Zöld algák mikroszkóp alatt. Hínár

A növények az élő természet egyik birodalma. Csak a virágos növényeknek több mint 250 ezer faja van. Fő fémjel a legtöbb növény - fotoszintézis képessége. Mindenkinek van zöld növények van egy klorofill nevű pigment, amellyel energiát rögzítenek napfényés fotoszintézist hajtanak végre.

A fotoszintetikus, főleg vízi élőlények egyik legrégebbi csoportja - hínár. Az algák teste nem oszlik külön szervekre, ezért nevezik tallus vagy tallus(Görög thallos -"csíra", "menekülés"). Több mint 35 ezer algafaj létezik, legtöbb ebből - egysejtű. Ez porfirit, arany, kova, sárga-zöld, euglenoidÉs zöld.

A fotoszintetikus pigmentek összetétele alapján az összes algát általában három csoportra osztják.

Az első csoport algáiban a klorofill mellett a klorofill van bés egy sor sárga pigment - karotinoidok(karotinok és xantofilok), amelyek nem változtatják meg az algák zöld színét. Ezek a pigmentek jellemzőek zöld algák.

Az algák második csoportjában a klorofill mellett a klorofillt tartalmaz cés karotinoidok, de ezek eltérnek az első csoportba tartozóktól: a fukoxantin a xantofillok között van jelen. Ebbe a csoportba tartozik aranyszínű, kovasavasÉs barna algák.

A harmadik csoportba az algák tartoznak, amelyek a klorofill és karotinoidok mellett speciális pigmenteket is tartalmaznak - fikobillinok: kék fikocián és vörös fikoeritrin. A klorofillon kívül a egyes fajok klorofillt is tartalmaznak d. Ez a csoport a következőkből áll vörös algák (lila algák).

Sok algának van flagellája, amivel együtt mozog a vízben, de vannak zászló nélküliek is. Különleges szerkezet megkülönbözteti kovamoszat(kovaalgák). Sejtjüket kívülről kemény szilícium-dioxid héj veszi körül, amelyet karapácnak neveznek. Ennek a héjnak a formája meglepően bizarr és kecses. Amikor a sejt osztódik, a héj is két részre oszlik. A kovaföldek kolóniákat alkotnak különféle típusok: láncok, szálak, szalagok, csillagok, bokrok és nyálkahártyák (49. ábra).

Pirofitikus algák flagellákkal és sejtszerkezettel rendelkeznek, egyértelműen meghatározott háti, ventrális és laterális oldallal; észrevehető a különbség a test elülső és hátsó vége között is. Némelyiknek héja van.

AranysárgaÉs sárga-zöld Az algákat a sejtek sajátos színezése miatt nevezték így, amelyet a klorofillok és karotinoidok különböző kombinációi okoznak. Anyag az oldalról

Zöld algák- a legkiterjedtebb osztály az összes ismert közül jelenleg hínár Ezek főként édesvízi növények, mintegy 20 ezer fajt számlálnak. Minden fajra jellemző a thalli tiszta zöld színe, ami a klorofillnak az összes többi pigmenttel szembeni túlsúlyának köszönhető. Az egyének testméretei igen változatosak különböző típusok- 1-2 mikrontól több centiméter hosszúságig. Vannak mozgékonyak flagellával (Chlamydomonas), és vannak mozdulatlanok (Protococcus, Chlorella). A telepek gömb alakúak (Volvox golden) és tányér alakúak (Gonium pectoralis).

Az algák jelentősége a természetben óriási. Az algák sok más faj számára táplálékot és élőhelyet biztosítanak, oxigént szabadítanak fel és felszívják szén-dioxid, hozzon létre szerves anyag. Az algák alapanyagként szolgálnak az orvosi és élelmiszeripar, tudományos anyag kutató biológusok számára

Az algák besorolása a alsóbb növények. Több mint 30 ezer faj létezik. Vannak köztük egysejtűek és többsejtűek is. Egyes algáknak nagyon nagy méretek(több méter hosszú).

