Біологія. Довідник школяра та абітурієнта

Підцарство Червоні водорості, або багрянки (Rhodophyta)

Відділ Червоні водорості нараховує близько 600 родів і 4 000 видів. Сучасна систематика червоних водоростей базується на будові талому, жіночих репродуктивних органів і особливостях розвитку гонімобласта. Згідно з нею червоні водорості поділяють на два класи: Бангієві та Флоридові. Це багатоклітинні, одноклітинні й колоніальні організми яскраво-малинового, темно-червоного, темно-фіолетового, жовтуватого або маслиново-зеленого забарвлення слані (табл. 11). Колір слані зумовлений наявністю пігментів хлоропластів: хлорофілів а і b, біліпротеїдів (червоного фікоеритрину, блакитного фікоціаніну), а також каротиноїдів (α- і β-каротину, лютеїну, зеаксантину, α-тараксантину).

Кількість фікоеритрину зростає з глибиною, на якій ростуть червоні водорості. У багатоклітинних форм слань має форму простих або розгалужених ниток кущиків, пластинок, а також циліндричної, коркоподібної, пухирчастої та коралоподібної форм. Часто слань розчленована на осьовий стовбур і бічні розгалужені нитки. У високоорганізованих представників слань має складну тканинну будову. Периферійні шари слані складаються з дрібних корових клітин, багатих на хлоропласти. Внутрішні клітини більші за розміром, не мають хлоропластів і виконують запасальну, провідну і механічну функції. Багатоклітинні таломи галузяться моноподіально, симподіально, дихотомічно. Розміщення бічних гілок чергове, супротивне, кільчасте. Нерідко гілки перетворюються у вусики, за допомогою яких утримуються на інших рослинах. До субстрату водорості прикріплюються ризоїдами, що формуються на нижньому боці талому, а також виростами — присосками або дископодібною підошвою клітинної або ризоїдної будови.

Клітинна оболонка червоних водоростей двошарова. Внутрішній шар складається із целюлози, зовнішній — з пектинових речовин, що є кальцієвими та магнієвими солями пектинових кислот. В окремих водоростей оболонка вкрита кутикулою, але складається не з кутану, а з манози. Серед пектинових речовин є колоїдні речовини фікоколоїди — агар, карагінин, агароїди, речовини здатні утворювати желе.

У високоорганізованих форм клітини багатоядерні, а в інших форм і репродуктивних клітин одноядерні. Ядро маленьке, з ядерною оболонкою і ядерцем.

Цитоплазма прилягає до оболонки і в’язкіша біля периферії, ніж у центрі клітини.

У цитоплазми є один-два хлоропласти (у найпримітивніших форм з піреноїдом). Хлоропласти стрічкоподібні, зірчасті, дископодібні, як і в інших водоростей. Запасним полісахаридом, що утворюється при фотосинтезі, є багрянковий крохмаль, який за своєю природою посідає проміжне місце між крохмалем і глікогеном. Зерна багрянкового крохмалю є в цитоплазмі. Крім того, ці водорості відкладають у запас цукри, спирт, жири.

Червоні водорості розмножуються всіма способами. Крім того, їм властивий особливий цикл розвитку, який не трапляється в інших водоростей. Так, для них характерна повна відсутність рухливих форм у циклі розвитку. Їхні вегетативні клітини, спори й гамети не мають джгутиків. Вегетативне розмноження одноклітинних і колоніальних форм відбувається поділом клітини. У багатоклітинних водоростей утворюються додаткові пагони, що перетворюються у нові рослини. Нестатеве розмноження у низькоорганізованих водоростей здійснюється моноспорами, тобто спорами, які утворюються по одній в клітині. Вони кулясті, мають густий інтенсивно забарвлений уміст, але позбавлені джгутиків та оболонки. Потрапляючи у водне середовище, вкриваються оболонкою і проростають у нову особину.

Для більш високоорганізованих характерне нестатеве розмноження тетраспорами, які утворюються по чотири в клітині (тетраспорангії). Тетраспори теж без оболонки, без джгутиків. Після виходу з тетраспорангія вони вкриваються оболонкою і проростають. Моноспори і тетраспори проростають, як правило, в гаметофіти, на яких утворюються органи статевого розмноження. Статевий процес оогамний. Лише одноклітинні й колоніальні багрянки статево не розмножуються. Гамети не мають джгутиків. При заплідненні чоловічі гамети викидаються назовні й пасивно переносяться течією води, а жіночі залишаються на гаметофіті.

Червоні водорості — типові морські рослини, хоча близько 2 % видів трапляється у прісній воді. Таломи їх прикріплюються до підводних субстратів — каменів, скель, водних рослин. Є епіфіти й паразити. Багрянкам властива хроматична адаптація, а тому діапазон глибин, на яких вони ростуть, доволі широкий. Глибоководні види інтенсивніше забарвлені в червоний колір. Червоний пігмент фікоеритрин здатний поглинати зелені, блакитні й сині промені світла, які проникають глибоко у воду. Це дає можливість багрянкам фотосинтезувати за незначної кількості світла на глибині до 100-200 м. Більшість багрянок не лише їстівні, а й корисні. З них готують салати, приправи, гарніри, варять супи. Споживають сушеними й цукровими. Полісахарид фікоколоїд — агар-агар широко використовують у мікробіології й харчовій, зокрема кондитерській, галузі промисловості, а також як ліки при розладі кишечнику.

Не зважаючи на різноманітність, червоні водорості є природною єдиною, доволі стародавньою групою, залишки якої відомі із силурійського та девонського періодів. За набором пігментів, одиночному розташуванню тилакоїдів, відсутністю джгутикових стадій з усіх еукаріотних відділів водоростей, червоні найближче до прокаріотних ціанобактерій (синьо-зелених водоростей), проте різко відрізняються будовою клітини та наявністю статевого процесу.

Червоні водорості переважно поширені в морях і океанах; 2 % цих водоростей (близько 200 видів) трапляється у прісній воді. Таломи їх прикріплюються до підводних субстратів. На поширення червоних водоростей дуже впливають такі фактори, як солоність води, умови освітлення, температури. У морських водоймах з незначною концентрацією солей є менше видів. У Середземному морі їх близько 300, у Чорному — 103, Азовському — 11.

У північній частині Атлантичного океану червоні водорості не проникають глибше 30 м. У теплих морях вони можуть поселятись на більших глибинах. У Чорному морі трапляються на глибині 60 м, а в Середземному морі і біля берегів півострова Флорида (США) — 85-90 м. Червоні водорості найбільш глибоководні. Їм властива хроматична адаптація. Глибоководні види інтенсивніше забарвлені в червоний колір, ніж ті, що живуть у поверхневих шарах води. Червоний пігмент фікоеритрин, який бере участь у фотосинтезі, здатний вбирати зелені, голубі й сині промені спектра, які глибоко проникають у воду. На найбільшу глибину, куди сягають лише зелені промені, «заходять» лише червоні водорості. Багато водоростей є епіфітами, відомі червоні водорості, які ведуть паразитичний спосіб життя. Деякі види родів Кораліна, Літотамній, Летофілум, таломи яких інкрустовані СаСО₃, місцями в морях утворюють великі вапнякові скупчення (рифи), які наростають з року в рік (напр., біля острова Шпіцберген).