Eksisterende metoder for å samle og studere alger er mangfoldige. Dette bestemmes både av den økologiske og morfologiske originaliteten til representanter for ulike avdelinger og økologiske grupper, og av mangfoldet av mål og tilnærminger til deres studie. Det er ikke mulig her å gi et fullstendig helhetlig bilde av alle metoder for å studere alger, spesielt de som tar sikte på å nå spesielle mål. Derfor vil vi i denne delen begrense oss til kun å vurdere metoder for å samle inn og studere alger fra kontinentale vannforekomster med henblikk på floristicosystematiske og hydrobiologiske studier.
På grunn av det faktum at de fleste alger er mikroskopiske i størrelse, er det som regel bare mulig å oppdage dem med det blotte øye i naturlige habitater under betingelse av masseutvikling, noe som forårsaker en endring i fargen på habitatet: vann, jord eller annet substrat ("blomstring" av vann, "blomstring"). "jord, etc.). Vanligvis er mengden av alger ikke så betydelig; innsamling av materiale bør imidlertid utføres selv i tilfeller der den mest nøye undersøkelsen av underlaget ikke tillater at de kan sees med det blotte øye.
Prøvetakingsmetoder for planteplankton
Valg av prøvetakingsmetode for planteplankton avhenger av type reservoar, utviklingsgrad av alger, forskningsmål, tilgjengelige instrumenter, utstyr osv. For å studere planteplanktons artssammensetning med intensiv utvikling av sistnevnte er det nok å øs opp vann fra reservoaret og undersøk det deretter under et mikroskop. Imidlertid brukes i de fleste tilfeller forskjellige metoder for foreløpig konsentrasjon av mikroorganismer. En av disse metodene er å filtrere vann gjennom planktonnettverk av ulike utforminger (fig. 7.1).
Ris. 7.1. Planktonnettverk: 1-3 - Apstein-nettverk; 4 - Burge nettverk; 5 - et glass for det; 6 - sylindrisk nettverk "zeppelin"
Planktonnettet består av en messingring og en konisk pose sydd til laget av møllesilke eller nylonsikt nr. 77, med 5929 celler per 1 cm 2. Et diagram over mønsteret til en nettkjegle for et planktonnett er vist i fig. 7.2. Det smale utløpet til den kjegleformede posen er tett festet til en kopp med et utløpsrør lukket med en stoppekran eller Mohr-klemme. Ved oppsamling av plankton fra overflatelagene av vann, senkes planktonnettet ned i vannet slik at det øvre hullet i nettet ligger i en avstand på 5-10 cm over overflaten. Ved hjelp av et liters krus øser de opp vann fra overflatelaget (opptil 15-20 cm dypt) og heller det i nettet, og filtrerer dermed 50-100 liter vann. I store vannmasser tas planktonprøver fra båt. Det anbefales å trekke planktonnettet på et tynt tau bak en båt i bevegelse i 5-10 minutter.
For vertikale samlinger av plankton brukes spesialdesignede nett. I små vannmasser kan planktonprøver tas fra land ved gradvis å vade ned i vannet, forsiktig øse opp vannet med et krus foran deg og filtrere det gjennom et nett, eller ved å støpe et nett på et tynt tau inn i vannet og trekke det forsiktig ut. Etter å ha samlet plankton ferdig, skylles planktonnettet ved å senke det flere ganger i vann opp til øvre ring for å vaske av alger som har dvelet på nettets indre overflate. Planktonprøven konsentrert på denne måten, plassert i koppen til planktonnettet, helles gjennom utløpsrøret i en tidligere forberedt ren krukke eller flaske. Før oppstart og etter avsluttet prøvetaking skal nettet skylles godt, og når det er ferdig, tørkes og legges i spesialkoffert. Nettoprøver av plankton kan studeres i levende og fast tilstand.
For å kvantitativt registrere planteplankton tas prøver av et visst volum. Nettverksavgifter kan også brukes til disse formålene, med forbehold om obligatorisk regnskapsføring av mengden vann som filtreres gjennom nettet og volumet av den innsamlede prøven. Imidlertid utføres vanligvis prøvetaking for kvantitativ registrering av planteplankton med spesielle enheter - badometre av forskjellige design (fig. 7.3). Batometeret til Rutner-systemet har vært mye brukt i praksis (se fig. 7.3, 1). Hoveddelen er en sylinder laget av metall eller pleksiglass, med en kapasitet på 1-5 liter. Enheten er utstyrt med topp- og bunndeksler som tett dekker sylinderen. Bathometeret senkes under vann med lokkene åpne. Når den nødvendige dybden er nådd, som et resultat av sterk risting av tauet, lukker lokkene hullene på sylinderen, som lukket fjernes til overflaten. Vannet i sylinderen dreneres gjennom et siderør utstyrt med en kran inn i det forberedte karet.
Når man studerer planteplankton i overflatelag av vann, tas prøver ved å øse vann i et kar med et visst volum. I reservoarer med dårlig planteplankton er det lurt å ta prøver på minst 1 liter i volum parallelt med garnsamlinger som gjør det mulig å fange opp små, relativt store gjenstander. I reservoarer med rikt planteplankton kan volumet av en kvantitativ prøve reduseres til 0,5 l og til og med til 0,25 l (for eksempel når vannet "blomstrer").
Kondensering av kvantitative planteplanktonprøver kan utføres ved to metoder som gir omtrent samme resultater - sedimentær og filtrering. Kondensering av prøver ved hjelp av den sedimentære metoden utføres etter deres foreløpige fiksering og avsetning på et mørkt sted i 15-20 dager ved å suge ut det midterste laget av vann ved hjelp av et glassrør, hvor den ene enden er strammet med en møllesil nr. 77 i flere lag, og det andre er koblet til en gummislange. Suging utføres meget sakte og forsiktig for å hindre forstyrrelse av sedimentet og suging av prøvens overflatelag. Prøven som er kondensert på denne måten, ristes og etter måling av volumet overføres den til et mindre kar.
Ved kondensering av prøver ved hjelp av filtreringsmetoden brukes "foreløpige" og om nødvendig (hvis størrelsen på planktoniske organismer er svært små) bakteriefiltre. I dette tilfellet er vannprøver ikke forhåndsfiksert, og planteplankton studeres i levende tilstand. For langtidslagring er filteret med sediment festet i et visst volum væske.
Prøvetakingsmetoder for fytobentos
Eksisterende metoder for prøvetaking av fytobenthos innebærer å samle alger som lever på overflaten av bunnjord og sedimenter, i deres tykkelse (opptil 1 cm dyp) og i et spesifikt bunnlag med vann 2-3 cm tykt. For å studere artssammensetningen til fytobenthos, det er nok å trekke ut en viss mengde bunnvann til overflatejorden med sedimenter. På grunt vann (opptil 0,5-1,0 m dybde) oppnås dette ved hjelp av et reagensrør eller sifon senket til bunnen - en gummislange med glassrør i endene, som loet suges inn i (fig. 7.4, 1). . På store dyp blir det tatt prøver av høy kvalitet ved hjelp av en bøtte eller et glass festet til en pinne, samt ulike raker, "katter", mudder, bunngrabber, slamsugere, hvorav Perfilyeva-slamsugeren er den enkleste å produsere og enkel å bruke (fig. 7.4, 2) . Hoveddelen av denne enheten er et U-formet rør med ulik ender. Til den korte enden av røret er koblet et tynt metallrør, som er festet til en lang gummislange med en klemme i den frie enden. I samme ende av det U-formede røret er en bredhalset flaske festet med en gummipropp. En vekt er festet til den lange åpne enden av røret. Anordningen senkes ved hjelp av et tau til bunnen av reservoaret, hvor den lange enden av det U-formede røret under påvirkning av en belastning skjærer inn i tykkelsen på bunnsedimentene; etter dette frigjøres enden av gummislangen som er igjen på overflaten fra klemmen, slik at luft slipper ut, og slammet suges kraftig inn i glasset gjennom den lange enden av røret. Deretter fjernes enheten til overflaten, og innholdet i glasset overføres til beholderen forberedt for prøven. For å ta kvantitative prøver av fytobenthos, brukes Vladimirovas mikrobenthometer. Hoveddelen er et messingrør 25-30 cm langt med en indre diameter på 4-5 cm, på grunnlag av hvilken det indre tverrsnittsarealet til røret beregnes. I den øvre enden av dette røret er det en hylse med en kjegleformet trakt, inn i hvilken en innjordet hetteventil hermetisk passer på en spak (fig. 7.5). Et rør med åpent lokk på en sammenleggbar trestang senkes til bunnen og den skjerpede nedre enden kuttes inn i tykkelsen på bunnjorden noen få centimeter. Ved å trekke i tauet festet til den frie enden av spaken, lukk den øvre hylsen av røret med et lokk, hvoretter enheten forsiktig fjernes til overflaten. Når røret kommer ut av vannet, lukk det nederste hullet på røret med håndflaten for å forhindre at jord faller ut. Etter å ha åpnet lokket, hell forsiktig de øverste lagene med vann i en glassbeholder til uklarhet vises. Denne første delen med vann, som inneholder planktoniske organismer, helles over bord. Det gjenværende vannet eller jorda i røret ristes lett og overføres til beholderen som er forberedt for prøven, etter å ha målt volumet på forhånd. Vladimirovas mikrobentometer er praktisk å bruke på dybder på 2,0-2,5 m.
Ris. 7.4. Enheter for å samle fytobentosprøver: 1 - sifon; 2 - Perfilyev sugepumpe; 3 - glass for slam; 4 - slam bøtte; 5 - raker; 6 - "katt"
En mer avansert mikrobentometermodell, som gjør det mulig å ta prøver fra enhver dybde, ble foreslått av V. S. Travyanko og L. V. Evdokimova (fig. 7.5). Travyanko og Evdokimovas mikrobenmeter består av et rør 30-35 cm langt med en innvendig diameter på 5-6 cm, utstyrt i den øvre delen med en automatisk opererende stabilisatorventil. På et måletau senkes et rør med åpen ventil i vertikal stilling ned over siden av båten. Under påvirkning av en vekt festet til enheten, skjærer røret inn i tykkelsen på bunnen, mens ventilen hermetisk tetter det øvre hullet. Ved hjelp av et tau fjernes enheten til overflaten; Når det kommer opp av vannet, lukkes det nedre hullet i røret med håndflaten. Deretter dreneres det øverste laget med vann over bord gjennom siderøret, og røret som inneholder jordmonolitten og resten av vannet skrus av stabilisatoren med ventilkassen, ristes, og etter måling av volumet overføres prøven til beholderen forberedt for det.
Metoder for innsamling av perifytonprøver
For å studere artssammensetningen til periphyton, fjernes plakk på overflaten av forskjellige undervannsobjekter (småstein, pukk, steiner, stengler og blader fra høyere vannplanter, bløtdyrskjell, tre- og betongdeler av hydrauliske strukturer, etc.) ved hjelp av en vanlig kniv eller spesielle skraper og skjeer (fig. 7.6). Dette fører imidlertid til at mange interessante organismer dør. Noen av dem blir ført bort av vannstrømmer, organene (organellene) som fester alger til underlaget blir ødelagt, og mønsteret for gjensidig plassering av komponentene i biocenosen blir forstyrret. Derfor er det bedre å samle alger sammen med underlaget, som fjernes helt eller delvis forsiktig til overflaten av vannet slik at strømmen ikke vasker vekk algene fra det. Det ekstraherte substratet (eller dets fragment), sammen med alger, plasseres i et kar forberedt for prøven og fylt med enten en liten mengde vann fra det samme reservoaret for videre studier av det oppsamlede materialet i levende tilstand, eller med en 4 % formaldehydløsning.
For å kvantitativt registrere perifyton, vaskes alger grundig av overflaten av det ekstraherte substratet ved hjelp av vann og en børste over et bredt kar (kyvette, servant), og etter å ha målt volumet av vasken, overføres det til beholderen klargjort for prøven. . I tillegg til volumet av utvasking, for kvantitativt å gjøre rede for periphyton, er det også nødvendig å kjenne til området på underlaget som alger vaskes bort fra. For å gjøre dette, dekk den angitte overflaten med en fuktig klut og skisser konturene med en blekkblyant. Arealet beregnes ved hjelp av metoden for vektet gjennomsnittlig areal: den resulterende konturen av underlagsoverflaten overføres til kalkerpapir og kuttes ut; En firkant med en side på 1 cm (areal 1 cm2) kuttes ut av samme papir og veies. Når du kjenner massen til en papirfirkant og massen til en kontur kuttet fra samme papir, beregner du det nødvendige området.
Når man studerer epifytiske alger vasket fra stilkene til bladene til høyere vannplanter, utføres kvantitativ regnskap ikke bare per arealenhet, men også per masseenhet (våt og lufttørr) av substratplanten. For å gjøre dette veies en del av planten fra overflaten som epifyttene er vasket av, tørkes deretter til lufttørr tilstand og veies igjen.
Metoder for innsamling av jord- og jordalger
Terrestriske alger som danner forskjellig fargede plaketter og filmer på trær, steiner, steiner, fuktig jord, tak og vegger i hus osv. samles om mulig sammen med underlaget i sterile papirposer eller i glassbeholdere med 4 % formaldehydløsning. Metoder for å samle og studere jordalger er beskrevet i spesiallitteratur.
