Червоні водорості

Красні водорості, або багрянки [1] (Лат. Rhodóphyta) - відділ водоростей, мешканці перш за все морських водойм відомо небагато. Зазвичай це досить великі рослини, але зустрічаються і мікроскопічні. паренхімні форми відсутні. це дуже древня група рослин. Harveyella mirabilis , Choreocolax polysiphoniae) [2] .

Більшість червоних водоростей являють собою багатоклітинні складноулаштовані організми, в той час як до одноклітинних і колоніальних форм відносяться лише найбільш примітивні форми. . Крім того, зустрічаються. водорості з кокоїдними, нитчастими, різнонітчастими і псевдопаренхіматозними талломами. Форма тіла може бути дуже різноманітна: зустрічаються ниткоподібні, пластинчасті (цілісні або складно розсічені з виростами по краю), циліндричні (щільні або порожнисті), шнуровидні або коровидні. Характерною особливістю цієї групи є відсутність джгутиків на всіх стадіях життєвого циклу [3] .

Клітинна стінка

Клітинна стінка складається з фібрил целюлози (у Bangia і Pyropia з β-1,3-зв'язаного ксилану [4] ), розташованих у вигляді неправильної мережі і надають їй міцність, і аморфного матриксу, що складається з агару, агароїдів і карагінану, на частку яких може припадати до 70% сухої маси клітинної стінки, а також маннанів [5] . У одноклітинних представників целюлоза відсутня, і клітинна стінка представлена ​​лише матриксом із сульфатованих полісахаридів [4] . Іноді поверх клітинної стінки розташована білкова кутикула [5] .

У ряду червоних водоростей клітинна стінка інкрустується карбонатом кальцію, а також карбонатами магнію та стронцію. У представників порядку Corallinales карбонат кальцію відкладається у вигляді кальциту, а у водоростей пологів Liagora і Galaxaura (порядок Nemaliales ) - у вигляді арагоніту [4] .

Пластиди

Хлоропласти червоних водоростей двомембранні, з одиночними тілакоїдами. Один або два тилакоїди зазвичай лежать на периферії хлоропласту. На мембранах тилакоїдів є фікобілісоми. Основним пігментом хлоропластів є хлорофіл (є тільки хлорофіл). a [3]). Крім того, у червоних водоростей є каротиноїди та фікобіліни у фікобілісомах. Завдяки такому набору пігментів червоні водорості можуть поглинати світло майже всієї видимої частини спектра. Як правило, хлорофіл маскується фікобілінами (червоного та синього кольору) та каротиноїдами (помаранчево-жовті), але серед прісноводних червоних водоростей трапляються винятки. Так, Batrachospermum, що мешкає у сфагнових болотах, синьо-зеленого кольору.

Запасні речовини - багрянковий крохмаль (α-1,4-глюкан), що запасається в цитоплазмі, низькомолекулярний вуглеводень флоридозід і багатоатомні спирти.

Мітоз

Мітоз напівзакритий ацентричний.Клітини діляться рахунок впячивания клітинної мембрани. У результаті мітозу утворюються пори, функціонально аналогічні плазмодесмам вищих рослин, але мають інше походження. Пори закриваються спеціальними поровими пробками, що складаються з білків та полісахаридів.

Для червоних водоростей характерний складний цикл розвитку, який не зустрічається в інших водоростей. Репродуктивні клітини червоних водоростей ніколи не мають джгутиків. Вони виходять із спорангія або гаметангія в результаті утворення великої кількості слизу та розносяться водою. Статевий процес завжди оагамний. Після запліднення зигота, що утворилася, зазнає складного розвитку прямо на гаметофіті і дає початок особливим суперечкам, які називаються карпоспорами, що утворюються в карпоспорангіях, тоді як у багатьох інших водоростей зигота розвивається в спорофіт, даючи початок новій формі розвитку рослин. Життєвий цикл червоних водоростей ізоморфний чи гетероморфний дипло-гаплобіонтний.

