Цветение воды вызывается массовым размножением спирогиры

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 17.09.2024

Из перечисленных растений цветение водоемов вызывает хлорелла (ответ в), которая повсеместно встречается в резервуарах воды разных размеров.

Морские водоросли

Из представленных в вопросе водорослей ламинария и ульва относятся к морским. Они являются многоклеточными, при этом ламинария классифицируется как бурая водоросль, а ульва - как зелёная. Разные виды обоих растений употребляются в пищу. Ламинарию называют морской капустой, а ульву - морским салатом.

Ламинария может вырастать до гигантских размеров: около 20 метров в длину. Она обитает на глубине до 35 метров и крепится ко дну. При этом иногда она образовывает целые подводные леса.

Ульва размерами намного меньше морской капусты и достигает длины максимум в полтора метра. Она также крепится ко дну с помощью специальных клеток.

Улотрикс

Данный вид тоже относится к зелёным водорослям. Он может встречаться как в морях, так и в пресных водоемах. Растения цепляются к подводным камням и другим предметам, со временем покрывая их сплошным слоем. С точки зрения строения, имеет преимущественно нитчатую структуру. Достигает небольшой длины до нескольких сантиметров максимум.

Размножается улотрикс, в основном, вегетативным путем.

Хлорелла

Единственная одноклеточная водоросль из четырех перечисленных. Она также относится к зелёным водорослям. Хлорелла не имеет жгутиков и обладает круглой формой. Особенно активно водоросли данного типа размножаются в стоячей воде. Они могут покрыть поверхность водоема сплошным слоем. Именно этот процесс и называется цветением воды.

Поскольку данная водоросль безразлична к загрязнению воды, то она хорошо приживается даже в грязных канавах, сточных водах и т.д. При этом хлорелла имеет огромную энергетическую ценность, в связи с чем применяется в разных сферах производства:

Изготовление биодобавок.
Использование в форме таблеток для усиления иммунитета человека.
Употребление в высушенном виде в качестве корма для рогатого скота.

Поскольку эти растения при фотосинтезе выбрасывают в атмосферу большой объем кислорода, их также используют в замкнутых экосистемах, например, на подводных лодках или космических кораблях.

Водные растения делятся на высшие (Cormobionta) и низшие (Thallobionta). К последним относятся все виды водорослей. Они одни из древнейших представителей флоры. Их главная черта — споровое размножение, а особенность заключается в умении приспосабливаться к различным условиям. Существуют такие виды водорослей, которые способны жить в любой воде: солёной, пресной, грязной, чистой. Но для аквариумистов они становятся большой проблемой, особенно в случае их буйного роста.

Существуют такие виды водорослей, которые способны жить в любой воде: солёной, пресной, грязной, чистой.

Общая характеристика

Среди зеленых водорослей встречаются одноклеточные, многоклеточные и колониальные представители. Они пластичны и способны выживать в различных условиях. Некоторые виды вступают в симбиоз с грибами и образуют лишайники.

Для представителей этого отдела характерно доминирование хлорофилла. Хроматофор водорослей, как и хлорофилл высших растений, состоит из двух модификаций хлорофилла – a и b. Помимо этого в них присутствуют пигменты каротины и ксантофиллы.

Клетки включают клеточные стенки из целлюлозы и пектина. Они включают крахмала и масла в качестве запасающего вещества. В отделе Зеленые водоросли множество разнообразных представителей.

Спирогира

Спирогира является самой распространенной многоклеточной водорослью. Она окрашена в ярко-зеленый цвет и состоит из множества тонких ниточек различной длины. Спирогира встречается как в пресных, так и в соленых водах. Она появляется в медленно текущих и застойных водоемах, в аквариумах, за которыми неправильно ухаживают. Вместе с другими водорослями она образует липкую тину, наощупь напоминающую вату.

Одноклеточные Зеленые водоросли

Большинству одноклеточных свойственны монадная и коккоидная формы.

