного цвета и состоит из смеси каротиноидных пигментов. Он откладывается вне хлоропластов в липидных каплях. Водоросли приобретают оранжево-красную окраску, а развиваясь в массе способны окрашивать и поверхность субстрата. Например, аэрофитная водоросль хламидомонада снежная (Chlamydomonas nivalis) окрашивает снег в красный цвет, а Haematococcus pluvialis иногда вызывает красное цветение луж. Нитчатая водоросль Trentepohlia также накапливает гематохром, формируя красный или коричневый бархатистый налет на коре деревьев и на камнях. (1).

Приблизительный сопособ определения направления на север. Зеленая водоросль плеврококк заселяет ту сторону дерева, которая лучше всего защищена от иссушающего солнечного света. Конечно чаще всего это бывает северная сторона, но водоросли покрывают слишком широкую часть ствола, чтобы точно указывать направление. (7).

Туфообразующие водоросли. Переводят растворенные в воде соли кальция в нерастворимые и отлагают их на поверхности своих талломов, благодаря чему на субстрате возникают мелкие твердые известковые полушаровидные подушечки, которые сливаются в известковые корочки с бугристой или зернистой поверхностью (виды родов Fridea, Chlorotylium, Gongrosira ...). (2)

Водоросли - паразиты. Известны зеленые водоросли из рода цефалеурос (Cephaleuros), которые вызывают заболевания более 100 видов культурных цветковых растений. Эти водоросли распространены в основном в тропиках и субтропиках, где поражают чайный куст, кофейное дерево, цитрусовые и многие другие. Они образуют оранжево-красные пигменты-гематохромы, благодаря которым поражения напоминают ржавчину. (1, 14).

Среди красных водорослей более 100 видов паразитов. Но они паразитируют только на красных водорослях, и, как полагают, высокоспецифичны в отношении хозяев. (14).

Среди эвгленовых и динофлагеллят известны бесцветные паразитические виды, которые обитают в кишечнике различных червей, амфибий, на жабрах рыб, в других водорослях.

Водоросли-симбионты. Водоросли могут вступать в симбиотические отношения с другими организмами, включая грибы, высшие растения, водоросли и беспозвоночные.

Водоросли и беспозвоночные. Одноклеточная красная водоросль из рода Porphyridium - эндосимбионт у крупных тропических бентосных фораминифер. У этих фораминифер в качестве эндосимбионтов могут встречаться диатомовые и одноклеточные зеленые водоросли. (1). Ряд фотосинтезирующих динофлагеллят являются эндосимбионтами некоторых животных. Эти зооксантеллы встречаются у морских беспозвоночных, включая губки, кораллы, моллюски, плоские черви, а также у фораминифер, колониальных радиолярий и жгутиконосцев.

Интересные взаимоотношения складываются у мешкоязычных молюсков и сифональных зеленых водорослей из родов кодиум (Codium) и каулерпа (Caulerpa). Моллюски, питаясь этими водорослями, высасывают цитоплазму, но оставляют не поврежденными хлоропласты. Эти хлоропласты продолжают функционировать в теле животного и продукты фотосинтеза используются в обмене веществ хозяина.

Симбиоз с другими водорослями. Не так давно было сделано удивительное открытие. Оказалось, что хлоропласт водоросли перидиниопсиса балтийского (Peridiniopsis balticum) в действительности является эндосимбиотической водорослью, живущей внутри клетки P. balticum. Этот эндосимбионт (редуцированный представитель отдела Разножгутиковых водорослей) имеет свою собственную плазмалемму, свое ядро, отличающееся от ядра динофит, несколько хлоропластов, митохондрии и аппарат Гольджи. Клетка самой водоросли помимо эндосимбионта имеет свое собственное ядро (динокарион) и другие органеллы. По крайней мере, еще три других вида динофит имеют таких эндосимбионтов в качестве хлоропласта.

