Бурі водорості в акваріумі. Бурі водорості - будова та розмноження, особливості та причини виникнення Все про бурі водорості

Відносять 250 пологів та близько 1500 видів. Найбільш відомі представники – ламінарія, цистозейра, саргас.

Це, в основному, морські рослини, лише 8 видів є вдруге прісноводними формами. Бурі водоростіпоширені в морях земної кулі повсюдно, досягаючи особливої ​​різноманітності та численності в холодних водоймах приполярних та помірних широт, де формують великі зарості у прибережній смузі. У тропічному поясі найбільше скупчення бурих водоростей відзначається в Саргасовому морі, їх масовий розвиток зазвичай відбувається взимку, коли температура води знижується. Великі підводні ліси утворені ламінарієвими водоростями біля узбережжя Північної Америки.

Бурі водорості зазвичай прикріплені до твердого субстрату, наприклад, каміння, скелі, раковини молюсків, слані інших водоростей. За розмірами вони можуть досягати від кількох сантиметрів до кількох десятків метрів. Багатоклітинна верства пофарбована від оливково-зеленого до темно-бурого кольору, оскільки в клітинах, крім хлорофілу, є значна кількість коричневих і жовтих пігментів. Ці рослини мають найбільш складну будову з усіх водоростей: у деяких із них клітини згруповані в один-два ряди, ніж нагадують тканини вищих рослин. Види можуть бути як однорічні, і багаторічні.

Таллом. У водоростей цієї групи слані можуть бути різної форми: стелиться або вертикально «висять» нитки, пластинки (цілісні або порізані) або кущі, що гілкуються. До твердого субстрату таломи прикріплені за допомогою різоїдів (підошви). Для вищих бурих водоростей порядку ламінарієвих та фукусових характерна диференціація тканинних структур та поява провідних систем. На відміну від водоростей інших груп, бурим властиво наявність багатоклітинних волосків із базальною зоною зростання.

Будова клітини . Покривом служить товста клітинна стінка, що складається з двох або трьох шарів, що сильно ослизняється. Структурними компонентами клітинної стінки є целюлоза та пектин. У кожній клітині бурих водоростей міститься одне ядро ​​та вакуолі (від однієї до кількох). Хлоропласти дрібні, дисковидної форми, мають буре забарвлення через те, що крім хлорофілу і каротину, у них є висока концентрація бурих пігментів – ксантофілів, зокрема фукоксантину. Також у цитоплазмі клітини відкладаються запаси поживних речовин: полісахариду ламінарину, багатоатомного спирту маніту та різних жирів (олій).

Розмноження бурих водоростей . Розмноження здійснюється безстатевим та статевим способом, рідко вегетативно. Органами розмноження є спорангії, як одногнездные, і многогнездные. Зазвичай є гаметофіт і спорофіт, причому у вищих водоростей вони чергуються у суворій послідовності, тоді як у нижчих чіткого чергування не відбувається.

Значення. Значення бурих водоростей у природі та житті людини велике. Вони є основним джерелом органічних речовин у прибережній зоні морів. У заростях цих водоростей, що займають величезні площі, знаходять притулок та їжу багато морських мешканців. У промисловості використовуються у виробництві альгінових кислот та їх солей, для отримання кормового борошна та порошку для виготовлення лікарських засобів, що містять у великій концентрації йод та ряд інших мікроелементів. В акваріумах поява бурих водоростей пов'язують із недостатнім освітленням. Деякі види вживають у їжу.

Життя зародилося у Світовому океані. Саме так вважає сучасна наука. Ви можете мати власний погляд на походження життя, але ми зараз про інше.

Багато морських продуктів мають унікальні цілющими властивостями- І це незаперечний факт. Тому всі, хто піклуються про своє здоров'я та зовнішність, обов'язково повинні познайомитися хоча б із найпоширенішими та найдоступнішими продуктами — морськими водоростями (ламінарією, спіруліною та капустою).

Втім, ми впевнені, ви точно хоч раз у житті спробували щось із перерахованого. І, можливо, вже сформували до них своє ставлення, як і до будь-якого продукту. Якщо ви великий шанувальник морепродуктів, ваш приємно підтвердити правильність свого захоплення. Якщо ви використовуєте вищезгадане епізодично, то, можливо, наші відомості будуть вам корисні. Ну, а якщо хтось так і не зміг подолати специфічні відчуття... що ж, ґвалтувати себе не треба, не все одно прочитайте, адже використовувати морські водорості важливо не тільки в натуральному вигляді і не тільки в їжу...

На підставі різних ознаквідрізняється десять типів водоростей:

  • Червоний.
  • Бурі.
  • Різноджгутикові.
  • Діатомові.
  • Пірофітові.
  • Золотисті.
  • Синьо-зелені.
  • Харові.
  • Жовтозелені.

У цьому всі типи еволюціонували незалежно друг від друга.

Застосування бурих та червоних водоростей

Бурі водорості

Ламінарія— бура водорість із морів Тихоокеанського та Північного Льодовитого океанів. Основні її зарості на глибині від чотирьох до метрів до десяти метрів. Шару (тіло) ламінарії дуже широке, велике. Досягає іноді до 20 м завдовжки. У народі ламінарія невипадково отримала назву «морська капуста», її широко використовують у їжі як у свіжому, і у сушеному, консервованому вигляді.

Ламінарія - один з основних компонентів для приготування суші та ролів.

Для лікування низки захворювань (зоба, атеросклерозу, коліт, запорів) ламінарія знаходить застосування у вигляді порошку. Випускається гранульований препарат у таблетках "Ламмінарид".

Фукус пухирчастий- Прибережна водорість морів Північного льодовитого та Атлантичного океанів. За вмістом корисних речовин не поступається морській капусті.

Застосування порошку з фукусу показано при захворюваннях:

  • імунної системи
  • ожирінні
  • порушень у ШКТ
  • Лікування ожиріння засноване на здатності заповнювати шлунок, викликаючи почуттів наповнення та ситості.

Ламінарія і фукус використовуються для отримання природних загусників - альгінатів:

  • Е 401, альгінат натрію
  • Е 402, альгінат калію

Альгінати необхідні при виробництві багатьох антацидних засобів для нейтралізації соляної кислоти шлункового соку.

Маски з альгінової кислоти широко застосовують у косметології.

Надмірне вживання препаратів та харчових продуктів з бурими водоростями може завдати шкоди особам із захворюваннями щитовидної залози, порушеннями йодного обміну.

Червоні водорості

Анфельція- Представник багрянок, мешкає в багатьох зовнішніх морях півночі і Далекого Сходузустрічається в чорному морі. Виглядає як невисокі гіллясті, жорсткі кущики червоного чи жовтого кольору. Мешкає на глибині до 5 метрів у прибережних зонах. Росте пучками чи кулястими утвореннями.

Основне призначення – виробництво природного загусника – агар – агара. Харчова добавка Е 406 (агар - агар) основна желююча речовина при виробництві мармеладу, пастили, суфле. У деяких країнах замінює желатин.

Застосовується як живильне середовище для посіву та зростання багатьох патогенних мікроорганізмів.

У народної медицинибагатьох прибережних країн анфельція використовується як протипухлинний засіб при раку молочної залози.

Безконтрольне вживання продуктів з анфельції може завдати шкоди хворим із різними формами діареї.

Грацилярія— червона водорість, що мешкає в багатьох, переважно теплих морях. Відмінною властивістю від анфельції є велика швидкість зростання та придатність до культивування, як марикультури. Великих успіхів досягли у вирощуванні грацилярії вчені приморського краю.

Будучи сировиною для виробництва агароїдів, приморські плантації грацилярії здатні наситити сировинний ринок для природних загусників.

Чорноморська марікультура

Філофора ребриста- Червона водорість Чорного моря. Широко культивується для виробництва агароїдних речовин. Великі зарості знаходяться неподалік Одеси. Як і грацилярія, віддає перевагу тим місцям, де прісноводні річки впадають у море. На чорноморському північно-західному прибережному шельфі утворює цілі підводні джунглі.

