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Algen sind niedere Pflanzen, die keinen Stamm, keine Wurzel oder kein Laub haben. Der vorherrschende Lebensraum der Algen ist das Meer und das Süßwasser.

Abteilung Grünalgen.

Grünalgen sind einzellig und mehrzellig und enthalten Chlorophyll. Grünalgen vermehren sich nach Geschlecht und ungeschlechtlicher Fortpflanzungsform. Grünalgen bewohnen Gewässer (frisch und salzig), im Boden, auf Felsen und Steinen, auf der Rinde von Bäumen. Die Abteilung für Grünalgen umfasst etwa 20.000 Arten und ist in fünf Klassen unterteilt:

1) Klasse Protokokken - einzellige und mehrzellige nicht-pulmonale Formen.

2) Volvoque-Klasse - die einfachste einzellige Alge, die Flagellen aufweist und in der Lage ist, Kolonien zu organisieren.

3) Klassenfeuer - haben eine Struktur ähnlich der Struktur von Schachtelhalmen.

4) Die Klasse Ulotrix - haben einen filamentösen oder lamellaren Thallus.

5) Siphon-Klasse - eine Klasse von Algen, deren Aussehen anderen Algen ähnelt, die jedoch aus einer einzigen Zelle mit vielen Kernen besteht. Die Größe der Siphonalgen erreicht 1 Meter.

Abteilung Rotalgen (lila).

Crimsons kommen in warmen Meeren in großen Tiefen vor. Diese Abteilung hat etwa 4.000 Arten. Thallusrotalgen haben eine zerlegte Struktur, sie werden mit Hilfe einer Sohle oder eines Rhizoids an das Substrat gebunden. Die Plastiden der Rotalgen enthalten Chlorophylle, Carotinoide und Phycobiline.

Ein weiteres Merkmal von Rotalgen ist, dass sie sich durch einen komplexen sexuellen Prozess vermehren. Rotalgensporen und Gameten sind unbeweglich, da sie keine Geißeln haben. Der Befruchtungsprozess erfolgt passiv, indem männliche Gameten auf die Genitalien der Frau übertragen werden.

Abteilung für Seetang.

Braunalgen sind vielzellige Organismen, die aufgrund der Konzentration von Carotin in den Oberflächenschichten von Zellen eine gelblich-braune Farbe haben. Es gibt ungefähr 1,5 Tausend Arten von Braunalgen, die verschiedene Formen haben: buschartig, lamellar, kugelförmig, kortikal, fadenförmig.

Aufgrund des Gehalts an Gasblasen im Thalli von Braunalgen können die meisten von ihnen eine vertikale Position beibehalten. Thalluszellen haben unterschiedliche Funktionen: Löschen und Photosynthese. Braunalgen haben kein vollständiges Leitungssystem, aber in der Mitte des Thallus befinden sich Gewebe, die Assimilationsprodukte transportieren. Nährstoffe werden von der gesamten Oberfläche des Thallus aufgenommen.

Verschiedene Arten von Algen züchten nach allen Arten der Fortpflanzung:

- sexuell (isogamisch, monogamisch, heterogamisch);

- vegetativ (in der gelegentlichen Teilung einiger Teile des Thallus gefunden).

Der Wert von Algen für die Biosphäre.

Algen sind der Ausgangspunkt der meisten Nahrungsketten verschiedener Gewässer, Ozeane und Meere. Algen sättigen auch die Atmosphäre mit Sauerstoff.

Algen werden häufig zur Herstellung verschiedener Produkte verwendet: Polysaccharide Agar-Agar und Carrageenan, die in der Küche und in Kosmetika verwendet werden, werden aus Rotalgen extrahiert; Alginsäuren, die auch in der Lebensmittel- und Kosmetikindustrie verwendet werden, werden aus Braunalgen gewonnen.

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Algen

Abteilung Grünalgen

Grünalgen werden in einzellige und mehrzellige Formen unterteilt, die Chlorophyll enthalten. Sie haben alle Arten von asexueller und sexueller Fortpflanzung. Grünalgen kommen in Salz- und Süßwasserkörpern, im Boden, auf der Baumrinde, auf Felsen und Felsen vor. Diese Abteilung hat bis zu 20.000 Arten und umfasst fünf Klassen:

  • Volvox-Klasse - die primitivsten einzelligen Algen mit Flagellen. Einige ihrer Arten sind eine Kolonie.
  • Klasse Protokokken - einzellige und mehrzellige beygutikova Formen.
  • Ulotarik Klasse - haben filamentöse oder lamellare Struktur des Thallus.
  • Klasse scharf - die Struktur ähnelt höheren Pflanzen - Schachtelhalmen.
  • Siphon-Klasse - äußerlich ähnlich wie bei anderen Algen oder höheren Pflanzen, besteht aus einer einzelnen mehrkernigen Zelle, die eine Größe von bis zu 1 m erreicht.

Einzellige grüne Frischwasseralgen - Chlamydomonas. Es hat eine ovale oder runde Körperform mit zwei Flagellen am verlängerten vorderen Ende. Das Chromatophor ist becherförmig und enthält pyromagnetische Stärkekörner. In der Vorderseite der Zelle ist das rote Auge ein lichtempfindliches Organ. Der Kern ist einer mit einem kleinen Kern. Zwei pulsierende Vakuolen werden zum vorderen Ende der Zelle verschoben. Chlamydomonade ernährt sich autotrop, kann aber bei Lichtmangel auf heterotrophe Ernährung umstellen, wenn organische Substanzen im Wasser vorhanden sind. Es vermehrt sich ungeschlechtlich und sexuell. Bei ungeschlechtlicher Fortpflanzung wird der Zellinhalt (Sporophyt) in 4 Teile geteilt und es bilden sich 4 haploide Zoosporen. Mit dem Einsetzen des kalten Wetters verschmelzen zwei Zoosporen zu einer diploiden Zygotospore. Im Frühjahr wird es in Mitosen unterteilt, die wiederum haploide Algen bilden.

Spirogyra ist eine mehrzellige filamentöse Süßwasser-Grünalge. Die Filamente bestehen aus einer Reihe einkerniger zylindrischer Zellen mit helikalen Chloroplasten und Pyrenoiden. Das Wachstum des Filaments in der Länge erfolgt aufgrund der Querteilung der Zellen. Vermehrt durch Teile des Threads oder sexuell. Der sexuelle Vorgang wird Konjugation genannt.

Abteilung für Seetang

Mehrzellige Algen. Es gibt ca. 1500 Arten. Sie haben eine gelblich-braune Farbe aufgrund einer großen Anzahl von gelben und braunen Pigmenten. Ihre Größe und Form sind unterschiedlich. Es gibt fadenförmige, kortikale, kugelförmige, lamellenförmige und strauchartige Pflanzen. Thallus (Körper) vieler Arten enthalten Gasblasen, die die Algen aufrecht halten. Der vegetative Körper wird an der Sohle oder den Rhizoiden präpariert, die als Befestigungsorgane dienen, und an einer einfachen oder präparierten Platte, die mit der Basis des Blattstiels verbunden ist. Pigmente, die ihnen eine braune Farbe verleihen, konzentrieren sich nur in den Oberflächenschichten der Zellen, die inneren Zellen des Thaloms sind farblos. Dies zeugt von der Unterscheidung der Zellen nach ihren Funktionen: photosymettisch und auslöschend. Braunalgen haben kein richtiges Leitsystem, im Zentrum des Thallus befinden sich jedoch Gewebe, entlang derer sich die Assimilationsprodukte bewegen. Die Aufnahme von Mineralien erfolgt über die gesamte Oberfläche des Thallus.

Bei Braunalgen treffen alle Formen der Fortpflanzung aufeinander: vegetativ (mit zufälligen Ablösungen von Teilen des Thallus), sporenartig, sexuell (drei Formen: isogamisch, heterogamisch und monogamisch).