Merking og registrering av prøver, føring av feltdagbok
Alt innsamlet materiale er delt i to deler med det formål å studere alger i levende og fast tilstand videre. Levende materiale legges i sterile glasskar, reagensglass, kolber, krukker, lukket med bomullsplugger, uten å fylle dem til toppen, eller i sterile papirposer. For å holde alger i live under ekspedisjonsforhold, pakkes vannprøver i fuktig innpakningspapir og legges i esker. Med jevne mellomrom pakkes prøver ut og utsettes for diffust dagslys for å opprettholde fotosyntetiske prosesser og oksygenanrikning. Til tross for alle forholdsregler kan ikke alt innsamlet materiale bevares, så korte utfluktsturer er gunstigere for arbeid med levende materiale enn lange ekspedisjoner.
Materialet som skal fikses legges i rent vaskede og tørkede ikke-sterile glassbeholdere (reagensrør, flasker, krukker), tett lukket med gummi- eller korkpropper. Vandige prøver fikseres med 40 % formaldehyd, som tilsettes prøven i forholdet 1:10. Alger som ligger på et fast underlag (på papirfiltre, småstein, tomme skalldyrskall, etc.) helles med en 4% formaldehydløsning. God bevaring av alger og deres farge sikres også ved en løsning av formaldehyd og kromalun (5 ml 4 % formaldehyd og 10 g K 2 SO 4 ⋅ Cr 2 (SO 4) 3 ⋅ 24H 2 O i 500 ml vann ). I felten kan du også bruke en løsning av jod med kaliumjodid (10 g KI løses opp i 100 ml vann, tilsett 3 g krystallinsk jod og ytterligere 100 ml vann, rist til krystallene er helt oppløst, oppbevar i en mørk flaske i flere måneder), som tilsettes prøven i forholdet 1:5. Hermetisk forseglede faste prøver kan oppbevares på et mørkt sted i lang tid.
Alle innsamlede prøver er nøye merket. Etikettene, fylt ut med en enkel blyant eller uutslettelig lim, angir prøvenummer, tid og sted for innsamling og navnet på samleren. De samme dataene registreres samtidig i en feltdagbok, der i tillegg resultatene av målinger av pH, vann og lufttemperatur, en skjematisk tegning og en detaljert beskrivelse av det studerte reservoaret, den høyere akvatiske vegetasjonen som utvikler seg i det, og andre observasjoner er registrert.
Metoder for kvalitativ studie av materiale
Det innsamlede materialet blir foreløpig undersøkt under et mikroskop i levende tilstand på innsamlingsdagen for å notere den kvalitative tilstanden til algene før begynnelsen av endringer forårsaket av lagring av levende materiale eller fiksering av prøver (dannelse av reproduksjonsceller, overgang til palmelletilstanden, ødeleggelse av celler, kolonier, tap av flageller og motilitet, etc. .d.). I fremtiden fortsetter det innsamlede materialet å studeres parallelt i en levende og fast tilstand. Arbeid med levende materiale er en nødvendig betingelse for vellykket studie av alger som, når de er fiksert, endrer kroppsform, form og farge på kloroplaster, mister flageller, bevegelighet eller til og med kollapser fullstendig som følge av eksponering for fikseringsmidler. For å holde det innsamlede materialet i live, bør du beskytte det på alle mulige måter mot overoppheting og forurensning med fikseringsmidler, og begynne å studere det så snart som mulig.
Alger i levende tilstand, avhengig av størrelse og andre egenskaper, studeres ved hjelp av et binokulært stereoskopisk forstørrelsesglass (MBS-1) eller oftere ved bruk av lysmikroskoper av forskjellige merker ved bruk av forskjellige systemer av okularer og linser, i gjennomlyst lys eller av fasekontrastmetode, i samsvar med de vanlige reglene for mikroskopi.
For mikroskopisk undersøkelse av alger tilberedes preparater: en dråpe av væsken som studeres legges på et glassglass og dekkes med et dekkglass. Hvis alger lever utenfor vann, legges de i en dråpe vann fra springen eller hydrert glyserin. Når du studerer stoffet i lang tid, tørker væsken under dekkglasset gradvis ut og bør tilsettes. For å redusere fordampningen påføres et tynt lag parafin langs kantene på dekkglasset.
Hvis det er nødvendig med langtidsobservasjoner av samme objekt, gir hengende dråpemetoden et godt resultat. En liten dråpe av testvæsken påføres et rent dekkglass, hvoretter dekkglasset, hvis kanter er belagt med parafin, parafinolje eller vaselin, legges ned på en spesiell glassplate med hull i midten slik at dråpen ikke berører bunnen av brønnen (fig. 7.7). Et slikt preparat kan studeres i flere måneder, og holde det i et fuktig kammer i pauser mellom arbeidet.
Når man studerer alger med monadestruktur, er mobiliteten deres en alvorlig hindring. Men når stoffet tørker, bremses bevegelsen gradvis og stopper. Å bremse bevegelsen kan også oppnås ved å forsiktig varme opp preparatet eller tilsette kirsebærlim. Det anbefales å fikse mobile alger med osmium (IV) oksiddamp (flagellene er godt bevart), krystallinsk jod (fiksering med joddamp gjør det ikke bare mulig å bevare flagellene, men også å farge stivelsen, hvis noen, blå, som har diagnostisk verdi), 40 % formaldehyd, en svak løsning av kloralhydrat eller kloroform. Varigheten av eksponering for par av fikseringsmidler bestemmes eksperimentelt, avhengig av objektets spesifikasjoner. Det mest praktiske for studier er svakt fikserte preparater, der noen av algene har mistet bevegeligheten, mens andre fortsetter å bevege seg sakte. Preparater bør studeres umiddelbart etter fiksering, siden alger (spesielt de uten cellemembraner) blir deformert i løpet av kort tid.
I mange tilfeller, i tillegg til komparativ morfologisk analyse av tegn, tyr de til cytologiske metoder for å studere materialet. Når man studerer intracellulære strukturer, spesielt hos små flagellater, brukes intravital farging med svake (0,005-0,0001 %) løsninger av nøytral rød, metylenblå, nøytral blå, trypanrød, briljant kresylblå, Kongorød, Janusgrønn, noe som gjør det klarere å identifisere cellemembranen, papiller, slim, vakuoler, mitokondrier, Golgi-apparatet og andre organeller.
Mange fargestoffer gir gode resultater bare etter bruk av spesielle fikseringsmetoder (når man studerer prøver fikset med formaldehyd, er vellykket bruk av fargestoffer bare mulig etter grundig vask av materialet som studeres med destillert vann). Det beste fikseringsmidlet for cytologiske studier av alger, inkludert studiet av deres ultrastruktur, er en 1-2 % løsning av osmium (IV) oksid (løsningen kan ikke lagres over lengre tid). Alger som ikke har cellevegger fikseres enkelt og raskt med metanol. Lugols løsning (1 g kaliumjodid og 1 g krystallinsk jod i 100 ml vann) fikserer ikke bare alger godt, men blir også stivelsesblå.
Farging av kjerner. For å studere kjerner er Clarks alkohol-eddikfiksativ (3 deler 96 % etylalkohol og 1 del iseddik) eller Carnoys væske (6 deler 96 % etylalkohol, 3 deler kloroform og 1 del iseddik) vellykket brukt. Algene holdes i en nylaget fikseringsløsning i 1-3 timer, deretter vaskes med 96 % etylalkohol (2 min) og vann (10 min). Det bør understrekes at i den cytologiske studien av alger, i de fleste tilfeller, avhengig av detaljene til objektene, velges de mest effektive fikseringsmidlene, fargestoffene og eksponeringstiden eksperimentelt.
Ved farging av kjerner med acetokarmin er det kun alger med tykke cellevegger som utsettes for prefiksering med et alkohol-eddikholdig fiksativ. For å tilberede fargestoffet kokes 2 g karmin i 400 ml 45% iseddik i 4 timer med tilbakeløp. Hvis sistnevnte ikke er tilgjengelig, kan du bruke en vanlig glasstrakt. Den resulterende mørkerøde løsningen avkjøles, filtreres og lagres på ubestemt tid i en mørk glassbeholder. Tilsett litt fargestoff til en dråpe vann med alger på et glassglass, dekk det med et dekkglass og observer fargen under et mikroskop. Noen ganger, for bedre farging, varmes preparatet forsiktig opp over flammen til en gassbrenner, og forhindrer at væsken koker under dekkglasset. I tillegg til kjernene, er basallegemene til flageller, vakuoler og pyrenoider farget.
For studiet av mitose og cytokjemisk påvisning av DNA er Feulgen-reaksjonen, som forårsaker rødfarging av kjernefysisk kromatin, uunnværlig; mens resten av cytoplasmaet forblir fargeløst. For å utføre Feulgen-reaksjonen fremstilles tre løsninger. Løsning A: 82,5 ml konsentrert saltsyre blandes med 1000 ml destillert vann. Løsning B (Schiffs reagens): 1 g basisk fuchsin løses opp i 200 ml kokende vann, avkjøles til 50 ° C, filtreres, 20 ml løsning A tilsettes og etter avkjøling til 25 ° C, 1 g vannfri Na 2 S04 oppløses og deretter tilsettes 300 mg aktivert karbon; Etter 24 timer skal denne løsningen misfarges fullstendig; hvis den forblir gul, bør en ny løsning tilberedes. Løsning B: 200 ml vann blandes med 10 ml 10 % Na 2 SO 4 og 10 ml løsning A.
Etter behandling med et alkohol-eddikholdig fiksativ nedsenkes materialet i 6-8 minutter (eksponeringstid velges eksperimentelt) i løsning A, varmes opp til 60°C, deretter et øyeblikk i kald løsning A, skylles med vann og senkes i 1 time i løsning B; deretter, etter vask tre ganger med løsning B, skyll med vann og klargjør et permanent preparat. Det skal bemerkes at hos noen alger, for eksempel arter av slektene Spirogyra Link, Oscillatoria Vauch., gir DNA i nærvær av Schiff-reagensen en svært svak Feulgen-reaksjon.
Ganske ofte brukes hematoksylin til å farge algekjerner. Nylaget hematoksylinløsninger har ikke fargeevne. Det manifesterer seg en tid etter "modningen" av løsningen, hvor oksidasjon av hematoksylin oppstår. De mest brukte for alger er Heidenhains hematoxylin og Delafields hematoxylin. Det første fargestoffet modnes ganske raskt, forberedelsen av det andre tar flere måneder. For farging med Heidenhain hematoxylin fremstilles to løsninger. Løsning A inneholder 2,5 g ferroammoniumalun i 100 ml vann, løsning B - 10 ml av en 10 % alkoholløsning av hematoksylin (i absolutt etylalkohol) i 90 ml vann. Løsning B skal ha en intens vinrød farge. Materialet, vasket etter fiksering, etses i 6-12 timer (avhengig av objektets spesifikasjoner) i løsning A, og skylles deretter raskt med destillert vann og farges i løsning B i 12-24 timer (også avhengig av objektet). ). Fargefeltet til materialet er differensiert med konstant overvåking i løsning A, deretter raskt skyllet med destillert vann og vasket i vann i 10-30 minutter. Kromatinstrukturene til kjernene, basallegemer til flageller og mitokondrier er malt svart (fig. 7.8, 1).
Giemsa-metoden tillater differensiell farging av kjerner og andre cellulære organeller. Alger som mangler en cellemembran fikseres med metanol eller osmium(IV)oksid; resten farges etter hydrolyse med hydrogenkloridoksid. Før farging anbefales det å utsette materialet for 1 N i flere minutter. HCl ved 60°C. Deretter vaskes syren grundig med destillert vann. For farging, bruk et fortynnet fargestoff: 1-2 dråper av hovedfargestoffet i 1 ml vann; fargingstid 20-60 min. De fargede preparatene skylles raskt med destillert vann, føres gjennom vannfri aceton, en blanding av aceton og xylen i forholdet 2:1, aceton og xylen i forholdet 1:2, xylen og innelukkes i sedertreolje. Kjernekromatin og kromosomer er farget rødt - rødfiolett, nukleoler - blått, kloroplaster - lyseblått (pyrenoider forblir fargeløse), og flageller og deres basallegemer - lyserøde.
Cellemembranfarging. For å studere cellemembranens kjemiske natur, bruk en 0,01 % løsning av rutinrød (et reagens for pektinstoffer) og klor-sink-jod (20 g sinkklorid, 6,5 g kaliumjodid, 1,3 g krystallinsk jod i 10,5 ml vann), gjør cellulose blå. For å identifisere strukturen til overflaten av cellemembranen og papiller, brukes en 0,1% vandig løsning av gentianfiolett, som også farger slim godt. For å oppdage slim brukes i tillegg mascara, som uten å trenge inn i slimet gjør det godt synlig. Detaljer om overflatestrukturen til celledekslene er tydelig synlige i en 5% vandig løsning av nigrosin. For å studere strukturen til celleveggene til filamentøse alger, behandles de med en KOH-løsning og farges deretter med Kongo-rødt.
Farging av flageller. Flagella undersøkes under et lysmikroskop med Lefler-farging. For å gjøre dette festes materialet med osmium (IV) oksid, nedsenkes kort i absolutt alkohol og tørkes. Tilsett deretter noen dråper fargestoff (en blanding av 100 ml av en 20 % vandig løsning av tannin, 50 ml av en mettet vandig løsning av FeSO 4 og 10 ml av en mettet alkoholløsning av basisk fuchsin) og varm opp over en brennerflamme , uten å koke, til det kommer damp. Etter skylling med destillert vann farges preparatet med karbolfuksin i 10 minutter (100 ml av en 5 % vandig løsning av nydestillert fenol og 10 ml av en mettet alkoholløsning av basisk fuksin; blandingen får stå i 48 timer, filtreres og lagret i lang tid), skyll deretter destillert vann igjen, la tørke og legg i Canada balsam. Denne metoden kan brukes til å bestemme tilstedeværelse eller fravær av hår på flagellene (fig. 7.8, 2, 3). Observasjoner av lengden på flagellene, arten av deres bevegelse og festestedet utføres på levende materiale ved hjelp av fasekontrastmetoden.