Хімічна речовина йоду була вперше отримана в 1813 році при виробництві з червоних водоростей натрієвої селітри. Оскільки природні поклади селітри були у Чилі, там і було організовано виробництво йоду. Європейський йод у роки отримували лише з червоних водоростей, що з часом не витримало конкуренції з чилійським виробництвом.

У Росії у 1915 році на чорноморській філофорі працював завод з випуску йоду в м. Катеринославі (Дніпропетровську). При виготовленні агароїдів на Одеському заводі налагоджують виробництво найціннішого порошку з амінопептидів, який знайшов застосування у виробництві багатьох косметичних засобів, що уповільнюють старіння.

Застосування порошку та емульсії з грацилярії та філофлори при виробництві продуктів харчування, косметичних засобів не завдають шкоди організму, за винятком випадків індивідуальної непереносимості.

Екстракт із Ірландії

Гігартина та хондрус кучерявий - це споріднені червоні водорості. Виростають у прибережній зоні Ірландії, США. Використовуються для отримання харчового загусника - карагену. На основі якого випускається безпечне дитяче харчування.

Завдяки здатності відновлювати епідерміс шкіри, робити її структуру гладкою, екстракт із гігартини та хондрусу кучерявого широко застосовуються в косметичній промисловості.

Важлива властивість карагенану – це можливість перешкоджати проникненню вірусу папіломи людини (ВПЛ) у здорові клітини. Дослідження показали, що застосування екстракту червоних водоростей може стати основним профілактичним засобом від зараження вірусом папіломи людини. Гелі та мазі на його основі мають невисоку вартість і після закінчення клінічних випробувань можуть стати альтернативним засобом широкого застосування у боротьбі з ВПЛ.

Користь препаратів, харчових добавок із морських водоростей важко недооцінити. Наприклад, така «морська трава» як сморник (камка) використовується для приготування порошку, схожого за своїми якостями з приправою каррі. Але страви з ним не лише смачні, а й дуже корисні.

Придбати продукти або препарати з водоростей можна в торговій та аптечній мережі, в тому числі через інтернет. Щоб уникнути підробок, звертайте увагу на наявність сертифікату якості. При індивідуальній нестерпності прочитайте склад продуктів, добавки Е 401,402,406 виготовлені з водоростей.

Важливо пам'ятати, що надмірне вживання навіть найкорисніших і потрібних речовин може завдати шкоди. А вживання будь-яких ліків краще розпочинати після консультації з лікарем.

Літотамнія

Червона коралова водорість, що відрізняється багатим мінеральним складом (у ній налічується понад 30 мінеральних речовин), містить високі дози магнію і особливо заліза. Для профілактики та оздоровлення організму рекомендована добова доза водоростей становить 20 г для свіжого, свіжозамороженого або сухого пресованого продукту (асаку, вакам, норі та ін.).

Порфіра

Належить до червоних водоростей, перешкоджає розвитку атеросклерозу та знижує в організмі рівень «поганого» холестерину. Даний вид морських водоростей може бути рекомендований сердечникам як дієтична добавка до їжі. Ще порфіра багата на вітаміни A, B12 і D.

Спіруліна

Відноситься до зеленим водоростям,дуже багата на легко засвоювані білки (на 100 г порошкоподібного продукту припадає 60-70 г білка). А це втричі перевищує білкову цінність соєвих бобів. Не варто забувати і про 18 різних амінокислот, кожна з яких потрібна для здорового повноцінного життя. Причому 8 амінокислот із цього списку організм синтезувати не вміє.

Вважається однією з найпопулярніших їстівних морських водоростей. Сумно, що у свіжому вигляді її можуть собі дозволити лише мешканці африканського узбережжя озера Чад та мексиканці з Тескоко – території природного зростання спіруліни. Іншим доводиться задовольнятися біологічно активними добавками та напівфабрикатами. Харчова цінністьцієї зеленої водорості настільки велика, що її навчилися розводити у штучних умовах (у величезних чанах із теплою, насиченою вуглекислим газом, водою) у Франції та Мексиці.

Ульва чи морський салат

Відноситься до зеленим водоростям,з давніх-давен використовується в їжу жителями Ірландії, Японії, Франції, Китаю, Скандинавії. У морському салаті багато заліза, поживних білків та клітковини.

Властивості морських водоростей. Користь морських водоростей. Лікування морськими водоростями

Біологи та медики впевнено заявляють, що за вмістом активних речовин водорості перевершують усі інші види рослин.

Морські водорості мають протипухлинні властивості.

У літописах різних народівпро них збереглися численні оповіді. Морські водорості використовували не лише як чудовий харчовий продукт, а й як ефективний засібдля профілактики та лікування різних захворювань.

Вже в стародавньому Китаїморський капустою лікували злоякісні пухлини. В Індії морські водорості використовували як ефективний засіб у боротьбі з деякими захворюваннями залоз внутрішньої секреції. У далекі часи в суворих умовах крайньої Півночі помори лікували водоростями різні захворювання, а також використовували їх як єдине джерело вітамінів.

Якісний та кількісний вміст макро- та мікроелементів у морських водоростях нагадує склад крові людини, що говорить про наш еволюційний зв'язок з морем, а також дозволяє розглядати морські водорості як збалансоване джерело насичення організму мінеральними речовинами та мікроелементами.

Морські водорості містять низку речовин, що мають біологічну активність:

  • ліпіди, багаті на поліненасичені жирні кислоти;
  • похідні хлорофілу;
  • полісахариди: сульфатовані галактани, фукоїдани, глюкани, пектини, альгінову кислоту, а також лігніни, які є цінним джерелом харчових волокон;
  • фенольні сполуки;
  • ферменти;
  • рослинні стерини, вітаміни, каротиноїди, макро- та мікроелементи.
  • Що стосується окремих вітамінів, мікроелементів та йоду, то їх у морських водоростях більше, ніж в інших продуктах.

Морські водорості та біологічно активні речовини з них мають антимутагенну активність, яку визначають пігменти р-каротин, хлорофіл, лютеїн, радіопротекторними властивостями, що пов'язано з наявністю в їх складі альгінової кислоти та її солей.

Альгінати здатні вибірково зв'язувати та виводити з організму іони важких металів, наприклад стронцію та цезію, а також інші радіонукліди. Особливістю препаратів альгінової кислоти є їх спрямована корекція у найбільш радіоуражених життєво важливих системах організму людини (кровотворна система та шлунково-кишковий тракт). Є дані про сприятливу симптоматичну дію ламінарії у онкологічних хворих. Морську капусту (ламінарію) фахівці рекомендують не тільки для профілактики раку та лейкемії, але також за променевої хвороби. Лікувальний антиканцерогенний ефект ламінарії обумовлений наявністю в цій морській водорості багатьох біологічно активних речовин та комплексу мікроелементів. Саме на її основі створено потужні біодобавки – онкопротектори.

Вченими доведено, що водорості мають більшу біологічну активність, ніж наземні рослини. Дослідження свідчать, що інуїти (ескімоси) Аляски та Гренландії значно рідше хворіють на злоякісні новоутворення в порівнянні з іншими популяціями. І хоча вміст жиру в дієті у ескімосів високий, їхній раціон харчування відрізняється великою кількістюриби та інших морепродуктів, які викликають захисний протипухлинний ефект. Суглобовий ревматизм, діабет та захворювання серцево-судинної системи у цих народностей також майже не зустрічаються.

Вчені пояснюють це наявністю поліненасичених жирних кислот у їхньому харчуванні. Вони мають високу біологічну активність, не синтезуються в організмі людини, тому незамінні. Поліненасичені жирні кислоти морських водоростей беруть участь у синтезі простагландинів, які мають величезний вплив на здоров'я. Вони здатні розширювати судини, знижувати кров'яний тиск, розширювати чи звужувати просвіт бронхів, стимулювати вироблення гормонів, збільшувати чутливість нервових волокон. Простагландини відіграють важливу роль у діяльності статевої системи, у механізмах запліднення та пологів.