Abteilung Rotalgen (lila)

Sie sind in der Regel in großen Tiefen der warmen See zu finden. Bestehend aus ca. 4000 Arten. Einen präparierten Thallus, Rhizoid oder eine Seezunge auf dem Untergrund anbringen lassen. Purpidae enthalten neben den üblichen Chlorophyllen und Carotinoiden Fikobiline in den Plastiden. Ihr anderes Merkmal ist ein komplexer sexueller Prozess. Gameten und Sporen von Rotalgen sind gegeißelt und unbeweglich. Die Befruchtung erfolgt beim passiven Transfer männlicher Keimzellen auf das weibliche Genital:

Algen sind die Hauptproduzenten mit hoher Produktivität. Mit ihnen beginnen die meisten Nahrungsketten der Meere, Ozeane und Süßwasserkörper: einzellige Algen sind der Hauptbestandteil des Phytoplanktons, das vielen Arten von Wassertieren als Nahrung dient. Algen bereichern die Atmosphäre mit Sauerstoff.

Von Algen bekommen viele wertvolle Produkte. Beispielsweise werden die Polysaccharide Agar-Agar und Carrageen aus Rotalgen gewonnen (die zur Herstellung von Gelee, in Kosmetika und als Lebensmittelzusatzstoffe verwendet werden). Alginsäuren werden aus Braunalgen gewonnen (als Härter, Gelbildner in der Lebensmittel- und Kosmetikindustrie, zur Herstellung von Farben und Packungen).

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ALGEN

ALGEN - avaskuläre Sporenpflanzen, die Chlorophyll in den Zellen enthalten und daher zur Photosynthese befähigt sind.

Das Konzept der "Algen" ist wissenschaftlich vage. Das Wort „Algen“ buchstäblich bedeutet nur, dass es sich um eine Pflanze, die im Wasser leben, aber nicht alle Pflanzen in den Reservoiren wissenschaftlich Algen, Pflanzen wie Schilf, Binsen, Schilf, Seerosen, Potbelly, kleine grüne Platten duckweed genannt werden und andere sind Samenpflanzen (oder blühende Pflanzen). Der wissenschaftliche Begriff „Algen“ gilt nicht für diese Pflanzen, sie werden Wasserpflanzen genannt.

Das Konzept der „Algen“ ist nicht systematisch, sondern biologisch. Algen (Algae) sind eine kollektive Gruppe von Organismen, deren Hauptbestandteil nach modernen Konzepten zum Pflanzenreich (Plantae) gehört, in dem es aus zwei Unterreichen besteht: Purpur- oder Rotalgen - Rhodobionta und echte Algen - Phycobionta Zu den Pflanzen zählen höhere (Keim- oder Blattstamm-) Pflanzen (Embryobionta). Die verbleibenden Organismen, die den Algen zugeschrieben werden, werden nicht mehr als Pflanzen betrachtet: Blaualgen und prochlorophytische Algen werden häufig als eigenständige Gruppe oder als Bakterien bezeichnet, und euglenische Algen werden manchmal als einfachste Tieruntersuchung bezeichnet. Verschiedene Algengruppen entstanden zu verschiedenen Zeiten und anscheinend von verschiedenen Vorfahren, aber als Ergebnis der Entwicklung unter ähnlichen Lebensraumbedingungen erwarben sie viele ähnliche Merkmale.

Organismen, die zu einer Gruppe von Algen gehören, weisen eine Reihe gemeinsamer Merkmale auf. Morphologisch gesehen ist für Algen die Abwesenheit von mehrzelligen Organen - Wurzel, Blätter und Stängel, die für höhere Pflanzen typisch sind - das wichtigste Merkmal. Dieser Körper von Algen, undifferenziert zu Organen, wird Thallus oder Thallus genannt.

Algen haben eine einfachere (im Vergleich zu höheren Pflanzen) anatomische Struktur - es gibt kein leitfähiges (Gefäß-) System, daher sind Algen, die Pflanzen zuzuschreiben sind, Gefäßpflanzen. Algen bilden niemals Blüten und Samen, sondern vermehren sich vegetativ oder in Sporen.

Das Chlorophyll Algenzellen enthalten, durch die sie in der Lage, Kohlendioxid im Licht (das heißt, gespeist durch Photosynthese) vorteilhaft Wasserorganismen, aber viele angepasst leben im Boden und auf der Oberfläche, auf den Felsen, an Baumstämmen zu assimilieren und in anderen Biotopen.

Algen zugeschriebene Organismen sind äußerst heterogen. Algen gehören sowohl zu Prokaryoten (vorkernige Organismen) als auch zu Eukaryoten (wirklich kernige Organismen). Algenkörper all vier Schwierigkeitsgrad sein können, allgemein bekannte Organismen: Einzeller, kolonial, vielzellige und nichtzelluläre, variieren ihre Größen in einem sehr breiten Bereich: kleinste angemessen mit Bakterienzellen (weniger als 1 Mikrometer im Durchmesser), und die meisten großen maritimen Seetang erreichen 30–45 m Länge.

Algen werden in eine große Anzahl von Unterteilungen und Klassen eingeteilt und ihre Unterteilung in systematische Gruppen (Taxa) erfolgt nach biochemischen Merkmalen (einer Reihe von Pigmenten, der Zusammensetzung der Zellwand, der Art der Speichersubstanzen) sowie einer submikroskopischen Struktur. Für die moderne Algentaxonomie ist jedoch eine Vielzahl von Systemen charakteristisch. Selbst auf den höchsten taxonomischen Ebenen (Königreiche, Teilreiche, Abteilungen und Klassen) können Taxonomen nicht zu einer gemeinsamen Meinung gelangen.

Nach einem der modernen Systeme werden Algen in 12 Abschnitte unterteilt: Blaugrün, Prochlorophyt, Rot, Golden, Kieselgur, Kryptophyt, Dinofit, Braun, Gelbgrün, Euglenic, Grün, Saibling. Insgesamt sind rund 30.000 Algenarten bekannt.

Die Wissenschaft der Algen wird als Algologie oder Phykologie bezeichnet und gilt als eigenständige Abteilung der Botanik. Algen sind Objekte zur Lösung von Problemen anderer Wissenschaften (Biochemie, Biophysik, Genetik usw.). Bei der Entwicklung allgemeiner biologischer Probleme und wirtschaftlicher Aufgaben werden Algologiedaten berücksichtigt. Die Entwicklung der angewandten Algologie erfolgt in drei Hauptrichtungen: 1) Verwendung von Algen in der Medizin und in verschiedenen Bereichen der Wirtschaft; 2) um Umweltprobleme anzugehen; 3) die Anhäufung von Daten über Algen zur Lösung von Problemen anderer Industrien.

Die Struktur der Algen.

Die Hauptstruktureinheit des Algenkörpers, dargestellt durch einzellige und mehrzellige Formen, ist die Zelle. Es gibt verschiedene Arten von Algenzellen, die in Form (kugelförmig, zylindrisch usw.), Funktion (Geschlecht, vegetativ, photosynthetisierbar und nicht photosynthetisierbar usw.), Standort usw. unterteilt sind. Am wichtigsten ist jedoch heute die Klassifizierung Zellen durch die Eigenschaften ihrer Feinstruktur, nachgewiesen durch ein Elektronenmikroskop. Unter diesem Gesichtspunkt werden Zellen, die typische Kerne enthalten, unterschieden (dh Kerne, die von Kernhüllen, Membranen umgeben sind), und Zellen, die keine typischen Kerne aufweisen. Der erste Fall ist die eukaryotische Struktur der Zelle, der zweite betrifft die prokaryotische. Die prokaryotische Zellstruktur weist blaugrüne und prochlorophytische Algen auf, eukaryotische - Vertreter aller anderen Algenabteilungen.

Der vegetative Körper der Algen (Thallus) zeichnet sich durch seine morphologische Vielfalt aus, die Algen können einzellig, kolonial, mehrzellig und nicht zellulär sein. Ihre Größen innerhalb jeder dieser Formen variieren stark - von mikroskopisch bis sehr groß.

Die Besonderheit einzelliger Algenformen wird durch die Tatsache bestimmt, dass ihr Körper aus einer einzigen Zelle besteht. Daher verbinden sich in seiner Struktur und Physiologie zelluläre und organismische Merkmale. Es ist ein autonomes System, das wachsen und sich vermehren kann. Eine kleine, einzellige Alge, die mit bloßen Augen nicht sichtbar ist, ist eine Art Fabrik, die Rohstoffe (absorbierende Lösungen von Mineralsalzen und Kohlendioxid aus der Umwelt) gewinnt, wertvolle Verbindungen wie Proteine, Kohlenhydrate und Fette verarbeitet und produziert. Darüber hinaus sind Sauerstoff und Kohlendioxid wichtige Produkte seiner lebenswichtigen Aktivität und somit aktiv an der Zirkulation von Stoffen in der Natur beteiligt. Einzellige Algen bilden manchmal temporäre oder permanente Ansammlungen (Kolonien).