При изучении морской динофитовой водоросли, окрашенной в нетипичный для динофит зеленый цвет, удалось установить, что ее хлоропласт является сильно редуцированной зеленой водорослью, и в отличие от ранее описанного эндосимбионта, зеленый симбионт содержал из собственных органелл только сферическое рудиментарное ядро.

Пресноводный динофит Gymnodinium aeruginosum, окрашенный в сине-зеленый цвет, содержит эндосимбионт из криптомонад. Эта водоросль напоминает матрешку, т.к. ее эндосимбионт, в свою очередь также интерпретируется как результат симбиоза гетеротрофного предка криптомонад с фотосинтезирующим эукариотным эндосимбионтом.

Водоросли и грибы. Водоросли с грибами образуют уникальные организмы - лишайники. В большинстве лишайников именно гриб составляет основную часть биомассы.

Но есть и уникальный случай взаимодействия водоросли и гриба. На основании проведенных в лаборатории опытах, американские ученые предположили, что бурая водоросль Аскофиллум узловатый ( A. nodosum ) имеет облигатную потребность в грибе Mycosphaerella ascophylli и их симбиоз можно охарактеризовать как лишайниковый, правда в отличие от традиционных лишайников в данном симбиозе наблюдается преобладание водоросли, а не гриба. Симбиоз с высшими растениями Синезеленая водоросль Анабена (Anabaena azollae) живет в полостях плавающих листьев папоротника азолла, обеспечивая последнему всю потребность в азоте.

Саргассы и Атлантида. Саргассовые водоросли образуют воздушные пузыри, которые располагаются на конечных веточках таллома. Именно эти плавательные пузыри напомнили мореплавателям Христофора Колумба гроздья мелкого винограда, известного в Португалии как "сальгацо", на основании чего эти водоросли и получили свое название, а уже по водорослям свое название получило Саргассово море. Виды саргассов, которые обитают в Саргассовом море,отличаются от саргассов из других морей. У них отсутствуют органы прикрепления и они не могут размножаться половым путем. Их слоевища образуют спутанную плавающую массу, напоминающую гигантский ковер. Это скопление простирается от 20-40 градусов северной широты и 30 градусов западной долготы до побережья Америки. Предполагают, что общая биомасса саргассов в Саргассовом море достигает 11 млн. тонн. По одной из гипотез о возможном местонахождении Атлантиды, ее размещают на континенте, который находился между Европой и Америкой. Это то место, где сейчас расположено саргассово море, и тогда, возможно, что современные плавающие саргассы могут быть потомками берегового пояса погибшей Атлантиды, которым удалось приспособиться к новым условиям жизни.

Во время использования парусного флота это море представляло часто смертельную угрозу для мореплавателей, так как при слабом ветре корабли теряли ход, попадая в плен к этим плавучим водорослям, и редко экипажам судов удавалось спастись.

В настоящее время саргассы добывают для кормов, например, в Бразилии три завода вырабатывают из них кормовую муку. В Америке широко применяется саргониновый комплекс биологически активных веществ, который имеет противомикробное действие и используется в ветеринарии и зоотехнике. В Новой Зеландии саргассумы используют как удобрения. Некоторые виды употребляют в пищу.

Одна из причин образования кислотных дождей. Исследования в Северном море показали, что в результате жизнедеятельности водорослей весной на их долю приходилось около 25% общего загрязнения окружающей среды соединениями серы. Водоросли выделяют диметилсульфид, который летуч и быстро попадает в атмосферу. Это соединение частично обуславливает запах морского воздуха. В атмосфере это вещество может окисляться с образованием кислых соединений серы, что приводит к образованию кислотных дождей. (13).

При гниении водорослей, выброшенных на берег, выделяется сероводород. Известны случаи, когда во Франции водоросли, разлагаясь, давали такое количество сероводорода, что все суда, стоящие в гавани, окрашенные в белый цвет, почернели от сероводорода.