Одноклеточная водоросль грушевидной формы, обитающая в пресных водах. Крахмал хламидомонады содержится в хлоропластах, что косвенно указывает на родство зеленых водорослей с настоящими растениями. Клетку покрывает бесцветная оболочка из гемицеллюлозы и пектина. Хламидомонада отличается от других видов наличием двух жгутиков одинаковой длины.

Рис. 1. Строение хламидомонады

Хламидомонада активно размножается в водоемах при цветении воды. Ей характерен частично гетеротрофный способ питания, т.к. употребляет готовые органические вещества. Она очищает водоемы от загрязнений.

Хламидомонада имеет особое строение. Она представляет округлую клетку, на переднем конце которой есть выпячивание – носик с двумя равными жгутиками. Большую часть организма составляет хроматофор с пиреноидом – телом из белка, окруженным зерновым крахмалом. Считают, что пиреноид участвует в фиксации углекислого газа, а также в синтезе и накоплении питательных веществ.

На переднем конце одноклеточного организма есть две сократительные вакуоли, которые удаляют лишнюю воду и регулируют тургор. Для клетки характерно наличие светочувствительного глазка, обеспечивающего положительный фототаксис. Ядро одно.

Рис. 2. Жизненный цикл хламидомонады

Хламидомонада способна переносить неблагоприятные условия. В этом случае жгутики отваливаются, стенки ослизняются и клетка утрачивает подвижность. При улучшении факторов жизни жгутики появляются вновь, и клетка начинает активный образ жизни.

Для хламидомонады свойствен простой жизненный цикл. Гаплоидная клетка резорбирует жгутики, делится митотическим способом и образует жгутики. Т.о., формируются новые клеточные организмы. Затем пара клеток совмещается и образуется зигота (2n) с четырьмя жгутиками. Она делится путем мейоза, в результате чего развиваются две клетки (n).

Одноклеточная шарообразная водоросль, лишенная жгутиков. Хлорелла населяет небольшие стоячие водоемы, лужи, канавы, влажные почвы и стволы деревьев. Клетку покрывает плотная оболочка из целлюлозы.

Рис. 3. Строение хлореллы

Большую часть клетки занимает чашевидный хроматофор. Так же как и для хламидомонады, хлорелле характерно наличие пиреноида, окруженного крахмальными зернами. Стигма отсутствует.

Хлорелле характерен бесполый способ размножения с помощью неподвижных округлых автоспор. Ей так же свойственно фотоавтотрофное питание, активный фотосинтез и быстрое размножение. Из-за высокого процента белка, хлореллу часто выращивают в качестве корма.

Хламидомонада

Род хламидомонада объединяет больше 500 видов зеленых водорослей, обитающих преимущественно в пресных водоемах. Это одноклеточные организмы грушевидной или овальной формы. Они оснащены специальными светочувствительными глазками и парой жгутиков, вращательные движения которых помогают хламидомонадам перемещаться в воде к более освещенным местам.

Большинство из них обитают в небольших, хорошо прогретых водоемах и могут способствовать их цветению. Самый необычный представитель – хламидомонада снежная, живущая при низких температурах. Она обитает в снегах и льдах, и благодаря пигменту астаксантину окрашивает их в розоватый оттенок.

Подвижные колониальные Зеленые водоросли

Клетки подвижных колониальных форм схожи с хламидомонадой. Они образуются в результате деления зиготы. Клетки удерживаются между собой с помощью слизистого вещества.

Колониальная водоросль в форме подвижных зеленых шариков. Колония включает около 20-50 тысяч клеток, большую часть которых составляют вегетативные. Клетки сообщаются между собой цитоплазматическими мостиками.

Для вольвокса характерно вегетативное и половое размножение. В результате вегетативного образуются дочерние колонии, отделяющиеся от материнской последовательными продольными делениями. После этого они вываливаются в середину материнского организма и освобождаются после разрушения последней.

Рис. 5. Бесполое размножение вольвокса

Половое размножение реализуется специализированными клетками без жгутиков. Одна часть преобразовывается в женские половые клетки – оогонии, из которых формируются яйцеклетки (n), а другая часть – в мужские клетки – сперматозоиды (n). При их сливании образуется зигота – ооспора (2n). Сначала она делится путем мейоза, а затем – путем митоза. В результате развивается пластина из гаплоидных клеток.