Studie av kloroplaster, stigma; pyrenoidfarging. Kloroplaster bør studeres på levende materiale, siden de deformeres når de fikseres. Det er også vanskelig å opprettholde stigmaet. Proteinkroppen til pyrenoiden etter foreløpig fiksering er godt farget av Altman. Fargestoffet består av 1 del av en mettet løsning av pikrinsyre i absolutt etylalkohol, 7 deler 50% etylalkohol og 1 del av en mettet vandig løsning av fuksin. Farging varer minst 2 timer Farging av proteinlegemene til pyrenoider kan utføres uten foreløpig fiksering av materialet ved bruk av eddiksyreazokarmin C. Til 4 ml iseddik tilsettes 55 ml vann og 5 g azokarmin C. Det resulterende blandingen kokes i omtrent en time ved bruk av et reflukskjøleskap, avkjøl, filtrer og oppbevar i en mørk glassbeholder. Fargestoffløsningen tilsettes en dråpe vann med alger på et glassglass, dekkes med et dekkglass og observeres under et mikroskop. Proteinkroppen til pyrenoiden er malt intens rød, resten av cellen er lys rosa (fig. 7.8, 4).
Identifikasjon av assimilater. Stivelse blir blå når den utsettes for reagenser som inneholder jod. Den mest følsomme av dem - jodkloral (små krystaller av jod i en løsning av kloralhydrat) - lar deg oppdage de minste stivelseskornene og skille stivelsen rundt pyrenoiden fra stromalstivelsen (fig. 7.8, 5, 6). . Tilstedeværelsen av paramylon kan påvises ved å løse den opp med 4 % KOH. Tilstedeværelsen av chrysolaminarin oppdages bare gjennom svært komplekse mikrokjemiske reaksjoner. Olje og fett er farget rødt av Sudan III (0,1 g Sudan III i 20 ml absolutt etylalkohol) eller svart av osmium (IV) oksid (Fig. 7.8, 7).
Studie av vakuoler. Vakuoler med cellesaft blir mer synlige på grunn av intravital farging med en svak løsning av nøytral rødt. Pulserende vakuoler kan observeres på levende materiale i et lysmikroskop på grunn av deres periodiske fylling og tømming. Bruken av en fasekontrastanordning, tilsetning av en 1% vandig løsning av tannin og fiksering av materialet med osmium(IV)oksid letter identifiseringen av disse organellene.
Mitokondrierfarging. Mitokondrier er godt farget med fri tilgang til oksygen med en 0,1 % løsning av Janus green (fig. 7.8, 8). Derfor dekkes en dråpe vann med alger på et glassglass med et dekkglass bare en stund etter tilsetning av fargestoffet.
Golgi-apparatfarging. Golgi-apparatet mørkner når materialet fikseres med osmium(IV)oksid. Den kan også farges med en 0,5 % vandig løsning av trypanblått; En 0,01 % vandig løsning av metylenblått farger celleinnholdet blått, mens Golgi-apparatet forblir fargeløst.
Metoder for å lage permanente forberedelser
For fremstilling av permanente preparater brukes glyserin-gelatin. En vektdel gelatin infunderes i 6 vektdeler destillert vann i flere timer, deretter tilsettes 7 vektdeler ren glyserin og en krystall av et antiseptisk middel, for eksempel tymol eller karbolsyre. Blandingen varmes opp i vannbad under omrøring med en glassstang til gelatinen er helt oppløst. For å utfelle turbiditeten, tilsett rå eggehvite og filtrer gjennom et papirfilter, bruk en varm filtertrakt og bytt papiret ofte. Den avkjølte glyserin-gelatinen skal være gjennomsiktig. Ved bruk smeltes den ved oppvarming i vannbad. Dette mediet blandes godt med vann, så ved bruk er det ikke behov for langvarig tørking av materialet.
Preparatene tilberedes som følger: alger overføres fra vann til en dråpe glyserin og får tørke en stund; deretter påføres en dråpe smeltet glyserin-gelatin på et oppvarmet glassglass, algene overføres til det og dekkes med et dekkglass; Etter at glycerin-gelatinen har stivnet fullstendig, er kantene på dekkglasset belagt med lakk. Slike legemidler kan lagres horisontalt i flere år.
Preparater innelukket i Canada-balsam eller i syntetiske harpikser på metylmetakrylat-basis bevares enda lenger. Sistnevnte herder raskt, er transparente, kjemisk nøytrale og har en passende brytningsindeks. Før det innkapsles i Canada balsam eller syntetisk harpiks, må materialet dehydreres fullstendig ved å passere gjennom alkoholer med økende styrke til absolutt og nellikolje eller xylen, som bidrar til klaringen. Materiale farget med Giemsa-metoden legges i sedertreolje, som herder over tid, hvor malingene bevares på ubestemt tid.
Spesielle metoder for å tilberede preparater brukes i studiet av Bacillariophyta, Dinophyta og Desmidiales, hvis taksonomier er basert på strukturen til celledekslene (se). Forberedelse av kiselalger for mikroskopi innebærer å ødelegge alle organiske stoffer som skjuler strukturen til skallet. Dette oppnås enten ved å kalsinere materialet eller behandle det med konsentrerte mineralsyrer, spesielt svovelsyre. Ved bruk av den første metoden påføres en dråpe av suspensjonen, fri for urenheter og inneholder kiselalgerceller, på et rent, fettfritt dekkglass, tørkes og, plassert på en glimmerplate, kalsineres over en brennerflamme eller på en elektrisk komfyr til alle organiske stoffer er helt brent (i en halv time eller mer). ). Når man studerer bentiske kiselalger med kraftige skjell, utføres kalsinering i en elektrisk ovn ved en temperatur på 450°C. Hvis dekkglass smelter under langvarig oppvarming, kalsineres materialet på glimmerplater og overføres deretter til dekkglass. Kalsineringsmetoden gjør det mulig å bevare de minste og mest delikate skjellene av planktoniske arter, forstyrrer ikke det naturlige arrangementet av celler i kolonien, og krever en liten mengde testmateriale. Imidlertid behandles prøver som er forurenset med store mengder organisk materiale bedre kjemisk.
Under kaldbehandling med syrer blir prøver forrenset fra grove organiske og mineralske urenheter på urglass, vasket fra formaldehyd og salter med destillert vann ved bunnfelling eller sentrifugering. Det resulterende bunnfallet helles med konsentrert svovelsyre i flere dager, deretter tilsettes flere krystaller av kaliumdikromat eller kaliumnitrat og vaskes flere ganger med destillert vann, etterfulgt av sentrifugering til syren er fullstendig vasket bort.
Sammen med kaldmetoden brukes varmbehandling med syrer. I dette tilfellet blir algene forkokt i 10-15 s i fortynnet saltsyre, og deretter vasket fra den. Det resulterende bunnfallet med en minimumsmengde vann overføres til en kolbe, fire til fem ganger volumet av konsentrert svovelsyre eller salpetersyre tilsettes, fylle kolben ikke mer enn halvveis, og kokes i vann- eller sandbad under hette for 15 minutter - 1 t. Den brunede massen klargjøres ved å tilsette KNO 3 krystaller. Etter avkjøling pipetteres bunnfallet over i et reagensrør med vann, og tilsetter forsiktig syren med kiselalger til vannet for å unngå koking og sprut av syren, og bunnfallet vaskes til det er nøytralt.
Materialet oppnådd etter kalsinering eller behandling med syrer konserveres med 2-3% formaldehyd for senere lagring eller brukes direkte til fremstilling av permanente preparater. For dette formål påføres en suspensjon med kiselalgerceller på tynne, rene, fettfrie dekkglass og tørkes. En liten mengde syntetisk harpiks (pleurax, hyrax, etc.) med en brytningsindeks over 1,6 plasseres på et glassglass, smeltes over en brennerflamme og dekkes med et dekkglass med materialet som studeres, trykk forsiktig på det og utjevnes mediet med et tynt, jevnt lag. Overflødig medium fjernes med xylen.
Kiselalger, som har svært tynne og delikate skall, studeres på tørre preparater i et luftmiljø. For å lage dem påføres en suspensjon med kiselalger på et dekkglass, tørkes, plasseres på et glassglass og forsegles rundt kantene med lakk.
Når man studerer Desmidiales og pansrede Dinophyta, blir materialet behandlet med Javel-vann, som bidrar til å klargjøre det. For å tilberede spydvann, slip 20 deler blekemiddel i 100 deler vann, tilsett 100 deler av en 15% løsning av kaliumkarbonat og la stå i flere timer, hvoretter blandingen ristes flere ganger. Kaliumkarbonatløsning tilsettes gradvis til filtratet til utseendet av bunnfall stopper. Etter gjentatt filtrering helles væsken i en tett lukket mørk glassbeholder og oppbevares mørkt. Materialet som studeres utfelles ved sentrifugering, sedimentet fylles med Javel-vann i 1-2 dager, og tett lukker karet med en propp. Materialet behandlet på denne måten vaskes 2-3 ganger med destillert vann. For å avsløre strukturen deres, anbefales det å farge skjellene til dinofytter med trypanblått eller en alkoholoppløsning av jod etter å ha renset med Javel-vann.
For å avkalke alger som er belagt med kalk (for eksempel Charophyceae), eller som lever i kalkholdige bergarter (kjedelige alger), brukes melkesyre, som også bidrar til å klargjøre preparatet, og i fravær brukes saltsyre.
Metoder for å måle algestørrelse
Når man studerer artssammensetningen til alger, måles størrelsen deres, noe som er et viktig diagnostisk trekk. For å måle mikroskopiske objekter brukes et okularmikrometer med målelinjal (fig. 7.9). Prisen på delinger av et okularmikrometer bestemmes ved hjelp av et objektmikrometer (et objektglass med en linjal trykt på, verdien av hver divisjon er 10 μm; Fig. 7.9), individuelt for hvert mikroskop og linse (for mer detaljer, se). Når man studerer de lineære dimensjonene til alger, er det tilrådelig å måle så mange prøver som mulig (10-100) med påfølgende statistisk prosessering av de innhentede dataene.
Alle studerte objekter bør skisseres nøye ved hjelp av tegneapparater (RA-4, RA-5) og fotograferes samtidig ved hjelp av et mikrofotovedlegg (MFN-1, MFN-2).
Ved identifisering av alger bør nøyaktighet oppnås. Når du studerer det originale materialet, er det nødvendig å merke seg eventuelle, selv mindre, avvik fra diagnosen i størrelse, form og andre morfologiske trekk, og registrere dem i dine beskrivelser, tegninger og mikrofotografier.
Når du behandler prøver kvalitativt, er det ønskelig å bestemme hyppigheten av forekomsten av individuelle arter ved å bruke symboler for dette. Det finnes ulike skalaer for å vurdere hyppigheten av algeforekomst. Som et eksempel er Starmach-skalaen gitt nedenfor: + - svært sjelden (arten er ikke til stede i alle preparater); 1 - singel (1-6 kopier i forberedelsen); 2 - få (7-16 eksemplarer i forberedelsen); 3 - ganske mye (17-30 eksemplarer i forberedelsen); 4 - mange (31-50 eksemplarer i forberedelsen); 5 - veldig mange, absolutt overvekt (mer enn 50 eksemplarer i utarbeidelsen).
Transmisjons- og skanningselektronmikroskopi brukes i økende grad i utøvelse av algologisk forskning. Metoder for å tilberede preparater og studere dem ved hjelp av transmisjons- og skanningselektronmikroskoper er beskrevet i spesiallitteratur.
Metoder for kvantitativ telling av alger
Kun kvantitative prøver av planteplankton, plantebenthos og perifyton kan telles. Data om antall alger er utgangspunktet for å bestemme deres biomasse og omberegne andre kvantitative indikatorer (innhold av pigmenter, proteiner, fett, karbohydrater, vitaminer, nukleinsyrer, askeelementer, respirasjonshastighet, fotosyntese osv.) per celle eller pr. enhet av biomasse. Antall alger kan uttrykkes i antall celler, coenobia, kolonier, stykker av tråder av en viss lengde, etc.
Telling av antall alger utføres på spesielle telleglass (grafert i striper og firkanter), på overflaten som en dråpe vann fra en grundig blandet testprøve påføres med en stempelpipette (fig. 7.10, 1) av en visst volum (for det meste 0,1 cm 3). I mangel av telleglass kan du bruke et vanlig glassglass forutsatt at det flyttes på mikroskopet ved hjelp av et objektglass. Hvis du ikke har en stempelpipette, bruk en vanlig gradert pipette, skjær av den nedre forlengede delen for å gjøre innløpshullet bredere. For å telle antall alger kan det også brukes tellekamre av Nageotte med et volum på 0,01 cm 3 (fig. 7.10, 2), "Uchinskaya" (0,02 cm 3) etc. Du kan også bruke kamre som brukes til å telle blodceller - Goryaev, volum 0,9 mm 3 (fig. 7.10, 3, 4), Fuchs-Rosenthal, etc. Ved bruk av Goryaev og Fuchs-Rosenthal kamre slipes dekkglasset forsiktig til sideflatene av telleglasset til Newtons ringer vises, og deretter fylles kammeret med en dråpe testprøven ved hjelp av en pipette. Avhengig av antall organismer i testprøven, kan enten hele eller deler av sporene (firkantene) på overflaten av telleglasset telles. Det er nødvendig å utføre gjentatte tellinger av flere (minst tre) dråper fra samme prøve, hver gang med en pipette for å velge en prøve for telling etter grundig risting av prøven.
