Какие водоросли относятся к бурым водорослям. Польза бурых водорослей
Экологическая группа и условия обитания
Отдел бурые водоросли (Phaeophyta) насчитывает около 1500 видов.
Бурые водоросли обитают практически только в морях (в пресных водоемах встречается всего несколько видов). Глубина обитания относительно небольшая , для большинства видов — 5-15 м, но некоторые виды распространены до глубины 40-100 м и даже 200 м. Бурые водоросли входят в экологическую группу бентосных (донных) организмов.
Строение бурых водорослей
Предшественниками хлоропластов бурых водорослей считаются бактерии, близкие к Heliobacterium chlorum. Основной фотосинтетический пигмент — хлорофилл а, вспомогательные — каратиноиды, в том числе бурый фукоксантин и желтые ксантофиллы. Вспомогательные пигменты бурых водорослей расширяют спектр поглощаемого ими света в сине-зеленой области.
Запасное вещество - близкий к крахмалу растворимый углевод ламинарии.
Слоевище (таллом) — только многоклеточное. Крупные, иногда многометровые слоевища бурых водорослей удерживаются на плаву благодаря расположенным в талломе воздушным пузырькам. У многих представителей бурых водорослей наметилась дифференцировка тканей. Внутри слоевища проходят сосудистые пучки , напоминающие флоэму высших растений. Появление сосудистой системы связано с необходимостью транспорта питательных веществ но многометровому слоевищу — от верхних, фотосинтезирующих, частей растения к нижним, у которых условия для фотосинтеза хуже.
Рис. Строение бурых водорослей
Размножение
У бурых водорослей встречаются вес формы полового размножения изогамия, гетерогамия и оогамия. Имеет место чередование поколений, обычно гетероморфных. Бесполое размножение — зооспорами и кусочками слоевища (вегетативное размножение).
Значение бурых водорослей
Бурые водоросли образуют на относительно небольшой глубине целые «подводные леса», окружающие сплошной стеной побережья всех морей и океанов обоих полушарий. Эти «подводные леса» служат источником пищи, укрытием и местом размножения для огромного числа морских обитателей, в том числе и для многих промысловых рыб. После отмирания водоросли образуют детрит, являющийся кормом для планктонных организмов.
Бурые водоросли распространены повсеместно, однако самые крупные виды встречаются в морях умеренных и северных широт.
Рис. 1. Бурые водоросли: а) макроцистис (Macrocystus); в) саргассум (Sargassum); в) фукус (Fucus); г) ламинария (Laminaria)
Типичные представители отдела
В дальневосточных морях широко распространена бурая водоросль ламинария (морская капуста), длина слоевища которой составляет 5-6 м. Морская капуста используется в пищу народами Юго-Восточной Азии.
На Тихоокеанском побережье Южной Америки встречается гигантская бурая водоросль макроцистис. Ее громадное слоевище достигает в длину 50-60 м. Интересно, что вырастает оно всего за один сезон.
На литорали (обнажающейся при отливе части дна) северных морей обширные заросли образует фукус (длина слоевища до 2 м).
Для Южной Атлантики (Саргассово море) характерны огромные скопления бурой водоросли саргассума. «Саргассо» по-испански означает «виноград», и действительно, группы воздушных пузырьков, удерживающих на плаву слоевище этих водорослей, напоминают виноградные гроздья. Виды саргассума, обитающие в Саргассовом море, — единственные бурые водоросли, плавающие по поверхности воды, а не прикрепленные к дну.
Хозяйственное значение
Клетки бурых водорослей покрыты поверх целлюлозной оболочки слоем особого углевода — пектина, состоящего из альгиновой кислоты или ее солей (альгинатов). При смешении с водой (в соотношении 1:300) альгинаты образуют вязкий раствор.
Альгинаты используются чрезвычайно широко:
- в пищевой промышленности (при получении мармеладов, соков, пастилы и т.д.);
- в парфюмерии (изготовление кремов, паст, гелей и т.д.);
- в медицине и фармацевтической промышленности (при изготовлении мазей, паст, растворимых хирургических нитей);
- в химической промышленности (при производстве лаков, красок, клеящих веществ, не теряющих своих качеств при замораживании и размораживании; пластических масс, пластификаторов, синтетических волокон);
- в книгопечатании (для улучшения качества печати);
- альгинаты делают невыцветающими и непромокаемыми натуральные ткани, их используют для улучшения качества формовочной земли в литейном деле, для изготовления электродов (повышающих качество сварных швов) и во многих других отраслях народного хозяйства.
Из бурых водорослей получают шестиатомный спирт маннит , применяемый в качестве кровезаменителя, как лекарство при лечении диабета, а также в легкой и химической промышленности (при производстве бумаги, лаков, красок, взрывчатых веществ и для выделки кожи).
Бурую водоросль ламинарию (морскую капусту) употребляют в пищу.
Бурые водоросли используют и как лекарство: в качестве мягкого слабительного, при лечении заболеваний сосудов, а также в качестве источника йода и микроэлементов при заболеваниях щитовидной железы. Йод впервые был получен именно из бурых водорослей, и в прошлом они были основным сырьем для его производства. В настоящее время масштабы этого производства резко сократились в связи с появлением более рентабельных источников получения йода.
Бурые водоросли могут быть использованы в качестве индикаторов месторождений золота , поскольку способны накапливать его в клетках слоевища.
Бурые водоросли используются и в сельском хозяйстве — в качестве удобрения и на корм скоту.
18. Отдел 9. Бурые водоросли - Phaeophyta (Phaeophycophyta, Phaeophyceae) (Н. А. Мошкова)
Бурые водоросли - преимущественно морские многоклеточные растения, весьма крупные, сложно расчлененные, прикрепленные к субстрату. В настоящее время известно около 1500 видов бурых водорослей, относящихся к 240 родам. В пресных, большей частью холодных проточных водах умеренных широт до сих пор обнаружено 5 видов бурых водорослей. Благодаря незначительным размерам их талломов и редкой встречаемости, они остаются слабо изученной группой растений как в биологическом, так и в экологическом отношениях.