Mehrzellige Formen sind entstanden, nachdem die Zelle einen langen und komplexen Entwicklungsweg als unabhängiger Organismus hinter sich hat. Der Übergang von einem einzelligen in einen mehrzelligen Zustand ging mit einem Individualitätsverlust und den damit verbundenen Veränderungen in Struktur und Funktion der Zelle einher. Innerhalb der Thalli mehrzelliger Algen gibt es qualitativ andere Beziehungen als zwischen Zellen einzelliger Algen. Mit dem Aufkommen der Mehrzelligkeit trat eine Differenzierung und Spezialisierung der Zellen im Thallus auf. Aus evolutionärer Sicht sollte dies als erster Schritt in der Entwicklung von Geweben und Organen betrachtet werden.

Eine einzigartige Gruppe bilden die Siphonalgen: Ihre Thalli sind nicht in Zellen unterteilt, sie haben jedoch auch Einzelzellstadien im Entwicklungszyklus.

Die Farbe der Algen ist vielfältig (grün, pink, rot, orange, fast schwarz, lila, blau usw.), da einige Algen nur Chlorophyll enthalten und andere - eine Reihe von Pigmenten, die sie in verschiedenen Farben färben.

Algen (genauer gesagt Blaualgen oder Cyanobakterien) waren die ersten Organismen auf der Erde, die im Verlauf der Evolution die Fähigkeit zur Photosynthese hatten, den Prozess der Bildung organischer Substanzen unter dem Einfluss von Licht. Als Kohlenstoffquelle bei der Photosynthese wird Kohlendioxid (CO2), als Wasserstoffquelle - Wasser (H2O) und dadurch wird freier Sauerstoff freigesetzt.

Die Art der Ernährung mittels Photosynthese, bei der der Körper unter Nutzung der Energie der Photosynthese alle notwendigen organischen Stoffe aus anorganischen Stoffen synthetisiert, ist zu einer der wichtigsten Arten geworden, Algen und andere Grünpflanzen zu ernähren. Unter bestimmten Bedingungen können jedoch viele Algen leicht von der photosynthetischen Methode der Ernährung auf die Assimilation verschiedener organischer Verbindungen umsteigen, während der Körper fertige organische Substanzen zur Ernährung verwendet oder diese Methode der Ernährung mit der Photosynthese kombiniert.

Zusätzlich zur Verwendung organischer Verbindungen als Kohlenstoffquelle können Algen von anorganischem Nitratstickstoff zu Stickstoff aus organischen Verbindungen wechseln. Einige Blaualgen können auf die damit verbundenen Stickstoffformen verzichten und freien Stickstoff aus der Atmosphäre als stickstofffixierende Organismen binden.

Eine Vielzahl von Möglichkeiten, Algen zu füttern, ermöglichen es ihnen, ein breites Spektrum zu haben und eine Vielzahl von ökologischen Nischen zu besetzen.

Die Vermehrung ihrer eigenen Art in Algen erfolgt durch vegetative, asexuelle und sexuelle Vermehrung.

Der Ursprung der Algen.

Die Frage nach der Herkunft und Entwicklung von Algen ist aufgrund der Vielfalt dieser Pflanzen, insbesondere ihrer submikroskopischen Struktur und ihrer biochemischen Eigenschaften, sehr komplex. Darüber hinaus haben die meisten Algen im fossilen Zustand nicht überlebt und es gibt keine Bindeglieder zwischen modernen Pflanzenteilen in Form von Zwischenorganismen.

Der einfachste Weg, das Problem zu lösen, ist die Entstehung von prokaryotischen (vorkernigen) Algen - blaugrün, die viele Gemeinsamkeiten mit photosynthetischen Bakterien aufweisen. Höchstwahrscheinlich stammten Blaualgen von Organismen, die in der Nähe von violetten Bakterien leben und Chlorophyll enthalten (siehe auch PHOTOSYNTHESE).

Über die Entstehung eukaryotischer (Kern-) Algen gibt es derzeit keinen einheitlichen Standpunkt. Es gibt zwei Gruppen von Theorien, deren Ursprung entweder symbiotisch oder nicht symbiotisch ist, aber jede dieser Theorien hat ihre eigenen Einwände.

Nach der Theorie der Symbiogenese waren Chloroplasten und Mitochondrien von Zellen eukaryotischer Organismen einst unabhängige Organismen: Chloroplasten - prokaryotische Algen, Mitochondrien - aerobe Bakterien (siehe auch BACTERIA). Durch den Fang amöbischer eukaryotischer Organismen von aeroben Bakterien und prokaryotischen Algen entstanden die Vorfahren der modernen Gruppen von eukaryotischen Algen. Einige Forscher führen Chromosomen und Flagellen auch auf den symbiotischen Ursprung zurück.

Nach der Theorie des nicht-symbiotischen Ursprungs stammen die eukaryotischen Algen von einem Vorfahren, gemeinsam mit den Blaualgen, die über Chlorophyll und sauerstoffproduzierende Photosynthese verfügen. In diesem Fall sind die modernen photosynthetischen Prokaryoten (Blaualgen) ein seitlicher Zweig der Pflanzenentwicklung.

Die wichtigsten Faktoren, die die Entwicklung von Algen beeinflussen.

Die Hauptfaktoren, die die Entwicklung von Algen beeinflussen, sind Licht, Temperatur, das Vorhandensein von Wasser, Kohlenstoffquellen, mineralischen und organischen Substanzen. Algen sind auf der ganzen Welt verbreitet. Sie kommen im Wasser, im Boden und auf der Oberfläche, auf der Rinde von Bäumen, Mauern von Holz- und Steingebäuden und sogar an unwirtlichen Orten wie Wüsten und Gletschern vor.

Die Faktoren, die die Entwicklung von Algen beeinflussen, werden aufgrund dieser Aktivität in abiotische, nicht mit der Aktivität lebender Organismen in Beziehung stehende und biotische Faktoren unterteilt. Viele Faktoren, insbesondere abiotische, sind einschränkend, d.h. Sie können die Entwicklung von Algen begrenzen. Das Leben aller Organismen, einschließlich der Algen, hängt vom Gehalt an notwendigen Substanzen im Lebensraum, dem Wert der physikalischen Faktoren sowie dem Stabilitätsbereich der Organismen gegenüber Änderungen der Umweltbedingungen ab. Das Ausmaß, in dem ein bestimmter Faktor als einschränkender Faktor wirken kann, ist für verschiedene Algentypen unterschiedlich. In aquatischen Ökosystemen schließen begrenzende Faktoren Temperatur, Transparenz, Fluss, Konzentration von Sauerstoff, Kohlendioxid, Salzen und Nährstoffen ein. In terrestrischen Lebensräumen sind die wichtigsten einschränkenden Faktoren das Klima: Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Licht usw. sowie die Zusammensetzung und Struktur des Substrats. Diese beiden Faktoren bestimmen zusammen mit den Interaktionen der Bevölkerung den Charakter der terrestrischen Gemeinschaften und Ökosysteme.

Für die meisten Algen ist Wasser ein dauerhafter Lebensraum, aber viele ihrer Arten können außerhalb des Wassers leben. Unter den an Land lebenden Pflanzen zeichnen sich poikilohydrierte Pflanzen, die nicht in der Lage sind, einen konstanten Wassergehalt im Gewebe aufrechtzuerhalten, und homohydrierte Pflanzen, die in der Lage sind, eine konstante Gewebehydratation aufrechtzuerhalten, durch ihre Beständigkeit gegen Austrocknen aus. In poikilohydrischen Algen (Blaualgen und einige Grünalgen) schrumpfen die Zellen, wenn sie ohne irreversible Veränderung der Ultrastruktur austrocknen, und verlieren daher nicht ihre Lebensfähigkeit, wenn sie angefeuchtet werden, wird ihr normaler Stoffwechsel wiederhergestellt. Die Mindestfeuchtigkeit, bei der die normale Aktivität solcher Pflanzen möglich ist, ist unterschiedlich. Homohydrische Algenzellen sterben beim Austrocknen ab, daher leben solche Pflanzen in der Regel mit ständig übermäßiger Feuchtigkeit. Zum Beispiel gehören einige Arten von Grün- und Gelbgrünalgen zu heimischen Algen.