У Баренцевому морі червоні водорості є типовими представниками прибережної бентосної рослинності. Вище інших водоростей на прибійних скелях, відкритих хвилях, вітру та сонцю, росте Porphyra umbilicalis . Для нижнього горизонту літоралі в місцях з хорошим рухом води характерний пояс літоральних багрянок, що формується Palmaria palmata , Devaleraea ramentacea , а також Rhodomela lycopodioides , Polysiphonia urceolata та іншими. На літоралі, опускаючись іноді у сублітораль, росте Chondrus crispus. У відкритих місцях на Мурманському узбережжі є також пояс субліторальних багрянок, що глибше поясу ламінарієвих водоростей (на глибині більше 8 м), основними представниками якого є: Ptilota plumosa , Odonthalia dentata , Phycodrys rubens . Глибше за інших йде пояс вапняних коралінових водоростей, це види роду Lithothamnion sp. та деякі інші.

У Білому морі на глибині 0-5 м серед фукусів та ламінарій поселяється, іноді у великих кількостях, анфельція.Ahnfeltia plicata). Вона нерідко відривається від субстрату і за течією зноситься в бухти, де можуть формуватися великих розмірів не прикріплені пласти, завтовшки близько 20 см. У Білому морі ведеться видобуток анфельції для одержання агар-агару. У деяких країнах збирають Chondrus crispus, з нього отримують полісахарид - карагінан.

У Чорному морі на північний захід від Криму розташований заказник Мале філофорне поле.

Фосфатизовані доломітові строматоліти в карбонатній свиті Тірохан (Tirohan Dolomite) біля підніжжя Віндхья хребта в центральній Індії, на ділянці річки Пайсуні в кварталі Янкікунд (Jankikund) міста Чітракута в штаті Уттар-Прадеш, вік яких оцінюється в 1,6 млрд років, відомі унікальним збереженням скам'янілих мікроскопічних утворень. Палеонтологи із Шведського музею природної історії виявили найдавніші скам'янілі останки мікроскопічних багатоклітинних рослин, вік яких оцінюється в 1,6 млрд. років [6] . Вчені інтерпретували останки як червоні водорості. Ниткоподібна форма Rafatazmia chitrakootensis Bengtson складається з одного ряду великих клітин з ромбоподібним диском усередині кожної клітини, що ймовірно інтерпретується як піреноїд. Рід Rafatazmia Bengtson названий на честь палеонтолога доктора Рафата Азмі, Rafat Azmi, вигляд Rafatazmia chitrakootensis - по місту Чітракута. Друга ниткоподібна форма Denaricion mendax Bengtson має монетоподібні клітини. Назва роду Denaricion Bengtson утворена від латів.denarius — денарій і грец. κίων — стовп із-за структури, схожої на стопку монет, [7] , виду — від лат. Назва роду Ramathallus Bengtson утворена від Рама та лат. thallus — таллом, виду — від лат. lobatus — дольчастий. Bangiomorpha pubescens на 400 млн років [8] .

Раніше знайдена червона водорість Bangiomorpha pubescens є найдавнішою скам'янілістю-еукаріот, що належить до конкретного сучасного таксону. Bangiomorpha pubescens, скам'янілість багатоклітинного організму, знайдена в арктичній Канаді, лише трохи відрізняється від сучасної червоної водорості роду Бангія (Bangia), незважаючи на те, що вона була похована у відкладеннях віком 1,2 млрд років [9] .

Докладніше Система класифікації відповідно до Hwan Su Yoon et al. 2006;

• Підцарство BiliphytaWettstein
  • Відділ RhodophytaWettstein
    • Підвідділ Cyanidiophytinasubphylum novus
      • Клас CyanidiophyceaeMerola et al
      • Клас BangiophyceaeWettstein
      • Клас CompsopogonophyceaeSaunders et Hommersand
      • Клас FlorideophyceaeCronquist
      • Клас Porphyridiophyceaeclassis nova
      • Клас RhodellophyceaeCavalier-Smith
      • Клас Stylonematophyceaeclassis nova
      • Підцарство Biliphyta
        • Відділ Cyanidiophyta
          • Клас CyanidiophyceaeMerola et al
          • Підвідділ Rhodellophytina
            • Клас RhodellophyceaeCavalier-Smith
            • Клас CompsopogonophyceaeSaunders et Hommersand
            • Клас BangiophyceaeWettstein
            • Клас FlorideophyceaeCronquist
              • Підклас Hildenbrandiophycidae
              • Підклас Nemaliophycidae
              • Підклас Ahnfeltiophycidae
              • Підклас Rhodymeniophycidae