Az „alga” név azt jelzi, hogy ezek a növények vízben (friss és tengeri) élnek. Az algák azonban sok nedves helyen megtalálhatók. Például a talajban és a fák kérgén. Egyes algák, mint számos baktérium, képesek gleccsereken és meleg forrásokon élni.

Az algákat az alacsonyabb rendű növények közé sorolják, mivel nincsenek valódi szöveteik. U egysejtű algák a test egyetlen sejtből áll, egyes algák sejtkolóniákat alkotnak. A többsejtű algákban a testet a tallus(egy másik név tallus).

Mivel az algákat a növények közé sorolják, mindegyik autotróf. A klorofill mellett számos alga sejtjei tartalmaznak vörös, kék, barna és narancssárga pigmenteket. A pigmentek benne vannak kromatoforok akiknek van membrán szerkezetés úgy néz ki, mint szalagok vagy lemezek stb. Egy tartalék tápanyag (keményítő) gyakran rakódik le a kromatoforokban.

Az algák szaporodása

Az algák ivartalanul és ivarosan is szaporodnak. A típusok között ivartalan szaporodásérvényesül vegetatív. Így az egysejtű algák sejtjeiket kettéosztva szaporodnak. U többsejtű formák a tallus töredezettsége következik be.

Viszont ivartalan szaporodás az algákban nem csak vegetatív lehet, hanem segítségével is zoospóra, amelyek a zoosporangiumokban képződnek. A zoospórák mozgékony sejtek flagellákkal. Képesek aktívan úszni. Egy idő után a zoospórák lehántják flagellájukat, héjjal borítják be, és algákat hoznak létre.

Számos algánál megfigyelhető szexuális folyamat, vagy ragozás. Ebben az esetben DNS-csere történik a különböző egyedek sejtjei között.

at szexuális szaporodás A többsejtű algákban hím és női ivarsejtek képződnek. Speciális sejtekben képződnek. Ebben az esetben egy növényen mindkét típusú vagy csak egy (csak hím vagy csak nőstény) ivarsejtek képződhetnek Egy ideig, így túlélve a kedvezőtlen körülményeket. Általában a telelést követően az algaspórák új növényeket hoznak létre.

Egysejtű algák

Chlamydomonas

A Chlamydomonas sekély tavakban és szerves anyagokkal szennyezett tócsákban él. A Chlamydomonas egy egysejtű alga. A cellájának van ovális alakú, de az egyik vége enyhén hegyes és egy pár flagella van rajta. A flagellák lehetővé teszik számukra, hogy elég gyorsan mozogjanak a vízben, ha becsavarják őket.

Ennek az algának a neve a „chlamys” (az ókori görögök ruházata) és a „monád” szavakból származik. legegyszerűbb szervezet). A Chlamydomonas sejtet pektinhéj borítja, amely átlátszó és nem tapad szorosan a membránhoz.

A Chlamydomonas citoplazmája tartalmaz egy sejtmagot, egy fényérzékeny szemet (stigmát), egy nagy sejtnedvet tartalmazó vakuót és egy pár kis pulzáló vakuót.

A Chlamydomonas képes a fény (a megbélyegzés miatt) és az oxigén felé mozogni. Azok. pozitív fototaxissal és aerotaxissal rendelkezik. Ezért a Chlamydomonas általában beúszik felső rétegek tározók.

A klorofill egy nagy kromatoforban található, amely tál alakú. Itt megy végbe a fotoszintézis folyamata.

Annak ellenére, hogy a Chlamydomonas növényként képes a fotoszintézisre, a vízben jelen lévő, kész szerves anyagokat is képes felvenni. Ezt a tulajdonságot az emberek a szennyezett vizek tisztítására használják.

Kedvező körülmények között a Chlamydomonas ivartalanul szaporodik. Ugyanakkor sejtje eldobja a flagellákat és osztódik, 4 vagy 8 új sejtet képezve. Ennek eredményeként a Chlamydomonas meglehetősen gyorsan elszaporodik, ami az úgynevezett vízvirágzáshoz vezet.