Der Salzgehalt und die Mineralzusammensetzung des Wassers sind die wichtigsten einschränkenden Faktoren für die Verteilung der Algen.

Algen leben in Gewässern mit sehr unterschiedlichem Salzgehalt: von Süßwasserkörpern, deren Mineralisierung normalerweise 0,5 g / l nicht überschreitet, bis zu extrem salzhaltigen (Hypergalin-) Gewässern, deren Salzkonzentration zwischen 40 und 347 g / l liegt. Trotz der Tatsache, dass Algen im Allgemeinen durch eine so große Salztoleranzamplitude gekennzeichnet sind, sind bestimmte Arten meistens Stenohalin, d.h. nur mit einem bestimmten Salzgehalt leben können. Euryhalin-Algenarten, die in verschiedenen Salzgehalten vorkommen können, sind relativ selten.

Der Säuregehalt des Wassers ist ebenfalls ein begrenzender Faktor. Die Beständigkeit verschiedener Taxa von Algen gegenüber Änderungen des Säuregehalts (pH) ist ebenso unterschiedlich wie gegenüber Änderungen des Salzgehalts. Einige Algenarten leben nur in alkalischen Gewässern mit hohem pH-Wert, andere in sauren Gewässern mit niedrigem pH-Wert.

Die Anwesenheit von Makro - und Mikronährstoffen in der Umwelt, die wesentliche Bestandteile des Algenkörpers sind, ist entscheidend für die Intensität ihrer Entwicklung.

Elemente und ihre mit Makroelementen verwandten Verbindungen werden von Organismen in relativ großen Mengen benötigt. Stickstoff und Phosphor sind am wichtigsten, und Kalium, Kalzium, Schwefel und Magnesium sind fast so notwendig.

Spurenelemente sind für Pflanzen in äußerst geringen Mengen notwendig, aber für ihr Leben von großer Bedeutung, da sie Bestandteil vieler lebenswichtiger Enzyme sind. Spurenelemente wirken oft als begrenzende Faktoren. Dazu gehören 10 Elemente: Eisen, Mangan, Zink, Kupfer, Bor, Silizium, Molybdän, Chlor, Vanadium und Kobalt.

Algen verschiedener Abteilungen haben unterschiedliche Anforderungen an Makro- und Mikroelemente. Beispielsweise wird für die normale Entwicklung von Kieselalgen eine ziemlich erhebliche Menge an Silizium benötigt, die zum Aufbau ihrer Schale verwendet wird. Bei fehlenden Silikonschalen wird die Kieselalge verdünnt.

In fast allen Süßwasser- und Meeresökosystemen ist der begrenzende Faktor die Konzentration von Nitraten und Phosphaten im Wasser. In Süßwasserkörpern mit niedrigem Karbonatgehalt kann die Konzentration von Calciumsalzen und einigen anderen als einschränkend angesehen werden.

Licht ist für Algen als Energiequelle für photochemische Reaktionen und als Regulator der Entwicklung notwendig. Sein Übermaß sowie sein Mangel können zu ernsthaften Störungen der Algenentwicklung führen. Daher ist Licht auch ein begrenzender Faktor, wenn die Beleuchtung zu hoch oder zu niedrig ist.

Die Verteilung der Algen in der Wassersäule wird weitgehend durch die Anwesenheit von Licht bestimmt, das für die normale Photosynthese erforderlich ist. Die Wasserschicht über dem Lebensraum photoautotropher Organismen wird als euphotische Zone bezeichnet. Im Meer befindet sich die Grenze der euphotischen Zone normalerweise in einer Tiefe von 60 m, die gelegentlich bis zu 120 m abfällt, und im klaren Meerwasser bis zu etwa 140 m. Im See, der viel weniger durchsichtigen Gewässer, verläuft die Grenze dieser Zone normalerweise in einer Tiefe von 10 bis 15 m. und in den durchsichtigsten Gletscher- und Karstseen - in einer Tiefe von 20–30 m.

Die optimalen Beleuchtungswerte für verschiedene Algentypen variieren stark. In Bezug auf Licht emittieren sie heliophile und heliophobe Algen. Heliophile (photophile) Algen benötigen für ein normales Leben viel Licht. Dazu gehören der Großteil der blaugrünen und eine erhebliche Menge von Grünalgen, die sich im Sommer reichlich in den Oberflächenschichten des Wassers entwickeln. Heliophobe (Vermeidung von hellem Licht) Algen sind an schlechte Lichtverhältnisse angepasst. Beispielsweise meiden die meisten Kieselalgen eine hell beleuchtete Oberflächenwasserschicht und entwickeln sich intensiv im schwach transparenten Wasser von Seen in einer Tiefe von 2 bis 3 m und im klaren Wasser der Meere in einer Tiefe von 10 bis 15 m.

In Algen verschiedener Sektionen wird abhängig von der Zusammensetzung spezifischer lichtempfindlicher Pigmente die maximale Aktivität der Photosynthese bei unterschiedlichen Längen von Lichtwellen beobachtet. Unter Bodenbedingungen sind die Frequenzeigenschaften des Lichts ziemlich konstant, und daher ist die Intensität der Photosynthese konstant. Beim Durchgang durch das Wasser wird das Licht der roten und blauen Bereiche des Spektrums absorbiert und das grünliche Licht, das vom Chlorophyll schlecht wahrgenommen wird, dringt in die Tiefe. Daher überleben sie meist Rot- und Braunalgen, die über zusätzliche photosynthetische Pigmente verfügen, die die Energie von grünem Licht nutzen können. Hieraus wird der große Einfluss des Lichts auf die vertikale Verteilung der Algen in den Meeren und Ozeanen deutlich: In den oberflächennahen Schichten überwiegen in der Regel Grünalgen, die tiefer - braun und in den tiefsten Gewässern - rot sind. Dieses Muster ist jedoch nicht absolut. Viele Algen können unter extrem niedrigen, für sie nicht besonderen Lichtverhältnissen und manchmal in völliger Dunkelheit existieren. Sie können jedoch bestimmte Veränderungen in der Pigmentzusammensetzung oder in der Art der Ernährung aufweisen. So sind Vertreter vieler Algenabteilungen in der Lage, sich bei Lichtmangel und Überschuss an organischen Substanzen von organischen Verbindungen von Leichen oder tierischen Exkrementen zu ernähren.

Für Algen, die in Wasserbiotopen leben, spielt die Bewegung des Wassers eine große Rolle. Durch die Bewegung der Wassermassen werden Nährstoffe zugeführt und Algenabfälle entfernt. In allen kontinentalen und marinen Stauseen gibt es eine relative Bewegung der Wassermassen, daher sind fast alle Algen von Stauseen Bewohner von fließenden Gewässern. Die einzigen Ausnahmen sind Algen, die sich unter besonders extremen Bedingungen entwickeln (in den Hohlräumen von Steinen, die dicker als Eis sind usw.).

Algen zeichnen sich durch sehr große Temperaturstabilitätsbereiche aus. Einige ihrer Arten können sowohl in heißen Quellen vorkommen, deren Temperatur nahe am Siedepunkt des Wassers liegt, als auch auf der Oberfläche von Eis und Schnee, wo die Temperaturen um 0 ° C variieren.

In Bezug auf die Temperatur werden Algen unterschieden: Eurothermische Arten, die in einem weiten Temperaturbereich vorkommen (z. B. Grünalgen der Ordnung Oedogoniales, deren sterile Filamente vom frühen Frühjahr bis zum späten Herbst in Flachwasserkörpern zu finden sind), und manchmal stenotherme Arten, die an sehr enge angepasst sind extreme Temperaturzonen. Stenotherm sind beispielsweise kryophile (kälteliebende) Algen, die nur bei einer Temperatur nahe 0 ° C wachsen, und thermophile (wärmeliebende) Algen, die bei Temperaturen unter 30 ° C nicht existieren können.