Бурі водорості та препарати з них мають гіполіпідемічну дію, перешкоджають розвитку ожиріння, покращують функції серцево-судинної системи. Традиційна японська дієта з великим вмістом морських водоростей та зниженою калорійністюпопереджає розвиток ожиріння та атеросклерозу. В даний час доведено, що насичення організму поліненасиченими жирними кислотами Омега-3, що містяться в морських водоростях та риб'ячому жирі, нормалізує ліпідний обмінта перешкоджає розвитку атеросклерозу.

Морські водорості використовують для профілактики та лікування серцево-судинних захворювань.

У біологічно активних речовин морських водоростей виявлені протизапальні та імуномодулюючі властивості. Імунокоректори з водоростей підвищують активність імунної системи людини і дають можливість організму успішно боротися з бактеріальними, грибковими та вірусними інфекціями. У низці досліджень доведено противірусну активність щодо вірусу імунодефіциту людини. Висока сорбційна активність препаратів робить їх незамінними для запобігання алергічних та аутоімунних захворювань. Вони здатні відновлювати функціональну активність макрофагів та Т-лімфоцитів, посилюють клітинну кооперацію, активізують синтез секреторних імуноглобулінів-А, дефіцит яких є базою хронічних захворювань із залученням слизових оболонок дихальних шляхів, сечостатевої системи та шлунково-кишкового.

Морські водорості акумулюють із морської води цілу низку вітамінів (А, С, D, вітаміни групи B, К, РР, фолієву та пантотенову кислоти).

Про головне: у водоростях містяться абсолютно всі необхідні для повноцінної роботи нашого організму мінерали, вітаміни та амінокислоти. При цьому досить просто регулярно включати до раціону стандартні порції продукту.

Більше того, сучасна медицина пішла назустріч тим, кому не зовсім подобається смак морських водоростей, і сьогодні створено безліч препаратів, до складу яких входять водорості (проти ревматизму, мігрені, діабету). Пригадайте, мабуть, ви чи ваші друзі зміцнювали імунітет з допомогою екстракту зі спіруліни.

Про користь морських водоростей для схуднення

По-перше, подібно до ананасу, бурі водорості (ламінарія, морська капуста) містять особливий фермент, що розщеплює жири.

По-друге, водорості можна запивати водою чи зеленим чаєм. При цьому вони набухають у шлунку, значно збільшуються в обсязі та надовго усувають почуття голоду.

По-третє, водорості містять мізерну кількість калорій: від 7 до 15 на 100 г (залежно від виду). Так що салат з водоростей (якщо не додавати майонез та інші калорійності) можна їсти мало не без обмежень.

Морські водорості у боротьбі з целюлітом

Ця порада теж дуже корисна, особливо тим, хто так і не зміг звикнути до смаку водоростей. Такий гарний цей продукт, що фахівці з стрункості тіла знаходять йому застосування не тільки як їжа!

Ви вже здогадалися, йдеться про боротьбу з целюлітом. Процедура винятково ефективна: через три дні після неї обсяги зменшуються до 7 сантиметрів. Щоправда, за умови, що проводити її ви будете у салоні.

Гаряче обгортання (а саме такий вид і потрібно вибирати) стимулює кровообіг, покращує вид шкіри, сприяє виведенню токсинів зі шкіри, зменшує об'єми тіла, і навіть швидше гояться ранки та подряпини.

Але деякі фахівці вважають, що такий блискучий ефект досягається лише шляхом тимчасового відтоку рідини з тканин, а тому рекомендують проводити обгортання разом з іншими процедурами: масажем, міостимуляцією та фізичними навантаженнями. А якщо прийняти ще спеціальну ванну – шкіра стане, як попка у немовляти.

Водорічна ванна

100 г водоростей та 100 г морської солі, не перемішуючи, всипати у ванну. Приймати трохи більше 25 хвилин.

Потім, не витираючись, загорніться в махрове простирадло і посидіть так півгодини. Після цього слід обмитися теплою водою, витертись і нанести на шкіру антицелюлітний крем обов'язково з масажем.

І насамкінець хочемо відзначити, японці, які активно споживають морепродукти взагалі і водорості зокрема, відрізняються завидним здоров'ям і високою тривалістю життя.

Використання водоростей у народній медицині

Рецепт настою водоростей для лікування щитовидної залози

Для приготування цієї настойки вам потрібно буде: дві столові ложки ламінарії, двісті п'ятдесят грам води. Вам потрібно буде розтерти ламінарії в дрібний порошок, а потім вживати перед сном, запиваючи водою протягом п'ятнадцяти-тридцяти днів.

Рецепт із сухої ламінарії для лікування виразки шлунка

Для цього знадобиться дві столові ложки ламінарії, двісті п'ятдесят грам води. Водорості слід подрібнити до стану порошку та приймати по одній столовій ложці, запиваючи водою, три-чотири рази на день до або після їди. Курс лікування триватиме від двох тижнів до місяця.

Рецепт відвару водоростей для лікування варикозу

Вам знадобиться: одна столова ложка фукуса або ламінарію, а також двісті п'ятдесят мл води. Для приготування залийте водорості кип'яченою водою за температури 35-37 градусів за Цельсієм. Потім наполягайте протягом кількох годин. Застосовувати отриману суміш потрібно в такий спосіб. Нанесіть настоянку на лляну тканину, потім оберніть нею проблемні ділянки тіла і накрийте рушником. Початковий час проведення процедури – до півгодини. Поступово збільшуйте до двох годин. Проводити обгортання слід 1-2 рази на тиждень. Загальний курслікування – десять-п'ятнадцять процедур.

Рецепт для лікування герпесу

Вам знадобиться двадцять п'ять крапель спиртового екстракту ламінарії. Подрібнити 100 г водоростей, наполягати в 100 г 96% спирту 7 днів у темному місці. Змочіть вату в екстракті та нанесіть її на уражену ділянку. Застосовуйте двічі-тричі на день при герпесі.

Ламінарія для лікування ерозії шийки матки

Все, що вам потрібно, - дві столові ложки сухої ламінарії, або фукуса, двісті п'ятдесят мл води. Водорості слід подрібнити і приймати по одній чайній ложці, запиваючи водою, один або два рази на день. Курс лікування – лише два тижні.

Увага! Усім, хто має проблеми з нирками чи діяльністю щитовидної залози перед тим, як вводити морські водорості у свій раціон на регулярній основі, необхідно проконсультуватися зі своїм лікарем.

Протипоказання

  • Алергія на морепродукти, йод.
  • Також водорості радять не вживати жінкам під час вагітності.

18. Відділ 9. Бурі водорості - Phaeophyta (Phaeophycophyta, Phaeophyceae) (Н. А. Мошкова)

Бурі водорості – переважно морські багатоклітинні рослини, дуже великі, складно розчленовані, прикріплені до субстрату. В даний час відомо близько 1500 видів бурих водоростей, що належать до 240 пологів. У прісних, переважно холодних проточних водах помірних широт досі виявлено 5 видів бурих водоростей. Завдяки незначним розмірам їх таломів і рідкісної народження, вони залишаються слабо вивченою групою рослин як в біологічному, так і в екологічному відносинах.

Загальною зовнішньою ознакою індивідів бурих водоростей служить жовтувато-буре забарвлення їх таломів, обумовлене наявністю у них великої кількості жовтих та бурих пігментів. Талломи можуть бути мікроскопічними (кілька десятків мікрометрів) та гігантськими (30-50 м; у деяких видів пологів Laminaria Lamour., Macrocystis Ag., Sargassum Ag.). Форма таломів дуже різноманітна: ниткоподібна, кіркоподібна, мішковидна, пластинчаста (цілісна або з розривами, виростами та численними отворами, гладка або з поздовжніми складками та ребрами), а також кущоподібна.

Найбільш просто організовані таломи бурих водоростей порядку Ectocarpales. У примітивних організмів (Bodanella Zimmerm.) Талл представлений однорядними безладно гілкуються в одній площині нитками, щільно прилеглими до субстрату. Види роду Ectocarpus Lyngb. мають кущисті таломи, утворені однорядними висхідними нитками, що рясно гілкуються, основою яких служать стелиться різоїди (рис. 18.1).