Kedvezőtlen körülmények között (hideg, szárazság) a Chlamydomonas héja alatt 32 vagy 64 darab ivarsejteket képez. Az ivarsejtek belépnek a vízbe, és párban egyesülnek. Ennek eredményeként zigóták képződnek, amelyeket sűrű membrán borít. Ebben a formában a Chlamydomonas tolerálja a kedvezőtlen környezeti feltételeket. Amikor a körülmények kedvezővé válnak (tavasz, esős évszak), a zigóta osztódik, négy Chlamydomonas sejtet képezve.

Chlorella

Az egysejtű Chlorella alga édesvízben és nedves talajban él. A Chlorella gömb alakú, flagella nélkül. Szintén nincs fényérzékeny szeme. Így a chlorella mozdulatlan.

A chlorella héja sűrű és cellulózt tartalmaz.

A citoplazma egy sejtmagot és egy kromatofort tartalmaz klorofillal. A fotoszintézis nagyon intenzív, ezért a chlorella sok oxigént szabadít fel, és sok szerves anyagot termel. A Chlamydomonashoz hasonlóan a Chlorella is képes felszívni a vízben jelen lévő, kész szerves anyagokat.

A Chlorella ivartalanul, osztódással szaporodik.

Pleurococcus

A Pleurococcus zöld bevonatot képez a talajon, a fa kérgén és a sziklákon. Ez egy egysejtű alga.

A pleurococcus sejtnek van egy magja, egy vakuóluma és egy kromatoforja lemez formájában.

A Pleurococcus nem képez mozgékony spórákat. A sejteket kettéosztva szaporodik.

A pleurococcus sejtek kis csoportokat alkothatnak (4-6 sejt).

Többsejtű algák

Ulotrix

Az Ulothrix egy zöld, többsejtű fonalas alga. Általában folyókban él a víz felszínéhez közeli felületeken. Az Ulothrix élénkzöld színű.

Az Ulothrix filamentumok nem ágaznak el, az egyik végén a hordozóhoz vannak rögzítve. Minden szál egy sorból áll kis sejtek. A szálak a keresztirányú sejtosztódás következtében nőnek.

Az Ulothrix kromatoforja nyitott gyűrűnek tűnik.

Kedvező körülmények között az ulothrix filamentum egyes sejtjei zoospórákat képeznek. A spóráknak 2 vagy 4 flagellája van. Amikor egy lebegő zoospóra egy tárgyhoz tapad, osztódni kezd, és algaszálat alkot.

Kedvezőtlen körülmények között az ulotrix képes szexuálisan szaporodni. Filamentumának egyes sejtjeiben ivarsejtek képződnek, amelyeknek két flagellája van. Miután elhagyták a sejteket, párban egyesülnek, zigótákat képezve. Ezt követően a zigóta 4 sejtre osztódik, amelyek mindegyike külön algaszálat eredményez.

Spirogyra

A Spirogyra, akárcsak az Ulothrix, egy zöld fonalas alga. Az édesvízi testekben leggyakrabban a spirogyra található. Felhalmozódása során iszapot képez.

A Spirogyra szálak nem ágaznak el, és hengeres sejtekből állnak. A sejteket nyálka borítja, és sűrű cellulóz membránjuk van.

A Spirogyra kromatoforja úgy néz ki, mint egy spirálisan csavart szalag.

A Spirogyra sejtmag a citoplazmában protoplazmatikus szálakon szuszpendálódik. A sejtek egy vakuót is tartalmaznak sejtnedvvel.

A Spirogyra ivartalan szaporodása következik be vegetatív módon: a szál töredékekre osztásával.

A Spirogyrában a nemi folyamat ragozás formájában megy végbe. Ebben az esetben két szál helyezkedik el egymás mellett, és a celláik között csatorna alakul ki. Ezen a csatornán keresztül az egyik cellából a másikba kerül a tartalom. Ezt követően zigóta képződik, amely sűrű héjjal borítva áttelel. Tavasszal új spirogyra nő belőle.