Beregning av planteplanktonmengde. Når man studerer kvantitative prøver av fytoplakton (eller en kultursuspensjon av alger), beregnes antall organismer per 1 liter vann på nytt ved å bruke formelen
hvor N er antall organismer i 1 liter vann i det undersøkte reservoaret (kulturvæske); k er en koeffisient som viser hvor mange ganger volumet til tellekammeret er mindre enn 1 cm 3; n er antall organismer funnet på de viste sporene (firkanter); A er antall spor (firkanter) på telleplaten (i kammeret); a er antall spor (firkanter) som alger ble talt på; V er startvolumet av prøven tatt (cm 3); υ er volumet av den kondenserte prøven (cm 3).
Beregning av bunndyr og perifytonoverflod. Ved studier av kvantitative prøver av phytobenthos og periphyton, hvor relativt store organismer vanligvis dominerer, brukes primært en stempelpipette med et volum på 0,1 cm 3. Beregning av antall alger i bentos- og perifytonprøver utføres på 10 cm 2 av substratoverflaten i henhold til formelen
hvor N er antall organismer per 10 cm 2 av substratoverflaten; n er antall organismer i en beregnet dråpe vann med et volum på 0,1 cm 3; υ - prøvevolum (cm 3); 5 - tverrsnittsareal av røret i mikrobenthometeret (for bunndyrprøver) eller overflatearealet til substratet som alger vaskes bort fra (for begroingsprøver) (cm 2).
Beregning av antall epifytiske alger. Når du studerer epifytiske alger, beregnes antallet også per 1 g våt (eller lufttørr) masse av substratplanten ved å bruke følgende formel:
hvor N er antall organismer per 1 g våt (lufttørr) masse av substratplanten; n er antall organismer i en beregnet dråpe vann med et volum på 0,1 cm 3; υ - prøvevolum (cm 3); P er den våte eller lufttørre massen (g) av det området av plantesubstratet som epifyttene ble vasket bort fra.
Det kvantitative innholdet av alger i prøver reflekteres mest fullt ut av indikatorene for deres biomasse, som bestemmes ved bruk av telling, vekt, volum og ulike kjemiske (radiokarbon, klorofyll, etc.) metoder.
Bestemmelse av biomasse. For å bestemme biomassen til alger ved hjelp av tellevolummetoden, er det nødvendig å ha data om antall i hver spesifikk prøve for hver art for seg og deres gjennomsnittlige volumer (for hver art fra hver spesifikke prøve). Det finnes ulike metoder for å bestemme kroppsvolumet av alger. Den stereometriske metoden regnes som den mest nøyaktige, hvor algekroppen blir likestilt med en geometrisk kropp eller kombinasjon av slike kropper, hvoretter volumene deres beregnes ved hjelp av formler kjent i geometri basert på de lineære dimensjonene til spesifikke organismer. Noen ganger bruker de ferdige, tidligere beregnede gjennomsnittlige kroppsvolumer for ulike typer alger, som er oppgitt i mange forfatteres verk (se bibliografiske referanser i arbeidet på s. 318). Den relative vanntettheten til ferskvannsalger tas vanligvis til å være 1,0-1,05, for hyperhalobiske alger - 1,1-1,2. Biomasse beregnes for hver art separat og summeres deretter. Tellevolummetoden for å bestemme biomasse er mye brukt i utøvelse av hydrobiologisk forskning når man studerer de kvantitative sammenhengene mellom ulike komponenter i biocenoser, distribusjonsmønstre av alger i forskjellige biotoper i samme reservoar eller i forskjellige reservoarer, sesongmessige og langsiktige dynamikk i algeutvikling, etc.
Med intensiv utvikling av alger kan du bruke vektmetoden. I dette tilfellet filtreres testprøven gjennom et forhåndstørket og veid papirfilter (parallelt filtreres destillert vann gjennom kontrollfiltre). Deretter veies filtrene og tørkes i ovn ved 100°C til konstant vekt. Basert på innhentede data beregnes tørr- og våtvekten av sedimentet. Deretter, ved å brenne filtrene i en muffelovn, kan innholdet av organiske stoffer i sedimentet bestemmes.
Ulempene med denne metoden er at den bare gir en ide om den totale massen av alle organiske og uorganiske stoffer, levende organismer og livløse urenheter, animalsk og planteopprinnelse, suspendert i prøven. Bidraget fra representanter for individuelle taxa til denne totale massen kan bare uttrykkes omtrentlig i massefraksjoner etter å ha beregnet forholdet deres under et mikroskop i flere synsfelt.
Det mest komplette bildet av algebiomasse kan fås ved å kombinere flere ulike forskningsmetoder.
Algefloraen i elver består av tre hovedkomponenter: alger av autotrofisk opprinnelse (grønn, blågrønn, kiselalger, euglena, etc.), periphyton (begroende alger) og bentiske alger som vokser på bunnen og fanges i planktonet.
Utviklingen av alger bestemmes av tilstedeværelsen av nitrogen og fosfor, lys, vannbevegelse, dens temperatur og turbiditet. Blågrønne og grønne alger utvikler seg ved temperaturer fra 4 til 23 °C (maksimal utvikling - fra 19 til 23 °C), de fleste euglenoider - fra 2 til 28 °C (deres maksimale utvikling observeres om sommeren og tidlig på høsten). Samtidig utvikler kiselalger seg godt ved lave vanntemperaturer. To topper av utviklingen deres ble notert - vår og høst.
Rollen til planteplankton og fytomikrobentos i utformingen av vannkvaliteten er todelt. På den ene siden er de aktive midler for biologisk selvrensing, siden de frigjør oksygen og absorberer næringsstoffer som direkte kommer inn i reservoaret eller dannes under nedbrytning av organiske stoffer. På den annen side kommer nydannet organisk materiale under fotosyntesen, når det dør, inn i vannet og representerer en kilde til sekundær (biologisk) forurensning. Planteplanktonbiomasse i området 1 – 4 mg/l gir som regel ingen forringelse av vannkvaliteten; ved en konsentrasjon av alger på 5–10 mg/l forringes den betydelig, og ved en konsentrasjon på 10–50 mg/l eller mer er det fare for biologisk forurensning og opptreden av giftige stoffer.
Fytomikrobentos spiller som regel en positiv rolle i utformingen av vannkvaliteten, siden bunnalger produserer ubetydelig biomasse, som ikke kan forårsake betydelig sekundær biologisk forurensning.
Strømhastighet som en faktor som begrenser vegetasjonen av alger og sikrer tilfredsstillende vannkvalitet vises for planteplankton ved en strømningshastighet på 1 m/s, for plantemikrobentos – over 1 m/s.
Alger lever først og fremst i vannmiljøer, men de finnes også i jord, på steiner, på trestammer, inne i kalksteinssubstrater, i luften, i varme kilder og i isen på Nordpolen og Antarktis. Vi kjenner den aller første informasjonen om alger fra bøkene til den gamle romerske vitenskapsmannen Plinius den eldre. Han ga navnet til disse plantene - Alger, som betyr "urteaktige sjøskudd". I Russland, på tjuetallet av 1800-tallet, foreslo naturforskeren I. A. Dvigubsky navnet "vannplanter" for planter som vokser i vann, men i 1927 endret forskeren M. A. Maksimovich det til "alger". Siden den gang har vi brukt dette navnet både i daglig tale og som et vitenskapelig begrep.
Definisjonen av alger som brukes i lærebøker om botanikk og populærvitenskapelig litteratur er som følger: "Alger er lavere, dvs. lagdelte (mangler inndeling i stilker og blader), sporeplanter som inneholder klorofyll i cellene og lever hovedsakelig i vann."
Alger spiller en stor rolle i naturen og menneskelivet. I reservoarer, som skapere av organisk materiale, er de det første leddet i næringskjedene. Når det gjelder innholdet av proteiner, fett og karbohydrater, er alger ikke dårligere enn høy og er kaloririk mat for mange vannlevende dyr - jordstengler, ormer, små krepsdyr, caddisfluer og bløtdyr. Noen ferskvannsalger er spiselige for mennesker; de spises i Kina, Japan, Canada, USA, Frankrike, Australia og Korea. Alger er mye brukt i husdyrhold som fôr- og fôrtilsetningsstoffer, siden proteiner, vitaminer og fysiologisk aktive stoffer øker motstanden til dyr mot ulike sykdommer og akselererer deres vekst og reproduksjon.
Alger produserer og frigjør ulike kjemiske forbindelser og biologisk aktive stoffer til miljøet og påvirker dermed dannelsen av kvaliteten på naturlig vann og deres organoleptiske egenskaper (smak, farge og lukt). Anabaena og Microcystis gir for eksempel vannet en myraktig lukt, og Asterionella og Synedra gir det en fiskelukt. "Oppblomstringen" av vann er ledsaget av en forringelse av dets fysisk-kjemiske parametere, en økning i farge, en reduksjon i gjennomsiktighet, en økning i oksiderbarhet og klorabsorpsjon.
Blågrønnalger produserer giftstoffer som har et bredt spekter av biologiske effekter. Basert på arten av deres effekt på varmblodige dyr, er de delt inn i to store grupper: nevrotoksiner og hepatotoksiner. Inntak av vann der blågrønnalger utvikler seg i massevis, kan føre til gastroenteritt og andre gastrointestinale sykdommer, sterke muskelsmerter, kramper og pareser i lemmer. Det er kjente tilfeller av personer som får konjunktivitt etter svømming i "blomstrende" vann, allergiske skader på hud og slimhinner og leverskader fra hepatotoksiner av algeopprinnelse som finnes i vannet.
Planteplankton som utvikler seg i massevis forårsaker død av yngel og voksen fisk. Alger deltar aktivt i grunning av vannforekomster, som oppstår på grunn av sedimentering av planteplankton. I tillegg har den massive utviklingen av alger også en rent mekanisk skadelig effekt - den tetter filtreringsenhetene til vannforsyningsstasjoner og kondensatorer til vannkraftverk.
Siden de fleste ferskvannsalger er mikroskopiske i størrelse, er det mulig å se dem med det blotte øye i naturen bare hvis de utvikler seg massivt - ved å endre fargen på habitatet deres: vann, jord eller annet substrat.
I stillestående vannmasser, med den massive utviklingen av blågrønne alger, får vannet en blågrønn fargetone, og blåaktige eller turkisfargede skumaktige ansamlinger vises på overflaten. Hvis kontinuerlige bomullsulllignende ansamlinger av grønne tråder ("slam") flyter på overflaten av stillestående vannmasser, er dette mest sannsynlig ansamlinger av trådformede grønnalger. Slimete grønne filmer på jorda i fuktige områder eller i vannkanten indikerer også tilstedeværelse av alger. Noen ganger blir høyere vannplanter overgrodd med alger, og i dette tilfellet kan de ses i form av tynne tråder eller et glatt belegg på bladene til planter på undersiden av bladet, nedsenket i vann. Formløse brune løse klaser, grønne slimkuler eller til og med små grønne forgrenede busker som består av tynne tråder på overflaten av en gren som har ligget lenge i vann er også alger. Kanskje er det ingen formalisert begroing, bare en slags brunt løst smuss i vannkanten av et stående reservoar – dette er også ansamlinger av mikroskopiske alger.
Blå grønn. Alle organismer som lever på jorden inntar et spesifikt og unikt sted i sammensetningen av biocenoser, er uerstattelige og fortjener nøye studie. Imidlertid virker noen gruppers rolle i utviklingen og eksistensen av biosfæren spesielt viktig. En slik gruppe, ifølge moderne vitenskap, er utvilsomt cyanobakterier.
Tilbake på 1800-tallet trakk forskerne oppmerksomheten til den utvilsomme likheten mellom blågrønne alger og bakterier.
Blågrønne alger, i kraft av deres cellulære organisasjon, er ganske konsistente med gramnegative bakterier og representerer en uavhengig gren av deres utvikling; cyanobakterier er preget av høy morfologisk kompleksitet og evnen til å utføre fotosyntese med frigjøring av molekylært oksygen . Dermed er begrepet "cyanobakterier" ganske berettiget. Selv om cyanobakterier, fra et synspunkt av formell systematikk, ikke kan betraktes som et høyt rangert takson, spilte de en spesiell rolle i utviklingen av livet på jorden, og de er av stor betydning for funksjonen til den moderne biosfæren. Mer enn 1500 arter av blågrønne alger er beskrevet, blant dem er det encellede former som formerer seg ved deling, knoppskyting eller fragmentering av cellen til en rekke datterceller, koloniale former og trådformede former. Trådene kan være enkle eller forgrenede. Cellestørrelsene varierer betydelig: deres diameter i noen arter kan være brøkdeler av en mikrometer, mens den i andre kan være titalls mikrometer. Kolonier av cyanobakterier eller tuer dannet av filamentøse former kan være makroskopiske i størrelse. Individuelle celler eller filamenter av noen cyanobakterier er i stand til å krype langs et tett underlag.