Применение

Как и высшие растения, водоросли также используют в пищу, применяют в медицине и косметологии.

Кулинария

Большая часть съедобных водорослей относится к трём группам – красные, зелёные и бурые. Они содержат большое количество белков, витаминов и йода, кроме того из них получают полезные вещества (вроде агар-агар, альгиновая кислота, каротиниды), которые используют в качестве пищевых добавок. Преимущественно блюда из водорослей используют в пищу в странах Юго-Восточной Азии, особенно в Японии.

Съедобные водоросли примеры:

ламинария или морская капуста – богата йодом, стимулирует метаболизм;
спирулина – богата белком;
ульва или морской салат – содержит большое количество железа, белка и клетчатки;
порфира или нори – традиционная часть блюд Японии, Китая и Кореи, полезен для снижения холестерина, источника витаминов А, D и В12;
литотамния – богата витамина, содержит большое количество магния и железа, полезна для профилактики анемии;
анфельция – используется для выработки агар-агар.

Также, существуют различные блюда с применением с добавками веществ, производимых из водорослей, к примеру японская пастила ёкан, с добавкой из агар-агара.

Медицина

Водоросли известны в первую очередь за высокое содержание йода, который хорошо борется с вирусами и улучшает синтез гармонов щитовидной железы. С древних времён их использовали для лечения запора, диареи, анемии, нарушении работы щитовидной железы. Регулярное употребление водорослей восполняет нехватку таких микроэлементов как фтор, марганец, железо. Также они способствую выведению из организма солей тяжёлых металлов, радионуклидов и других вредных веществ. Наконец, в них содержатся множество витаминов.

Косметология

Водоросли также активно применяют в косметологии, преимущественно морские водоросли. Косметические препараты с водорослями обеспечивают уход и питание за кожей, омолаживают кожу и обладают противовоспалительным эффектом, а также улучшают структуру и вид волос и ногтей. Каждая из группы водорослей обладает своими полезными свойствами:

зелёные богаты железом и антиоксидантами, улучшают микроциркуляцию и обменные процессы;
синие способствуют укреплению, тонизации и подтягиванию кожи. Богаты аминокислотами и бета-каротином;
бурые содержат высокое количество витаминов и минералов, применяются при детоксикации и увлажнении кожи.

Нитевидные многоклеточные Зеленые водоросли

Нитевидные многоклеточные Зеленые водоросли населяют пресные водоемы и моря. Они достигают до 10 см в длину. Нити состоят из клеток одинакового размера и формы.

Многоклеточная нитевидная водоросль из одного ряда клеток, прикрепляемая к субстрату длинной прозрачной клеткой – ризоидом. В клетке подкововидный хроматофор с одним или несколькими пиреноидами окружен крахмальными зернами.

Рис. 6. Строение улотрикса

Для улотрикса характерны бесполый и половой способы размножения. Каждая клетка может дифференцироваться в спорангий или гаметангий. В случае бесполого размножения развивается несколько зооспор грушевидной или яйцевидной формы. В зооспорах есть глазок, две сократительные вакуоли и четыре жгутика. Образовавшиеся клетки прикрепляются к субстрату и прорастают во взрослую водоросль. При бесполом размножении нить распадается на клетки, которые делятся митотическим путем. В результате образуются взрослые организмы.

Рис. 7. Размножение улотрикса

Половое размножение улотрикса проходит с помощью изогамии. Гаметы и зооспоры формируются в одном организме. Они по строению схожи между собой, но различны по количеству, размерам и наличию жгутиков. Гаметы мельче и имеют по два жгутика, к тому же их образуется больше. При слиянии половых клеток (n) или участков нитей образуется зигота (2n), которая уходят на дно, лишается жгутиков и формирует толстую оболочку. Затем она делится мейозом и образует зооспоры (n), которые выходят из оболочки, закрепляются у субстрата и прорастают во взрослый организм.