Az algák jelentése

Az algák aktívan részt vesznek a természetben lévő anyagok körforgásában. A fotoszintézis eredményeként keletkeznek nagy számban oxigént és a szenet olyan szerves anyagokká kötik, amelyekkel az állatok táplálkoznak.

Az algák részt vesznek a talajképződésben és az üledékes kőzetek képződésében.

Az emberek sokféle algát használnak. Tehát az agar-agart, a jódot, a brómot, a káliumsókat és a ragasztókat tengeri moszatból nyerik.

IN mezőgazdaság Az algákat takarmány-adalékanyagként használják az állatok étrendjében, valamint kálium-műtrágyaként.

Az algákat a szennyezett víztestek tisztítására használják.

Az algák bizonyos fajtáit az emberek élelmiszerként használják fel (moszat, porfír).

Az algák a Föld legősibb növényei. Az algák tartoznak alsóbb növények, Ők nincs gyökere, szára vagy levele. Az algák között vannak egy- és többsejtű növények. Az algák szaporodnak egyszerű felosztás sejtek vagy spórák.

Egysejtű algák

Zöld algák sós és friss víz, szárazföldön, fák, kövek vagy épületek felszínén, nedves, árnyékos helyeken. A legegyszerűbb zöld algák egysejtűek.

A kis tócsák vagy tavak „virágzása” során a víz smaragd árnyalatú. Egy csepp ilyen vízben, mikroszkóp alatt, sok különböző egysejtű zöld alga jól látható. A leggyakoribb egysejtű alga a Chlamydomonas (a görög fordításban: " ruhával borított protozoon szervezet" - héj).

Chlamydomonas- egysejtű zöld alga, körte alakú. A vízben a sejt elülső, keskenyebb végén elhelyezkedő két flagella segítségével mozog. A Chlamydomonast kívülről átlátszó membrán borítja, amely alatt egy sejtmaggal ellátott citoplazma, egy vörös „szem” (fényérzékeny vörös test), egy nagy sejtnedvvel teli vakuólum és két kis pulzáló vakuólum található. A kromatoforban lévő klorofill zöld színt ad az egész sejtnek.

Chlorella- egy másik egysejtű zöld algák, amely édesvízi testekben és nedves talajokon elterjedt. Kis gömb alakú sejtjei csak mikroszkóppal láthatók. A chlorella sejt külsejét membrán borítja, amely alatt sejtmaggal ellátott citoplazma, a citoplazmában pedig zöld kromatofor található.

Az algák szaporodása zoospórák előállításával ivartalan szaporodásnak nevezzük.

Előrelépéskor kedvezőtlen körülmények A Chlamydomonas szaporodása nehezebbé válik. A Chlamydomonas először osztódik nagy számban kis mozgékony sejtek flagellákkal. Ezután a Chlamydomonas különböző egyedeinek kis mobil sejtjeit páronként összekapcsolják. Ebben az esetben az egyik sejt citoplazmája és sejtmagja összeolvad egy másik sejt citoplazmájával és magjával. Így két sejtből egy új keletkezik, amelyet vastag, sűrű membrán borít. Ebben a formában a test áttelel. Tavasszal több fiatal chlamydomonas képződik egy vastag héjú sejtből. Elhagyják az anyasejt héját, felnőnek és hamarosan felnőttekké válnak.

Algák szaporodása két sejt fúziójával és ezt követő osztódásával új sejt szexuális szaporodásnak nevezik.

Nagyon egyedi mesterséges réteket alkotnak a legtöbben termő egysejtű plankton algák különböző területeken földgolyó.

IN tengeri környezet plankton algák néha rendkívül elérik nagy számok, óriási sebességgel szorozva osztással. Kedvező körülmények között egy liter víz akár több tízmillió mikroszkopikus növényt is tartalmazhat. Bőséges szaporodásuk az algák fajtájától függően különböző árnyalatokat ad a víznek: sárga, zöld, barna, vörös stb. Ilyenkor tengeri virágzásról beszélnek. Egy hónapon belül egy kovaalg utódai elérhetik a 100 millió sejtet, de a plankton algák nem élnek sokáig, és csak a kolosszális számot érik el. rövid időszak idő. A mikroszkopikus algák tömeges szaporodása a tengerek bizonyos területein esetenként halálhoz vezet, pl. tömeges halál a legtöbb állat és növény.