Die Temperatur bestimmt die geografische Verteilung der in Gewässern entstehenden Algen. Im Allgemeinen weist die Verbreitung von Algen mit Ausnahme der weit verbreiteten eurythermischen Arten eine geografische Zonalität auf: Spezifische Taxa von Meeresplankton und benthischen Algen sind auf bestimmte geografische Zonen beschränkt. So dominieren in der Nordsee große Braunalgen (Macrocystis). Wenn Sie nach Süden ziehen, spielen immer mehr Rotalgen eine Rolle, und die Braunalgen treten in den Hintergrund. Dinophyten und Goldalgen sind extrem reich an tropischem Phytoplankton. In der Nordsee dominieren Diatomeen im Phytoplankton. Die Temperatur beeinflusst die vertikale Verteilung von Plankton und benthischen Algen. Hier wirkt es hauptsächlich indirekt, indem es die Wachstumsraten einzelner Arten beschleunigt oder verlangsamt, was dazu führt, dass sie durch andere Arten verdrängt werden, die in einem bestimmten Temperaturbereich intensiver wachsen.

Algen, die in die Zusammensetzung von Ökosystemen eingehen, sind durch Mehrfachbindungen mit dem Rest ihrer Bestandteile verbunden. Durch Algen verursachte direkte und indirekte Wirkungen aufgrund der Vitalaktivität anderer Organismen werden als biotische Faktoren eingestuft.

In den meisten Fällen produzieren Algen im Ökosystem organische Stoffe. Daher ist der wichtigste Faktor, der die Entwicklung von Algen in einem bestimmten Ökosystem einschränkt, das Vorhandensein von Tieren, die durch den Verzehr von Algen existieren.

Verschiedene Arten von Algen können sich gegenseitig beeinflussen, indem sie Chemikalien in die Umwelt ausscheiden (diese Wechselwirkung der Pflanzen wird als Allolopathie bezeichnet). Manchmal ist dies ein Hindernis für ihre gemeinsame Existenz.

Einige Algenarten entwickeln möglicherweise eine Konkurrenzbeziehung in Bezug auf den Lebensraum.

Der Mensch hat einen erheblichen Einfluss auf die natürlichen Ökosysteme, weshalb der anthropogene Faktor für die Entwicklung von Algen von großer Bedeutung ist. Durch den Bau von Kanälen und Stauseen schafft der Mensch neue Lebensräume für Wasserorganismen, die sich im hydrologischen und thermischen Bereich oft grundlegend von den Gewässern einer bestimmten Region unterscheiden. Abwassereinleitungen führen häufig zu einer Abnahme der Artenzusammensetzung und zum Absterben von Algen oder zur massiven Entwicklung bestimmter Arten. Die erste tritt auf, wenn giftige Wässer freigesetzt werden, die zweite, wenn ein Reservoir mit biogenen Substanzen (insbesondere Stickstoff- und Phosphorverbindungen) angereichert ist. Die Folge der übermäßigen Abgabe von Nährstoffen in den Stausee kann die Eutrophierung sein, die zur raschen Entwicklung von Algen („Wasserblüte“), Sauerstoffmangel, Einfrieren von Fischen und anderen Wassertieren führt. Algen, insbesondere aerophytische und Bodenalgen, können auch durch die atmosphärischen Emissionen giftiger Industrieabfälle beeinträchtigt werden. Sehr oft sind die Folgen menschlicher Eingriffe in das Leben von Ökosystemen irreversibel.

Ökologische Algengruppen.

Algen sind auf der ganzen Welt verbreitet und kommen in verschiedenen aquatischen, terrestrischen und Bodenbiotopen vor. Verschiedene ökologische Gruppen dieser Organismen sind bekannt: 1) Planktonalgen; 2) Neustonalgen; 3) benthische Algen; 4) Landalgen; 5) Bodenalgen; 6) heiße Algenquellen; 7) Algen aus Schnee und Eis; 8) Algensalzteiche; 9) im Kalksubstrat vorhandene Algen.

Algenwasserlebensräume.

Planktonalgen.

Plankton ist eine Ansammlung von Organismen, die in der Wassersäule von kontinentalen und marinen Gewässern leben und der Übertragung von Strömungen nicht standhalten können (dh als ob sie im Wasser schwimmen). Die Zusammensetzung des Planktons umfasst Phyto, Bacterio und Zooplankton.

Phytoplankton ist eine Ansammlung kleiner, vorwiegend mikroskopisch kleiner Pflanzen, die frei in der Wassersäule schwimmen und deren Hauptbestandteil aus Algen besteht. Phytoplankton kommt nur in der euphotischen Zone von Gewässern vor (Oberflächenwasserschicht mit ausreichend Licht für die Photosynthese).

Planktonalgen bewohnen eine Vielzahl von Gewässern, von kleinen Becken bis zum Ozean. Sie kommen nicht nur in Stauseen mit stark anomalem Regime vor, auch in thermischen (bei Wassertemperaturen über + 80 ° C und gefrorenen (mit Schwefelwasserstoff kontaminierten) Stauseen), in sauberen Gletscherwässern ohne mineralische Nährstoffe sowie in Höhlenseen Phytoplanktonbiomasse ist im Vergleich zu Zooplanktonbiomasse (1,5 bzw. mehr als 20 Milliarden Tonnen) klein, aber aufgrund seiner schnellen Vermehrung produziert es im Weltozean ungefähr 550 Milliarden Tonnen pro Jahr, was fast dem Zehnfachen der Gesamtproduktion entspricht Tierpopulation der Ozean.

Phytoplankton ist der Hauptproduzent von organischer Substanz in Gewässern, wodurch es wasserheterotrophe Tiere und einige Bakterien gibt. Phytoplankton ist das ursprüngliche Glied der meisten Nahrungsketten in einem Teich: Sie ernähren sich von kleinen Planktontieren, die sich von größeren ernähren. Daher kommen Zooplankton und Nekton in den Gebieten mit der größten Phytoplanktonentwicklung häufig vor.

Die Zusammensetzung und Ökologie einzelner Vertreter des Algen-Phytoplanktons in verschiedenen Gewässern ist äußerst unterschiedlich. Die Gesamtzahl der Phytoplanktonarten in allen Meeres- und Binnengewässern erreicht 3000.

Die Häufigkeit und Spezieszusammensetzung von Phytoplankton hängt vom Komplex der oben diskutierten Faktoren ab. In dieser Hinsicht ist die Artenzusammensetzung von Planktonalgen in verschiedenen Gewässern (und sogar im selben Gewässer, jedoch zu verschiedenen Jahreszeiten) nicht gleich. Dies hängt vom physikalischen und chemischen Zustand des Reservoirs ab. Zu jeder Jahreszeit ist eine der Algengruppen (Kieselalgen, Blaugrün, Golden, Euglenes, Grün und einige andere) vorherrschend, und oft dominiert nur eine Art dieser oder jener Gruppe. Dies ist besonders ausgeprägt in Süßwasserkörpern.

In Binnengewässern gibt es im Vergleich zu marinen Gewässern eine viel größere Vielfalt an ökologischen Bedingungen, was eine viel größere Vielfalt an Artenzusammensetzung und ökologischen Komplexen des Süßwasser-Phytoplanktons im Vergleich zu marinen bestimmt. Eines der wesentlichen Merkmale des Süßwasser-Phytoplanktons ist die vorübergehende Häufigkeit von Planktonalgen. Eine Reihe von Arten in Teichen und Seen, von denen allgemein angenommen wird, dass sie typisch planktonisch sind, haben eine Grund- oder Periphyton-Phase (Anheftung an ein beliebiges Objekt) in ihrer Entwicklung.

Das marine Phytoplankton besteht hauptsächlich aus Kieselalgen und Dinophyten. Obwohl die Meeresumwelt über große Gebiete relativ gleichmäßig ist, gibt es keine einheitliche Verteilung des marinen Phytoplanktons. Unterschiede in der Artenzusammensetzung und -häufigkeit äußern sich häufig auch in relativ kleinen Gebieten des Meerwassers, spiegeln sich jedoch besonders deutlich in der großräumigen geografischen Zonalität der Verbreitung wider. Hier ist die Wirkung der wichtigsten Umweltfaktoren: Salzgehalt, Temperatur, Licht und Nährstoffgehalt.