Многоклеточная нитевидная водоросль, достигающая до 10 см в длину. В отличие от улотрикса, спирогира не прикрепляется к субстрату, а плавает свободно. Нити состоят из ряда одинаковых цилиндрических клеток, характеризующихся наличием целлюлозной клеточной стенки, слизистой оболочки, одного ядра и крупной вакуоли. Образование спор не свойственно.

Рис. 8. Строение клетки спирогиры

Рис. 9. Размножение спирогиры

Эвдорина и пандорина – самые известные вольвоксовые

Относятся к колониальным водорослям и яркие представители класса вольвоксовых – эвдорина и пандорина. Колония эвдорины обычно состоит из 32, 64 либо 128 особей. Клетки находятся в небольшом комке слизи, обычно образующей сферическую форму. Пандорина также является шарообразной колонией водорослей. При этом она тоже подвижна. Встречается пандорина обычно там же, где и эвдорина.

Пластинчатые многоклеточные Зеленые водоросли

Пластинчатые многоклеточные Зеленые водоросли обитают в морях. Они могут достигать в длину до полуметра. Для них характерно прикрепление к субстрату.

Пластинчатая многоклеточная Зеленая водоросль, таллом которой имитирует листовую структуру. Строение ульвы сложнее, чем у нитчатого улотрикса, но их жизненные циклы схожи. Гаплоидная зооспора со жгутиками также вырастает в нить, клетки которой делятся в нескольких направлениях. В результате образуется листовидная структура. Клетки у основания водоросли образуют ризоидоподобные выросты.

Рис. 10. Размножение ульвы

Для жизненного цикла ульвы характерно чередование изоморфных поколений. Гаметофит и спорофит внешне схожи. Во время полового процесса клетки гаметофита образуют анизогаметы с двумя жгутиками. При сливании гамет (n) развивается зигота (2n). Затем из нее формируется нить и листовидный таллом как у гаметофита.

Ульва

Род ульва представляет морские зеленые водоросли, обитающие в пределах субтропического и умеренного поясов земного шара. Они являются многоклеточными организмами с ветвистым пластинчатым талломом размером от 30 сантиметров до 1,5 метра. У основания тела водоросли находятся нитевидные образования, ризоиды, при помощи которых они цепляются за различные поверхности.

Ульва нуждается в солнечном свете, поэтому обитает на небольших глубинах. Она служит кормом морских животных и является отличным местом для откладывания икры рыбами. Некоторые виды ульвы люди употребляют в пищу. В кулинарии она больше известна как морской салат.

Нителла

Водоросли рода нителла широко распространены в пределах Северного полушария. Они обитают в пресных водоемах Азии, Европы и Северной Америки. Внешне водоросли сложно отличить от высших растений. Их таллом состоит из тоненьких стебельков с небольшими узлами, от которых по кругу отходит 5-7 узких и тонких листочков.

Они любят хорошо освещенные места и теплую температуру воды — в пределах 20-28 градусов. Растение довольно неприхотливо и способно делать воду прозрачнее, отчего его часто заводят в аквариумах. В естественных водоемах разросшаяся нителла становится убежищем небольших рыбешек и местом для их нереста.

Отношения с другими организмами

Зеленые водоросли могут существовать практически во всех влажных местах. Они встречаются в почве, на тенистой стороне камней и даже в снегах высоких гор и арктического пояса Земли. Если стакан с водой оставить на несколько дней в солнечном месте, то они появятся и там.

Водоросли легко вступают в симбиотические отношения с другими организмами. Они прекрасно сосуществуют с моллюсками, губками, простейшими, гидрами и плоскими червями. С грибами их сотрудничество оказалось настолько продуктивным, что даже получило отдельное название – лишайник. Когда-то такое объединение считали целостным растительным организмом, например мхом. В образовании лишайников участвует около 80 водорослей, из которых чаще всего встречаются представители рода требуксия.