              За різними джерелами, сьогодні існує від 5000 до 10 000 описаних видів червоних водоростей. Майже всі вони відносяться до морських водоростей. Описано близько 200 прісноводних видів, серед них:

              • Atractophora hypnoides
              • Gelidiella calcicola
              • Lemanea
              • Palmaria palmata
              • Schmitzia hiscockiana
              • Mastocarpus stellatus

              Деякі види червоних водоростей вживаються для харчування. Найбільш відомі серед них Palmaria palmata [12] , грацилярія [13] та порфіра [14] .

              З червоних водоростей одержують гелеутворюючу речовину агар-агар.

              Анфельція, філофора та інші використовуються в медицині [13] .

              Червоні водорості: [арх. 30 жовтня 2022] / Виноградова К. Л. // Конго - Хрещення. - М.: Велика російська енциклопедія, 2010. - С. 643. - (Велика російська енциклопедія: [35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов; 2004-2017, т. 15). - ISBN 978-5-85270-346-0.

              Blouin N. A., Lane C. E. Red algal parasites: models for life history evolution that leaves photosynthesis behind again and again // Bioessays. - 2012. - Vol. 34. - P. 226-235. - Doi: 10.1002/bies.201100139.

              Будова червоних водоростей та її відмінність від бурих

              
              Червоні та бурі водорості є однією з найчисленніших і найрізноманітніших груп організмів у світі. Вони є неклітинні або багатоядерні водні рослини, які здатні виробляти їжу за допомогою фотосинтезу.Під мікроскопом ці водорості вражають своєю красою та дивовижною структурою.

              Найяскравішою особливістю червоних водоростей є, звичайно ж, їхнє забарвлення. Вони отримують свою назву завдяки червоним і фіолетовим пігментам, які вони містять. тому червоні водорості часто можна зустріти в глибоких тропічних акваріумах або на коралових рифів.

              Бурі водорості, На відміну від червоних, мають більш нейтральне забарвлення, але їх структура і форма також привертають увагу дослідників. Клітини бурих водоростей містять велику кількість клітинних вакуолей, у яких накопичуються запасні речовини. вижити у несприятливих умовах, таких як відсутність поживних речовин або низька температура води.

              Будова червоних та бурих водоростей

              Будова червоних та бурих водоростей має деякі відмінності, які можна спостерігати під мікроскопом.

              Червоні водорості відрізняються особливою структурою клітини. Вони містять специфічну пігментацію, засновану на червоному пігменті фікоеритрині. Також червоні водорості мають ядерну оболонку, яка охоплює всі клітини.

              Специфічною особливістю червоних водоростей є наявність фікобілінів, які абсорбують сонячне випромінювання у глибоких водних шарах. Це дозволяє їм жити на великих глибинах, де інші водорості не можуть вижити

              Бурі водорості мають іншу будову. Вони містять спеціальні клітинні структури, звані фукоидами. Ці структури надають їм специфічну форму та пружність.

              Бурі водорості містять пігментацію, але в цьому випадку основним пігментом є бура хлорофілу, який поглинає сонячне випромінювання в діапазоні зеленого і сірого кольорів. Завдяки цьому бурі водорості можуть мешкати на різних глибинах у морській чи прісній воді.

              Важливо, що червоні та бурі водорості відіграють важливу роль в екологічному балансі водних екосистем. Вони мають специфічні адаптації, які дозволяють їм виживати в різних умовах середовища.

              Мікроскопічне вивчення

              Мікроскопічне вивчення червоних та бурих водоростей дозволяє нам краще зрозуміти їх пристрій та функції. Для цього потрібен спеціальний мікроскоп, який дозволяє побачити деталі та структуру водоростей на молекулярному рівні.