Ulike typer cyanobakterier har en rekke tilpasningsmekanismer som bestemmer deres vellykkede utvikling under visse miljøforhold. Noen former for Scytonema, for eksempel, danner et pigment som konsentrerer seg på overflaten av cellen og effektivt beskytter den mot ultrafiolette stråler, som bestemmer evnen til denne cyanobakterien til å utvikle seg i direkte sollys.
Kiselalger. G en gruppe protozoer, tradisjonelt sett på som en del av alger, preget av tilstedeværelsen av et slags "skall" i cellene. Skallet består av to halvdeler - epithecus Og hypoteker, og epithecaen er større, og kantene overlapper kantene på hypothecaen. Som et resultat av celledeling mottar datterceller den ene halvdelen av skallet og legger til en mindre. Åpenbart, på grunn av dette, blir befolkningen gradvis mindre og etter flere delinger dannes cellene auxosporer uten skall. Auxosporer vokser i volum og gir deretter opphav til en ny stor generasjon.
Skallet består av amorf silika. Massive ansamlinger av kiselalger skjeletter danner bergarten kiselalger.
Typisk for vår- og høstplanteplankton er de hovedgruppen i mange reservoarer i denne perioden. Noen ganger kan blomstring forekomme.
Grønne alger. Grønne alger (lat. Klorophyta) – en gruppe lavere planter. I moderne taksonomi har denne gruppen rangering av avdeling, inkludert encellede og koloniale planktonalger, encellede og flercellede former av bentiske alger. Alle morfologiske typer thallus finnes her, bortsett fra rhizopodieale encellede og store flercellede former med kompleks struktur. Mange trådformede grønnalger fester seg til underlaget bare i de tidlige utviklingsstadiene, så blir de frittlevende og danner matter eller kuler.
Den mest omfattende avdelingen av alger på denne tiden. Ifølge grove anslag inkluderer dette fra 13 000 til 20 000 arter. Alle av dem utmerker seg først og fremst av den rene grønne fargen på thalliene deres, lik fargen på høyere planter og forårsaket av overvekt av klorofyll over andre pigmenter.
Slekter av filamentøse grønnalger kan identifiseres ved deres kromatofor (analog med kloroplaster i planteceller). Oftest utvikler disse algene seg i form av store ansamlinger av grønne tråder i små stående reservoarer og bakevjer i elvene. Spirogyra er den vanligste.
Dette er hva folk kaller "tina". Spirogyra-arter er oftest indikatorer på lett forurenset vann. Denne slekten har ikke en saprobitetsindeks. Mougeotia- og Zygnema-arter er indikatorer på rent vann.
Gullalger. Gullalger (lat. Chrysophyta) - en avdeling av lavere planter, som hovedsakelig inkluderer mikroskopiske alger av forskjellige nyanser av gult. Gullalger er encellede, koloniale og flercellede. Rundt 800 arter er kjent.
Dinoflagellater. Dette er en type protister fra alveolatgruppen. De fleste representanter er bilateralt symmetriske eller asymmetriske flagellater med et utviklet intracellulært skall. En betydelig del av dinoflagellatene er preget av evnen til å fotosyntetisere, og derfor kalles gruppen også dinofyttalger. Noen representanter (for eksempel nattlys) er i stand til luminescens. Totalt er 5–6 tusen arter beskrevet.
Representanter hvis masseutbrudd fører til fremveksten av " røde tidevann».
Euglena alger. Orden av protozoer. Forener rundt 1000 arter, blant dem er det mange fargeløse former. Euglenider har en eller flere flageller, med unntak av en liten gruppe flagellløse former, samt tilknyttede organismer.
Euglena har også en ocellus som reagerer på lys.
Celler mangler cellulosemembraner. Under plasmalemmaet er det et tett, elastisk proteinlag av protoplast kalt pellikle. Celleformens konstanthet avhenger av dens tetthet Hver kloroplast har en trelags membran. I følge teorien om endosymbiose er den tredje membranen til kloroplasten plasmalemmaet til den grønne algen absorbert av forfedrenes zooflagellat, eller den endocytiske membranen til verten.
Røde alger. Rødalger (lat. Rhodophyta) – avdeling for planter. Dette er innbyggere primært i marine reservoarer; få ferskvannsrepresentanter er kjent. Vanligvis er dette ganske store planter, men mikroskopiske finnes også. Blant rødalger er det encellede (ekstremt sjeldne), filamentøse og pseudoparenkymformer, men det er ingen ekte parenkymformer. Fossile rester tyder på at dette er en veldig gammel plantegruppe.
| Tidligere |
Om spørsmålet om kostholdet til sølvkarpe i dammer i Moldova
Nylig har planteetende fisk - sølvkarpe og gresskarpe - blitt introdusert i reservoarene i Moldova. Dette er ekstremt viktig for å skaffe ytterligere fiskeprodukter ved å bruke plantedelen av den naturlige matforsyningen til reservoarene. For å fullføre denne oppgaven er det imidlertid nødvendig med en detaljert studie av samsvar mellom miljøforhold og utviklingsbehovene til disse fiskene i reservoarene våre, samt tilstanden til matforsyningen for dem. Det er også nødvendig å vite i hvilken grad den tilgjengelige matforsyningen konsumeres av de nye nybyggerne.
Denne rapporten presenterer resultatene av en studie av innholdet i tarmkanalene til et betydelig antall sølvkarpeprøver som ble introdusert av larver i 1961 i dammene til oppdrettsanlegget Falesti. Innsamlingen av materiale begynte i 1962 i det andre leveåret til disse fiskene og fortsatte til og med september 1965.
Våre data viser at under forholdene til dammer i Moldova er sølvkarpe ekstremt dårlige til å bruke dyrehydrobioner til mat. Representanter for dyreplankton ble funnet i tarmkanalene til bare 24 % av fiskene som ble undersøkt. I de fleste tilfeller var antallet dyreplanktre i tarmene 1-2 arter, og kun unntaksvis ble det funnet 8 arter i en av tarmene. Totalt ble det identifisert 18 arter av dyreplankter i tarmene vi studerte, og forekomsten av hver av dem er svært lav. Bare copepodittstadier av copepoder ble funnet hos syv, mens de resterende artene ble funnet i ikke mer enn 2-3 tarmer. Dyreplankter ble funnet i mat hovedsakelig om våren og høsten, det vil si når mengden planteplankton i dammer er lavest. Dette fremgår tydelig av ovenstående bord 1, hvor det vises at maksimalt innhold av dyreplankton i tarmen tilsvarer det laveste innholdet av planteplankton over hele forskningsperioden. Alt dette tyder på at sølvkarpe blir tvunget til å gå over til å fôre på dyreplankton kun i perioder hvor planteplankton i dammer er ekstremt dårlig. I andre perioder er enkeltforekomster av dyreplanktre i maten til sølvkarpe rent tilfeldig, som riktig påpekt av P. N. Saxena. Legg merke til at dyreplanktonet i dammene der de studerte sølvkarpene er oppdrettet er ganske variert og rikelig [Zelenin og Naberezhny, 1962], men det brukes nesten ikke av sølvkarpene.
Hovedkilden til mat for sølvkarpe i reservoarene i Moldova er planktonalger. Forekomsten av planteplankton i tarmene vi studerte var 100 %. I næringsspekteret til de 45 eksemplarene av sølvkarpe vi undersøkte, ble det funnet 102 arter og varianter av planktonalger, hvorav Cyanophyta - 8, Bacillariophyta - 14, Chrysophyta - 1, Pyrrophyta - 1, Euglenophyta - 27, Volvociphyceae - 3, Protococcophyceae -45 og Desmidiales -3. Det samme mangfoldet av hovedgruppene av planktonalger er typisk for dammene våre, inkludert dammene i Falesti oppdrettsanlegg, hvor fisken som studeres dyrkes. De dominerende gruppene av alger i kostholdet til sølvkarpe når det gjelder mangfold var protokokalger og euglena-alger. Disse gruppene dominerer også i planteplanktonet i de fleste av dammene våre.
Når det gjelder biomasse, viste de dominerende gruppene av alger i matspekteret til sølvkarpe seg å være euglena og blågrønn, som ofte forårsaker intens "oppblomstring" av vann i dammene våre. Først i begynnelsen av september 1962 dominerte kiselalgen i matspekteret til sølvkarpe - Cyclotella meneghiniana, hvis gjennomsnittsvekt i tarmene oversteg 8 g ( bord 1). I tarmene til individuelle fisker var vekten av kiselalger i denne perioden omtrent 16 g eller 91 % av vekten av matbolusen.
Tabell 1
Endringer i sammensetningen av mat i sølvkarpe gjennom årene
| Komponenter mat koma |
1962 | 1963 | ||||||
| VI | VIII | IX | V | VI | VIII | IX | XII | |
| gjennomsnittsvekt fisk, g |
58 | 182 | 381,5 | 455 | 350 | 597 | 523 | 359 |
| matvekt klump, g |
3,5 | 9,5 | 19,2 | 17 | 8 | 25 | 29 | 3,2 |
| gj.sn. indeks fylling % |
563 | 524 | 428 | 376 | 221 | 421 | 556 | 89 |
| forhold vekt alger til matvekt klump, % |
7,3 | 2 | 46 | 14 | 7 | 1,4 | 1,6 | 0,3 |
| Tang | ||||||||
| Cyanophyta | 0,04 | 0,03 | 0,03 | 0,02 | 0,03 | 0,07 | 0,07 | 0,0003 |
| Bacillariophyta | 0,001 | 0,02 | 8,02 | — | 0,06 | 0,03 | 0,02 | 0,0005 |
| Euglenophyta | 0,26 | 0,10 | 2,54 | 1,82 | 0,28 | 0,16 | 0,03 | 0,0002 |
| Protokok- phyceae |
0,005 | 0,01 | 0,05 | 0,40 | 0,07 | 0,04 | 0,03 | — |
| Total alger, g |
0,30 | 0,19 | 9,58 | 2,37 | 0,53 | 0,32 | 0,35 | 0,01 |
| Zooplankton, g | 0,06 | 0,007 | — | — | — | — | — | — |
fortsettelse
| Komponenter mat koma |
1964 | 1965 | |||||
| V | VII | VIII | X | IV | VI | IX | |
| gjennomsnittsvekt fisk, g |
1450 | 1083 | 1680 | 2500 | 1377 | 3000 | 2866 |
| matvekt klump, g |
46 | 33 | 21 | 6 | — | — | 26 |
| gj.sn. indeks fylling % |
316 | 321 | 255 | 24 | 4,1 | — | 90,3 |
| forhold vekt alger til matvekt klump, % |
46,2 | 29 | 8,7 | 0,08 | — | — | 4,4 |
| Tang | |||||||
| Cyanophyta | 22,2 | 9,60 | 1,60 | — | 0,03 | 0,001 | 2,34 |
| Bacillariophyta | 0,05 | 0,01 | 0,03 | 0,002 | 0,01 | 0,004 | 0,015 |
| Euglenophyta | 0,60 | 0,37 | 0,06 | — | 0,03 | 0,01 | 2,81 |
| Protokok- phyceae |
0,05 | 0,05 | 0,01 | 0,003 | 0,003 | 0,02 | 0,02 |
| Total alger, g* |
23,5 | 10,1 | 1,62 | 0,005 | 0,04 | 0,04 | 5,91 |
| Zooplankton, g | 0,015 | — | — | 0,4 | 0,47 | — | — |
(* resten av matbolusen besto av fordøyde alger og mineralpartikler)
Legg merke til at i matspekteret til sølvkarpe fanget i slutten av september var kiselalger merkbart dårligere enn de samme euglena og blågrønnalgene.
I tarmkanalene til fisk fanget i april var artssammensetningen av planteplankton svært dårlig, og gjennomsnittsvekten av alger i matkoma oversteg i gjennomsnitt ikke 0,038 g, med svingninger i enkeltprøver fra 0,011 til 0,064 g, med en gjennomsnittlig fiskevekt på 1317 g. Det skal bemerkes at vekten av dyreplankton i matkoma i denne perioden nådde sitt maksimum - 0,047 g. De dominerende algene i ernæringsspekteret til sølvkarpe om våren var euglenofytter. I mai øker antallet algearter i næringsspekteret til sølvkarpe merkbart, og arter som f.eks. Scenedesmus quadricauda, S. bijugatus, S. arcuatus var. platydiscus, Crucigenia quadrata fra protokokker blir dens integrerte del og dominerer i antall individer. Når det gjelder biomasse i mai 1963 dominerte euglena-alger klart med et gjennomsnitt på 1,824 g, hovedsakelig på grunn av arter som f.eks. Euglena acus, E. texta, E. oxyuris, Stromobmonas acuminata var. verrucosa, Trachelomonas intermedia, Phacus orbicularis etc. Den totale vekten av alger i mai 1963 i tarmen til fisk var i gjennomsnitt 2,371 g eller 14 % av totalvekten av matbolusen med en gjennomsnittlig fiskevekt på 455 g. I mai 1964 var gjennomsnittsvekten av alger i matbolusen. var 23,475 g eller 46,2 % av dens totale vekt. Legg merke til at i tarmene til individuelle prøver nådde mengden av alger 46,388 g eller 91 % av vekten av matkomaen. Vekten på fisken i dette tilfellet oversteg ikke 1500 g. Den dominerende gruppen av alger i maten til sølvkarpe i mai 1964 var blågrønne, hovedsakelig Oscillatoria sp.., hvis vekt i gjennomsnitt var 22,237 g med svingninger fra 0,122 til 44,352 g i matbolusen med en tarmfyllingsindeks i henhold til Zenkevich 24-321‰. Det er på sin plass å merke seg at samme type blågrønnalger dominerte i maten til sølvkarpe i juli samme år. Deres maksimale vekt i dette tilfellet var 27 g, med en totalvekt av alger i tarmen på 28 g og en fiskevekt på 1800 g.