Вольвокс

Вольвокс – подвижные колониальные водоросли, обитающие в стоячих пресных водоемах. В период массового размножения они способствуют цветению воды, окрашивая ее в зеленый цвет. Известно около 20 видов вольвокса.

Колония вольвокса выглядит как зеленый шар размером максимум 3 мм. В каждый из таких шаров входит от 10 до 200 тысяч микроскопических клеток, которые соединяются нитками из протоплазмы. Как и у хламидомонады, у них имеются жгутики для передвижения внутри водоема. Клетки не одинаковы и разделяются по своей специфике. Одни являются вегетативными, другие генеративными и принимают участие в половом размножении.

Вегетативный способ размножения

Водоросли размножаются несколькими способами. При вегетативном — ДНК родительского материала не взаимодействует с другими клетками. Этот способ может быть достаточно разнообразным, представляя собой:

Отделение клеток. Некоторые виды размножаются при помощи деления клеток. Новые бинарные единицы начинают развиваться в отдельный организм.
Почкование. На родительном теле нарастают новообразования, которые через определённое время отделяются.
Фрагментация. Обычно встречается у различных колониальных видов. Тело родителя разделяется на несколько фрагментов, которые становятся новыми организмами.

Тип размножения зависит от конкретного вида водорослей и принадлежности к какой-либо группе. Также бывают подвиды вегетативного способа, но они встречаются очень редко.

Контакт с водой или потребление рыбы из водоёма, подверженного интенсивному развитию цианобактерий, может стать причиной возникновения гаффской болезни, менингита, конъюнктивита и различных видов аллергических реакций. При отмирании и разложении массы водорослей в воде водоёма появляются неприятные запахи. Интенсивность и характеристика возникающих запахов определяются видом водорослей и их количеством. Резкий скачок потребления кислорода разлагающейся органической массой приводит к возникновению кислородных дефицитов и рыбных заморов.

В настоящее время не существует методик прогнозирования развития водорослей, вследствие чрезвычайной сложности и многофакторности этого явления.

Белый толстолобик (Hypophthalmichthys molitrix)

Обычно человек узнает о спирогире, сталкиваясь с ней, как с проблемой. В нашей статье мы расскажем об особенностях этой водоросли, масштабах ее распространения у нас в стране и во всем мире, а также методах борьбы с ней в рамках конкретного аквариума.

Описание и отличительные особенности

Скопления тончайших нитей спирогиры образуют тину. Это похожие на вату комки, покрытые слизью. Она имеет насыщенно-зеленый цвет и может покрывать дно водоема или плавать в толще и на поверхности воды.

Где обитает спирогира

Это наиболее распространённый вид водорослей по всей земле. В мире насчитывается около 340 ее разновидностей. Спирогира обитает практически во всех водоёмах с пресной водой, имеющих небольшое течением или стоячих. В том числе в ее среду обитания входят горячие и минеральные источники, водоемы в Тибете на высоте свыше 5600 м и в Антарктиде.

Загрязнение воды человеком вследствие сброса недостаточно очищенных промышленных и канализационных стоков в водоемы создало благоприятные условия для ее бурного развития в последние десятилетия. Во многих водоемах наблюдается сплошное зарастание дна или поверхности воды спирогирой, а также ее массовые скопления по берегам.

Разрастание этой водоросли представляет две опасности:

Она изменяет экологическую систему водоема, вытесняя другие растения; с ними нарушаются привычные условия для жизни и размножения массы животных;
Гниение огромных масс спирогиры продуцирует токсины, что уже напрямую отравляет все живое.

В России ученые давно бьют тревогу по поводу массового характера развития этой водоросли в Байкале и на Волге. В то же время более мелкие водоемы она способна захватить полностью, превратив в стоячее болото.

Споры спирогиры разносятся с водой, ветром, насекомыми и птицами и способствуют ее распространению в прудах, бассейнах и домашних аквариумах. Избыток света, тепла и органики ускоряет ее развитие.