              При вивченні червоних та бурих водоростей під мікроскопом ми можемо виявити такі особливості:

              • Червоні водорості:
              • • Зовнішній вигляд: червоне або фіолетове забарвлення, характерне для синофітинів, пігментів, таких як фікоеритрин.
                • Клітинні стінки: товсті та жорсткі, складаються з целюлози та глікопротеїнів.
                • Клітинний розмір: від кількох мікрометрів до кількох десятків мікрометрів.
                • Структура: одноклітинні або багатоклітинні, мають розгалужену будову.
                • Функції: фотосинтез, виробництво каротиноїдів та антиоксидантів.
                • Зовнішній вигляд: коричневе або зеленувато-коричневе забарвлення, обумовлене наявністю пігментів, таких як хлорофіл, ксантофіл і феофіціанін.
                • Клітинні стінки: тонкі та гнучкі, складаються з целюлози та альгінату.
                • Клітинний розмір: від мікрометрів до кількох сантиметрів.
                • Структура: багатоклітинні, утворюють великі колонії чи псевдопаренхімні тіла.
                • Функції: утворення морських водоростевих лісів, участь у процесі біодеградації, фільтрація води та постачання кисню до навколишнього середовища.

                Мікроскопічне вивчення червоних і бурих водоростей надає цінну інформацію про їх морфологію, адаптивні особливості та вплив на навколишнє середовище. Це дозволяє вченим краще зрозуміти їх роль в екологічних системах та розробляти заходи для їх збереження та сталого використання.

                Відмінності між червоними та бурими водоростями

                1. Пігменти:

                • Червоні водорості містять фікобіліновий пігмент, який надає їм червоний або фіолетовий колір. Цей пігмент поглинає синє та зелене світло, що дозволяє червоним водоростям рости на глибинах, де сонячне світло практично не проникає.
                • Бурі водорості містять пігменти фукоїдини та фукоксантин, які надають їм коричневого кольору. Ці пігменти поглинають фіолетове, синє та зелене світло, і завдяки цьому бурі водорості можуть рости на великих глибинах, де світло стає все більш обмеженим.

                2. Будова клітин:

                • Червоні водорості мають складну морфологію та різноманітність клітинних структур. Вони мають ядер з безліччю ядерців, спеціальними потовщеннями на клітинах (рослі коралоподібні тіла) і клітинними пластидами.
                • Бурі водорості мають простішу структуру клітин і зазвичай не мають ядра, але можуть мати клітинні пластиди, які допомагають їм виготовляти їжу шляхом фотосинтезу.

                3. Екологічна роль:

                • Червоні водорості є важливими утворювачами рифів і мешкають на рифових схилах. Вони є притулком і джерелом їжі для різноманітних видів риб та інших морських організмів.
                • Бурі водорості широко поширені в субтропічних та помірних зонах і виступають важливим джерелом кисню в морі.Вони також є притулком для різноманітних морських водних організмів.

                Всі ці відмінності між червоними та бурими водоростями роблять їх унікальними та важливими компонентами морських екосистем. Вивчення цих відмінностей допомагає краще зрозуміти та зберегти природні екосистеми та морську біорізноманітність.

                Клітинні структури

                Клітинна структура відіграє важливу роль у визначенні особливостей та функцій водоростей. Червоні та бурі водорості мають деякі значні відмінності у будові своїх клітин.

                У червоних водоростей клітинні стінки складаються з целюлози та полісахаридів, таких як агар та карагенан. Вони забезпечують міцність та захист клітини. Усередині клітини знаходяться численні вакуолі, заповнені пігментами, включаючи фікоеритрин – основний пігмент, що надає водоростям червоного кольору. Клітинна мембрана червоних водоростей містить фіколіпіни, які допомагають їм поглинати світло.

                Бурі водорості мають складніші клітинні структури. Клітинна стінка містить целюлозу, але додатково зміцнюється кремнієвими пластинками, які надають їм жорсткості. У деяких видів бурих водоростей клітинна стінка може містити альгінати та ламінарини. Усередині клітини є численні хлоропласти, у яких відбувається фотосинтез.