Planktonalgen haben in der Regel spezielle Anpassungen, um in Suspension in der Wassersäule zu verweilen. Bei einigen Arten handelt es sich um verschiedene Auswüchse und Anhänge des Körpers - Stacheln, Setae, Hornfortsätze, Membranen, Fallschirme; andere bilden hohle oder flache Kolonien und produzieren reichlich Schleim; Die dritten reichern Substanzen in ihrem Körper an, deren spezifisches Gewicht geringer ist als das spezifische Gewicht des Wassers (Fetttropfen in Kieselalgen und einige Grünalgen, Gasvakuolen in blaugrünen). Diese Formationen sind in marinen Phytoplanktern viel weiter entwickelt als in Süßwasser. Ein anderes dieser Geräte ist die geringe Größe des Körpers von Planktonalgen.

Neuston-Algen.

Die Kombination von Meeres- und Süßwasserorganismen, die in der Nähe eines Oberflächenfilms von Wasser leben, sich daran anlagern oder sich daran entlangbewegen, wird als Neuston bezeichnet. Neuston-Organismen leben sowohl in flachen Stauseen (Teichen, wassergefüllten Gruben, kleinen Seenbuchten) als auch in großen, einschließlich der Meere. In einigen Fällen entwickeln sie sich in einer solchen Menge, dass sie das Wasser mit einem kontinuierlichen Film bedecken.

Die Zusammensetzung von Neuston umfasst einzellige Algen, die Teil verschiedener systematischer Gruppen sind (golden, euglenisch, grün, bestimmte Arten von Gelbgrün und Kieselalgen). Einige neustonische Algen haben charakteristische Merkmale für das Vorhandensein an der Wasseroberfläche (z. B. Schleim- oder Schuppenfälle, die sie auf dem Oberflächenfilm halten).

Benthische Algen.

Die benthischen (benthischen) Algen sind Algen, die so angepasst sind, dass sie im gebundenen oder nicht gebundenen Zustand am Grund von Gewässern und auf verschiedenen Gegenständen, lebenden und toten Organismen, die sich im Wasser befinden, existieren.

Die vorherrschenden benthischen Algen kontinentaler Reservoire sind Diatomeen, Grüns, Blaugrüns und Gelbgrüns, mehrzellige (fadenförmige) Algen, die an das Substrat gebunden sind oder nicht.

Die wichtigsten benthischen Algen der Meere und Ozeane sind braune und rote, manchmal grüne makroskopisch angebrachte Thallusformen. Alle können mit kleinen Kieselalgen, Blaugrün und anderen Algen überwachsen.

Je nach Wachstumsort gibt es unter den benthischen Algen verschiedene: 1) Epilithen, die auf der Oberfläche von festem Boden (Felsen, Steine) wachsen; 2) Epipeliten, die auf losen Böden (Sand, Schlick) leben; 3) Epiphyten, die auf der Oberfläche anderer Pflanzen leben; 4) Endolithen oder Bohralgen, die in das Kalksubstrat eindringen (Gesteine, Muschelschalen, Krustentierschalen); 5) Endophyten und 6) Parasiten, die sich in den Thalli anderer Algen ansiedeln (Endophyten haben normale Chloroplasten, aber keine solchen Parasiten); 7) Endosymbionten, die in Zellen anderer Organismen, wirbelloser Tiere oder Algen leben; 8) Epizoiten, die einige benthische Tiere bewohnen.

Manchmal werden Algen, die auf vom Menschen ins Wasser eingebrachten Gegenständen (Schiffen, Flößen, Bojen) wachsen, als Periphyton bezeichnet. Die Auswahl dieser Gruppe wird durch die Tatsache gerechtfertigt, dass die Organismen (Algen und Tiere), die Teil davon sind, von Objekten leben, die sich durch Wasser bewegen oder stromlinienförmig sind. Darüber hinaus sind diese Organismen weit vom Boden entfernt und befinden sich daher unter unterschiedlichen Licht- und Temperaturbedingungen sowie unter anderen Bedingungen des Nährstoffeintrags.

Die Fähigkeit von benthischen Algen, in bestimmten Lebensräumen zu wachsen, wird sowohl von abiotischen als auch von biotischen Faktoren bestimmt. Bei letzteren spielen der Wettbewerb mit anderen Algen und die Anwesenheit von Tieren, die sich von Algen ernähren (Seeigel, Gastropoden, Krebstiere, Fische), eine bedeutende Rolle. Der Einfluss biotischer Faktoren führt dazu, dass bestimmte Arten von Algen in keiner Tiefe oder in Gewässern mit einem geeigneten Licht- und hydrochemischen Regime wachsen.

Die abiotischen Faktoren umfassen Licht, Temperatur sowie den Gehalt an biogenen und biologisch aktiven Substanzen in Wasser, Sauerstoff und anorganischen Kohlenstoffquellen. Die Eintrittsrate dieser Substanzen in den Thallus ist sehr wichtig, was von der Konzentration der Substanzen und der Geschwindigkeit der Wasserbewegung abhängt.

Die unter den Bedingungen der Wasserbewegung wachsenden benthischen Algen erhalten Vorteile im Vergleich zu den in sesshaften Gewässern wachsenden Algen. Der gleiche Photosynthesegrad kann in ihnen mit weniger Licht erreicht werden, was zum Wachstum größerer Thalli beiträgt; Die Bewegung des Wassers verhindert die Ablagerung von Steinen auf den Felsen und Steinen von Schlammpartikeln, die die Verfestigung der Algenknospen verhindern, und spült auch die Tiere, die sich von Algen ernähren, von der Bodenoberfläche. Darüber hinaus verhindert die Bewegung des Wassers trotz einer starken Strömung oder einer starken Brandungsschädigung der Algentaler oder ihrer Ablösung vom Boden immer noch nicht die Ansiedlung von mikroskopischen Algen und mikroskopischen Stadien von Großalgen. Orte mit intensiver Wasserbewegung (in den Meeren sind dies Meerengen mit Strömungen, Küstenteile der Brandung und in Flüssen Steine ​​auf Untiefen) zeichnen sich daher durch die üppige Entwicklung von benthischen Algen aus.

Der Einfluss der Wasserbewegung auf die Entwicklung von Benthosalgen macht sich insbesondere in Flüssen, Bächen und Gebirgsbächen bemerkbar. In diesen Gewässern unterscheidet sich eine Gruppe von benthischen Organismen, die Orte mit konstanter Strömung bevorzugen. In Seen, in denen es keine starken Strömungen gibt, kommt der Wellenbewegung die größte Bedeutung zu. In den Meeren haben Wellen auch erhebliche Auswirkungen auf das Leben von Benthosalgen, insbesondere auf deren vertikale Verbreitung.

In der Nordsee wird die Verbreitung und das Vorkommen von benthischen Algen durch Eis beeinflusst. Algendickichte können durch die Bewegung von Gletschern zerstört (gelöscht) werden. So sind beispielsweise in der Arktis mehrjährige Algen am leichtesten in Küstennähe zwischen Felsbrocken und Felsvorsprüngen zu finden, die die Bewegung des Eises behindern.

Der moderate Gehalt an Nährstoffen im Wasser trägt auch zur intensiven Entwicklung von Benthosalgen bei. In Süßgewässern entstehen solche Bedingungen in flachen Teichen, in der Küstenzone von Seen, in Flussstauwassern, im Meer - in kleinen Buchten. Wenn an solchen Orten ausreichend Licht, feste Böden und schwache Wasserbewegung vorhanden sind, werden optimale Bedingungen für das Leben des Phytobenthos geschaffen. Mangels Wasserbewegung und unzureichender Nährstoffanreicherung wachsen benthische Algen schlecht.

Algen heißen Quellen.

Algen, die hohen Temperaturen standhalten, werden als thermophil bezeichnet. In der Natur siedeln sie sich in heißen Quellen, Geysiren und vulkanischen Seen an. Oft leben sie in Gewässern, die neben hohen Temperaturen einen hohen Gehalt an Salzen oder organischen Substanzen aufweisen (stark belastetes heißes Abwasser aus Fabriken, Fabriken, Kraftwerken oder Kernkraftwerken).