Общим внешним признаком индивидов бурых водорослей служит желтовато-бурая окраска их талломов, обусловленная наличием у них большого количества желтых и бурых пигментов. Талломы могут быть микроскопическими (несколько десятков микрометров) и гигантскими (30-50 м; у некоторых видов родов Laminaria Lamour., Macrocystis Ag., Sargassum Ag.). Форма талломов очень разнообразна: нитевидная, корковидная, мешковидная, пластинчатая (цельная или с разрывами, выростами и многочисленными отверстиями, гладкая или с продольными складками и ребрами), а также кустообразная.
Наиболее просто организованы талломы бурых водорослей порядка Ectocarpales. У примитивных организмов (Bodanella Zimmerm.) таллом представлен однорядными беспорядочно ветвящимися в одной плоскости нитями, плотно прилегающими к субстрату. Виды рода Ectocarpus Lyngb. имеют кустистые талломы, образованные однорядными восходящими обильно ветвящимися нитями, основанием которых служат стелющиеся ризоиды (рис. 18.1).
У некоторых представителей порядка Chordariales восходящие нити соединены в пучки, заключенные в слизь. При этом различают одноосевой тип строения таллома, при котором от основания поднимается вверх одна нить, а от нее ответвляются другие нити, идущие рядом с ней, и многоосевой тип строения, когда от основания поднимается вверх сразу пучок однорядных нитей. У высокоорганизованных бурых водорослей (Laminaria, Fucus Tourn., Sargassum) талломы дифференцированы и напоминают цветковые растения. У них имеются стебле-, листо- и корневидные части, некоторые крупные представители имеют воздушные пузыри, удерживающие ветви в вертикальном положении.
Рост бурых водорослей интеркалярный или апикальный. У наиболее примитивных форм происходит интеркалярный диффузный рост, у более эволюционно продвинутых водорослей намечается уже интеркалярная зона роста. Она обычно размещается в базальной части многоклеточных волосков и обусловливает трихоталлический рост, характерный для бурых водорослей.
На поверхности однорядных талломов бурых водорослей образуются многоклеточные нитевидные волоски. При этом различают волоски настоящие и ложные. Настоящие волоски имеют при основании интеркалярную зону роста, где клетки делятся часто и потому они более мелкие, короткоцилиндрические или дисковидные. Ложные волоски такой специальной зоны роста не имеют и представляют собой продолжение вегетативных однорядных нитей с сильно вытянутыми клетками, лишенными хлоропластов.
В многорядных слоевищах бурых водорослей наблюдается специализация клеток с образованием тканей - паренхиматозный тип структуры тела. В простейшем случае различают кору из интенсивно окрашенных клеток, содержащих большое количество хлоропластов и особых вакуолей - физод, и сердцевину, состоящую из бесцветных, часто более крупных клеток одинаковой формы. У более сложно организованных бурых водорослей (Laminariaceae, Fucaceae) коровой слой достигает значительной толщины и состоит из интенсивно окрашенных клеток разного размера и формы (рис. 18.2). Поверхностные четыре слоя коры образованы мелкими клетками, вытянутыми по направлению к поверхности. Эти верхние слои называют меристодермой - делящейся покровной тканью. Они способны активно делиться и производить волоски и органы размножения. Настоящие волоски размещаются на поверхности меристодермы рассеянно или пучками и часто погружены своими основаниями в особые углубления - криптостомы. Глубже под меристодермой лежит кора из более крупных окрашенных клеток. В центральной бесцветной части таллома можно различать две группы клеток. В центре находятся рыхло- или плотнорасположенные нити с сильно вытянутыми клетками - сердцевина, между сердцевиной и корой лежат крупные бесцветные клетки - промежуточный слой. Сердцевина бурых водорослей служит не только для транспорта продуктов фотосинтеза, но и выполняет механическую функцию; в ней часто имеются тонкие нити с толстыми продольными оболочками. Наиболее сложным анатомическим строением отличаются представители порядка Laminariales, у которых в сердцевине развиваются слизистые каналы с особыми секреторными клетками для транспортирования продуктов фотосинтеза - сито- видные трубки и трубчатые нити.
Талломы бурых водорослей прикреплены к грунту или другим субстратам и лишь иногда, вследствие механического повреждения, отрываются и свободно плавают. Органами прикрепления обычно являются длинные выросты - ризоиды, у крупных форм они массивные и представляют собой короткие корневидные выросты, охватывающие субстрат наподобие птичьих когтей. У представителей порядка Fucales и некоторых других водорослей органом прикрепления является дисковидное разрастание в основании таллома - базальный диск, уплощенный либо конический, плотно пристающий к грунту.
Ветвление бурых водорослей моноподиальное. Боковые веточки очередные, рассеянные или супротивные. При быстром дорастании их до размеров главной нити (материнских клеток) возникает дихотомовидное ветвление. Довольно часто очередные и супротивные ветви размещаются в одной плоскости и водоросли приобретают своеобразный перистый вид. Правильность размещения веточек нередко маскируется вторичными разветвлениями.
Среди бурых водорослей есть виды с эфемерными, однолетними и многолетними талломами. На продолжительность существования талломов большое влияние оказывают экологические условия. Многолетние талломы бурых водорослей бывают нескольких типов. У одних водорослей таллом многолетний, каждый год отмирают только побеги, на которых развивались органы размножения (Fucales), у других (Laminariales) многолетними являются ствол и органы прикрепления, пластинчатая часть - однолетняя. У некоторых тропических видов саргассовых водорослей многолетним бывает только диск, служащий для прикрепления таллома.
Клетки бурых водорослей одноядерные, шаровидные, эллипсоидные, боченковидные, большей частью цилиндрические, вытянутоцилиндрические или короткоцилиндрические, дисковидные, иногда многоугольные или неопределенных очертаний. Разнообразны они также по размерам. Ядро обычного для эукариот типа.