У деяких представників порядку Chordariales висхідні нитки з'єднані в пучки, укладені в слиз. При цьому розрізняють одноосьовий тип будови талому, при якому від основи піднімається вгору одна нитка, а від неї відгалужуються інші нитки, що йдуть поряд з нею, і багатоосьовий тип будови, коли від основи піднімається вгору одразу пучок однорядних ниток. У високоорганізованих бурих водоростей (Laminaria, Fucus Tourn., Sargassum) таломи диференційовані та нагадують квіткові рослини. Вони мають стебло-, листо- і коренеподібні частини, деякі великі представники мають повітряні бульбашки, що утримують гілки у вертикальному положенні.

Зростання бурих водоростей інтеркалярне або апікальне. У найбільш примітивних форм відбувається інтеркалярне дифузне зростання, у більш еволюційно просунутих водоростей намічається вже інтеркалярна зона зростання. Вона зазвичай розміщується в базальній частині багатоклітинних волосків і зумовлює трихоталічний ріст, характерний для бурих водоростей.

На поверхні однорядних таломів бурих водоростей утворюються багатоклітинні ниткоподібні волоски. При цьому розрізняють волоски справжні та хибні. Справжні волоски мають при основі інтеркалярну зону росту, де клітини діляться часто і тому вони дрібніші, короткоциліндричні або дископодібні. Хибні волоски такої спеціальної зони росту не мають і є продовженням вегетативних однорядних ниток з сильно витягнутими клітинами, позбавленими хлоропластів.

У багаторядних слані бурих водоростей спостерігається спеціалізація клітин з утворенням тканин - паренхіматозний тип структури тіла. У найпростішому випадку розрізняють кору з інтенсивно забарвлених клітин, що містять велику кількість хлоропластів та особливих вакуолей - фізод, і серцевину, що складається з безбарвних, часто більших клітин однакової форми. У складніше організованих бурих водоростей (Laminariaceae, Fucaceae) коровий шар досягає значної товщини і складається з інтенсивно забарвлених клітин різного розміру та форми (рис. 18.2). Поверхневі чотири шари кори утворені дрібними клітинами, витягнутими до поверхні. Ці верхні шари називають меристодермою - покривною тканиною, що ділиться. Вони здатні активно ділитися та виробляти волоски та органи розмноження. Справжні волоски розміщуються на поверхні меристодерми розсіяно або пучками і часто занурені своїми основами в особливі поглиблення – криптостоми. Глибше під меристодермою лежить кора з великих пофарбованих клітин. У центральній безбарвній частині талому можна розрізняти дві групи клітин. У центрі знаходяться рихло-або щільно розташовані нитки з сильно витягнутими клітинами - серцевина, між серцевиною та корою лежать великі безбарвні клітини - проміжний шар. Серцевина бурих водоростей служить як транспорту продуктів фотосинтезу, а й виконує механічну функцію; у ній часто є тонкі нитки з товстими поздовжніми оболонками. Найбільш складною анатомічною будовою відрізняються представники порядку Laminariales, у яких у серцевині розвиваються слизові канали з особливими секреторними клітинами для транспортування продуктів фотосинтезу – ситовидні трубки та трубчасті нитки.

Талломи бурих водоростей прикріплені до ґрунту або інших субстратів і лише іноді, внаслідок механічного пошкодження, відриваються та вільно плавають. Органами прикріплення зазвичай є довгі вирости - ризоїди, у великих форм вони масивні і є короткими коренеподібними виростами, що охоплюють субстрат на кшталт пташиних пазурів. У представників порядку Fucales та деяких інших водоростей органом прикріплення є дископодібне розростання на основі талому - базальний диск, сплощений чи конічний, щільно пристає до грунту.

Розгалуження бурих водоростей моноподіальне. Бічні гілочки чергові, розсіяні чи супротивні. При швидкому доростанні до розмірів головної нитки (материнських клітин) виникає дихотомовидное розгалуження. Досить часто чергові та супротивні гілки розміщуються в одній площині і водорості набувають своєрідного перистого вигляду. Правильність розміщення гілочок часто маскується вторинними розгалуженнями.

Серед бурих водоростей є види з ефемерними, однорічними та багаторічними таломами. На тривалість існування таломів великий вплив мають екологічні умови. Багаторічні таломи бурих водоростей бувають кількох типів. В одних водоростей таллом багаторічний, щороку відмирають лише пагони, на яких розвивалися органи розмноження (Fucales), в інших (Laminariales) багаторічними є стовбур та органи прикріплення, пластинчаста частина – однорічна. У деяких тропічних видів саргасових водоростей багаторічним буває лише диск, який служить для прикріплення талому.

Клітини бурих водоростей одноядерні, кулясті, еліпсоїдні, бочкоподібні, здебільшого циліндричні, витягнутоциліндричні або короткоциліндричні, дископодібні, іноді багатокутні або невизначені обриси. Різноманітні вони також за розмірами. Ядро звичайного для еукаріотів типу.

Оболонка клітин двошарова. Внутрішній шар целюлозний, проте целюлоза бурих водоростей за своїми властивостями відрізняється від целюлози квіткових рослин, тому її іноді називають альгулозою. Зовнішній шар пектинової оболонки, складається зазвичай з білкових сполук альгінової кислоти і її солей. Завдяки такій будові оболонка бурих водоростей може сильно набухати, перетворюючись на слизову масу іноді значного обсягу. У більшості бурих основою пектину є камедевидна речовина – альгін (розчинна натрієва сіль альгінової кислоти), у деяких – фукоїдин.

Вміст сусідніх клітин бурих водоростей повідомляється у вигляді плазмодесм. У клітинах з товстими оболонками (у великих слані) добре виражені пори.

Клітини бурих водоростей мають одну велику або кілька дрібних вакуолей. Крім того, зустрічаються фізоди - дуже дрібні вакуолі (до 4 мкм у діаметрі), заповнені фукозаном - з'єднанням, подібним до таніну. У молодих клітинах фізиди безбарвні, у старих – забарвлені у жовтий чи бурий колір.

Хлоропласти пристінні, переважно численні, дрібні, дископодібні, рідше стрічкоподібні або пластинчасті. Однак у міру старіння клітин форма хлоропластів може змінюватися і замість вузьких зігнутих у клітинах можуть з'явитися численні дископодібні хлоропласти. Піреноїди є або в хлоропластах вегетативних клітин або тільки в хлоропластах гамет; у ряду видів піреноїди взагалі відсутні або трапляються рідко.

Бурі водорості відрізняються своєрідним складним набором пігментів. У хлоропластах виявлені хлорофіли а, с (хлорофіл b відсутня), β- та ε-каротини, а також кілька ксантофілів-фукоксантин, віолаксантин, антераксантин, зеаксантин та ін. З них особливо специфічний фукоксантин інтенсивно бурого кольору. Різні співвідношення цих пігментів зумовлюють фарбування бурих водоростей від оливково-жовтого до темно-бурого, майже чорного кольору.

Продуктами асиміляції бурих водоростей є різні розчинні в клітинному соку вуглеводи - ламінарії (полісахарид), маніт (шестіатомний спирт, що відіграє істотну роль в обміні речовин), а також олію.

У бурих водоростей зустрічаються безстатеві та статеві форми розмноження. Однак вегетативне розмноження фрагментацією талому не можна вважати безумовним. Воно спостерігається лише тоді, коли відірвані таломи потрапляють у більш менш захищені місця і продовжують там вегетацію. При цьому їх нижні старіші частини відмирають, руйнуються, а молоді гілки розвиваються в самостійні рослини, не прикріплені, однак, до ґрунту. Такі рослини, що плавають або лежать на ґрунті, ніколи не утворюють органів статевого та безстатевого розмноження.

Спеціальні бруньки вегетативного розмноження є лише у видів роду Sphacelaria Lyngb. (Рис. 18.3).