I juni er mengden alger i matspekteret til sølvkarpe ubetydelig. Dette forklares med det faktum at i løpet av denne perioden, som vi har etablert [Shalar, 1963], er det en merkbar nedgang i utviklingen av planteplankton i vannforekomster i Moldova, assosiert med forverring av meteorologiske og hydrologiske forhold. Hoveddelen av matkomaen i denne perioden besto av slampartikler og kake. Den dominerende plassen blant alger i tarmene til sølvkarpe fanget i juni var Scenedesmus quadricauda, S. acuminatus, Coelastrum sphaericum, Cyclotella sp., Synedra ulna, Euglena spp., Phacus, Trachelomonas, og av de blågrønne man oftest møter i denne perioden Oscillatoria sp. og Merismopedia tenuissima. Alle disse artene er på dette tidspunkt dominerende i planteplanktonet til dammer. I juli, august og spesielt i september begynner blågrønnalger å utvikle seg masse i planteplanktonet - Aphanizomenon flos-aquae og som en konsekvens av dette blir den også dominerende i matbolusen til sølvkarpe. For eksempel i september 1965 ble vekten av denne algen sammen med Microcystis aeruginosa, som man kan se av bord Jeg, i gjennomsnitt 2,338 g, og i individuelle tarmer nådde vekten deres 4,672 g med en gjennomsnittsvekt på 3000 g. Alt dette tyder på at, i motsetning til uttalelsene til R. A. Savina, i det minste i reservoarene vi studerte, spiste sølvkarpe tilfeldig alle typer alger funnet i plankton. Massearter av planteplank er alltid dominerende i matspekteret til fisken vi studerte. Det var ikke mulig å påvise noen selektivitet av sølvkarpe til visse typer alger, og det er usannsynlig at den eksisterer.
Om vinteren, ifølge observasjoner gjort i desember 1963, oversteg ikke vekten av alger i tarmen til fisk 10 mg. Mangfoldet av alger i matspekteret til sølvkarpe om vinteren var bare fire arter: Lobomonas denticulata, Cyclotella sp., Trachelomonas sp. og Oscillatoris sp.. La oss merke oss at planteplanktonet i disse dammene var ekstremt dårlig om vinteren, og artene som er angitt her er karakteristiske for dem i denne perioden.
Endringer i fôringsspekteret til sølvkarpe gjennom sesongene er således helt avhengig av sesongmessige endringer i planteplankton i dammer. Denne posisjonen bekreftes også av endringer i fyllingsindeksen, som i løpet av perioden med masseutvikling av planteplankton når maksimale verdier ( bord 1). Og det faktum at sølvkarpe bruker alle typer alger som finnes i plankton til mat, åpner for store muligheter for videre introduksjon av disse verdifulle fiskeartene i vannmassene i Moldova, hvis planteplankton er usedvanlig rikt både kvalitativt og kvantitativt.
Liste over organismer funnet i tarmene til sølvkarpe og deres prosentandel av forekomst
| navn på organismer | møtte te- bro % |
navn på organismer | møtte te- bro % |
|
Cyanophyta |
Protococcophyceae |
||
| Daclylococcopsis irregularis G.M. Smith |
2 | Schroederia setigera (Schroed) Lemm. |
51 |
| Merismopedia tenuissima Lenim |
37 | Sch. spiralis (Printz) Korschik. |
2 |
|
Micricystis aeruginosa Kütz. |
22 | Lambertia ocellata Korschik. | 2 |
|
M. pulverea (Tre) Forti |
7 |
Pediastrum boryanum |
7 |
| Gomphosphaeria lacustris Chod |
14 | P. duplex Meyen | 4 |
|
Aphanizomenon flos-aquae |
40 |
Tetraedron caudatum |
4 |
| Oscillatoria sp. | 100 | T. minutissimum Korchik | 4 |
|
Romeria leopoliensis (Racib.) |
2 | T. incus (Teiling) G.M. Smith. |
2 |
|
Bacillariophyta |
Oocystis borgei Snø | 4 | |
| Melosira granulata (Ehr.) Ralfs |
2 | Oocystis sp | 24 |
| Melosira sp. | 2 |
Ankistrodesmus |
20 |
| Cyclotella meneghiniana Kütz |
90 | A. acicularis (A. Br.) Korschik. |
40 |
| Synedra actinastroides Lemn |
2 | A. arcuatus Korschik. | 33 |
| S. ulna (Nitzsch) Ehr. | 9 | A. angustus Født. | 61 |
| Rhoicosphenia curvata (Kütz.) Grun. |
2 | A. falcatus (Corda) Ralfs | 4 |
| Navicula sp. | 20 | Hyaloraphidium rektum Korschik. |
15 |
| Pinnularia sp. | 2 | H. contorlum Pasch. et Korschik. |
4 |
|
Caloneis amphisbaena |
2 |
H. contortum var. |
4 |
| Gyrosigma sp. | 2 |
Kirchneriella obesa (vest) |
20 |
| Nitzschia acicularis W. Sm. | 4 | K. lunaris (Kirchn.) Moeb. | 9 |
| N. reversa W. Sm. | 3 | Disspora crucigenioides Printz. |
2 |
| Nitzschia sp. | 50 |
Dictyosphaerium |
11 |
|
Surirella ovata Kütz. |
14 | Coelastrum sphaericum Naeg. |
13 |
|
Chrysophyta |
C. microporum Naeg. | 16 | |
|
Goniochloris fallax Fott |
7 | Crucigenia apiculala Schmidle |
15 |
|
Pyrrophyta |
C. fenestrata Schmidle | 15 | |
| Glenodinium sp. | 4 | C. tetrapedia (Kirch.) W. og W. |
37 |
|
Euglenophyta |
C. quadrata Morren | 4 | |
|
Trachelomonas volvocina |
2 |
Tetrastrum |
4 |
|
T. intermedia Dang. |
31 | T. glabrum (Rull) Ahlstr. ef Tiff. |
13 |
|
T. abrupta Swir. |
19 | Actinastrum hantzschii var. fluviatil Schroed. |
9 |
|
T. planctonica Swir. |
29 | A. hantzschii var. nåde Rull |
33 |
|
T. asymmetrica Rull. |
15 | Scenedesmus obliquus (Turp) Kütz. |
7 |
|
T. bernandinensis |
4 | S. acuminatus (Lagerh.) Chod. | 64 |
|
Trachelomonas sp. |
80 |
S. acuminatus var. biseriatus Reinh |
23 |
|
Strombomonas acuminata var. verrucosa Teod. |
15 | S. acuminatus var. elongatus Smith | 7 |
| S. deflandrei (Rull) Defl. | 2 | S. bijugatus (Turp.) Kütz. | 33 |
| S. fluviatilis (Lemm.) Defl. | 11 | S. arcuatus var. platydiskus Smith. | 7 |
| S. treubii (Wolosz.) Defl. | 2 | S. apiculatus (W. et W.) Chod | 2 |
| Euglena polymorpha Dang. | 2 | S. brasiliensis Bohl | 2 |
| E. spathirhyncha Skuja | 4 | S. quadricauda (Turp) Breb | 73 |
| E. texta (Duj.) Hübner | 24 |
S. quadricauda var. eualternans Proschk. |
2 |
| E. vermicularis Prosch.- Lavr. |
2 | S. opoliensis Richt | 9 |
| E. acus Ehr. | 73 | S. opoliensis var. alatus Deduss. | 2 |
| E. oxyuris Schmarda | 25 | S. protuberans Fritsch. | 17 |
| Euglena sp. | 40 |
Desmidiales |
|
| Lepocinclis ovum (Ehr.) Mink. |
2 | Closterium acicularis | 2 |
| Lepocinclis sp. | 7 | Closterium sp. | 26 |
|
Phacus curvicauda Swir. |
22 | Cosmarium sp. | 2 |
| Ph. arnoldii Swir. | 29 |
Rotatoria |
|
| Phacus pleuronectes (Ehr.) Duj. |
4 | Brachionus angularis | 4 |
| Ph. orbicularis Hübner | 29 | B. bennini | 2 |
| Ph. longicauda (Ehr.) Duj. | 4 | Keratella cochlearis | 2 |
| Ph. longicauda var. tortus Lemm. | 9 | Lecane sp. | 2 |
| Phacus sp. | 33 | Colurella adriatica | 7 |
|
Volvociphyceae |
Asplanchna sieboldi | 2 | |
| Lobomonas denticulata Korsch. |
4 |
Cyclopidae |
|
| Phacotus coccifer Korsch. | 11 | Nauplii cyclops | 9 |
|
Pandorina morum (Müll.) Bory |
4 | Copepodite-stadiet av Cyclops | 15 |
|
Cladocera |
Acanthocyclops vernalis | 11 | |
| Juvenil Daphnia | 2 | Cyclops vicinus | 11 |
| Moina Dubia | 2 | Paradiptomus alluaudi | 4 |
| Leydigia leidigii | 2 | ||
| Alona sp. | 2 | ||
| Chydorus sphaericus | 2 |
LITTERATUR
Zelenin A. M., Naberezhny A. I. Om spørsmålet om dyrking av gresskarpe (Ctenopharyngodon idella Vab) og sølvkarpe (Hypophtalmichthys molitrix Vab.) i Moldova. Biologiske ressurser til reservoarer i Moldova, 1962.
Savina R. A. Ernæring av sølvkarpe. I: Fiskeriutvikling av planteetende fisk. M., 1966.
Saxena R. A. Algoflora fra oppdrettsdammene "Kalgan-Chirchik" og ernæring av vanlig sølvkarpe. Forfatter. Ph.D. avhandling, 1965.
Shalar V. M. Funksjoner ved utvikling av planteplankton i Dubossary-reservoaret. Abstrakt av Ph.D. avhandling, 1963.
© 1970. Opphavsretten til artikkelen tilhører V.M. Shalar, A.M. Zelenin, A.I. Naberezhny, N.I. Yalovitskaya (Institute of Zoology of the Academy of Sciences of the Moldavian SSR).
Bruk og kopiering av artikkelen er tillatt med angivelse av forfatter og en lenke til kilden, |
Begrep plankton(gresk "plankton" - vandrende) ble først introdusert i vitenskapen av Gezen i 1887 og betydde ifølge det opprinnelige konseptet en samling av organismer som flyter i vann. Noe senere, i sammensetningen av plankton, begynte de å skille planteplankton(planteplankton) og dyreplankton(dyreplankton). Følgelig er planteplankton en samling av frittflytende (i vannsøylen) små, hovedsakelig mikroskopiske, planter, hvorav hoveddelen er alger. Følgelig kalles hver enkelt organisme fra planteplanktonsammensetningen planteplankter.
Økologer mener at planteplankton i livet til store vannmasser spiller samme rolle som planter på land, det vil si at det produserer primært organisk materiale, på grunn av hvilket direkte eller indirekte (gjennom næringskjeden) resten av den levende verden eksisterer på land. og i vann. Dette er sant. Imidlertid bør det huskes at planteplankton, så vel som landlevende plantesamfunn, inkluderer sopp og bakterier, som med sjeldne unntak ikke er i stand til å lage organisk materiale selv. De tilhører den samme økologiske gruppen av heterotrofe organismer som lever av ferdig organisk materiale, som hele dyreverdenen tilhører. Sopp og bakterier deltar i ødeleggelsen av dødt organisk materiale, og fyller dermed, selv om det er en svært viktig rolle i stoffkretsløpet, en fundamentalt annerledes rolle enn grønne planter. Til tross for dette bør hovedfunksjonen til planteplankton generelt fortsatt anerkjennes som dannelsen av organisk materiale av alger. Derfor vil vi videre her kun snakke om mikroskopiske alger som er en del av planteplankton. Dette er desto mer berettiget siden sammensetningen av sopp i planteplanktonsamfunnet fortsatt er svært dårlig studert, og planktonbakterier (bakterioplankton) i vannforekomsters økologi vurderes vanligvis separat.
Eksistensen av planktoniske organismer i suspensjon i vann er sikret ved noen spesielle tilpasninger. Hos noen arter dannes ulike typer utvekster og vedheng av kroppen - ryggrader, bust, hornlignende prosesser, membraner, etc. (fig. 27); hos andre arter akkumuleres stoffer med en egenvekt på mindre enn én i kroppen, for eksempel fettdråper, gassvakuoler (hos noen blågrønne alger, fig. 28) osv. Cellens masse lysnes også ved å redusere størrelsen: cellestørrelser hos planktoniske arter er som regel merkbart mindre enn hos nært beslektede bunnalger. De minste organismene, flere mikrometer i størrelse, danner den såkalte nannoplankton.
, 
Sammensetningen og økologien til individuelle representanter for algefytoplankton i forskjellige vannforekomster er ekstremt forskjellige. Planteplankton finnes i vannmasser av ulik natur og størrelse - fra havet til en liten sølepytt. Det er kun fraværende i reservoarer med et sterkt unormalt regime, inkludert termisk vann (ved vanntemperaturer over +70, +80 °C), dødt vann (forurenset med hydrogensulfid) og rent periglacialt vann som ikke inneholder mineralnæringsstoffer. Det er heller ikke levende planteplankton i hulesjøer og på store dyp av reservoarer, hvor det ikke er nok solenergi for fotosyntese. Det totale antallet planteplanktonarter i alle marine og indre farvann når 3000.