Оболочка клеток двуслойная. Внутренний слой целлюлозный, однако целлюлоза бурых водорослей по своим свойствам отличается от целлюлозы цветковых растений и потому ее иногда называют альгулезой. Внешний слой оболочки пектиновый, состоит обычно из белковых соединений альгиновой кислоты и ее солей. Благодаря такому строению оболочка бурых водорослей может сильно набухать, превращаясь в слизистую массу иногда значительного объема. У большинства бурых основой пектина является камедевидное вещество - альгин (растворимая натриевая соль альгиновой кислоты), у некоторых - фукоидин.
Содержимое соседних клеток бурых водорослей сообщается посредством плазмодесм. В клетках с толстыми оболочками (в крупных слоевищах) хорошо выражены поры.
Клетки бурых водорослей имеют одну крупную или несколько мелких вакуолей. Кроме того, встречаются физоды - очень мелкие вакуоли (до 4 мкм в диаметре), заполненные фукозаном - соединением, подобным танину. В молодых клетках физоды бесцветные, в старых - окрашены в желтый или бурый цвет.
Хлоропласты пристенные, большей частью многочисленные, мелкие, дисковидные, реже лентовидные или пластинчатые. Однако по мере старения клеток форма хлоропластов может изменяться и вместо узких лентовидно изогнутых в клетках могут появиться многочисленные дисковидные хлоропласты. Пиреноиды имеются или в хлоропластах вегетативных клеток или только в хлоропластах гамет; у ряда видов пиреноиды вообще отсутствуют или встречаются редко.
Бурые водоросли отличаются своеобразным сложным набором пигментов. В хлоропластах обнаружены хлорофиллы а, с (хлорофилл b отсутствует), β- и ε-каротины, а также несколько ксантофиллов-фукоксантин, виолаксантин, антераксантин, зеаксантин и др. Из них особенно специфичен фукоксантин интенсивно бурого цвета. Различные соотношения этих пигментов обусловливают окраску бурых водорослей от оливково-желтоватого до темно-бурого, почти черного цвета.
Продуктами ассимиляции бурых водорослей являются разные растворимые в клеточном соке углеводы - ламинарии (полисахарид), маннит (шестиатомный спирт, играющий существенную роль в обмене веществ), а также масло.
У бурых водорослей встречаются бесполое и половое формы размножения. Однако вегетативное размножение фрагментацией таллома нельзя считать безусловным. Оно наблюдается лишь тогда, когда оторванные талломы попадают в более или менее защищенные места и продолжают там вегетацию. При этом их нижние более старые части отмирают, разрушаются, а молодые ветви развиваются в самостоятельные растения, не прикрепленные, однако, к грунту. Такие растения, плавающие или лежащие на грунте, никогда не образуют органов полового и бесполого размножения.
Специальные почки вегетативного размножения имеются лишь у видов рода Sphacelaria Lyngb. (рис. 18.3).
Бесполое размножение осуществляется подвижными зооспорами, образующимися помногу в одногнездных спорангиях. У наиболее просто организованных морских и пресноводных бурых водорослей (Ectocarpus, Sphacelaria, Pleurocladia А. Br. и др.) одногнездные спорангии представляют собой шаровидные или эллипсоидные клетки, которые располагаются как боковые выросты ветвей (рис. 18.4, 1). В спорангиях происходит редукционное деление ядра с последующими многократными митотическими делениями; одновременно с ядрами делятся хлоропласты. В результате образуется большое количество зооспор, которые освобождаются через разрыв оболочки на вершине спорангия и, недолго поплавав, прорастают в новое, такое же по внешности, но уже гаплоидное растение. У видов рода Laminaria зооспорангии образуют сорусы на поверхности листовидной пластины. Сорус состоит из парафиз и зооспорангиев (см. рис. 18.4, 2, 5). Парафизы представляют собой вытянутые клетки, с хлоропластами в верхнем расширенном конце, развивающиеся на поверхности таллома между органами размножения и служащие для их защиты. Оболочка парафиз на вершине сильно ослизняется, образуя своеобразный толстый слизистый колпачок. Слизистые колпачки соседних парафиз смыкаются, благодаря чему получается сплошной толстый слой слизи, защищающий сорус. Зооспорангии вытянутоэллипсоидные, с ослизненной оболочкой на вершине. В зооспорангии развивается в зависимости от вида по 16-128 зооспор. Первое деление ядра редукционное. Некоторые бурые водоросли размножаются неподвижными, лишенными жгутиков, спорами - апланоспорами. Моноспоры наблюдаются только у видов порядка Tilopteridales, тетраспоры - у видов порядка Dictyotales (Dictyota dichotoma (Huds.) Lamour., см. рис. 18.4, 4).
Половой процесс изо-, гетеро- и оогамный. Гаметы обычно образуются в многогнездных гаметангиях, по одной в каждой камере. Подвижные клетки бурых водорослей - зооспоры в гаметы имеют сходное строение - они грушевидные, с одним хлоропластом и двумя жгутиками, прикрепленными сбоку. Один жгутик более длинный, перистый, направлен вперед, другой - более короткий, гладкий, бичевидный, направлен назад. Стигма у подвижных клеток заметна не всегда. Хлоропласт мужских гамет при оогамии может быть бесцветным.
В цикле развития большинства бурых водорослей класса Phaeozoosporophyceae происходит смена форм развития и чередование полового и бесполого поколений, т. е. гаметофита (иногда еще и гаметоспорофита, если один и тот же организм может давать начало зооспорам и гаметам) и спорофита.
Эти процессы подробно описаны в разделе 3.2.3. Здесь остановимся лишь на некоторых особенностях циклов развития бурых водорослей. У наиболее примитивных морских бурых водорослей порядка Ectocarpales наблюдается изоморфная смена форм развития, однако строгое чередование поколений еще отсутствует. Из спор, образующихся спорофитом, могут развиваться как гаметофиты, так и спорофиты.