Безстатеве розмноження здійснюється рухомими зооспорами, що утворюються багато в одногніздних спорангіях. У найбільш просто організованих морських і прісноводних бурих водоростей (Ectocarpus, Sphacelaria, Pleurocladia А. Br. та ін) одногніздні спорангії є кулястими або еліпсоїдними клітинами, які розташовуються як бічні вирости гілок (рис. 18.4, 1). У спорангіях відбувається редукційний поділ ядра з наступними багаторазовими мітотичними поділами; одночасно з ядрами діляться хлоропласти. В результаті утворюється велика кількість зооспор, які звільняються через розрив оболонки на вершині спорангія і, недовго поплававши, проростають у нову, таку ж зовнішність, але вже гаплоїдна рослина. У видів роду Laminaria зооспорангії утворюють сорус на поверхні листоподібної пластини. Сорус складається з парафіз та зооспорангіїв (див. рис. 18.4, 2, 5). Парафізи є витягнутими клітинами, з хлоропластами у верхньому розширеному кінці, що розвиваються на поверхні талому між органами розмноження і службовці для їх захисту. Оболонка парафіз на вершині сильно ослизняється, утворюючи своєрідний товстий слизовий ковпачок. Слизові ковпачки сусідніх парафіз стуляються, завдяки чому виходить суцільний товстий шар слизу, що захищає сорус. Зооспорангії витягнуто еліпсоїдні, з ослизненою оболонкою на вершині. У зооспорангії розвивається залежно від виду по 16-128 зооспор. Перше розподіл ядра редукційне. Деякі бурі водорості розмножуються нерухомими, позбавленими джгутиків, спорами – апланоспорами. Моноспори спостерігаються лише у видів порядку Tilopteridales, тетраспори - у видів порядку Dictyotales (Dictyota dichotoma (Huds.) Lamour., див. рис. 18.4, 4).

Підлоговий процес ізо-, гетеро-і оогамний. Гамети зазвичай утворюються в багатогніздних гаметангії, по одній у кожній камері. Рухливі клітини бурих водоростей - зооспори у гамети мають подібну будову - вони грушоподібні, з одним хлоропластом та двома джгутиками, прикріпленими збоку. Один джгутик довший, перистий, спрямований вперед, інший - короткий, гладкий, бичкоподібний, спрямований назад. Стигма у рухливих клітин помітна який завжди. Хлоропласт чоловічих гамет при оогамії може бути безбарвним.

У циклі розвитку більшості бурих водоростей класу Phaeozoosporophyceae відбувається зміна форм розвитку та чергування статевого та безстатевого поколінь, тобто гаметофіту (іноді ще й гаметоспорофіту, якщо один і той же організм може давати початок зооспорам та гаметам) та спорофіту.

Ці процеси докладно описані у розділі 3.2.3. Тут зупинимося лише деякі особливості циклів розвитку бурих водоростей. У найпримітивніших морських бурих водоростей порядку Ectocarpales спостерігається ізоморфна зміна форм розвитку, проте суворе чергування поколінь ще немає. Зі спор, що утворюються спорофітом, можуть розвиватися як гаметофіти, так і спорофіти.

Правильна ізоморфна зміна форм розвитку спостерігається у представників порядку Dictyotales. Найбільш широко поширеною з них є Dictyota dichotoma (Huds.) Lam., що володіє вільчасто розгалуженим талом з плоскими, зазвичай розташованими в одній площині гілками без поздовжнього ребра (рис. 18.5).

Гетероморфну ​​зміну форм розвитку з обов'язковим чергуванням спорофітів та гаметофітів мають водорості порядку Laminariales. Цикл розвитку їх характеризується правильною зміною потужного спорофіту та мікроскопічного, просто влаштованого гаметофіту.

До бурих водоростей, які мають зміни форм розвитку, лише зміну ядерних фаз, ставляться представники сімейств Fucaceae, Cystoseiraceae і Sargassaceae. Нормальне відтворення їх можливе лише статевим шляхом. Статевий процес – типова оогамія. Статеві органи розвиваються в концептакулах (рис. 18.6). Зі стінки концептакула виростають довгі волоски - парафізи, що заповнюють майже всю його порожнину. Особливо довгі волоски розвиваються в жіночих концептакулах, де вони у вигляді пучка видаються з отвору концептакула. Серед цих волосків розвиваються оогонії та антеридії (рис. 18.7, 1-5). Антеридії у великій кількості утворюються на кінцях спеціальних однорядних розгалужених гілочок, що виростають із стінки концептакула. У їхній оболонці помітні два шари. При дозріванні антеридія лопається його зовнішня оболонка та антерозоїди виходять назовні у вигляді пакета, оточеного внутрішньою оболонкою. У морській водівнутрішня оболонка розривається і антерозоїди грушоподібної форми з великим ядром та помаранчевою стигмою, що звільняються. Оогонії кулясті або еліпсоїдні, забезпечені тришаровою оболонкою, розташовуються в концептакулах на короткій одноклітинній ніжці. В оогонії утворюється 8 яйцеклітин, вони виходять у воду, оточені двома внутрішніми шарами оболонки оогонія. Коли яйцеклітини повністю звільняються від оболонок оогонія, відбувається запліднення. Запліднена яйцеклітина виробляє власну товсту оболонку і відразу починає проростати, утворюючи нове слоевище фукуса.

У прісноводних бурих водоростей цикли розвитку не вивчені.

У поглядах класифікацію бурих водоростей існують деякі розбіжності. На думку ряду дослідників, відділ Phaeophyta ділиться на 2 класи: Phaeozoosporophyceae та Cyclosporophyceae. До циклоспорових належать бурі водорості, у яких органи розмноження розвиваються в концептакулах та мають великі розміри, що дозволяють бачити їх на препаратах неозброєним оком. До феозооспорових відносять решту бурих водоростей, багато з яких розмножуються зооспорами. З 30-х з'явилася тенденція класифікувати бурі водорості залежно від особливостей циклів розвитку. Тоді ж було запропоновано розділити бурі водорості на 3 класи: Isogenerate, Heterogenerate, Cyclosporae. Запропонована класифікація набула досить широкого поширення. Однак розподіл бурих водоростей на ізогенератні та гетерогенератні досить умовний, оскільки в обох класах в окремих порядках існують представники з протилежним типом зміни форм розвитку. Дотримуючись поглядів вітчизняних альгологів, ми приймаємо класифікаційну схему поділу бурих водоростей на 2 класи - Phaeozoosporophyceae та Cyclosporophyceae.

Питання походження бурих водоростей ще слабо розроблений. А. Шерфелл пов'язував їхнє походження із золотистими (Chrysophyta). На думку А. Пашера існує філогенетичний зв'язок бурих з криптофітовими (Cryptophyta). Своєрідна будова джгутиків разом із бурим забарвленням дозволили М. Шадефо об'єднати в один великий відділ Chromophycophyta такі великі таксони, як Pyrrhophyta (куди він, крім перидинів, включив криптофітові та евгленові водорості), Chrysophyta (до яких він віджить водорості) та Phaeophyta. За біохімічними властивостями зі всіх бурофарбованих організмів до бурих водоростей найближче діатомові. Саме діатомові та бурі водорості характеризуються такими загальними пігментами, як хлорофіле (властивий також і перидинеям), фукоксантин (зустрічається і у золотистих) і неофукоксантини А і В. Беручи до уваги наявність ряду подібних рис між діатомовими, золотистими та бурими водоростями думки, висловленої рядом вчених, про можливість походження їх від близьких, а то й загальних, монадних предків.

Згідно з Г. Папенфуссом, вихідним порядком бурих водоростей є Ectocarpales. Паренхіматозна будова талому, апікальне зростання, оогамний статевий процес та гетероморфна зміна форм розвитку в різних групах бурих водоростей розвивалися незалежно один від одного.