A szuszpenzióban lévő kis plankton algák több méteres vízoszlopot is használhatnak szaporodásukhoz és növekedésükhöz. Megállapítást nyert, hogy egységnyi planktoni alga biomasszára jut remek munka kötéssel napenergia mint a nagyobbak vízi növények. A plankton algák a napenergia 3-7%-át használják fel, azaz többszörösét, mint szárazföldi növények. Egyes számítások szerint csak kovamoszat egy éven belül akár 1500 tonna élősúlyt is alkotnak 1 km2 területen.

A tengeri fitoplankton szinte minden esszenciális aminosavat, zsírt, szénhidrátot és sokféle vitamint tartalmaz, de ennek ellenére hatalmas mennyiség, a mikroszkopikus méretű növények kitermelése a Világóceánban számos technikai ok miatt veszteséges. Számos országban dolgoznak ki módszereket az egysejtű algák mesterséges termesztésére.

Körülbelül 6 ezerből. különféle típusok A tenyésztésre szánt plankton algák jelenleg a protococcus algák iránt érdeklődnek a legnagyobb érdeklődésre, köztük elsősorban a Chlorella vulgaris, a Scenedesmus asumitatus stb.

Annak ellenére, hogy a chlorella édesvízi alga, kísérletileg bebizonyosodott, hogy az nagy sikert Sós tengervízben is termeszthető.

A chlorella és a chlamydomonas vegyes kultúráját, az úgynevezett zöld vizet széles körben használják Japánban és más országokban a zooplankton szervezetek táplálására, amelyek viszont táplálékul szolgálnak halak és garnélarák lárvái számára. Az egysejtű algákat osztrigák, kagylók, fésűkagylók és egyéb kagylók etetésére használják. Kiderült, hogy a plankton algák termeszthetők szennyvíz, ami jelentősen csökkenti a tengeri állatok tenyésztésének költségeit.

A fogva tartás körülményeinek mesterséges megváltoztatásával (hőmérséklet, fény, só és gázösszetétel stb.), lehetõség nyílik algatömeg elõállítására különbözõ szerves és ásványok. Így a feltételek szabályozásával irányítható a fotoszintézis folyamata, elérve a szükséges élőanyag termelődését. kémiai összetétel. Ugyanebben a chlorella tenyészetben a sejtek zsírtartalmát 4,5-ről 85,6% -ra (szárazanyagra vonatkoztatva), a fehérjéket 8,7-ről 58% -ra, a szénhidrátokat 5,7-ről 37,5% -ra változtatták.

A Chlorellát általában 10-15 cm mély medencékben termesztik, amíg 1 liter vízben 1-2 g biomassza algakoncentrációt nem érnek el. Egyes létesítményekben 1 m 2 területről 20-30 g száraz algaanyagot nyernek, amely legfeljebb 50% fehérjeanyagot tartalmaz. A Chlorella kétszer annyi fehérjét tartalmaz, mint a hüvelyesek, és négyszer több, mint a búzában.

Az Üzbegisztáni Tudományos Akadémia tudósai kifejlesztették ipari telepítés chlorella termesztésére. Területének egy hektárjáról akár 300-500 mázsa száraz, vagy akár 1200-2000 mázsa nedves biomasszához juthatunk. Ez a mennyiségű chlorella 150-250 kg fehérjét tartalmaz. Eddig egyetlen mezőgazdasági növény sem hoz ekkora termést.

Az 1971-ben létrehozott chlorella termesztő létesítmény naponta több mint 6 tonna zöld tömeget tudott termelni. Üzbég tudósok kutatásai kimutatták, hogy egy hektár algatenyésztésből annyi fehérje nyerhető ki, mint 20-25 hektár búzával bevetett föld, vagy 10 hektár burgonyaföld kiaknázása.