I forskjellige vannmasser, og til og med i samme vannmasse, men i forskjellige årstider, er antallet og forholdet mellom arter av individuelle taksonomiske grupper svært forskjellige. La oss vurdere hovedkompleksene i henhold til de viktigste økologiske kategoriene av vannforekomster.
Marint planteplankton består hovedsakelig av kiselalger og peridiniumalger. Bruken av sentrifugering og sedimenteringsmetoder bidro til å oppdage i plankton et betydelig antall små arter som tidligere var ukjente. Av kiselalgene i marint planteplankton er representanter for klassen sentriske kiselalger (Centrophyceae) spesielt mange, spesielt slektene Chaetoceros, Khizosolenia, Thalassiosira, Corethron, Planktoniella og noen andre (fig. 29, 1-6), helt fraværende fra ferskvannsplankton eller representert i det av bare et lite antall arter.
Sammensetningen av flagellerte former av pyrofytiske alger i marint planteplankton er svært mangfoldig, spesielt fra klassen peridiner (fig. 29, 7-10). Denne gruppen er ganske mangfoldig i ferskvannsfytoplankton, men har fortsatt færre arter enn i marint planteplankton, og noen slekter er kun representert i havene: Dinophysis, Goniaulax og noen andre. Også svært tallrike i marint planteplankton er kalkholdige flagellater - kokkolitoforer, representert i ferskvann av bare noen få arter, og silikoflagellater, eller silikoflagellater, som utelukkende finnes i marint plankton (tabell 9).
Det mest karakteristiske morfologiske trekk ved representanter for marint planteplankton er dannelsen av ulike typer utvekster: bust og skarpe ryggrader i kiselalger, krager, lapper og fallskjermer i deridin. Lignende formasjoner finnes også hos ferskvannsarter, men der er de mye mindre uttalte. For eksempel, i marine arter av Ceratium, er de hornlignende prosessene ikke bare mye lengre enn i ferskvann, men i mange arter er de også buede. Det antas at slike utvekster bidrar til å sveve de tilsvarende organismene. Ifølge andre ideer ble utvekster som pigger og hornlignende formasjoner dannet som en beskyttelsesanordning mot at planteplankter ble spist av krepsdyr og andre representanter for dyreplankton.
Selv om havmiljøet er relativt homogent over store områder, observeres ikke en monoton fordeling av planteplankton. Heterogenitet i artssammensetning og forskjeller i overflod er ofte uttalt selv i relativt små områder med sjøvann, men de er spesielt uttalt i storskala geografisk utbredelse. Her manifesteres den økologiske effekten av de viktigste miljøfaktorene: saltholdighet i vannet, temperatur, lysforhold og næringsinnhold.
Marint tropisk planteplankton er preget av det største artsmangfoldet, generelt den laveste produktiviteten (med unntak av oppvekstområder, som vil bli diskutert nedenfor) og de mest uttalte morfologiske trekkene ved marint planteplankton (de ulike typene utvekster nevnt ovenfor). Peridiner er ekstremt forskjellige her, blant dem er det ikke bare individuelle arter, men også hele slekter, distribuert utelukkende eller overveiende i tropiske farvann. Den tropiske sonen er den optimale biotopen (eksistenssted) og for kalkholdige flagellater - kokolitoforer. Her er de mest mangfoldige og utvikler seg enkelte steder i en slik masse at deres kalkholdige skjeletter danner spesielle bunnsedimenter. Tropiske farvann, sammenlignet med det kalde vannet i de nordlige og arktiske hav, er mye fattigere på kiselalger. Blågrønne, som i andre marine områder, er representert av et svært lite antall arter, og bare en av dem, som tilhører slekten Oscillatoria erythraea, utvikler seg i et slikt antall i noen områder av tropene at det forårsaker "blomstring" av vannet.
I motsetning til tropene, i polare og subpolare havvann, er planteplankton dominert av kiselalger. Det er de som skaper den enorme massen av leviske planteprodukter, på grunnlag av hvilke det dannes kraftige ansamlinger av dyreplankton, som igjen tjener som mat for de største flokkene av hval i Antarktis, sild og hval i polarvannet. Arktis.
Peridinea i arktiske farvann er mye mindre representert enn i hav med tempererte breddegrader og spesielt tropiske. Coccolithophores er også sjeldne her, men silicoflagellater er mangfoldige og stedvis tallrike. Marine blågrønnalger er fraværende, mens noen typer grønnalger utvikler seg i betydelige mengder.
Ikke mindre betydningsfulle er forskjellene i algenes sammensetning og produktivitet i to andre store biotoper av havene, avgrenset i bredderetningen - de oseaniske og nerittiske områdene, spesielt hvis alle innlandshav er inkludert i sistnevnte. De spesielle egenskapene til oseanisk plankton er listet opp ovenfor. Selv om de er forskjellige i tropiske og subpolare farvann, gjenspeiler de generelt de karakteristiske egenskapene til marint planteplankton. Oceanisk plankton, og bare det, består utelukkende av arter som fullfører hele livssyklusen i vannsøylen - i reservoarets pelagiske sone, uten forbindelse med bakken. I nerittisk plankton er det allerede betydelig færre slike arter, og i planktonet i kontinentale farvann kan de bare finnes som et unntak.
Den nerittiske eller sokkelsonen er et havområde som strekker seg fra kysten til enden av kontinentalsokkelen, som vanligvis tilsvarer en dybde på ca. 200 m. Noen steder er det smalt, andre steder strekker det seg over mange hundre. og til og med tusenvis av kilometer. De viktigste økologiske egenskapene til denne sonen bestemmes av en mer uttalt forbindelse med kysten og bunnen. Her er det betydelige avvik fra oseaniske forhold i vannsaltholdighet (vanligvis nedover); redusert gjennomsiktighet på grunn av mineralsk og organisk suspendert materiale (ofte på grunn av høyere planktonproduktivitet); avvik i temperaturforhold; mer utpreget turbulent blanding av vann og, som er spesielt viktig for planteplankton, økt konsentrasjon av næringsstoffer.
Disse egenskapene bestemmer følgende karakteristiske trekk i sammensetningen og produktiviteten til planteplankton i den nerittiske sonen:
1) mange oseaniske arter faller ut av dette samfunnet, andre er representert i varierende grad av modifiserte former (varianter);
2) mange spesifikke marine arter dukker opp som ikke finnes i oseanisk plankton;
3) det dannes et kompleks av brakkvannsarter som er helt fraværende i oseanisk plankton, og i det svært avsaltede vannet i noen innlandshav, med en saltholdighet under 10-12°/00 (°/00, ppm - en tusendel av et antall, en tiendedel av en prosent), oppnår ferskvannsarter betydelig mangfold, som blir dominerende når vannet avsaltes til 2-3°/00;
4) bunnens og strendenes nærhet bidrar til anrikning av nerittisk planteplankton med midlertidige planktoniske (meroplanktoniske) arter.
På grunn av mangfoldet av biotoper er nerittisk planteplankton generelt mye rikere på artssammensetning enn oseanisk planteplankton. Planteplanktonet i den nerittiske sonen med tempererte breddegrader er dominert av kiselalger og peridiner, men blant dem er det mange brakkvannsarter, som for det meste utvikler seg i det avsaltede vannet i innlandshavet (Baltic, Black, Azov, etc.). I livssyklusen til mange arter av nerittisk plankton er bunnfasen (hvilestadiet) godt definert, som på tempererte breddegrader bestemmer en tydeligere sesongmessig endring (suksesjon) av planteplankton. Generelt er nerittisk planteplankton flere ganger mer produktivt enn oseanisk planteplankton.
Planteplanktonet i avsaltet innlandshav skiller seg betydelig i sammensetning og produktivitet, ikke bare fra oseanisk plankton, men også fra typisk nerittisk plankton. Et eksempel er fytoplanktonet i Østersjøen. Saliniteten til vannet i det øvre laget av den sentrale delen av Østersjøen er 7-8°/00, som er omtrent 4,5-5 ganger mindre enn saltinnholdet i havet, men 20-40 ganger mer enn saltholdigheten i ferskvann . I buktene til Riga, Finland og Botnia synker saltholdigheten til 5-6°/00, utenfor kysten - til 3-4°/00, og ved elvemunninger og i noen elvemunningsbukter (Neva-bukten, den kuriske lagunen, etc.). ) vannet er helt friskt.
Selv om planteplanktonet i Sentral-Østersjøen og til og med i den åpne delen av Rigabukta, Finland og Botnia er dominert av et marint kompleks av arter, kan det i streng forstand bare kalles marin av opprinnelsen. Typiske oseaniske arter er helt fraværende her. Selv marint nerittisk plankton er ekstremt utarmet her og er representert bare av euryhaline arter - som er i stand til å tolerere store svingninger i saltholdighet, selv om de foretrekker lave saltholdighetsverdier. Dette baltiske planteplanktonkomplekset, av marint opprinnelse, men brakk i økologi, er dominert av kiselalger: Chaetoceros thalassiosira, Sceletonema, Actinocyclus. Peridiner som er regelmessig funnet, men som ikke når store antall inkluderer Goniaulax, Dinophysis baltica og flere arter av silikoflagellater.
I planteplanktonet i Sentral-Østersjøen og spesielt dens bukter spilles en viktig rolle av et kompleks av arter av ferskvannsopprinnelse, hovedsakelig blågrønne: Anabaena, Aphanizomenon, Nodularia, Microcystis, som om sommeren i stabilt solskinnsvær utvikler seg i en slik en masse at selv i den sentrale delen av havet danner de en "blomstring" av vann (hovedsakelig på grunn av utviklingen av Aphanizomenon og Nodularia, og i den sørlige delen av havet også Microcystis).
I ferskvannskompleks Grønnalger er også vanlige: Oocystis (over hele havet), arter av Scenedesmus og Pediastrum, flere i buktene.
Ferskvannsfytoplankton skiller seg fra typisk marint planteplankton i et stort utvalg av grønne og blågrønne alger. Spesielt mange blant de grønne er encellede og koloniale volvox- og protokok-arter: arter av Chlamydomonas, Gonium, Volvox, Pediastrum, Scenedesmus, Oocystis, Sphaerocystis, etc. (fig. 30). Blant de blågrønne er det mange arter av anabena, microcystis, aphanizomenon, Gloeotrichia, etc.
Artsmangfoldet av kiselalger er her mindre enn i havet (hvis vi ikke tar hensyn til det store mangfoldet av midlertidige planktoniske arter) (Fig. 31); Når det gjelder produktivitet per vannoverflateenhet, er kiselalgens rolle i ferskvann og sjøvann i gjennomsnitt sammenlignbar.
Den mest karakteristiske slekten av marint planteplankton, Chaetoceros, er helt fraværende i innsjøer og dammer, og Rhizosolenia, som er rikelig i havet, er representert i ferskvann av bare noen få arter.
I ferskvannsfytoplaktopen er peridinene representert i mye dårligere kvalitet og kvantitet. Vanlige blant dem er artene Ceratium og Peridinium, fig. 64. I ferskvann er det ingen kiselholdige flagellater og svært sjeldne kokolitoforer, men noen andre flagellater er representert her på en rekke måter og ofte i stort antall. Disse er hovedsakelig chrysomonader - arter av Dinobryon, Mallomonas, Uroglena, etc. (Fig. 68, 69), samt euglena - Euglena, Trachelomonas og Phacus (Fig. 195, 201, 202); førstnevnte hovedsakelig i kaldt vann, og sistnevnte i varmt vann.
, 
, 
, 
, 
, 
En av de viktigste egenskapene til ferskvannsfytoplankton er overfloden av midlertidige planktonalger. En rekke arter, som anses å være typisk planktoniske, i dammer og innsjøer har en bunn- eller perifytonisk (feste til ethvert objekt) fase i livssyklusen. Dermed bestemmer mangfoldet av miljøforhold i innlandsvannforekomster også et betydelig større mangfold av økologiske komplekser og artssammensetning av ferskvannsplankton sammenlignet med havene.
I store dype innsjøer er forskjellene mellom ferskvannsfytoplankton og sjøfytoplankton mindre uttalte. I slike gigantiske innsjøer som Baikal, Great Lakes, Ladoga, Onega, dominerer kiselalger i planteplanktonet nesten hele året. Her, som i havet, lager de hovedproduktene. Artssammensetningen til kiselalgerplankton er forskjellig fra marin plankton, men deres økologi har mye til felles. For eksempel synker ikke Melosira islandica, en utbredt planteplanktonart i Ladoga- og Onega-sjøene, samt Melosira baicalensis fra Baikal-sjøen, i hvilefasen etter vårutbruddet til bunnen (eller bare delvis synker), slik det er. observert i andre ferskvannsarter i mindre reservoarer, men holdes tilbake i vannsøylen, og danner karakteristiske mellomsesongansamlinger på en viss dybde. I store innsjøer, som i havet, er det store forskjeller i produktiviteten til planteplankton: I den sentrale delen av reservoaret er produktiviteten svært lav, og utenfor kysten, spesielt i grunne bukter og mot elvemunninger, øker den kraftig.