Интересная водоросль распространена у нас в арктических морях и морях Дальнего Востока - десмарестия зеленеющая. В воде эта почти метровая водоросль имеет желто - бурое слоевище, но если ее вытащить на воздух, то она начинает зеленеть и распадаться на части, причем зеленеют и разрушаются и другие водоросли, лежащие рядом с ней. Полагают, что эти процессы связаны с высвобождением этой водорослью серной кислоты, которая разрушает сначала пигменты, а затем и оболочки клеток. (5).

"Зловонный"элемент, водоросли и озоновые дыры. В 1825 году французский химик Антуан Балар открыл новый химический элемент. Свое открытие он сделал, обрабатывая щелок (щелочной раствор, полученный путем обработки водой золы бурой водоросли фукус) хлором и крахмалом. Французская академия согласилась с открытием нового элемента, но не поддержала данное автором название - "мурид". По предложению Комиссии новый элемент был назван бромом (от греческого "бромос" - зловонный"). Запах брома действительно очень неприятен. В свободном состоянии в природе бром не встречается. Наиболее активно он накапливается бобовыми растениями и морскими водорослями. В организме человека больше всего его содержится в мозге. (12, 9).

Бурые водоросли выделяют большое количество летучих соединений, таких как бромоформ, дибромхлорметан, дибромметан. Годовой суммарный выброс летучих органических бромидов в атмосферу оценивается приблизительно в 10000 тонн. Эта цифра примерно того же порядка, что и образование таких соединений промышленностью. Существует точка зрения, что разрушение озона в атмосфере над Арктикой во время арктической весны, может быть связана с увеличением сезонного образования летучих броморганических соединений морскими водорослями. Недавно открытые ферменты ванадиум бромпероксидазы, возможно, вовлечены в образование этих летучих соединений и, по-видимому, широко распространены у морских водорослей, особенно у бурых. (1).

Порох, иод и бурые водоросли. Во времена Наполеона усиленным спросом во Франции пользовался порох. Его изготовляли из селитры, серы и угля. Из-за использования натриевой селитры, привозимой из Чили, порох быстро отсыревал. Поэтому в 1811 году французский химик-технолог Бернар Куртуа пытаясь решить эту проблему, обработал натриевую селитру золой морских водорослей, в которой содержалось большое количество соединений калия. При обработке зольного раствора концентрированной серной кислотой он получил "новое вещество... в виде черного порошка, превращающегося при нагревании в пары великолепного фиолетового цвета". Название новому элементу, иод, дал через два года известный химик и физик Ж.Л. Гей-Люссак. "Иоэйдэс" в переводе с древнегреческого означает "фиолетовый". (9, 12).

В природе концентрация иода в морской воде только 0,000005%, но бурые водоросли способны накапливать его в значительных количествах. Например, содержание йода в талломах ламинариевых водорослей достигает 0,03- 0,3% и в одной тонне сухих ламинарий его содержание достигает 5 кг. Долгое время иод выделяли из золы бурых водорослей, но в настоящее время йод добывают из вод нефтяных буровых скважин.

Водоросли помогают геологам. В бурых водорослях содержится и такой элемент как золото. Хотя добывать из них золото вряд ли возможно, но по его содержанию в талломах водорослей можно картировать места золотых залежей в морях и океанах.

Водоросли и медицина. Иод, которым каждый хоть раз в жизни обрабатывал ранки или царапины раньше получали из водорослей. Позднее иод стали получать из воды нефтяных скважин. Но и сейчас водоросли используются в медицине. В аптеках можно встретить очень интересное дерматопротекторное средство «Альгипор», получаемый из водорослей – это листы пористого материала желтого цвета, без запаха. Это комплексный препарат, содержащий альгинат натрия, глюконат кальция и фурациллин. Его накладывают на мокнущие раневые поверхности, которые после этого заживают гораздо быстрее.  А без знаменитого агар-агара, получаемого из морских водорослей, невозможно представить лабораторные исследования. Кроме того, агар-агар (полисахарид, выполняющий структурообразующую функцию) используют для приготовления мармелада, торта «Птичье молоко», конфет.