Die Grenztemperaturen, bei denen nach verschiedenen Quellen thermophile Algen gefunden werden konnten, liegen zwischen 52 und 84 ° C. Insgesamt wurden etwa 200 Arten thermophiler Algen gefunden, es gibt jedoch relativ wenige Arten, die nur bei hohen Temperaturen leben. Die meisten von ihnen sind in der Lage, hohen Temperaturen zu widerstehen, entwickeln sich jedoch bei normalen Temperaturen häufiger. Typische Bewohner heißer Gewässer sind in geringerem Maße blaugrün - Kieselalgen und einige Grünalgen.

Algen Schnee und Eis.

Schnee- und Eisalgen bilden die überwiegende Mehrheit der Organismen, die sich auf gefrorenen Substraten (Kryobiotopen) ansiedeln. Die Gesamtzahl der auf Kryobiotopen gefundenen Algenarten beträgt 350, aber echte Kryophile, die nur bei Temperaturen nahe 0 ° C vegetieren können, sind viel weniger: etwas mehr als 100 Arten. Dies sind mikroskopisch kleine Algen, von denen die überwiegende Mehrheit Grünalgen sind (etwa 100 Arten); verschiedene Arten sind blaugrüne, gelbgrüne, goldene, pyrophytische und Kieselalgen. Alle diese Arten bewohnen die Oberflächenschichten von Schnee oder Eis. Sie zeichnen sich durch die Fähigkeit aus, dem Gefrieren standzuhalten, ohne die feinen Zellstrukturen zu stören, und beim Auftauen die Vegetation mit minimaler Hitze schnell wieder aufzunehmen. Nur wenige von ihnen haben Ruhephasen, die meisten haben keine speziellen Vorrichtungen zur Übertragung niedriger Temperaturen.

Algen, die sich in großen Mengen entwickeln, können eine grüne, gelbe, blaue, rote, braune, braune oder schwarze "Blüte" von Schnee und Eis verursachen.

Algensalzteiche.

Diese Algen wachsen vegetativ in erhöhten Salzkonzentrationen im Wasser und erreichen 285 g / l in Seen mit überwiegend Tafelsalz und 347 g / l in Glaubersalzseen. Mit zunehmendem Salzgehalt nimmt die Anzahl der Algenarten ab, von denen nur sehr wenige einen sehr hohen Salzgehalt aufweisen. In extrem salzhaltigen (Hypergalin-) Gewässern überwiegen einzellige mobile Grünalgen. Oft verursachen sie eine rote oder grüne "Blüte" der Salzwasserreservoirs. Der Boden der Hypergalinreservoire ist manchmal vollständig mit Blaualgen bedeckt. Sie spielen eine große Rolle im Leben von salzhaltigen Gewässern. Die Kombination der organischen Masse aus Algen und einer großen Menge in Wasser gelöster Salze führt zu einer Reihe einzigartiger biochemischer Prozesse, die für diese Gewässer charakteristisch sind. Beispielsweise sind Chloroglyasarcinoide (Chlorogloea sarcinoides) aus Blaugrün, die in einigen Salzseen in großen Mengen vorkommen, sowie eine Reihe anderer massiv wachsender Algen an der Bildung von Heilschlamm beteiligt.

Algen in Nichtwasserlebensräumen.

Aerophile Algen.

Aerophile Algen sind in direktem Kontakt mit der Luft um sie herum. Der typische Lebensraum für solche Algen ist die Oberfläche verschiedener bodenfremder harter Substrate, die keine deutlich ausgeprägte physikalisch-chemische Wirkung auf die Siedler haben (Felsen, Steine, Baumrinde usw.). Je nach Feuchtigkeitsgrad werden sie in zwei Gruppen eingeteilt: Luftalgen, die nur bei Luftbefeuchtung leben und daher einem ständigen Feuchtigkeits- und Trockenwechsel unterliegen; und Wasser-Luft-Algen, die einer ständigen Bewässerung mit Wasser ausgesetzt sind (Wassersprühstrahl, Brandung usw.).

Die Lebensbedingungen der Algen dieser Gemeinschaften sind sehr eigenartig und vor allem durch häufige und abrupte Temperatur- und Feuchtigkeitsänderungen gekennzeichnet. Tagsüber erwärmen sich die aerophilen Algen stark, kühlen nachts ab und frieren im Winter ein. Luftalgen sind besonders anfällig für Änderungen der Feuchtigkeitsbedingungen, da sie häufig von einem Zustand übermäßiger Feuchtigkeit (z. B. nach einem Regenschauer) in einen Zustand minimaler Feuchtigkeit (während Trockenperioden) wechseln müssen, wenn sie trocknen, damit sie zu Pulver gemahlen werden können. Wasser-Luft-Algen leben unter relativ konstanten Feuchtigkeitsbedingungen, sie erfahren jedoch auch eine signifikante Schwankung dieses Faktors. Zum Beispiel haben die Algen, die auf den Felsen leben und vom Sprühnebel der Wasserfälle bewässert werden, im Sommer, wenn der Abfluss erheblich reduziert ist, einen Mangel an Feuchtigkeit.

Relativ wenige Arten haben sich an solche widrigen Lebensbedingungen gewöhnt (ca. 300). Aerophile Algen sind mikroskopisch kleine Algen aus den Blaugrün-, Grün- und in weitaus geringerem Maße Diatomeen und Rotalgen.

Bei der Entwicklung von aerophilen Algen in großen Mengen liegen sie üblicherweise in Form von pulverförmigen oder schleimigen Flecken, filzartigen Massen, weichen oder harten Filmen oder Krusten vor. Das Wachstum von Algen auf der Oberfläche von feuchten Gesteinen ist besonders häufig. Sie bilden Filme und Wucherungen in verschiedenen Farben. In der Regel leben hier Arten mit dicken Schleimhäuten. Je nach Beleuchtungsstärke ist der Schleim mehr oder weniger farbintensiv, was die Farbe der Wucherungen bestimmt. Sie können hellgrün, golden, braun, ocker, lila, braun oder fast schwarz sein, abhängig von der Art, aus der sie bestehen.

Aerophile Algengemeinschaften sind also sehr vielfältig und entstehen sowohl unter recht günstigen als auch unter extremen Bedingungen. Ihre äußeren und inneren Anpassungen an eine solche Lebensweise sind vielfältig und ähnlich wie bei Bodenalgen, insbesondere bei solchen, die sich auf der Oberfläche des Bodens entwickeln.

Edapophile Algen.

Das Hauptlebensumfeld von edapophilen Algen ist der Boden. Ihre typischen Lebensräume sind die Oberfläche und Dicke der Bodenschicht, die eine gewisse physikalisch-chemische Wirkung auf die Algen hat. Abhängig von der Position der Algen und ihrem Lebensstil innerhalb dieser Art gibt es drei Gruppen von Gemeinschaften. Dies sind Landalgen, die sich unter atmosphärischen Feuchtigkeitsbedingungen massiv auf der Bodenoberfläche entwickeln. aquatisch-terrestrische Algen, die massiv auf der Oberfläche des Bodens wachsen, ständig mit Wasser gesättigt sind (auch die Algen der Höhlen gehören zu dieser Gruppe) und Bodenalgen, die die Bodenmasse bewohnen. Typische Bedingungen sind das Leben unter Bodenpartikeln unter dem Einfluss einer Umgebung, die in Bezug auf einen Komplex von Faktoren sehr komplex ist.

Der Boden als Biotop ähnelt Wasser- und Luftlebensräumen: Er enthält Luft und ist mit Wasserdampf gesättigt, wodurch die Atmung mit atmosphärischer Luft gewährleistet ist, ohne dass die Gefahr des Austrocknens besteht. Der Boden unterscheidet sich jedoch grundlegend von den oben genannten Biotopen durch seine Opazität. Dieser Faktor hat entscheidenden Einfluss auf die Algenentwicklung. Eine intensive Entwicklung von Algen als phototrophe Organismen ist nur dort möglich, wo das Licht eindringt. In jungfräulichen Böden handelt es sich um eine bis zu 1 cm dicke Bodenschicht, in solchen Böden kommen jedoch auch Algen in einer viel größeren Tiefe (bis zu 2 m) vor. Dies ist auf die Fähigkeit einiger Algen im Dunkeln zurückzuführen, auf heterotrophe Ernährung umzusteigen. Viele Algen werden in Ruhe im Boden gespeichert.