Морські бурі водорості поширені у всіх морях земної кулі. Їх зарості звичайні у прибережних водах Антарктиди та північних островів Канадського Арктичного архіпелагу. Найбільшого розвитку вони досягають у морях помірних та приполярних широт, де завдяки низькій температурі та підвищеній концентрації біогенних речовин створюються найбільш сприятливі умови для їх вегетації. Бурі водорості заселяють по вертикалі всі горизонти шельфу. Їх зарості зустрічаються від літоральної зони, де вони під час відливу годинами знаходяться поза водою, до глибини 40-100 (200) м. І все ж найбільш густі та великі зарості бурих водоростей утворюються у верхній частині субліторалі до глибини 6-15 м. цих місцях при достатній освітленості існує постійний рух води, що викликається прибоєм і поверхневими течіями, що забезпечує, з одного боку, інтенсивне надходження до талломів біогенних речовин, а, з іншого, - обмежує поселення рослиноїдних тварин.

Зазвичай бурі водорості мешкають на скелястих або кам'янистих ґрунтах, і тільки в спокійних місцях біля берегів або на великій глибині вони можуть утримуватися на стулках великих раковин молюсків або гравії. Відірвані таломи зносяться течією у спокійні місця з мулистим або піщаним дном, де вони за достатньої освітленості продовжують вегетувати. Види з повітряними бульбашками на таломі при відриві від ґрунту спливають до поверхні води, утворюючи великі скупчення (Саргасове море). Серед морських бурих водоростей є значна кількість епіфітних та ендофітних форм.

У морях помірних і приполярних широт найбільшого розвитку бурі водорості досягають у літні місяці, хоча бурхливе зростання їх таломів починається вже провесною, коли температура води наближається до 0°С. У тропічних морях масовий розвиток бурих присвячено зимовим місяцям, коли температура води дещо знижується. Деякі види морських бурих водоростей можуть зустрічатися в сильно опріснених ділянках морів із солоністю менше 5‰.

Роль у природі бурих водоростей надзвичайно велика. Вони є одним із основних джерел органічної речовиниу прибережній зоні, особливо в морях помірних та приполярних широт, де їхня біомаса може досягати десятків кілограмів на 1 м 2 . Крім того, зарості бурих водоростей служать місцем розмноження, укриття та харчування багатьох прибережних тварин; вони створюють умови для поселення мікроскопічних і макроскопічних водоростей інших систематичних груп.

Велике і господарське значення бурих водоростей, особливо як сировина для отримання різноманітних речовин (наприклад, альгінатів - солей альгінової кислоти, зокрема альгінату натрію). Цю речовину широко використовують для стабілізації різноманітних розчинів та суспензій. Додавання невеликої кількості альгінату натрію підвищує якість харчових продуктів (консервів, морозива, фруктових соків тощо), різноманітних фарбуючих та клеючих речовин. Альгінати застосовують у книгодрукуванні, при виробництві пластмас, синтетичних волокон та пластифікаторів, для отримання стійких до атмосферних впливів лакофарбових покриттів та будівельних матеріалів. Вони входять до складу високоякісних мастильних матеріалів для машин, розчинних хірургічних ниток, мазей та паст у фармацевтичній та парфумерній промисловості. У ливарному виробництві за допомогою альгінатів покращують якість формувальної землі. Альгінати знаходять застосування у виробництві електродів для електрозварювання, що дозволяють отримувати високоякісні шви. Бурі водорості використовують також як сировину для отримання маніту, що застосовується у фармацевтичній промисловості, у харчовій промисловості - для виготовлення діабетичних продуктів харчування, а в хімічній - у виробництві синтетичних смол, фарб, паперу, вибухових речовин при виробленні шкір. Бурі водорості містять велику кількість йоду та інших мікроелементів, тому вони йдуть на приготування кормового борошна. У свіжому та переробленому вигляді їх застосовують як добрива.

Здавна бурі водорості використовують у медицині. Зараз виявляються все нові напрями їх застосування, наприклад, для виготовлення замінників крові, для отримання препаратів, що запобігають зсіданню крові та сприяють виведенню радіоактивних речовин з організму. З давніх-давен бурі водорості (переважно представники порядку Laminariales) вживаються людиною в їжу.

До негативних властивостей бурих водоростей належить їхня участь разом з іншими організмами в обростанні суден, буїв, а також різних гідротехнічних споруд, занурених у воду, що погіршує їх експлуатаційні показники.

Інтенсивне використання дикорослих морських макрофітів, зокрема бурих водоростей, призвело до вичерпання їх природних запасів та поставило людство перед необхідністю їхнього штучного вирощування. Тому в останні 30 років значний розвиток набула аквакультура водоростей. У Норвегії та Великій Британії не тільки успішно культивують види роду Laminaria, але й удосконалять технологію їх виробництва. У Франції проводять роботи з акліматизації представників роду Macrocystis. Інтенсивно розвивається аквакультура морських водоростей США. При цьому особлива увага приділяється Macrocystis pyrifera. У СРСР проводять дослідження зі штучного розведення Laminaria saccharina (L.) Lam. у Білому морі. Таким чином, вирощування морських водоростей набуває промислового характеру і стає все більш рентабельною галуззю рослинництва, незважаючи на деякі труднощі економічного та екологічного плану.

У прісних водах помірних широт виявлено 5 видів бурих водоростей із класу Phaeozoosporophyceae: Bodanella lauterbornii Zimmerm. (Порядок Ectocarpales, сімейство Ectocarpaceae) (рис. 18.8, 1), Pleurocladia lacustris A. Br. (Порядок Chordariales, сімейство Myrionemataceae) (рис. 18.8, 2). Heribaudiella fluviatilis (Aresch.) Sved. (порядок Chordariales, сімейство Lithodermataceae (рис. 18.8, 3)), Streblonema longiseta Arnoldi (порядок Chordariales, сімейство Streblonemataceae) (рис. 18.8, 4). Sphacelaria fluviatilis Jao (порядок Sphacelariales, сімейство Sphacelariaceae) (рис. 18.8, 5).

Порядки
  • Аскозейрові ( Ascoseirales)
  • Хордарієві ( Chordariales)
  • Кутлерієві ( Cutleriales)
  • Диктіосифонові ( Dictyosiphonales)
  • Десмарестієві ( Desmarestiales)
  • Диктіотові ( Dictyotales)
  • Хордарієві ( Chordariales)
  • (Discosporangiales)
  • Ектокарпові ( Ectocarpales)
  • Фукусові ( Fucales)
  • (Ishigeales)
  • Ламінарієві ( Laminariales)
  • (Nemodermatales)
  • (Onslowiales)
  • (Ralfsiales)
  • Сцитосифонові ( Scytosiphonales)
  • (Scytothamnales)
  • Сфацелярієві ( Sphacelariales)
  • Спорохнові ( Sporochnales)
  • Тілоптеридові ( Tilopteridales)
  • (Syringodermatales)

Систематика
на Віківідах
Зображення
на Вікіскладі
ITIS
NCBI
EOL

Найбільш складно влаштовані таломи ламінарієвих та фукусових. Їхні слані мають ознаки тканинного диференціювання зі спеціалізацією клітин. У їхньому таломі можна розрізнити: кору, що складається з декількох шарів інтенсивно забарвлених клітин; серцевину, що складається з безбарвних клітин, часто зібраних у нитки. У ламінарієвих у серцевині утворюються ситоподібні трубки та трубчасті нитки. Серцевина виконує як транспортну функцію, а й механічну, оскільки у ній перебувають нитки з товстими поздовжніми стінками. Між корою і серцевиною у багатьох бурих водоростей може бути проміжний шар із великих безбарвних клітин.

Зростання талому у бурих водоростей найчастіше інтеркалярний і апікальний, рідше базальний. Інтеркалярне зростання може бути дифузним або є зона зростання. У великих представників інтеркалярна меристема розташована на місці переходу «черешка» в «листову пластинку». Великі водорості також мають меристематичну зону на поверхні талому, так звану меристодерму (своєрідний аналог камбію вищих рослин).