Németországban 2 napos növekedési időtartamú protococcus algák kultúráját fejlesztették ki. Legfeljebb 50% fehérjét tartalmaznak. Az ezen algákon alapuló egynapos emberi étrend költsége nem haladja meg a 0,035 márkát.

Megállapítást nyert, hogy napi 100 g szárított chlorella táplálékként történő felhasználása esetén az embereket szállítják szükséges mennyiség vitaminok

Az egysejtű algákból előállított fehérjetermékek emberi táplálkozásra és haszonállatok takarmányának adalékaként is felhasználhatók. A chlorella szuszpenziónak az állatok étrendjébe történő bevezetése lehetővé teszi a napi súlygyarapodás 15-20% -os növelését. Egysejtű algákból nyerve fehérjét, az állattenyésztésben a hal- és szójaliszt helyettesítőjeként használható. Erre a célra Japánban egy akár évi 200 ezer tonna kapacitású fehérjekoncentrátumot gyártó üzemet építenek.

A Chlorella sejtfala (megfelelő kezelés nélkül) ellenáll a gyomornedvnek, ami megzavarja az algák emésztését a haszonállatok és az emberek gyomrában. Az algák száraz sejttömegét golyósmalomban megőrlik, hidrogén-peroxiddal kezelik, a nyers algát perforált korongon préselik át stb. hatékony módszer sejtmembránok megsemmisítését csehszlovák tudósok javasolták. Nyers hús A chlorellát speciális berendezésekbe töltik, és 0,5 MPa (5 kgf / cm2) nyomáson hőkezelésnek vetik alá. Az eredmény egy zöld por, amely emberek és állatok számára könnyen emészthető anyagokat tartalmaz. tápanyagok.

Az egysejtű algák mezőgazdasági felhasználása nem korlátozódik az állattenyésztésre. A talajhoz való hozzáadása lehetővé teszi egyes gabonanövények hozamának átlagosan 15%-os növelését.

Az egysejtű algák nagy léptékű termesztéséhez meg kell oldani egy egész sorozat problémákat. Igen, annak ellenére magas koncentráció algák a tározókban termesztésre, a gyűjtésük folyamata sok munkát igényel. Először az algákat előzetes koncentrálásnak, majd végső koncentrálásnak és szárításnak vetik alá.

Az első szakaszban az algákat flotációval vagy centrifugálással koncentrálják állandó cselekvés. Az egysejtű algák végső koncentrációját centrifugákban végzik időszakos cselekvés, szintetikus anyagokból készült szűrőkön keresztül szűrve, a napon elpárologtatva a vizet, stb. Az eredmény 8-10% szárazanyagot tartalmazó massza. A végső besűrítés után a sejtmasszát addig szárítjuk, amíg nedvességtartalma 10-12% el nem éri. a következő módszerek segítségével: fagyasztva szárítás, azeotróp szárítás, cellás porlasztva szárítás és szállítószalagos szárítás.

Ideális körülmények között a chlorella mennyisége egy nap alatt 10 ezerszeresére nőhet, és a termesztésére szolgáló eszközök egységnyi területére eső hozam évente 240-re csökkenthető. Az egysejtű algák termesztésével kapcsolatos számos sikeres kísérlet jelzi az egyik legígéretesebb módot az élelmiszer- és takarmányanyagok előállítására.

A tengeri növények kiváló termesztési tárgyak, mivel képesek szén-dioxidot, ásványi sókat, vizet megkötni és különféle szintetizálni. szerves vegyületek. Az algák növekedését nitrogén, foszfor, káliumsók és nyomelemeket tartalmazó vegyületek segítik elő. Az algák nagyon értékes tulajdonsága, hogy teljes felületükön képesek tápanyagokat felvenni a vízből.

Az algák széles körű elterjedése minden tengerben megteremti az előfeltételeket mesterséges termesztésükhöz. A tengeri növények legkedvezőbb szabályozott körülmények közötti termesztésével az emberiség évente több millió tonna lánctermékhez juthat tengeri ültetvényekről.

Jelenleg évente mintegy 800 ezer tonna algát termesztenek a világ különböző országainak víz alatti rétjein.