Für das Überleben müssen Bodenalgen die Fähigkeit haben, instabile Luftfeuchtigkeit, starke Temperaturschwankungen und starke Sonneneinstrahlung zu ertragen. Diese Eigenschaften sind durch eine Reihe von morphologischen und physiologischen Merkmalen gegeben (geringere Größe im Vergleich zu Wasserformen derselben Art, reichliche Schleimbildung). Die folgende Beobachtung belegt die bemerkenswerte Lebensfähigkeit dieser Algen: Wenn Bodenalgen, die jahrzehntelang in lufttrockenem Zustand in Bodenproben gelagert wurden, in ein Nährmedium gegeben wurden, begannen sie sich zu entwickeln. Bodenalgen (meist blaugrün) sind beständig gegen ultraviolette und radioaktive Strahlung.

Ein charakteristisches Merkmal von Bodenalgen ist die Fähigkeit, schnell von einem Ruhezustand in ein aktives Leben überzugehen und umgekehrt. Sie sind auch in der Lage, verschiedene Schwankungen der Bodentemperatur zu tolerieren. Die Überlebensspanne einer Reihe von Arten liegt im Bereich von –20 bis + 84 ° C. Es ist bekannt, dass terrestrische Algen einen bedeutenden Teil der antarktischen Vegetation ausmachen. Sie sind fast schwarz gestrichen, sodass ihre Körpertemperatur höher ist als die Umgebungstemperatur. Bodenalgen sind auch wichtige Bestandteile der Biozönosen der Trockengebiete, in denen sich der Boden im Sommer auf 60–80 ° C erwärmt.

Die aufgeführten Eigenschaften von Bodenalgen ermöglichen es ihnen, sich in den widrigsten Lebensräumen aufzuhalten. Dies erklärt ihre weite Verbreitung und Wachstumsgeschwindigkeit, auch wenn die notwendigen Bedingungen kurzfristig eintreten.

Die überwiegende Mehrheit der Bodenalgen ist mikroskopisch klein, kann jedoch häufig mit bloßem Auge auf der Bodenoberfläche gesehen werden. Die massive Entwicklung von mikroskopischen Formen verursacht die Begrünung der Hänge von Schluchten und Straßenrändern von Waldwegen, die "Blüte" von Ackerboden.

Die Zahl aller Arten von Bodenalgen nähert sich dem Jahr 2000. Sie werden durch Blaugrün-, Grün-, Kieselalgen- und Gelbgrünalgen dargestellt.

Litophile Algen.

Das Hauptlebensumfeld von lithophilen Algen ist das sie umgebende undurchsichtige, dichte Kalksubstrat. In der Regel leben sie in den Tiefen fester Gesteine ​​einer bestimmten chemischen Zusammensetzung, umgeben von Luft (dh außerhalb von Wasser) oder unter Wasser. Es werden zwei Gruppen lithophiler Gemeinschaften unterschieden: langweilige Algen und tuffbildende Algen.

Bohren von Algen - Organismen, die in das Kalksubstrat eindringen. Je nach Artenzahl sind diese Algen selten, aber extrem verbreitet: vom kalten Wasser des Nordens bis zum konstant warmen Wasser der Tropen. Sie leben sowohl in kontinentalen als auch in marinen Stauseen, in der Nähe der Wasseroberfläche und in einer Tiefe von mehr als 20 m. Bohralgen setzen sich auf Kalkfelsen, Steinen, Kalksteinschalen, mit Kalk von Großalgen getränkten Korallen usw. ab. Alle langweiligen Algen sind mikroskopisch kleine Organismen. Nachdem sie sich auf der Oberfläche des Kalksubstrats abgesetzt haben, werden sie aufgrund der Freisetzung von organischen Säuren, die den Kalk unter sich auflösen, allmählich in dieses eingebracht. Innerhalb des Substrats wachsen die Algen und bilden so zahlreiche Kanäle, über die sie die Kommunikation mit der äußeren Umgebung aufrechterhalten.

Tuff-bildende Algen sind Organismen, die Kalk um ihren Körper auslösen und in den peripheren Schichten des Mediums leben, in dem sie sich ablagern, innerhalb der Grenzen, die für die Diffusion von Licht und Wasser zur Verfügung stehen. Die von Algen produzierte Kalkmenge ist unterschiedlich. Einige Arten emittieren es in sehr geringen Mengen, in Form kleiner Kristalle befindet es sich zwischen den Individuen oder bildet Schalen um die Zellen und Filamente. Andere Arten emittieren so viel Kalk, dass sich herausstellt, dass sie vollständig in Sedimente eingetaucht sind, was letztendlich zu ihrem Tod führt.

Tuff-bildende Algen kommen im Wasser und in Landlebensräumen, in Meeren und Süßwasserkörpern, in kaltem und heißem Wasser vor.

Zusammenleben von Algen mit anderen Organismen

Von besonderem Interesse sind Fälle des Zusammenlebens von Algen mit anderen Organismen. Algen verwenden am häufigsten lebende Organismen als Substrat, zusammen mit Steinen, Beton- und Holzstrukturen usw. Aufgrund der Beschaffenheit des Substrats, auf dem sich die Algen beim Fouling ansiedeln, gehören zu diesen Epiphyten, die sich auf Pflanzen niederlassen, und Epizoiten, die auf Tieren leben.

Algen können auch im Gewebe anderer Organismen leben: sowohl extrazellulär (in Schleim, Algenzwischenräumen, in den Membranen toter Zellen) als auch intrazellulär. Solche Algen werden Endophyten genannt. Sie zeichnen sich durch mehr oder weniger dauerhafte und enge Beziehungen zwischen den Partnern aus. Eine Vielzahl von Algen kann Endophyten sein, aber die Endosymbiose von einzelligen grünen und gelbgrünen Algen mit einzelligen Tieren ist am zahlreichsten.

Unter den von Algen gebildeten Symbiosen besteht das größte Interesse in ihrer Symbiose mit Pilzen, der sogenannten Flechtensymbiose, aus der eine eigentümliche Gruppe von Pflanzenorganismen hervorgegangen ist, die sogenannten „Flechten“. Diese Symbiose zeigt eine einzigartige biologische Einheit, aus der ein grundlegend neuer Organismus hervorging. Gleichzeitig behält jeder Partner der Flechtensymbiose die Merkmale der Organismengruppe bei, zu der er gehört. Flechten sind der einzige nachgewiesene Fall für die Entstehung eines neuen Organismus infolge der Symbiose der beiden.

Algen spielen in der Natur eine große Rolle. Sie sind die Hauptproduzenten von Bio-Lebensmitteln und Sauerstoff in den aquatischen Ökosystemen der Erde und spielen darüber hinaus eine große Rolle für das gesamte Sauerstoffgleichgewicht auf dem Planeten. In terrestrischen Lebensräumen spielen Bodenalgen zusammen mit anderen Mikroorganismen die Rolle von Pionieren der Vegetation. Algen sind an den Prozessen der Bildung primitiver Böden auf Substraten ohne Bodenbedeckung sowie an den Prozessen der Wiederherstellung von Böden beteiligt, die durch starke Verschmutzung gestört sind. Algen beteiligen sich am Bau von Korallenriffen - den ehrgeizigsten geologischen Formationen, die von lebenden Organismen geschaffen wurden. Die geochemische Rolle von Algen hängt in erster Linie mit der Zirkulation von Kalzium und Silizium in der Natur zusammen.

Groß ist die historische Rolle der Algen. Das Entstehen einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre, das Entstehen von Lebewesen an Land und die Entwicklung aerober Lebensformen, die heute unseren Planeten beherrschen, sind das Ergebnis der Aktivitäten der ältesten photosynthetisierenden Organismen, der Blaualgen. Die massive Entwicklung von Algen in früheren geologischen Epochen führte zur Bildung mächtiger Gesteinsschichten. Aus Algen entstanden Pflanzen, die Land besiedelten.

Es ist schwierig, die Bedeutung von Algen für das menschliche Leben zu überschätzen. Algen kommt eine wichtige Rolle bei der Lösung einer Reihe globaler Probleme zu, die die gesamte Menschheit betreffen, darunter Ernährung, Energie, Umweltschutz, Erforschung des Erdinneren und der Reichtümer der Ozeane, neue Quellen für Industrierohstoffe, Baustoffe, Arzneimittel, biologisch aktive Substanzen und neue Biotechnologie-Einrichtungen.

http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/biologiya/VODOROSLI.html
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