Незвичайний тип меристеми, який зустрічається тільки у деяких бурих водоростей, - трихоталічна меристема, розвиток клітин якої відбувається в основі справжніх волосків. Справжні волоски розміщуються на поверхні меристодерми розсіяно або пучками і часто занурені своєю основою в особливі поглиблення – криптосоми.

Джгутики

Жгутикові стадії у життєвому циклі бурих водоростей представлені лише гаметами та зооспорами. Два нерівні джгутики прикріплені збоку (сперматозоїди Dictyotaмають тільки один джгутик). Зазвичай довгий перистий джгутик спрямований у бурих водоростей вперед, а гладкий - вбік і назад, але у сперматозоїдів ламінарієвих, спорохналієвих і десмарестієвих, навпаки, довгий перистий джгутик спрямований назад, а короткий гладкий - вперед. Крім тричасткових мастигонем на довгому джгутику присутні лусочки та шипики; його кінчик може бути спірально закручений. В основі гладкого джгутика знаходиться базальне здуття. У сперматозоїдів фукусових навколо джгутика є своєрідна лійкоподібна структура - хоботок, що підтримується мікротрубочками першого корінця.

Базальні тіла джгутиків розташовані під кутом майже 110 градусів і з'єднані трьома смугастими стрічками. Типовою конфігурацією для бурих водоростей є чотири мікротрубочкових корінців. Один корінець складається з 7-5 мікротрубочок, спрямований до переднього кінця клітини, де він загинається і йде назад; інший корінець складається з 5-4 мікротрубочок і направлений у дві сторони від базального тіла - до переднього та заднього кінця клітини; ще два корінці - короткі, складаються кожен з однієї мікротрубочки. У корінцевій системі відсутня ризопласт. У ряду бурих водоростей будова корінної системи відрізняється від описаної.

Покрови

Розчинні альгінати входять до складу матриксу клітинної стінки, іноді їх частку припадає до 40 % сухої ваги талому.

Фукани (фукоїдани або аскофіллани) - полімери L-фукози та сульфатованих цукрів. Їхня функція до кінця не з'ясована. Вважається, що вони відіграють важливу роль у прикріпленні зиготи та її проростанні у фукусових водоростей.

У деяких диктіотових, наприклад, Padina, у клітинних стінках відкладається вапно у вигляді арагоніту .

Клітинні структури

У клітинах бурих водоростей зустрічається від однієї до багатьох пластид. Найчастіше хлоропласти дрібні, дископодібні, парієтальні. Їх форма може бути зірчастою, стрічкоподібною або пластинчастою; форма хлоропластів може змінюватись із віком клітини. Оболонка хлоропласту складається із чотирьох мембран; там, де хлоропласт розташований поруч із ядром , зовнішня мембрана хлоропластної ендоплазматичної мережі перетворюється на зовнішню мембрану ядра. Перипластидний простір добре розвинений. Ламели тритилакоїдні; є оперізуюча ламелла; хлоропластова ДНК зібрана в кільце.

У прісних водах зустрічаються лише 8 видів, що належать до пологів Heribaudiella, Ectocarpus, Sphacelaria, Pseudobodanella, Lithoderma, Pleurocladiaі Porterinema. Можливо, H. fluviatilis- Звичайний компонент річкової флори, але через незнання цієї групи часто залишається в пробах непоміченим.

Роль бурих водоростей у природі надзвичайно велика. Це одне з основних джерел органічної речовини в прибережній зоні, особливо в морях помірних та приполярних широт; їх зарості служать місцем харчування, укриття та розмноження багатьох тварин.

Бурі водорості використовують у їжу, на корм худобі, як добрива, для виробництва альгінатів та маніту. Щорічний збір Laminariaта близьких до неї водоростей сягає 2 млн т. сирої маси, понад мільйон тонн дає виробництво її марікультури у Китаї.

Альгінати - нетоксичні сполуки, що мають колоїдні властивості, тому вони широко використовуються в харчовій та фармацевтичній промисловості. Альгінова кислота та її солі здатні до 200-300-кратного поглинання води, утворюючи гелі, для яких характерна висока кислотностійкість. У харчовій промисловості вони використовуються як емульгатори, стабілізатори, желюючі та вологоутримуючі компоненти. Наприклад, сухий порошковий альгінат натрію використовують у виробництві порошкоподібних та брикетованих розчинних продуктів (кава, чай, сухе молоко, киселі та ін) для їх швидкого розчинення. Водні розчини альгінатів використовують для заморожування м'ясних та рибних продуктів. У світі в харчову промисловість йде близько 30% альгінатів.

У текстильній та целюлозно-паперовій промисловості альгінати використовують для загущення фарб та посилення міцності їх зв'язку з основою. Просочення тканин деякими солями альгінової кислоти надає їм водонепроникність, кислотостійкість і збільшує механічну міцність. Ряд солей альгінових кислот використовують для отримання штучного шовку. Під час Другої світової війни в США та Англії з альгінової кислоти та її солей вироблялася велика кількість маскувальної тканини та мереж для житлових та промислових будівель. Альгінати застосовуються в металургії як компонент формувальної землі, в радіоелектроніці - як сполучний агент при виготовленні високоякісних феритів, а також у гірничодобувній, хімічній та інших галузях промисловості.

У фармацевтичній промисловості альгінати використовуються для покриття таблеток, пігулок, як компонентні основи для різних мазей і паст, як гелі-носії лікарських препаратів. У медицині альгінат кальцію використовують як кровоспинний засіб, як сорбент, що сприяє виведенню радіонуклідів (у тому числі стронцію).

У Північній Америці для здобуття альгінатів збирають Macrocystisі Nereocystis, на європейському узбережжі використовують види Laminariaі Ascophyllum. До кінця двадцятого століття щорічне виробництво альгінатів у світі досягло 21 500 т: 12 800 т у Європі, 6 700 – у Північній Америці, 1 900 – у Японії та Кореї, 100 – у Латинській Америці. У Росії її у 1990 р. було отримано лише 32 т харчового альгінату натрію.

Фукоїдан - ефективні антикоагулянти, навіть більш активні, ніж гепарин. Перспективним вважається їх використання для отримання протипухлинних препаратів та антивірусних сполук. Навіть у дуже низьких концентраціях вони можуть пригнічувати прикріплення вірусів до поверхні клітин. Фукоїдани здатні утворювати виключно міцні та в'язкі слизи, що знаходить застосування в отриманні стабільних емульсій та суспензій.

Маніт використовують як замінник цукру для хворих на діабет. Крім того, він може бути використаний як плазмозамінник при консервації крові.

Клітини багатьох бурих водоростей накопичують йод. Його вміст може досягати 0,03%-0,3% від свіжої маси водоростей, тоді як його вміст у морській воді досягає лише 0,000005% (0,05 мг на літр води). До 40-х років. XX ст. бурі водорості використовували для видобутку йоду.

Енергетична криза, яка охопила в Останніми рокамибагато країн світу привели до необхідності пошуку нових нетрадиційних джерел енергії. Так, у США з цією метою вивчається можливість розведення водоростей. Macrocystis pyriferaз подальшою переробкою в метан. Підраховано, що з площі 400 квадратних кілометрів, зайнятих цією водорістю, можна отримати 620 млн. кубічних метрів метану.

В останні роки бурі водорості привертають увагу у зв'язку зі здатністю виділяти в атмосферу органічні броміди (бромоформ, дібромохлорметан та дібромометан). Щорічний викид водоростями органічних бромідів досягає 10 000 тонн, що можна порівняти з утворенням цих речовин промисловістю. Існує думка про зв'язок виділення органічних бромідів із руйнуванням озону в атмосфері Арктики.

Філогенія

Викопні знахідки, які можуть стосуватися бурих водоростей, датуються пізнім ордовиком (близько 450 млн років) і відомі як Winnipegiaі Tallocystisіз середнього силуру (425 млн років). Але ці знахідки не можна точно прив'язати тільки до бурих водоростей, оскільки вони схожі і з деякими сучасними зеленими та червоними водоростями. Викопні знахідки, які можна пов'язати з сучасними бурими водоростями, відносяться до міоцену (5-25 млн років). Це Zonaritesі Limnophycus, що нагадують сучасну Dictyotaта ін. Молекулярні методи визначають вік бурих водоростей як 155-200 млн. років.

