Нескучная биология - Алексей Целлариус

Динофлагелляты – еще один отдел одноклеточных протист, относимых к водорослям. Хлоропласты динофлагеллят произошли, вероятно, от той же группы бактерий, от которых произошли пластиды золотистых и бурых водорослей. Они очень похожи по составу пигментов и также имеют коричневый или золотистый цвет. Впрочем, довольно многие виды хлорофилла не имеют и вынуждены питаться бактериями. Это, кстати, многим из них явно не по душе и некоторые бес-цветные динофлагелляты исхитряются вернуться в автотрофное состояние, вступая в симбиоз с цианобактериями, которые поселяются внутри их клеток.

Динофлагелляты владеют двумя жгутиками и способны активно передвигаться (хотя встречаются и неподвижные, лишенные жгутиков виды). Некоторые из них выделяют необыкновенно мощные яды, действующие на нервную систему позвоночных. Зачем им это надо – одному Богу известно, поскольку каждой конкретной динофлагелляте это никакой пользы не приносит, она слишком мала, и яда выделяет слишком мало, чтобы съевшая ее рыба почувствовала себя нехорошо. Но для морских динофлагеллят известны резкие вспышки численности. Причины этих вспышек понятны плохо, но от этого никому не легче. Численность этих водорослей может возрастать до такой степени, что вода приобретает красный цвет. И вот тут-то приходится плохо не только рыбам, которые гибнут иногда в таком количестве, что сотнями тысяч покрывают пляжи. Плохо приходится и людям, которые динофлагеллят не едят, но едят моллюсков. Моллюски, в отличие от рыб, не дохнут, а накапливают яд в своих тканях. Покушав мидий или устриц, пойманных в районе вспышки, любитель морепродуктов рискует отправиться на тот свет.

Диатомовая водоросль: 1 – створки панциря; 2 – цитоплазма

Речь в этой главе пойдет о многоклеточных водорослях, красных и бурых, ранее принадлежавших к царству растений. Эти два отдела протист, как недавно выяснилось, вообще не родственники друг другу (равно как и водорослям зеленым). Они основательно отличаются по строению, по особенностям митоза, по некоторым другим признакам. Каждый из этих отделов имеет своих собственных предков – каких-то гетеротрофных эукариот, вступивших около миллиарда лет назад в симбиоз с фотосинтезирующими бактериями. Причем с разными бактериями. Насколько можно судить по составу хлорофилла и некоторым особенностям фотосинтеза, у красных водорослей предками хлоропластов были, вероятно, какие-то древние цианобактерии, а у водорослей бурых – бактерии, напоминающие некоторых современных пурпурных архебактерий.

Красные водоросли, или багрянки – весьма крупная группа, предпочитающая тропические моря. Немногие виды, правда, проникают и в высокие широты, и даже в пресные водоемы. Хотя багрянки не могут похвастаться эффектной внешностью и крупными размерами, но в морях число видов этих невзрачных существ больше, чем других водорослей вместе взятых. Ветвящееся тело красных водорослей состоит из переплетенных многоклеточных нитей, которые скреплены общей плотной желеобразной массой межклеточного вещества.

Внешне красные водоросли больше всего напоминают невзрачные мхи или лишайники. Славятся они и тем, что это самые глубоководные фотосинтетики на нашей планете. Есть виды, растущие на глубинах около трехсот метров, где освещенность составляет всего половину стотысячной (0,0005 %) освещенности на поверхности моря! Как они ухитряются фотосинтезировать при такой освещенности – неизвестно.

Красная водоросль порфира

Бурые водоросли – обитатели морей, причем предпочита-ют холодные воды. Это, в основном, довольно крупные создания, а некоторые – очень крупные. Среди бурых водорослей есть виды, достигающие шестидесяти, семидесяти метров в длину. Когда речь идет о подводных лесах, о зарослях водорослей, имеются в виду как раз водоросли бурые. К бурым водорослям относится, в частности, ламинария – всем известная морская капуста.

Тело бурой водоросли (слоевище) – напоминает лист или фестончатую ленту на черешке. На конце «черешка» – отростки, напоминающие корни, которыми водоросль крепится к грунту. Цвет может быть, действительно, бурым, но чаще вполне нормальный, зеленый. Крепятся ко дну не все бурые водоросли, есть среди них плавающие, например, знаменитые саргассовые водоросли, образующие в некоторых местах огромные скопления на поверхности моря.

Бурая водоросль саргассум

Жизненные циклы у бурых водорослей довольно сложны и разнообразны, но, в общем, принадлежат к третьему типу, типу спорического мейоза, когда чередуется два многоклеточных поколения, гаплоидное и диплоидное. Некоторые бурые водоросли имеют продольные тяжи из особых клеток, по которым питательные вещества из слоевища поступают в «черешок». Это настоящая проводящая ткань, такая же по устройству, как у растений. Вы можете спросить – коль скоро у бурых водорослей формируются ткани, то что они делают в царстве протист? Ну, во-первых, проводящая ткань имеется далеко не у всех бурых водорослей. Во-вторых, даже у тех, у кого она имеется, это единственный тип действительно специализированных соматических клеток. И по всей совокупности признаков бурые водоросли вполне вписываются в царство протист.

Зеленые водоросли – самая разнообразная и многочисленная группа водорослей, но, в отличие от своих красных и бурых тезок, это в пер-вую очередь обитатели пресных вод. Впрочем, несколько групп зеленых водорослей обитают в морях, а кроме того среди них довольно много созданий сухопутных, которые живут в снегу, в почве, на поверхности камней и на стволах деревьев. Среди зеленых водорослей есть одноклеточные, есть микроскопические нитчатые формы, есть многоклеточные, достигающие десятка метров в длину. Среди них есть подвижные, передвигающиеся с помощью жгутиков, есть пассивно плавающие в толще воды, есть прикрепленные к субстрату.

Зеленые водоросли имеют мало общего с бурыми и красными, кроме, разве что, названия и принадлежности к одному царству. У них были свои собственные предки и свои собственные предки были у их хлоропластов. Зеленые водоросли – древняя группа. Ископаемые остатки, очень похожие на одноклеточные зеленые водоросли, найдены в отложениях с возрастом около одного миллиарда лет. Их красные и бурые тезки появились в морях планеты на пару сотен миллионов лет позднее. У зеленых водорослей есть ряд важных особенностей, общих с растениями. Прежде всего, у них одинаковый состав хлорофилла и, кроме того, они, как и растения, накапливают запасы крахмала внутри пластид.

Как и растения, зеленые водоросли обладают жесткой клеточной стенкой из целлюлозы. Один из классов – харофицеи – самая древняя группа зеленых водорослей, и именно она, вероятно, дала миру царство растений. Некоторые группы харофицей, помимо уже перечисленных особенностей сходства с растениями, обладают и другими родственными чертами. У них весьма специфический тип клеточного деления, неизвестный ни у каких других протист, но характерный также для всех растений. У них имеется ряд уникальных ферментов, свойственных также и растениям, но не обнаруженных у каких-либо других водорослей.