                Особливості клітинної структури червоних водоростей	Особливості клітинної структури бурих водоростей
                Клітинні стінки складаються з целюлози та полісахаридів	Клітинні стінки містять кремнієві пластинки та целюлозу
                Вакуолі містять пігменти, включаючи фікоеритрин	Хлоропласти основні внутрішні органели
                Клітинна мембрана містить фіколіпіни	Можуть містити альгінати та ламінарини в клітинній стінці

                Форма та колір

                Червоні водорості зазвичай мають просту будову і є одноклітинні або колоніальні організми. Їхня форма може бути круглою, яйцеподібною або хвилястою. Червоні водорості отримали свою назву за рахунок вмісту пігменту фікоеритрину. Саме цей пігмент робить їх червоними. Однак деякі види червоних водоростей можуть бути жовтими, помаранчевими або навіть фіолетовими.

                Бурі водорості мають складнішу будову в порівнянні з червоними водоростями. Вони можуть бути одноклітинними або багатоклітинними, а також утворювати розгалужені структури або стрічки. Форма бурих водоростей може бути різноманітною і залежить від їх видової різноманітності. Бурі водорості отримали свою назву завдяки вмісту пігменту фукоїдину, який надає їм коричневого кольору. Однак вони також можуть бути зеленими або жовтими.

                Параметр	Червоні водорості	Бурі водорості
                Будова	Просте	Складне
                Форма	Кругла, яйцеподібна, хвиляста	Різноманітна (гілляста, стрічка)
                Колір	Червоний, жовтий, помаранчевий, фіолетовий	Коричневий, зелений, жовтий

                Таким чином, форма та колір є важливими особливостями будови червоних та бурих водоростей. Вивчення цих характеристик дозволяє краще зрозуміти та класифікувати ці важливі мікроорганізми у біологічній науці.

                Пігменти та фотосинтез

                Бурі водорості, на відміну від червоних, містять пігменти темнішого забарвлення - феопігменти. Один із основних феопігментів бурих водоростей – фукоксантин, який поглинає світло в діапазоні синього та зеленого спектру. Цей пігмент надає їм відтінок від буро-зеленого до коричневого.

                Фотосинтез у червоних та бурих водоростях протікає по-різному.Червоні водорості поглинають світлову енергію, використовуючи хлорофіл і допоміжні пігменти, а потім перетворюють її в хімічну енергію, не виділяючи кисень. Бурі водорості також поглинають світло, але в процесі фотосинтезу виділяють не лише хімічну енергію, а й кисень. Це з особливістю їх фотосистеми та наявністю феопігментів.

                Адаптація до різних умов середовища

                Червоні та бурі водорості мають різні особливості будови, які дозволяють їм адаптуватися до різних умов свого середовища.

                Червоні водорості живуть головним чином у глибоких морських водах, де надлишок сонячного світла не є проблемою. Вони мають червоні пігменти, включаючи фікоеритрин, які поглинають світло на різних довжинах хвиль і дозволяють забезпечити необхідну для фотосинтезу енергію. Червоні водорості мають також клітинні стінки, що містять карагінани та агари, що дозволяє їм легко регулювати своє плавання та утримуватися у потрібних ділянках водного стовпа. Однак наявність клітинної стінки робить їх більш чутливими до надмірного тиску глибокого моря.

                Бурі водорості, навпаки, мешкають у низьколегинних, приморських та прісних водоймах. Бурі водорості містять у своїй структурі фукоїдани, які допомагають їм витримувати коливання солоності води та температурного режиму. Бурі водорості також здатні прикріплюватися до субстрату за допомогою ризоїдів, що дозволяє зберігати стійкість на рівних і похилих поверхнях. Вони здатні адаптуватися до низьких концентрацій світла, завдяки присутності хлорофілу та фікоціаніну у своїй структурі.

                Особливості червоних водоростей	Особливості бурих водоростей
                Знаходження у глибоких морських водах	Проживання в низьколегинних, приморських та прісних водоймах
                Червоні пігменти, що поглинають світло різної довжини хвиль	Присутність хлорофілу та фікоціаніну
                Клітинні стінки з карагенанами та агарами	Фукоїдани, що забезпечують стійкість до коливань солоності та температурного режиму
                Чутливість до надмірного тиску	Здатність прикріплюватися до субстрату за допомогою ризоїдів