Водоросли и горные породы. Среди осадочных горных пород выделяют группу органогенных пород, образующихся в результате отмирания живых организмов. Водоросли активно принимают участие в создании таких пород.

Карбонатные породы. Одна из известных пород - мел. Тот самый мел, хорошо знакомый школьникам. Он состоит из кристаллов кальцита, из которых 70 - 100 млн лет назад были построены панцири кокколитофорид. За десятки миллионов лет панцири отмерших водорослей накапливались на дне морей, образуя холмы высотой в сотни метров. Меловые холмы, которые встречаются сейчас в районах Поволжья, в Северной Франции и др. - остатки донных отложений древних морей. (16).

Во многих районах земного шара находятся залежи своеобразных известняков, которые называют "плойчатыми известняками" или "строматолитами". Это постройки древних синезеленых водорослей. Такие киллометровые отложения известны в Австралии, Западной Европе, Восточной Сибири, Канаде, США и других местах.

Рифовые известняки. Рифовые постройки формируются морскими организмами. В настоящее время большая часть рифов построена кораллами, но сотни миллионов лет назад рифы строили мшанки и водоросли. (16). Зеленая сифоновая водоросль Халимеда (Halimeda) отмирая в тропических лагунах формирует известковый песок. Считают, что атоллы, состоят главным образом из песка халимеды, другие важные компоненты структуры рифов кораллы и красные кораллиновые водоросли. (1). 

Так как водоросли поселяются ближе к поверхности воды, то именно они образуют гребни рифов. Именно рифовые постройки красных водорослей образовали в Крыму вершины Яйлы, Ай-Петри и др.

При отмирании диатомовых водорослей их кремнеземные панцири накапливаются на морском дне в виде осадков, которые называются диатомовыми илами. После уплотнения этих илов они превращаются в горные породы - диатомиты. Диатомиты - это очень легкие и пористые породы (пористость достигает 90%), сложенные из минералов опала и халцедона. Их вес в 2 раза меньше веса воды. В воде диатомит будет плавать до тех пор пока весь воздух не выйдет с шипением из пор. (16). Из диатомовых пород был построен купол храма Святой Софии в Константинополе.

Название опал, как полагают, происходит от искаженного санскритского слова "упала", означающего драгоценный камень, поэтому диатомовые водоросли иногда называют "драгоценными камнями морей".

Применение диатомитов: в строительстве, пищевой, лако-красочной, нефтехимической и химической промышленности как звуко- и теплоизоляционные минералы, гидравлические цементные добавки, сильные адсорбенты, в том числе отбеливающие земли, минеральные наполнители, фильтры, носители катализаторов и т.д.). Рыхлая землистая разновидность диатомита - кизельгур (диатомовая, или инфузорная земля) используется как мягкие абразивы для полировки драгоценных и поделочных камней невысокой плотности, а также дерева, цветных металлов и других материалов. Применяют для производства динамита (15).

Водоросли послужили исходным материалом для образования жидких и твердых нефтеподобных соединений - сапропелей, горючих сланцев, углей и, возможно, даже нефти.

Живые модели. Большая скорость размножения и высокая интенсивность фотосинтеза сделали одноклеточную зеленую водоросль хлореллу одним из удобных объектов для проведения различных опытов по раскрытию многих тайн биохимических реакций, составляющих фотосинтез. Эта водоросль хорошо культивируется в контролируемых условиях, когда точно поддерживаются температура, условия питания и освещения. Для высших растений такие условия создаются с большими трудностями. Наконец, хлорелла быстро становится "взрослой". (11).

Клетки многоклеточных зеленых водорослей хары и нителлы могут достигать 15-20 мм, при толщине 0,5 мм. Эти клетки используются как живые модели для исследования внутриклеточных процессов, таких, например, как движение цитоплазмы, распределение внутри клеток электрического потенциала, процесс проницаемости оболочки для разных питательных веществ. Иногда готовят искусственную клетку, для чего осторожно удаляют содержимое клетки, а в опустошенный каркас наливают различные искусственные солевые составы и исследуют как происходит обмен веществами между клеткой и внешним раствором. (11).