Правильная изоморфная смена форм развития наблюдается у представителей порядка Dictyotales. Наиболее широко распространенной из них является Dictyota dichotoma (Huds.) Lam., обладающая вильчато разветвленным талломом с плоскими, обычно расположенными в одной плоскости ветвями без продольного ребра (рис. 18.5).
Гетероморфную смену форм развития с обязательным чередованием спорофитов и гаметофитов имеют водоросли порядка Laminariales. Цикл развития их характеризуется правильной сменой мощного спорофита и микроскопического, просто устроенного гаметофита.
К бурым водорослям, не имеющим смены форм развития, а лишь смену ядерных фаз, относятся представители семейств Fucaceae, Cystoseiraceae и Sargassaceae. Нормальное воспроизведение их возможно только половым путем. Половой процесс - типичная оогамия. Половые органы развиваются в концептакулах (рис. 18.6). Из стенки концептакула вырастают длинные волоски - парафизы, заполняющие почти всю его полость. Особенно длинные волоски развиваются в женских концептакулах, где они в виде пучка выдаются из отверстия концептакула. Среди этих волосков развиваются оогонии и антеридии (рис. 18.7, 1-5). Антеридии в большом количестве образуются на концах особых однорядных разветвленных веточек, вырастающих из стенки концептакула. В их оболочке различимы два слоя. При созревании антеридия лопается его внешняя оболочка и антерозоиды выходят наружу в виде пакета, окруженного внутренней оболочкой. В морской воде внутренняя оболочка разрывается и антерозоиды грушевидной формы с крупным ядром и оранжевой стигмой, освобождаются. Оогонии шаровидные или эллипсоидные, снабженные трехслойной оболочкой, располагаются в концептакулах на короткой одноклеточной ножке. В оогонии образуется 8 яйцеклеток, они выходят в воду, окруженные двумя внутренними слоями оболочки оогония. Когда яйцеклетки полностью освобождаются от оболочек оогония, происходит оплодотворение. Оплодотворенная яйцеклетка вырабатывает собственную толстую оболочку и тотчас же начинает прорастать, образуя новое слоевище фукуса.
У пресноводных бурых водорослей циклы развития не исследованы.
Во взглядах на классификацию бурых водорослей существуют некоторые расхождения. По мнению ряда исследователей , отдел Phaeophyta делится на 2 класса: Phaeozoosporophyceae и Cyclosporophyceae. К циклоспоровым принадлежат бурые водоросли, у которых органы размножения развиваются в концептакулах и имеют крупные размеры, позволяющие видеть их на препаратах невооруженным глазом. К феозооспоровым относят все остальные бурые водоросли, многие из которых размножаются зооспорами. С 30-х годов появилась тенденция классифицировать бурые водоросли в зависимости от особенностей циклов развития. Тогда же было предложено разделить бурые водоросли на 3 класса: Isogenerate, Heterogenerate, Cyclosporae . Предложенная классификация получила весьма широкое распространение . Однако деление бурых водорослей на изогенератные и гетерогенератные довольно условно, поскольку в обоих классах в отдельных порядках существуют представители с противоположным типом смены форм развития. Придерживаясь взглядов отечественных альгологов, мы принимаем классификационную схему деления бурых водорослей на 2 класса - Phaeozoosporophyceae и Cyclosporophyceae.
Вопрос о происхождении бурых водорослей еще слабо разработан. А. Шерфелл связывал их происхождение с золотистыми (Chrysophyta). По мнению А. Пашера , существует филогенетическая связь бурых с криптофитовыми (Cryptophyta). Своеобразное строение жгутиков вместе с бурой окраской позволили М. Шадефо объединить в один большой отдел Chromophycophyta такие крупные таксоны, как Pyrrhophyta (куда он, кроме перидиней, включил криптофитовые и эвгленовые водоросли), Chrysophyta (к которым он отнес, кроме золотистых, желтозеленые и диатомовые водоросли) и Phaeophyta. По биохимическим свойствам из всех буроокрашенных организмов к бурым водорослям ближе всего диатомовые. Именно диатомовые и бурые водоросли характеризуются такими общими пигментами, как хлорофилле (свойствен также и перидинеям), фукоксантин (встречается и у золотистых) и неофукоксантины А и В. Принимая во внимание наличие ряда сходных черт между диатомовыми, золотистыми и бурыми водорослями, мы присоединяемся к мысли, высказанной рядом ученых , о возможности происхождения их от близких, если не общих, монадных предков.
Согласно Г. Папенфуссу , исходным порядком бурых водорослей является Ectocarpales. Паренхиматозное строение таллома, апикальный рост, оогамный половой процесс и гетероморфная смена форм развития в разных группах бурых водорослей развивались независимо друг от друга.
Морские бурые водоросли широко распространены во всех морях земного шара. Их заросли обычны в прибрежных водах Антарктиды и северных островов Канадского Арктического архипелага. Наибольшего развития они достигают в морях умеренных и приполярных широт, где благодаря низкой температуре и повышенной концентрации биогенных веществ, создаются наиболее благоприятные условия для их вегетации. Бурые водоросли заселяют по вертикали все горизонты шельфа. Их заросли встречаются от литоральной зоны, где они во время отлива часами находятся вне воды, до глубины 40-100 (200) м. И все же наиболее густые и обширные заросли бурых водорослей образуются в верхней части сублиторали до глубины 6-15 м. В этих местах при достаточной освещенности существует постоянное движение воды, вызываемое прибоем и поверхностными течениями, которое обеспечивает, с одной стороны, интенсивное поступление к талломам биогенных веществ, а, с другой, - ограничивает поселение растительноядных животных.
Обычно бурые водоросли обитают на скалистых или каменистых грунтах, и только в спокойных местах у берегов или на большой глубине они могут удерживаться на створках крупных раковин моллюсков или на гравии. Оторванные талломы сносятся течением в спокойные места с илистым или песчаным дном, где они при достаточной освещенности продолжают вегетировать. Виды с воздушными пузырями на талломе при отрыве от грунта всплывают к поверхности воды, образуя большие скопления (Саргассово море). Среди морских бурых водорослей имеется значительное количество эпифитных и эндофитных форм.
В морях умеренных и приполярных широт наибольшего развития бурые водоросли достигают в летние месяцы, хотя бурный рост их талломов начинается уже ранней весной, когда температура воды приближается к 0°С. В тропических морях массовое развитие бурых приурочено к зимним месяцам, когда температура воды несколько понижается. Некоторые виды морских бурых водорослей могут встречаться в сильно опресненных участках морей с соленостью меньше 5‰.
Роль в природе бурых водорослей чрезвычайно велика. Они являются одним из основных источников органического вещества в прибрежной зоне, особенно в морях умеренных и приполярных широт, где их биомасса может достигать десятков килограммов на 1 м 2 . Кроме того, заросли бурых водорослей служат местом размножения, укрытия и питания многих прибрежных животных; они создают также условия для поселения микроскопических и макроскопических водорослей других систематических групп.
Велико и хозяйственное значение бурых водорослей, особенно в качестве сырья для получения различного рода веществ (например, альгинатов - солей альгиновой кислоты, в частности альгината натрия). Это вещество широко используют для стабилизации разнообразных растворов и суспензий. Добавление небольшого количества альгината натрия повышает качество пищевых продуктов (консервов, мороженого, фруктовых соков и т. д.), разнообразных красящих и клеящих веществ. Альгинаты применяют в книгопечатании, при производстве пластмасс, синтетических волокон и пластификаторов, для получения стойких к атмосферным воздействиям лакокрасочных покрытий и строительных материалов. Они входят в состав высококачественных смазочных материалов для машин, растворимых хирургических нитей, мазей и паст в фармацевтической и парфюмерной промышленности. В литейном производстве с помощью альгинатов улучшают качество формовочной земли. Альгинаты находят применение в производстве электродов для электросварки, позволяющих получать более высококачественные швы. Бурые водоросли используют также как сырье для получения маннита, применяемого в фармацевтической промышленности, в пищевой промышленности - для изготовления диабетических продуктов питания, а в химической - в производстве синтетических смол, красок, бумаги, взрывчатых веществ, при выделке кож. Бурые водоросли содержат большое количество иода и других микроэлементов, поэтому они идут на приготовление кормовой муки. В свежем и переработанном виде их применяют в качестве удобрений.
Издавна бурые водоросли используют в медицине. Сейчас выявляются все новые направления их применения, например, для изготовления заменителей крови, для получения препаратов, предотвращающих свертывание крови и способствующих выведению радиоактивных веществ из организма. С давних времен бурые водоросли (преимущественно представители порядка Laminariales) употребляются человеком в пищу.
К негативным свойствам бурых водорослей относится их участие вместе с другими организмами в обрастании судов, буев, а также различных гидротехнических сооружений, погруженных в воду, что ухудшает их эксплуатационные показатели.
Интенсивное использование дикорастущих морских макрофитов, в частности бурых водорослей, привело к исчерпанию их природных запасов и поставило человечество перед необходимостью их искусственного выращивания. Поэтому в последние 30 лет значительное развитие получила аквакультура водорослей. В Норвегии и Великобритании не только успешно культивируют виды рода Laminaria, но и усовершенствуют технологию их производства . Во Франции проводят работы по акклиматизации представителей рода Macrocystis . Интенсивно развивается аквакультура морских водорослей в США. При этом особое внимание уделяется Macrocystis pyrifera . В СССР проводят исследования по искусственному разведению Laminaria saccharina (L.) Lam. в Белом море . Таким образом, выращивание морских водорослей приобретает промышленный характер и становится все более рентабельной отраслью растениеводства, несмотря на некоторые трудности экономического и экологического плана .
В пресных водах умеренных широт обнаружено 5 видов бурых водорослей из класса Phaeozoosporophyceae: Bodanella lauterbornii Zimmerm. (порядок Ectocarpales, семейство Ectocarpaceae) (рис. 18.8, 1), Pleurocladia lacustris A. Br. (порядок Chordariales, семейство Myrionemataceae) (рис. 18.8, 2). Heribaudiella fluviatilis (Aresch.) Sved. (порядок Chordariales, семейство Lithodermataceae (рис. 18.8, 3)), Streblonema longiseta Arnoldi (порядок Chordariales, семейство Streblonemataceae) (рис. 18.8, 4). Sphacelaria fluviatilis Jao (порядок Sphacelariales, семейство Sphacelariaceae) (рис. 18.8, 5).
Все большую популярность в настоящее время приобретают различные натуральные биологически активные добавки, особенно из морских водорослей. В статье рассмотрим, что такое бурые водоросли, чем они полезны, в чем их особенности, и как они применяются.
Общая характеристика
Бурые водоросли – многоклеточные споровые растения, отличающиеся огромным разнообразием форм и размеров. Предпочитают морские глубины с каменистым дном. У них отсутствует корневая система, и фиксируются на поверхности они при помощи мощных стеблей. Все необходимые для роста и размножения питательные вещества они получают из воды.
Свое название они получили благодаря бурому пигменту фукоксантину , содержащемуся в хроматофорах, который обладает способностью затмевать другие цветовые пигменты – ксантофилл, хлорофилл и прочие.
Не стоит путать их с красными водорослями (багрянками) – это другая группа растений, являющаяся близкими родичами бурых, и отличий у них довольно много.
Следует заметить, что хлорелла не относится к данному виду растений, это одноклеточная водоросль, растущая в пресноводных водоемах.
Виды и их различия
Существует около 250 родов и более полутора тысяч видов этого многочисленного семейства, из них лишь восемь могут жить в пресной воде, остальные относятся к морским обитателям. Самые известные представители – ламинария, саргассы, цистозейра, фукус.
Различают три класса этих растений – Aplanosporophyceae, Phaeosporophyceae и Cyclosporophyceae. К первому классу относятся диктиотовые водоросли, ко второму – гетерогенератные и изогенератные, за вычетом диктиотовых, а к третьему – циклоспоровые.
Классификация проводится и по строению клеток, их способности группироваться, также по способам организации размножения. Высшие бурые водоросли по своему строению вплотную приблизились к сухопутным растениям, что неудивительно, ведь именно они являются прародителями всего растительного мира на суше.
Состав
Бурые водоросли содержат огромное количество различных биологически активных веществ – витамины А, С, D, E, К, P, PP, группы B, макро- и микроэлементы, такие как Ca, I, K, Mg, Na, Br, Cl, Se и другие. А также клетки этих растений содержат такие соединения, как фукоидан, маннит, фукозан, альгин.
По химическому составу бурые водоросли схожи с составом человеческой крови. И также следует отметить, что микро- и макроэлементы, содержащиеся в бурых водорослях, имеют вид органических соединений, которые гораздо легче и быстрее усваиваются организмом, нежели синтетические поливитаминные добавки.
Энергетическая ценность этих представителей растительного мира весьма мала – в среднем примерно 43 ккал на 100 г, что делает их желанным компонентом для любой диеты. Показатель БЖУ для них составляет 1,7: 0,6: 8,3.
Польза и вред
Благодаря высокому содержанию йода бурые водоросли нормализуют деятельность щитовидной железы, благотворно действуют на функционирование головного мозга.
Бурые водоросли содержат в своем составе почти 70 элементов периодической системы, благодаря чему являются незаменимым источником питания для наших клеток.
Маннит, один из полисахаридов, входящих в состав этих растений, обладает выраженным желчегонным действием
Соли альгиновой кислоты и фукоидан, содержащиеся в этих растениях, обладают способностью нейтрализовать вредное воздействие проникающей радиации и ультрафиолета, образуя с ионами тяжелых металлов и радионуклидами соли, нерастворимые в воде, и выводя их из организма естественным путем (мочегонный эффект).
А также отмечается сильный противовирусный эффект от употребления водорослей в пищу – в частности, фукоидан, содержащийся в клетках этих замечательных растений, обладает способностью препятствовать преобразованию нормальных клеток организма в злокачественные и весьма эффективен в комплексной терапии лечения гепатита В.
У этого вещества еще отмечены способности усиливать регенерацию на клеточном уровне и укреплять иммунитет.
Прямых противопоказаний к употреблению морских бурых и красных водорослей нет, но если у вас проблемы с желудком (гастрит или язва), почками или щитовидкой, перед употреблением пищевого продукта либо БАД, в составе которого есть бурые водоросли, посоветуйтесь с врачом. А также требуется консультация в случае беременности, лактации или детского возраста до 12 лет.
Варианты применения
Вкус у этих морских обитателей весьма специфический, поэтому довольно мало людей любят включать их в свой рацион. Поэтому в настоящее время на прилавках магазинов и аптек все чаще можно увидеть капсулы, таблетки с экстрактом бурых водорослей (ламинарии). Производят также косметическое масло в виде экстракта.
Во многих азиатских кухнях употребляют в пищу такие виды бурых водорослей, как вакамэ, комбу, араме, хидзики, лима. Их не только добавляют в салаты, тушат с овощами, добавляют в супы и другие кушанья в качестве специй, но и делают из них всем известные роллы и суши.
Альгиновая кислота, содержащаяся в этих «природных кладовых здоровья», применяется в качестве разрыхляющего и наполняющего компонента для изготовления хлебобулочных изделий, какао-порошка, кофе, мороженого и прочего.
Высушенные и измельченные водоросли с успехом заменяют соль.
И также водоросли используют в качестве корма для животных и натуральных удобрений для земли.
Возможно и промышленное применение этих природных кладовых – с их помощью надеются получить дешевый и, главное, возобновляемый источник топлива.
В медицине
А также из морских бурых водорослей получают эффективные средства от ревматизма, головных болей и диабета.
Эти полезные растения также обладают способностью:
- приводить в норму метаболизм;
- выводить шлаки и токсины из организма;
- улучшать процесс кровообращения;
- регулировать уровень сахара (глюкозы) в крови;
- оказывать мочегонный эффект;
- уменьшать показатели свертываемости крови и препятствовать тромбообразованию;
- уменьшать содержание вредного холестерина, тем самым служат профилактическим средством от атеросклероза сосудов;
- благотворно влиять на костно-хрящевую систему.
Аскофиллу, одну из представительниц этого многочисленного семейства, используют для получения средств антибактериальной защиты эпидермиса.
Выпускают экстракт ламинарии и в виде пищевого геля, который быстрее усваивается организмом и сохраняет в себе наибольшее количество полезных веществ. Возможно также не внутреннее употребление этого геля, а в виде примочек, аппликаций и компрессов на ревматические суставы либо места, где сильно выступают сосуды (варикоз).
В косметологии
Активно применяют морские водоросли и в косметологии, их добавляют в различные кремы и маски для тела и лица, используют для популярного сейчас обертывания, в комплексной борьбе с целлюлитом и другого.
А также масло ламинарии используют для борьбы с перхотью, в случае жирных и чрезмерно ломких волос, для улучшения роста волос – ведь ее экстракт благотворно влияет на кровообращение в коже головы, укрепляет волосяные луковички. Для питания волос можно просто ополоснуть чистые волосы настоем водорослей (заварить на 1 литр воды 2 чайные ложечки сухого продукта, настоять в течение часа, процедить и использовать).
Обертывания свежими морскими водорослями практикуют для избавления от целлюлита и общего оздоровления и омоложения кожи. И также для этой цели в проблемные участки втирают кашицу из разведенного водой измельченного высушенного продукта.
Омега-3 жирные кислоты, в большом количестве содержащиеся в бурых водорослях, способны восстанавливать коллаген в эпидермисе, что, в свою очередь, повышает тонус и эластичность нашей кожи. Чтобы смягчить ее, разгладить морщинки и напитать полезными веществами, делайте маску из разведенного водой в отношении 1: 1 сухого продукта. Ели кожа сухая, добавьте ложечку масла – оливкового или репейного. А также возможно варьировать состав подобных масок добавлением меда, яиц, глины и других компонентов.
И также можно принимать ванны с добавлением масляного экстракта ламинарии и фукуса.
Бурые водоросли издревле имели большое значение в жизни человека, особенно для жителей морского побережья. Рыбаки и матросы набивали высушенными водорослями матрасы, сооружали костры для обогрева. Свежими обертывали рыбу для запекания в углях, использовали в качестве приправ и просто ели.
В XVIII веке сухие водоросли сжигали для получения кальцинированной соды, необходимой для производства стекла и стройматериалов.
Ученые из университета Манчестера заявили, что водоросли способны оказывать влияние на облакообразование в прибрежных регионах.
А также в США существует проект выращивания бурых водорослей Macrocystis pyrifera с целью добычи метана.
Бурые водоросли (Phaeophyta ) - отдел водорослей, характерной особенностью которых является многоклеточная строение и пластинчатая форма слоевища. Эта группа водорослей имеет сложное строение среди других водорослей. Отдел Бурые водоросли насчитывает около 1,5 тыс. Видов.
Общие признаки. По количеству клеток бурые водоросли - это исключительно многоклеточные организмы. А по размерам они бывают от нескольких сантиметров до десятков метров. Пластинчатая слоевище бурых водорослей имеет сложное строение. У некоторых видов группы клеток располагаются в несколько рядов, приобретают признаки отличий от других клеток, чем становятся похожими на ткани. Клеточные покровы представлены двухслойными оболочками. Внешний слой слизистый, поскольку состоит из пектиновых веществ и растворимых солей - альгинатов, а внутренний - из целлюлозы. Бурые водоросли имеют зеленые, коричневые и желтые пигменты, которые в своем сочетании и определяют их ярко-желтое или бурую окраску. Основными веществами, которые запасают эти растения, является ламинарин и масло, откладываются вне хлоропластов. Крахмал запасается редко. В отделе Бурые водоросли встречаются все типы размножения:
вегетативное - частями слоевища, бесполое - с помощью зооспор и выводковых почек, и половое - с помощью гамет, которые образуются в органах-гаметангиях. Для бурых водорослей свойственно четкое чередование поколений, размножающихся половым и Неполовой.
Распространение и разнообразие. Бурые водоросли являются исключительно морскими растениями больших размеров, их можно встретить во всех морях Земли. Приспособленные к жизни на средних глубинах - 20-30 м, где поглощают зеленые и голубые лучи света. Но более распространены бурые водоросли на каменистых прибрежных участках в морях умеренных и холодных районов земного шара. В этих местах водоросли испытывают сильных механических ударов во время прибоя, но волны не повреждают их, потому что клетки слоевища покрытые защитным слоем слизи. Вблизи верхушки во многих видов бурых водорослей являются воздушные пузырьки, которые удерживают их на плаву. Благодаря прибоя и течениям в местах их существования происходит постоянное поступление питательных элементов, поэтому они имеют разветвленную слоевище, которая часто достигает больших размеров. Все бурые водоросли, за исключением некоторых видов Саргассовом водорослей, ведут прикрепленный образ жизни. Органами прикрепления у них есть ризоиды или подошвы.
Самыми известными бурыми водорослями является ламинария, фукус, макро- цистис, саргассум, пельвеция, лесония. Род Ламинария, или морская капуста, объединяет многолетние растения, которые встречаются почти во всех морях Северного полушария. Слоевище этих водорослей может достигать длины до 20 м и состоит из пластины и ризоиды, которые прикрепляют водоросль к подводному каменистого дна. Наибольшее промышленное значение имеют ламинария сахаристая, ламинария северная, ламинария японская и др.
Фукус - род бурых многолетних водорослей. В холодных северных морях дно, что обнажается во время отливов, часто покрыто сплошным ковром из этих водорослей. Их Талом достигают 30-100 см высотой, имеют дискообразную подошву и разветвленные пластины, расширяются до верхушки. На концах этих пластин являются воздушные пузырьки, благодаря которым водоросль содержит в воде свое вытянутое тело в вертикальном положении. Саргассум - это бурые водоросли, тело которых вроде кустиков, усеянных воздушными пузырьками, позволяющие этим организмам держаться на поверхности воды.
Название Саргассовом водорослей дала название Саргассовом морю, расположенный к востоку от Флориды и южнее Бермудских островов, между 25 ° и 35 ° градусами северной широты и между 30 ° и 70 ° западной долготы. У этого моря отсутствуют берега, их роль выполняют большие океанические течения.
Значение в природе. Бурые водоросли создают органическое вещество в прибрежной зоне, используется в пищу животными морей умеренных и приполярных широт. Там их количество может достигать десятков килограммов на 1 м2. Вымершие бурые водоросли образуют водорослевое угля. Бурые водоросли формируют вдоль берегов подводные заросли, которые можно приравнять по протяженности и плотности в наземных лесов. Большое количество различных морских животных (рыбы, моллюски, ракообразные) находят в этих местах и добычу и тайник. В процессе фотосинтеза бурые водоросли обогащают водоем кислородом.
Значение для человека. Бурые водоросли собираются человеком для использования в пищу в сыром и вареном виде. Например, ламинария - известная съедобная водоросль, которую сегодня выращивают во многих странах на специальных морских фермах. Она содержит много питательных веществ, витаминов и минеральных соединений. Большое количество бурых водорослей собирается и используется как калийное удобрение. В медицине из бурых водорослей добывают йод, бром, заменители крови и тому подобное. Бурые водоросли являются основным источником получения альгинатов - соединений альгиновой кислоты. Они используются в пищевой промышленности для улучшения качества мороженого, фруктовых соков, в бумажно-целлюлозной промышленности для проклейки бумаги. В медицине из них изготавливают растворимые хирургические нити, а в химической промышленности - красители для цветной печати. В текстильной промышленности покраска такими красителями делает натуральные ткани непромокаемыми и невигораючимы. Бурые водоросли способны накапливать в своих клетках минеральных солей в 500-1000 раз больше, чем их концентрация в воде. Современные ученые используют метод, который позволяет им по месту скопления бурых водорослей отыскивать морские месторождения цветных металлов. Так, оказалось, что водоросли, которые растут на золотосодержащих породах, содержащих драгоценного металла в 6-7 раз больше, чем сама порода.
Итак, самыми общими признаками бурых водорослей является багатоклитиннисть, бурую окраску слоевища, обусловлено наличием большого количества желтых и коричневых пигментов, и четкое чередование полового и бесполого поколений.
During a Terry stop, officers may falsely suggest that a suspect should voluntarily reveal contraband to avoid arrest, then arrest the suspect if order carisoprodol with prescription he reveals cannabis to public view. For this reason, large-scale victimisation surveys have been presented by criminologists as a more reliable indicator of rape prevalence. Offred discovers she enjoys sex with Nick, despite her indoctrination and her memories of her husband. The area has a cooler climate than the Pacific lowlands. The concentration of azithromycin in the tissues can be over 50 times higher than in plasma due to ion trapping and its high lipid solubility. Upon entrance to the barrel, the temperature increases and the Van der Waals forces that resist relative flow of individual chains are weakened as a result of increased space between molecules at higher thermal energy states. Formulations of trichloroacetic acid concentrated to 50% or more are considered to be deep chemical peels. For some infections it is used in addition to other antibiotics. Over order carisoprodol with prescription several centuries in isolation, the Polynesian settlers developed a unique culture, with their own language, a rich mythology, distinctive crafts and performing arts. Government campaigns for the prevention, elimination, and control of major health hazards have been generally successful. Turbocharged variants are also produced. These sets of intense activity are followed by where to buy carisoprodol in uk a predetermined time of rest or low intensity activity. A national survey in 1979 revealed that over 66% of fertile women were using contraception. By the combination effects of heat and gas flow, the emerged mist is converted into a gas stream. A small amount of progesterone is converted by 21-hydroxylase into 11-deoxycorticosterone. Following repeal, public interest in an organized prohibition order carisoprodol with prescription movement dwindled. Blood levels of carbon dioxide, and the neurological feedback mechanism that monitors them, do not react quickly enough to maintain an even respiratory rate, with the entire system cycling between apnea and hyperpnea, even during wakefulness. Johnson order carisoprodol with prescription Building at 509 17th Street, where a single, full-time faculty member ran the school with the help of part-time teachers. Some of these warnings are based on historical observations in epilepsy patients taking Buy drug ambien 10mg online with visa topiramate. Smythe gained order carisoprodol with prescription custody of where to purchase carisoprodol in korea Pearl and remained at the hotel, continuing her relationship with Holmes. On this day, some people choose to be more open about their own self-harm, and awareness organizations make special efforts to raise awareness about self-harm. About half a mile further on, near crossing no. But short-distance sprinting was not all this car could do well. order carisoprodol with prescription The disability rights movement does not have a position on screening, although some members consider testing and abortion discriminatory. Adding hypochlorite bleach in the washing process achieves inactivation of microbes. Biological mediators reflect short-term sources of want to buy carisoprodol online with visa stress which affect health outcomes through repeated or persistent activation. The system continued after Jackson"s presidency order carisoprodol with prescription and opposition against the system began to grow. Caplan says because psychiatric diagnosis is unregulated, doctors are not required to spend much time interviewing patients or to seek a second opinion. Men are born and remain free and equal in order carisoprodol with prescription rights. Realizing that Alonzo abandoned him and has paid Smiley to kill him, Jake retaliates but is soma 350mg usa pharmacy beaten and dragged to the bathroom to be executed. It is as well related to personal and professional care practices. Filters with activated carbon are usually used in compressed air and gas purification to remove oil vapors, odor, and other hydrocarbons from the air. Stepan Vaganov, Ermakov"s close associate, was attacked and killed by peasants in order carisoprodol with prescription late 1918 for his participation in local acts of brutal repression by the Cheka. District Court for the Eastern District of New York was filed, charging him with securities fraud. Cefixime is contraindicated in patients with known carisoprodol prescription or over the counter sensitivity or allergies to cephalosporin class cheapest generic soma 350mg in singapore of antibiotics. Tolerance to opioids is order carisoprodol with prescription attenuated by a number of substances, including:Tolerance is a physiologic process where the body adjusts to a medication that is frequently present, usually requiring higher doses of the same medication over time to achieve the same effect. Making a run out of the concert to save himself from the crowd"s angst, Tommy goes and hides inside a dilapidated structure. Prior to the publishing of the above cited research, pharmacologist David E. The length of the fast varies, and some Jews will reduce the length of the order carisoprodol with prescription fast through tzedakah, or charitable acts. Shortly thereafter, a formal movement towards establishing a school of pharmacy was begun, and the Chicago Cheap adipex 37.5mg in canada College of Pharmacy was born. Similar to this is the catheter tip, which is essentially a slip tip but longer and tapered, making it good for pushing into things where there the plastic taper can form a tight seal. It was initially only available in German but has order carisoprodol with prescription evolved into an international sphere. Meningococcus vaccines exist against groups A, B, C, W135 and Y. Senate Majority Leader George J. Another explanation is that the Netherlands, at the time of its colonization of Suriname, order carisoprodol with prescription used the left-hand side of the road for traffic, and yet another is that Suriname was first colonized by the English. One anti-viral strategy is to interfere with the ability of a virus to infiltrate a target cell.