Во–вторых, в воде, кроме водорослей, можно встретить некоторые высшие растения: и цветковые, и папоротники, и мхи. Их предками были обычные наземные растения. Водоросли же возникли в морях и океанах задолго до того, как первые высшие растения появились на поверхности Земли. Как группа, водоросли сформировались в водной среде и с тех пор так и не порвали с ней связи, поэтому их еще называют первичноводными. В отличие от них высшие водные растения прошли долгий путь от водных предков к сухопутным, а потом вновь во второй раз перешли к жизни в воде. Название вторичноводные отражает их эволюционный путь: из воды на сушу и снова в воду.
Посидония – вторичноводное цветковое растение
Почему водоросли относят к низшим растениям? Такое название должно отражать простоту их строения. Действительно, некоторые водоросли устроены очень просто. Весь их организм состоит из группы одинаковых клеток, собранных в нитчатое или пластинчатое слоевище (тело водоросли), которое прикрепляется к грунту с помощью нитевидных ризоидов. Обратите внимание, что несмотря на некоторое сходство, ризоиды и корни – это совсем не одно и то же: корни многоклеточные органы, а ризоиды одноклеточные или состоят из нескольких клеток. Такое примитивное строение имеет морская водоросль ульва, известная под названием «морской салат». Ее зеленое слоевище толщиной в два слоя клеток может достигать длины более 1 метра.
Сравнение строения ризоидов и корней
Но среди красных и бурых водорослей встречаются растения, у которых слоевище сложно ветвится, образуя подобие побегов и листьев. Внешне эти водоросли почти ничем не отличаются от папоротников с их сложно рассеченными перистыми листьями. Но в том–то и дело, что сходство это чисто внешнее.
Даже у самых сложно организованных водорослей нет ни листьев, ни стеблей, ни корней, как у высших растений. У водорослей отсутствуют ткани, из которых состоят органы высших растений. Их слоевище образовано почти одинаковыми клетками, и каждая – мастер на все руки: фотосинтезирует, поглощает из воды минеральные соли, хранит запасы питательных веществ, почти каждая может образовать органы размножения.
Органы высшего растения «поделили» между собой разные функции: в листьях происходят процессы фотосинтеза и испарение воды, стебли транспортируют минеральные и органические вещества, а корни удерживают растение в почве, поглощают минеральные растворы, иногда запасают питательные вещества. Выполнение всех этих функций обеспечивается устройством тканей, из которых состоит тот или иной орган: механические ткани побегов придают растению прочность, по сосудам и ситовидным трубкам происходит транспорт воды с растворенными веществами, в запасающей ткани откладываются питательные вещества, фотосинтезирующая ткань содержит хлорофилл и осуществляет фотосинтез.
Делессерия – водоросль с разветвленным слоевищем
Простота строения водорослей легко объяснима их водным образом жизни. Всё тело низших растений окружено водой, из которой они получают и минеральные вещества, и кислород, и углекислый газ. Зачем же «изобретать» проводящую систему и отращивать корни, если каждая клетка и так получает всё необходимое из окружающего раствора? Вода поддерживает водоросль во взвешенном состоянии, так что механические ткани ей тоже ни к чему. Водная среда не способствует усложнению строения растительных организмов – всё дается им слишком легко, вот и получается, что все водоросли устроены очень однообразно и просто: слоевище да ризоиды.
Водоросли – самые первые растения на Земле, но и сейчас они продолжают властвовать в морских глубинах. Вторичноводные растения могут расти на глубине не более 2–3 метров, а водоросли способны к погружению на 150–200 м, именно они заселяют основную площадь глубин и мелководий морей и океанов, образуя настоящие подводные леса. Такие «леса» дают приют и пищу многим животным. Бурые водоросли ламинарию и макроцистис поедают морские ежи. В зарослях на мелководьях у побережий Африки, обеих Америк и Азии пасутся крупные морские травоядные животные ламантины и дюгони. Среди водорослей нет ядовитых или колючих растений, поэтому многие животные не прочь полакомиться легко доступной пищей. Защитить себя водоросли не могут, единственное, что им остается – расти и размножаться быстрее, чем их едят.
Водоросли продолжают обеспечивать животных пищей и после своей гибели. Креветки, крабы, разнообразные черви и моллюски могут использовать в пищу отмершие части растений. Вместе с фитопланктоном водоросли являются источником пищи, а значит, энергии для существования всех остальных морских и пресноводных обитателей.
Красный, бурый, зеленый...
Все водоросли делят на несколько крупных групп, или отделов, в соответствии с их окраской. Среди них особенно выделяются бурые, красные и зелёные водоросли. Раньше к водорослям причисляли еще и цианобактерий (см. с. 15), диатомей, эвглен и динофлагеллят (см. с. 77). С этими организмами мы уже познакомились в разделах, посвященных бактериям и простейшим. Все красные и бурые водоросли за несколькими исключениями живут в морях и океанах. В отличие от теплолюбивых красных водорослей, бурые водоросли отдают предпочтение холодным и умеренным водам как северного, так и южного полушария. Представители отдела зеленых водорослей, наоборот, населяют преимущественно пресные водоемы, хотя среди них есть и морские виды, например ульва.
Красные водоросли в основном встречаются на глубинах более 35 м, на глубинах от 6 до 30 м преобладают бурые водоросли, а на глубине до 6 м от поверхности воды в основном встречаются зеленые водоросли. Случайно ли такое распределение? Оказывается, нет.
Водоросли: 1 – красные; 2 – бурые; 3 – зелёные; 4 – жёлтозелёные; 5 – золотистые
Давайте вспомним, что мы знаем о цвете с точки зрения физики. Известно, что белый цвет состоит из излучений семи цветов: красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего и фиолетового. Также известно, что цвет предмета определяется тем, какие лучи он отражает от своей поверхности: красные, предметы отражают красные лучи, поглощая все остальные. Мы видим, естественно, только отраженный свет. Так и окраска водорослей зависит от того, какого цвета лучи ими улавливаются, а какого – отражаются.
Растениям придают цвет особые вещества – пигменты, с помощью которых они улавливают энергию солнечных лучей. Образно выражаясь, пигменты – это своего рода световые ловушки. На небольших глубинах, где царствуют зеленые водоросли, растения в основном поглощают красно–оранжевые лучи и отражают зеленые. В этом им помогает зеленый пигмент – хлорофилл.
Но помимо хлорофилла, имеющегося у всех фотосинтезирующих организмов, у растений есть и другие пигменты. На глубине до тридцати метров, где преобладают желтые лучи солнечного спектра, встречаются в основном бурые водоросли. У бурых водорослей хлорофилл маскируется желто–коричневыми пигментами из группы каротиноидов. С каротиноидами вы хорошо знакомы – это они окрашивают морковь и осенние листья в оранжевый цвет. На большие глубины проникают лучи зеленого и голубого цвета. Их улавливают пигменты красных водорослей: голубой – фитоцианин, и красный – фикоэритрин. Хлорофилл у них тоже есть, но опять же маскируется красными пигментами.