Для изучения взаимосвязи между ядром и цитоплазмой удобной моделью является сифоновая зеленая водоросль ацетабулярия ("бокал русалки"). Ее крупное ядро, которое располагается в ризоиде, можно перенести из одной клетки в другую (11). Ядро можно удалить и изучать водоросль в контролируемых условиях. Эти работы способствовали выяснению роли ядра в морфогенезе.

Цветение водоемов. В Библии рассказывается: "Вся вода, которая была в реке, превратилась в кровь. И рыбы, которые были в реке, погибли. Вода стала так скверно пахнуть, что египтяне не могли пить эту воду".

В последние годы участились случаи цветения воды, как в морях так и в континентальных водоемах. Цветение возникает из-за массового развития одного или нескольких видов водорослей. В морях и океанах цветение вызывают главным образом диатомовые, динофитовые и синезеленые водоросли. В пресных водоемах - синезелеными, диатомовыми и динофлагеллятами. В зависимости от окраски водорослей и их колличества вода приобретает различную окраску.

Так золотистая водоросль пединелла (Pedinella), обильное развиваясь подо льдом, может окрашивать морскую воду в желтый цвет. (10).

Красные приливы. В прибрежных водах морей в теплое время года (обычно с середины и до конца лета) возникает явление массового развития динофитовых водорослей. Плотность их популяции может достигать более чем 20 миллионов клеток на литр. Эти водоросли окрашивают прибрежные воды в золотистый или красный цвет.

Красное море получило свое названия из-за цвета воды, обусловленного цветением синезеленой водоросли - триходесмиум.

Необычное красное цветение наблюдается в бухте Кратерной на Средних Курилах. Оно связано с суточными перемещениями инфузорий мезодиниум рубрум, в которой находятся как эндосимбионты криптофитовые водоросли. У этой инфузории отсутствует клеточный рот и она в своем питании зависит от водоросли-симбионта. Такие явления наблюдаются поздней весной в прибрежных водах Нидерландов. Такая же природа приливов в Перу и в ряде других мест (1).

Литература.

 2. Мошкова Н.А., Голлербах М.М. Зеленые водоросли, Вып. 10 (1). 1986.

 3. Книга рекордов Гиннесса, 1991.

 4. Журавлев А.И., Веселовский В.А. Живое свечение. "Знание", М., 1963, 48 с.

5. Жизнь растений. Т.3. Водоросли. Лишайники. М., Просвещение, 1977, 487 с.

6. Волович В.Г. Человек в экстремальных условиях природной Среды. М., Мысль, 1983. 223 с.

7. Вент Ф. В мире растений. М. "Мир", 1972, 192 с.

8. Энциклопедия для детей. том 2. Биология. М. :Аванта +, 1993. 672 с.

9, Энциклопедический словарь юного химика. М."Педагогика", 1990, 320 с.

         10. Metting F.B. Biodiversity and application of microalgae. J. Industrial Microbiol. 1996, 17, 477-489.

         11. Гродзинский Д.М. Модели живого и ботаническая бионика. Киев. Наукова Думка. 1966. 128 с.

         12. Барков С.А. Галогены и подгруппа марганца. М. Просвещение, 1976, 112 с.

         13. Химия и жизнь (Солтерсовская химия). Ч. II. Химические новеллы. - М.: РХТУ им. Д.И.Менделеева, 1997. 330-331 с.

         14. Саут Р., Уиттик А. Основы альгологии. М.: Мир, 1990.- 597 с.

         15. Здорик Т., Фельдман Л. Минералы и горные породы. Т.1. Ювелирные камни и благородные металлы. М. ABF 1998, 752 с. с. 381-382.

        16. Энциклопедия для детей. Т.4. Геология. М.: Аванта +, 1995.- 624 с.