Жизненный цикл и размножение

Спирогира размножается двумя способами:

Половое размножение спирогиры происходит путем конъюгации – процесса, который происходит при слиянии двух клеток из разных нитей. Впервые он описан К. А. Тимирязевым в 1907 году. При конъюгации спирогиры две параллельные нити сближаются, и в двух смежных клетках появляются вздутия стенки в направлении друг к другу. На рисунке спирогиры видно, как они продолжают расти, сталкиваются и превращаются в копуляционный канал. Перегородки, разделяющие их, рассасываются, и их содержимое сливается в единую массу, заполняя оболочку одной из исходных клеток. Эта клетка называется зиготой. Она округляется, отделяется от основной нити и покрывается толстой оболочкой, становясь зигоспорой. На зиму она впадает в период покоя, а весной претерпевает мейоз – деление ядра с уменьшением в два раза числа хромосом. В результате получаются четыре споры, три из них отмирают, а одна дает начало новой молодой нити.
Вегетативное размножение спирогиры происходит при разрыве ее нитей. Из каждого оторванного кусочка или даже отдельной клетки формируются новые нити, что способствует ее быстрому распространению.

Роль в природе

В природе спирогира – это неотъемлемый элемент экосистемы и один из важнейших источником кислорода в водоеме. Она образует густые заросли, важные для нереста некоторых рыб. Плотное переплетение ее нитей надежно защищает икру и мальков от хищников. Кроме того, она служит пищей для многих видов рыб и других обитателей водоемов.

Но в больших количествах она способна привести к экологической катастрофе.

Применение

В народной медицине свежую или высушенную и размоченную спирогиру накладывают на места ушибов, что способствуют рассасыванию уплотнений и уменьшению боли. При наложении на раны она ускоряет их заживление. А ее спиртовую настойку используют для компрессов при лечении язв и высыпаний при диатезе.

Биомассы этих водорослей, получаемые при очищении от них Байкала, привели к ряду экспериментов по использовании их в сельском хозяйстве. В частности, была доказана эффективность применения их в качестве органического удобрения и основы для мульчирования почвы с целью поддержания ее влажности.

Также разработана технология по ее переработке в брикетированное топливо, в том числе и комбинированное с продуктами переработки отходов.

Проведен ряд исследований возможности использования спирогиры в очистных сооружениях в качестве одного из этапов очистки воды. Она способна эффективно поглощать азото-фосфорные соединения из моющих и чистящих средств, что трудно достижимо другими средствами.

В Забайкалье пытаются даже изготавливать из нее дизайнерскую оберточную бумагу и сувениры с местным колоритом.

Спирогира в домашних аквариумах

Спирогира относится к одному из крайне агрессивных сорняков, который засоряет аквариумы так же, как и все другие водоемы.

Причины появления

Появление спирогиры может быть спровоцировано процессами гниения органических остатков в воде, а также слишком активным освещением и повышенной температурой воды.

Бороться со спирогирой крайне сложно, поэтому необходимо предотвращать загрязнение воды, чтобы потом не заниматься ее выведением.

Как избавиться?

Борьба с уже занесенной в аквариум спирогирой должна проводиться сразу по нескольким направлениям:

Механическое очищение воды, растений, декораций и грунта от ее нитей 2-3 раза в неделю с заменой 30% воды каждый раз; производить его надо крайне аккуратно, потому что любой разрыв нитчатой водоросли провоцирует ее вегетативное размножение; все декорации и грунт лучше прокипятить;
Уменьшение интенсивности освещения, снижение температуры воды и своевременное устранение ее органических загрязнений; в запущенных случаях применяется полное затемнение аквариума на трое суток с мощной продувкой воды все это время и активном насыщении ее кислородом;
Обработка воды 2-3 раза в неделю ультрафиолетовыми лампами;
Запуск в аквариум мелких креветок, которые питаются водорослями;
Использование специальных препаратов: Aqua Medic antigreen, Sera Algopur, Aquayer АльгоШок и т.п. Это может негативно повлиять на обитание некоторых растений, улиток или ракообразных, но в самых запущенных случаях это единственный эффективный метод борьбы.

Если вам было интересно или остались какие-то вопросы – оставляйте комментарии!

Читайте также: