Середовище проживання та приклади діатомових водоростей

Важливим елементом прісноводного та морського планктону, що гармонійно поєднує в собі властивості як рослин, так і тварин є діатомові водорості. Приклади цих одноклітинних організмів можна побачити у багатьох підручниках. Вони сильно відрізняються від інших представників підводної фауни, їх головною частиною вважається діатомея - особлива клітина, вкрита шаром кремнію.

Загальна інформація

Діатомові водорості були відкриті в XVIII столітті, коли для різних досліджень стали використовувати мікроскопи Левенгука і нові лупи з сильним збільшенням. Ця група одноклітинних водоростей отримала кілька наукових назв, а саме: бацилларієві (Bacillariophyta), кремнеземні (Kieselalgae) та діатомові (Diatomeaea).

Остання назва була дана цим організмам через особливий спосіб розмноження - поділом панцира на 2 частини. Друге пояснюється наявністю знайденої у клітин водоростей кремнеземної оболонки. А бациларієвими їх стали називати на ім`я першого роду, який був описаний у 1788 році. Найменування утворили від слова бациларія, що перекладається як «паличкоподібний».

У російській літературі зазвичай зустрічається друге ім`я або його похідна діатомеї, а сучасним (науковим) вважається латинське Bacillariophyta.

Кремнеземні організми є основною складовою планктону-бентосу, у диких водах їх можна зустріти на глибині не більше 100 метрів. Середовищем проживання для діатомових водоростей служить якийсь субстрат. Вони переміщаються в ньому, чіпляючись за поверхню, за допомогою ніжок та трубочок.

За способом харчування діатомеї відносять до фототрофів, проте серед них нерідко зустрічаються гетеротрофи, міксотрофи та симбіотрофи.

Ці організми вважають за краще жити в групах зі своїми родичами. Їх наявність в акваріумі можна розпізнати за появою коричневого, буро-зеленого чи сірого нальоту, яким покриваються скляні стінки. Для світової екосистеми подібні водорості дуже важливі, так як виробляють велику кількість органічних речовин. Саме це спровокувало появу інтересу до одноклітинних з боку захисників природи та виробників різних біоматеріалів.

Однак варто мати на увазі, що їхня поява в акваріумах не обіцяє нічого доброго, тому таких фототрофів потрібно позбавлятися якнайшвидше. Для цього потрібно дізнатися про подібні водорості побільше, а саме зрозуміти їх призначення та пристрій.

Опис та будова водоростей

Завдяки електронним мікроскопам, потужність яких дозволяє збільшувати досліджувані об`єкти в тисячі разів, фахівці отримали можливість розглянути будову діатомових клітин.

Основний складник є панцир, являє собою зовнішню оболонку з двох половинок. Залежно від різновиду ці стулки можуть бути скріплені разом, злегка зсунуті один на одного або мати роздільник, який допомагає частинам панцира розсуватися, щоб організм міг нарощувати клітинну масу.

Половинки мають шорстку поверхню, на них можна помітити безліч ребер, пор, осередків, отворів або камер. Площа цієї імпровізованої броні покрита заглибленнями на 75 відсотків. А також на ній є різні нарости, які дозволяють одноклітинним збиратися в групи.

Головним компонентом цього природного захисту є діоксид кремнію, в якому присутні різні домішки, наприклад, залізо, органічні речовини, алюміній та магній. Зовнішню сторону панцира прикрашає тонкий наліт органіки.

За допомогою мікроскопа вчені змогли розглянути форми, які може мати цей покрив:

• веретена;
• циліндри;
• диски;
• кульки;
• барабани;
• трубочки;
• булави;
• коробочки.

Існує безліч видів стулок. Ці структурні елементи здатні утворювати складні та цікаві комбінації, хоча складаються тільки з однієї клітини. Форми панцира і стулок дуже різноманітні, химерні і вигадливі, а їхня поверхня настільки витончена і незвичайна, що збільшені зображення діатомових водоростей можна з легкістю прийняти за твори мистецтва.

Захисну функцію організму виконує цитоплазма – вона знаходиться всередині клітини та тонким шаром покриває всю поверхню кремнієвих стінок. Весь внутрішній простір клітини займає вакуоль, а ядерця і диплоїдне ядро ​​утворюють специфічний місток. Також по периметру панцира розташовані хроматофори, які виглядають як дрібні пластинки та диски. Чим менший їх розмір, тим більше їх міститься у клітці. Деякі діатомеї відносяться до гетеротрофів і тому не мають пігментів. Автотрофні різновиди мають у своєму складі пластиди різноманітних відтінків.

Внаслідок фотосинтезу такі водорості виробляють не вуглеводи, як усі наземні рослини, а ліпіди. Для здорової та активної життєдіяльності цим організмам потрібні жири, а також резервні та додаткові речовини, наприклад, такі як хризоламінарин.

Розмноження діатомеї

У цих організмів досить висока швидкість розмноження, яке зазвичай відбувається розподілом навпіл. Темпи розвитку безпосередньо залежать від умов довкілля. Так, за добу одна клітина може перетворитися на 35 мільярдів нових.

Тому цей вид водоростей настільки поширений на планеті Земля, його можна зустріти практично у всіх водоймах світу (крім калюж). Він чудово пристосовується до життя в озерах, річках та морях з помірною температурою води, проте може оселитися навіть у крижаних чи гарячих гірських джерелах.

Розмноження діатомей відбувається одним із двох способів:

• статевим;
• вегетативним.

Бациларієві водорості та схожі на них одноклітинні рослини утворюють основу фітопланктону всього Світового океану. До їх складу включені зола, жири та різні вітаміни, тому дрібні жителі морів із задоволенням ласують такими організмами. Однією з важливих здібностей діатомеї вважається виробництво кисню у досить великих масштабах.

Класифікація водоростей

Деякі представники діатомових водоростей вважають за краще жити на дні водойм, інші кріпляться до тварин або до днищ морських суден. Зазвичай вони прагнуть вступити в групу і кріпляться один до одного за допомогою слизу або спеціальних наростів.

Водорості об`єднуються в колонії невипадково, так вони мають більше шансів вдало протистояти негативним умовам навколишнього середовища. Деякі види все життя мешкають на субстратах одного типу, наприклад, на якійсь певній рослині або шкірі акули.

Є різновиди, які віддають перевагу кочовому способу життя і вміють вільно пересуватися у водоймах. А також на їх клітинах є довгі щетинки, за допомогою яких організми утворюють плавучі групи. Іноді для скріплення вони використовують слиз, оскільки вона має меншу щільність, ніж вода.

До відділу Diatomeaea входить понад 10 тисяч різновидів мікроорганізмів. Фахівці стверджують, що насправді їх набагато більше. За останні століття офіційна інформація про діатомію зазнала безліч змін, а дискусії та суперечки в середовищі біологів про реальну кількість класів цих водоростей точаться досі.

Центричні організми

Діатомеї цього класу мають колоніальні та одноклітинні форми. У них округлий панцир, а хроматофори виглядають як платівки.

Ці організми ведуть нерухомий спосіб життя, а розмножуються моногамним, статевим методом.

До них відносяться:

1. Coscinodiscales. Живуть поодинці або ниткоподібними групами, стулки округлі з великою кількістю ребер та наростів. Водорості мають рівний панцир без єдиного кута, через що отримали такі назви: циліндричні, еліпсоїдні, кулясті, лінзовідні.

   

2. Хетоцерос. Клітини циліндричної форми з великою щетиною на стулках панцира. Вони дозволяють організмам об`єднуватися в колонії. Хроматорфи виглядають як великі пластини.
3. Мелозіра. Циліндричні клітини, що утворюють нитчасті групи. Чіпляються один за одного за допомогою шипів, якими покритий панцир. Мають стулки з округлими краями, покриті порами. Містять безліч хроматофорів дископодібної форми.
4. Biddulphiales. Одинаки, в колонії об`єднуються вкрай рідко, використовуючи для цього нарости на округлих стулках-еліпсах (іноді багатокутниках). Панцир схожий на призму або має форму циліндра. Його структура неоднорідна, тому що є отвори і різні нерівності.

   

5. Циклотелла. Виглядають як дрібні коробочки зі штрихами та подряпинами на стулках. Хроматофори розташовані в цитоплазмі і мають вигляд тонких пластинок. Виробляють особливий слиз, за ​​допомогою якого поєднуються з побратимами, іноді для цього використовують щетину. Віддають перевагу водойм без течії, зі стоячою водою.

Центричні представники вважаються найдавнішими, тому що їх сліди були знайдені на розкопках по всьому світу. Молоде покоління відрізняється більшими розмірами, ніж материнські організми.

Перистий клас

Представники перистих водоростей активні, зазвичай утворюють групи та мають різні форми панцирів. Вони складаються з двох симетричних стулок, але також можна зустріти різновиди з явною асиметрією.

Частини панцира мають перисту структуру з різними швами, щілинами та канальцями, через що клас і отримав свою назву. Хроматофори схожі на великі пластини. Ці діатомеї розмножуються статевим способом, але досить специфічним методом.

До представників такого класу відносяться:

• Гомфонема. Віддають перевагу водойм з чистою водою, там вони чіпляються до різних предметів і водоростей, розташованих на дні, і створюють групи. Абсолютно невибагливі до температурного режиму є їжею для молюсків.
• Плевросігма. Виступають у ролі корму для молодої риби, населяють морські водойми із солонуватою водою.
• Навікула. Мешкають практично скрізь, люблять мул у прісних річках, ставках, озерах, а також грунт та вологе каміння.

  

• Піннулярія. Зустрічаються на рисових полях та мулистому дні водойм. Стійкі до різких перепадів температури, тому встигли заселити всю планету. Клітини організму добре розвиваються і розмножуються в мулі. Ця особливість пояснює високу живучість різновиду.
• Синєдра. Люблять русла рік з повільною течією, стоячі ставки, озера. Утворюють групи, схожі на пучки з віял. Кріпляться до планктону та зелених водоростей. Річкові мешканці не використовують цей вид на їжу, тому що він непридатний для цих цілей.

Діатомові водорості сильно відрізняються від іншої водної рослинності. Після низки досліджень, під час яких розглядали процеси фотосинтезу та будову пігментних пластин, вчені змогли визначити, що ці одноклітинні походять від джгутикових. Ця гіпотеза підтвердилася після того, як була виявлена ​​здатність діатомеї переробляти і відтворювати органіку за допомогою різнокольорових пігментів.

Роль в акваріумах

Подібні організми хоч і є важливою частиною екосистеми, в акваріумах абсолютно не доречно. Вони покривають стінки, прилади, декоративні прикраси, а також листя водоростей. Діатомеї потрібно позбавлятися, щоб усі предмети в будиночку для рибок не були зіпсовані буро-зеленою і слизовою плівкою.

Кремнеземні водорості вважають за краще обживатися в темних куточках акваріумів, оскільки не переносять сонячне світло. З появою цього непроханого гостя потрібно витягти зі скляної ємності всі прилади, а потім очистити їх від неприємного нальоту, змінити воду та помити акваріум. Найскладніше очистити від діатомеї листочки рослин.

Краще запобігти появі слизу, чим займатися її видаленням. Для цього потрібно звернути увагу на склад води та освітлення. Однією з причин утворення бурого нальоту вважається високий вміст силікатів у рідині. Якщо ж мінеральних речовин у навколишньому середовищі мало, то розвиток та розмноження цих одноклітинних загальмовується.