Бурі - монофілетична група, але зв'язки всередині неї остаточно не зрозумілі. На даний час дані з аналізу нуклеотидних послідовностей ряду генів через свою нечисленність поки не відображають повну картину у філогенії бурих водоростей. Традиційно до найбільш примітивних бурих водоростей відносили ектокарпусові, але аналіз послідовностей генів rbc L, psa A, psa B та їх комбінації показує, що вони такими не є. У деревах, отриманих у цих дослідженнях, ектокарпусові розташовуються на вершині, а в основі - представники порядку Ishigeales, які рано відокремилися від загального дерева бурих водоростей.

Не викликає сумнівів віднесення бурих водоростей до охрофітових. В рамках цього відділу за рядом особливостей їх довгий час вважали найближчими до золотистих водоростей. Нині ця думка оскаржується. За ультраструктурними, біохімічними особливостями і порівняно нуклеотидних послідовностей гена 16S рРНК бурі водорості найближче стоять до трибофіцієвих. Після опису нового класу Schizocladiophyceae у ряді досліджень показано, що він є сестринською групою для бурих водоростей.

Різноманітність та класифікація

Клас містить близько 265 пологів та 1500-2000 видів. Тип організації талому, наявність або відсутність піреноїду, спосіб росту, тип статевого розмноження (ізогамія, гетерогамія, оогамія) та життєвого циклу використовують для виділення порядків бурих водоростей. Останніми роками у зв'язку з використанням даних порівняно нуклеотидних послідовностей низки генів активно переглядається система бурих водоростей. У різних системахвиділяють від 7 і більше порядків, по-різному розуміючи обсяг порядків Ectocarpales та Fucales. У 1999 р. F. Rousseau і B. Reviers було запропоновано широку концепцію порядку Ectocarpales s.l., що включила до нього порядки Chordariales, Dictyosiphonales, Punctariales, Scytosiphonales. У той же час з нього виключили Ralfsiales і 2004 Ischigeales (цей порядок був описаний для роду Ischige, що раніше відносилася до сімейства хордарієвих). В один лад Fucales s.l. запропоновано об'єднати порядки Fucales та Durvillaeales. У 1998 р. був описаний новий порядок бурих водоростей - Scytothamnales - на підставі особливостей пластид (розташовані в центрі клітини зірчасті, з піреноїдом) та даних щодо SSU rDNA. Цей новий порядок включає три роди: Scytothamnus, Splachnidium(виведений з диктіосифонових) та Stereocladon(Виведений з хордарієвих).

Екологічна група та умови проживання

Відділ бурих водоростей (Phaeophyta) налічує близько 1500 видів.

Бурі водорості мешкають практично лише у морях(У прісних водоймах зустрічається лише кілька видів). Глибина проживання відносно невелика, для більшості видів - 5-15 м, але деякі види поширені до глибини 40-100 м і навіть 200 м. Бурі водорості входять до екологічну групу бентосних(донних) організмів.

Будова бурих водоростей

Попередниками хлоропластів бурих водоростей вважаються бактерії, близькі до Heliobacterium chlorum.Основний фотосинтетичний пігмент - хлорофілу, допоміжні - каратиноїди, у тому числі бурий фукоксантін і жовті ксантофіли. Допоміжні пігменти бурих водоростей розширюють спектр світла, що поглинається ними, в синьо-зеленій області.

Запасна речовина -близький до крохмалю розчинний вуглевод ламінарії.

Словник (талом) - тільки багатоклітинний.Великі, іноді багатометрові слані бурих водоростей утримуються на плаву завдяки розташованим у таломі повітряним бульбашкам. У багатьох представників бурих водоростей намітилося диференціювання тканин. Усередині слані проходять судинні пучки, що нагадують флоему вищих рослин. Поява судинної системи пов'язана з необхідністю транспорту поживних речовин та багатометровому слані — від верхніх, фотосинтезуючих, частин рослини до нижніх, у яких умови для фотосинтезу гірші.

Мал. Будова бурих водоростей

Розмноження

У бурих водоростей зустрічаються вага форми статевого розмноження ізогамія, гетерогамія та оогамія. Наявне чергування поколінь, зазвичай гетероморфних. Безстатеве розмноження - зооспорами та шматочками слані (вегетативне розмноження).

Значення бурих водоростей

Бурі водорості утворюють на відносно невеликій глибині цілі «підводні ліси»,навколишні суцільною стіною узбережжя всіх морів та океанів обох півкуль. Ці «підводні ліси» є джерелом їжі, укриттям і місцем розмноження для величезної кількості морських мешканців, зокрема й багатьох промислових риб. Після відмирання водорості утворюють детрит, який є кормом для планктонних організмів.

Бурі водорості поширені повсюдно, проте найбільші види зустрічаються в морях помірних та північних широт.

Мал. 1. Бурі водорості: а) макроцистис (Macrocystus); в) саргассум (Sargassum); в) фукус (Fucus); г) ламінарія (Laminaria)

Типові представники відділу

У далекосхідних морях широко поширена бура водорість ламінарія (морська капуста),довжина слані якої становить 5-6 м. Морська капуста використовується для народів Південно-Східної Азії.

На Тихоокеанському узбережжі Південної Америкизустрічається гігантська бура водорість макроцистис.Її величезна плаща досягає в довжину 50-60 м. Цікаво, що виростає вона всього за один сезон.

На літоралі (частини дна, що оголюється при відливі) північних морів великі зарості утворюють фукус(Довжина слані до 2 м).

Для Південної Атлантики (Саргасове море) характерні величезні скупчення бурої водорості саргассума."Саргассо" по-іспанськи означає "виноград", і дійсно, групи повітряних бульбашок, що утримують на плаву слоевище цих водоростей, нагадують виноградні грона. Види саргассума, що мешкають у Саргасовому морі, — єдині бурі водорості, що плавають поверхнею води, а не прикріплені до дна.

Господарське значення

Клітини бурих водоростей покриті поверх целюлозної оболонки шаром особливого вуглеводу - пектину, що складається з альгінової кислоти або її солей (альгінатів). При змішуванні з водою (у співвідношенні 1:300) альгінати утворюють в'язкий розчин.

Альгінати використовуються надзвичайно широко:

  • у харчовій промисловості (при отриманні мармеладів, соків, пастили тощо);
  • у парфумерії (виготовлення кремів, паст, гелів тощо);
  • у медицині та фармацевтичній промисловості (при виготовленні мазей, паст, розчинних хірургічних ниток);
  • у хімічній промисловості (при виробництві лаків, фарб, клеючих речовин, що не втрачають своїх якостей при заморожуванні та розморожуванні; пластичних мас, пластифікаторів, синтетичних волокон);
  • у друкарстві (для покращення якості друку);
  • альгінати роблять невицвітаючими і непромокаючими натуральні тканини, їх використовують для покращення якості формувальної землі в ливарній справі, для виготовлення електродів (які підвищують якість зварних швів) та в багатьох інших галузях народного господарства.

З бурих водоростей одержують шестиатомний спирт. маніт, що застосовується як кровозамінник, як ліки при лікуванні діабету, а також у легкій та хімічній промисловості (при виробництві паперу, лаків, фарб, вибухових речовин і для вироблення шкіри).

Буру водорість ламінарію (морську капусту) вживають у їжу.

Бурі водорості використовують і як ліки:як м'який проносний, при лікуванні захворювань судин, а також як джерело йоду і мікроелементів при захворюваннях щитовидної залози. Йодвперше було отримано саме з бурих водоростей, і в минулому вони були основною сировиною для його виробництва. В даний час масштаби цього виробництва різко скоротилися у зв'язку з появою рентабельніших джерел отримання йоду.

Бурі водорості можуть бути використані як індикаторів родовищ золота, оскільки здатні накопичувати його в клітинах слані.

Бурі водорості використовуються і в сільському господарстві - як добриваі на корм худобі.