Planteplanktonet til verdens to største saltvannssjøer – Det Kaspiske hav og Aralhavet – ligner enda mer på havet. Selv om vannets saltholdighet i dem er betydelig lavere enn sjøvann (i Det Kaspiske hav 12-13°/00, i Aralhavet 11-120/00), er planteplanktonsammensetningen her dominert av alger av marin opprinnelse, spesielt blant kiselalger : arter av Chaetoceros, Rhizosolenia etc. Blant flagellatene er typiske brakkvannsarter Exuviella mfl. I de avsaltede sonene til disse innsjøene dominerer ferskvannsarter, men med en saltholdighet på til og med 3-5°/00, brakkvann. -Vannfytoplankton av marin opprinnelse er fortsatt svært mangfoldig.
I sin mest typiske form er ferskvannsfytoplankton, både i sammensetning og økologi, og i produksjonsegenskaper, representert i mellomstore innsjøer i den tempererte sonen, for eksempel i innsjøene i det baltiske bassenget. Her er planteplanktonet, avhengig av innsjøtype og årstid, dominert av kiselalger, blågrønne eller grønne alger. Typiske kiselalger er Melosira, Asterionella, Tabellaria, Fragilaria, Cyclotella, etc.; blant de blågrønne er arter av Microcystis, Anabaena, Aphanizomenon og Gloeotrichia. De viktigste representantene for grønne alger i innsjøplankton er de protokokker som er oppført ovenfor, og i vann med veldig bløtt vann, under påvirkning av sumper, er desmidider mange: arter av Cosmarium, Stauratrum, Closterium, Euastrum, etc. I grunne innsjøer og dammer, er grønne alger ofte dominert av Volvox: Volvox, Chlamydomonas, Pandorina, Eudorina. I fytoplanktonet til innsjøene i tundraen og den nordlige taigaen er krysomonader veldig forskjellige: arter av Dinobryon, Synura, Uroglenopsis, Mallomonas. Gruppen av peridinea, den mest karakteristiske for marint planteplankton, er representert i ferskvann overalt (i alle vannforekomster), men av et relativt lite antall arter, som overalt, med sjeldne unntak, når lave tall. I de minste vannmassene - i små innsjøer og dammer - er euglenae veldig forskjellige og ofte tallrike, spesielt arter av Trachelomonas, og i varme reservoarer i tropene og subtropene er det også euglena, lepocynclis, Phacus, etc.
I hvert enkelt reservoar, avhengig av de fysiske og kjemiske egenskapene til regimet og årstiden, dominerer en eller annen av de listede gruppene av alger, og i perioder med svært intensiv utvikling er det ofte bare én art som dominerer.
I små midlertidige reservoarer - sølepytter, gravde hull - er små volvox-arter av slekten Chlamydomonas ganske vanlige, hvis masseutvikling ofte gjør vannet grønt.
I litteraturen er elvefytoplankton ofte klassifisert som en spesiell kategori av ferskvannsplankton. I store elver med veldig sakte strømmer har selvfølgelig alger tid til å formere seg innenfor et begrenset område av elven under relativt jevne forhold. Følgelig kan det her dannes en sammensetning av planteplankton som er noe unik for disse forholdene. Men selv i dette tilfellet er det opprinnelige "materialet" for et gitt elvesamfunn organismer som bæres av strømmen fra en oppstrøms del av elven eller fra sideelver. Oftest er sammensetningen av planteplankton i en elv dannet som en blanding av planteplankton av sideelver, transformert til en eller annen grad under påvirkning av elveforhold.
Den transformative rollen til elveforholdene i dannelsen av planteplanktonet er tydelig demonstrert når en stor lavlandselv renner gjennom en by eller forbi et stort anlegg som forurenser vannet med husholdnings- og industriavløpsvann. I dette tilfellet karakteriserer sammensetningen av planteplankton i elven over byen rent vann, men innenfor byen og rett utenfor dens utkanter, under påvirkning av organisk forurensning, er planteplankton sterkt utarmet og såkalte saprobiske arter dominerer - indikatorer på saprobisk , dvs. forurenset, vann. Men nedenfor, dels på grunn av sedimentering av suspendert organisk materiale, dels på grunn av deres oppløsning som følge av mikrobiologiske prosesser, blir vannet klart igjen, og planteplanktonet får omtrent samme utseende som over byen.
Sammensetningen og fordelingen av planteplankton i individuelle reservoarer og dets endringer innenfor ett reservoar påvirkes av et stort kompleks av faktorer. Av primær betydning blant fysiske faktorer er lysregimet, vanntemperaturen og for dype reservoarer - den vertikale stabiliteten til vannmasser. Av de kjemiske faktorene er den viktigste betydningen saltholdigheten i vannet og innholdet av næringsstoffer i det, først og fremst salter av fosfor, nitrogen, og for noen arter også jern og silisium. La oss se på noen av disse faktorene.
Påvirkningen av belysning som en miljøfaktor er tydelig manifestert i den vertikale og sesongmessige fordelingen av planteplankton. I hav og innsjøer eksisterer planteplankton bare i det øvre vannlaget. Dens nedre grense i havet, mer gjennomsiktig vann er på en dybde på 40-70 m og bare noen få steder når 100-120 m (Middelhavet, tropiske farvann i verdenshavet). I innsjøvann, som er mye mindre gjennomsiktig, finnes planteplankton vanligvis i de øvre lagene, på en dybde på 10-15 m, og i vann med svært lav gjennomsiktighet finnes det på en dybde på 2-3 m. Bare i høy- fjell og noen store innsjøer (for eksempel Baikal) med I klart vann er planteplankton fordelt til en dybde på 20-30 m. I dette tilfellet påvirker vanngjennomsiktighet alger ikke direkte, men indirekte, siden det bestemmer intensiteten av penetrering av solstråling inn i vannsøylen, uten hvilken fotosyntese er umulig. Denne brønnen bekrefter det sesongmessige forløpet av planteplanktonutvikling i vannforekomster med tempererte og høye breddegrader, som fryser om vinteren. Om vinteren, når reservoaret er dekket med is, ofte med et snølag, til tross for årets høyeste vanngjennomsiktighet, er planteplankton nesten fraværende - bare svært sjeldne fysiologisk inaktive celler av noen arter finnes, og i noen alger - sporer eller celler i hvilestadiet.
Gitt den generelle høye avhengigheten av planteplankton av belysning, varierer de optimale verdiene for sistnevnte for individuelle arter over et ganske bredt område. Grønnalger og de fleste arter av blågrønnalger, som utvikler seg i betydelig antall i sommersesongen, er spesielt krevende til denne faktoren. Noen arter av blågrønne utvikler seg i massevis bare på selve overflaten av vannet: Oscillatoria - i tropiske hav, mange arter av Microcystis, Anabaena, etc. - i grunt innlandsvann.
Kiselalger er mindre krevende for lysforhold. De fleste av dem unngår det sterkt opplyste overflatelaget av vann og utvikler seg mer intensivt bare på en dybde på 2-3 m i det lavt gjennomsiktige vannet i innsjøer og på en dybde på 10-15 m i det klare vannet i havet.
Vanntemperatur er den viktigste faktoren i den generelle geografiske fordelingen av planteplankton og dets sesongsykluser, men i mange tilfeller virker denne faktoren ikke direkte, men indirekte. Mange alger er i stand til å tolerere et bredt spekter av temperatursvingninger (eurytermiske arter) og finnes i plankton på forskjellige geografiske breddegrader og i forskjellige årstider. Imidlertid er den temperaturoptimale sonen, der den største produktiviteten observeres, for hver art vanligvis begrenset av små temperaturavvik. For eksempel er kiselalgen Melosira islandica, utbredt i innsjøplankton i den tempererte sonen og subarktis, vanligvis til stede i plankton (for eksempel i innsjøene Onega og Ladoga, i Neva) ved temperaturer fra +1 til + 13 ° C, og dens maksimale reproduksjon observeres ved temperaturer fra +6 til +8 °C.
Temperaturoptimumet for ulike arter er ikke sammenfallende, noe som bestemmer endringen i artssammensetning over årstidene, den såkalte sesongmessige rekkefølgen av arter. Det generelle opplegget for den årlige syklusen av planteplankton i innsjøer med tempererte breddegrader er som følger. Om vinteren, under isen (spesielt når isen er dekket av snø), er planteplankton nesten fraværende på grunn av mangel på solstråling. Vegetasjonssyklusen til planteplankton som samfunn begynner i mars – april, da solstråling er tilstrekkelig for fotosyntese av alger selv under is. På dette tidspunktet er små flagellater - Cryptomonas, Chromulina, Chrysococcus - ganske mange - og antallet kiselalgerarter med kaldt vann - Melosira, Diatoma, etc. - begynner å øke.
I den andre fasen av våren - fra det øyeblikket isen bryter opp på innsjøen til temperaturstratifiseringen er etablert, noe som vanligvis skjer når det øvre vannlaget varmes opp til +10, +12 °C, en rask utvikling av kulden - vannkiselalgerkompleks observeres. I den første fasen av sommersesongen, ved vanntemperaturer fra +10 til + 15 °C, slutter kaldtvannskomplekset av kiselalger å vokse. På dette tidspunktet er det fortsatt tallrike kiselalger i planktonet, men andre arter er moderat varme- vann: Asterionella, Tabellaria . Samtidig øker produktiviteten til grønne og blågrønne alger, så vel som chrysomonader, hvorav noen arter når betydelig utvikling allerede i andre fase av våren. I den andre fasen av sommeren, ved vanntemperaturer over + 15 °C, observeres maksimal produktivitet av blågrønn- og grønnalger. Avhengig av den trofiske og limnologiske typen av reservoaret, kan det på dette tidspunktet være en "oppblomstring" av vann forårsaket av arter av blågrønn (Anabaena, Aphanizomenon, Microcystis, Gloeotrichia, Oscillatoria) og grønnalger (Scenedesmus, Pediastrum, Oocystis ).
Om sommeren inntar kiselalger som regel en underordnet posisjon og er representert av varmtvannsarter: Fragilaria og Melosira granulata. Om høsten, med et fall i vanntemperaturen til +10, +12 °C og under, observeres igjen en økning i produktiviteten til kiselalgerarter med kaldt vann. Men i motsetning til vårsesongen spiller blågrønnalger en merkbart større rolle på denne tiden.
I sjøvann på tempererte breddegrader er vårfasen i planteplankton også preget av et utbrudd av kiselalger; sommer - en økning i artsmangfold og overflod av peridinea med en depresjon i planteplanktonproduktiviteten generelt.
Blant de kjemiske faktorene som påvirker fordelingen av planteplankton, bør saltsammensetningen av vann settes i første rekke. Samtidig er den totale konsentrasjonen av salter en viktig faktor i den kvalitative (arts)fordelingen mellom typer reservoarer, og konsentrasjonen av næringssalter, primært nitrogen- og fosforsalter, er en kvantitativ fordeling, dvs. produktivitet.
Den totale konsentrasjonen av salter av normalt (i økologisk forstand) naturlig vann varierer over et meget bredt område: fra omtrent 5-10 til 36 000-38 000 mg/l (fra 0,005-0,01 til 36-38°/0O). I dette saltholdighetsområdet skilles det mellom to hovedklasser av vannforekomster: marine med en saltholdighet på 36-38°/00, dvs. 36.000-38.000 mg/l, og ferske med en saltholdighet fra 5-10 til 400-500 og oppover til 1000 mg/l. Brakkvann inntar en mellomposisjon når det gjelder saltkonsentrasjon. Disse vannklassene, som vist ovenfor, tilsvarer også hovedgruppene av planteplankton når det gjelder artssammensetning.
Den økologiske betydningen av konsentrasjonen av næringsstoffer manifesteres i den kvantitative fordelingen av planteplankton som helhet og dets arter.
Produktiviteten, eller «avlingen», til mikroskopiske planteplanktonalger, i likhet med utbyttet av stor vegetasjon, under andre normale forhold, avhenger i svært stor grad av konsentrasjonen av næringsstoffer i miljøet. Av mineralnæringsstoffene for alger, som for terrestrisk vegetasjon, trengs primært nitrogen- og fosforsalter. Den gjennomsnittlige konsentrasjonen av disse stoffene i de fleste naturlige vannmasser er svært liten, og derfor er høy produktivitet av planteplankton, som et stabilt fenomen, bare mulig hvis mineralstoffer konstant kommer inn i det øvre vannlaget - sonen for fotosyntese.
Riktignok er noen blågrønne alger fortsatt i stand til å absorbere elementært nitrogen fra luft oppløst i vann, men det er få slike arter, og deres rolle i nitrogenanrikning er viktig bare for svært små vannmasser, spesielt i rismarker.
Innlandsreservoarer gjødsles med nitrogen og fosfor fra kysten, på grunn av tilførsel av næringsstoffer fra elvevann fra dreneringsområdet til hele elvesystemet. Derfor er det en klar avhengighet av produktiviteten til innsjøer og grunne innlandshav av jords fruktbarhet og noen andre faktorer som virker innenfor dreneringsområdet til bassengene deres (elvesystemer). Det minst produktive planteplanktonet er i periglacial innsjøer, samt i reservoarer som ligger på krystallinske bergarter og i områder med et stort antall sumper innenfor dreneringsområdet. Eksempler på sistnevnte er innsjøene i Nord-Karelen, Kolahalvøya, Nord-Finland, Sverige og Norge. Tvert imot, reservoarer som ligger i svært fruktbar jord er preget av et høyt produktivitetsnivå av planteplanktop og andre samfunn (Azovhavet, Nedre Volga-reservoarer, Tsimlyansk-reservoaret).
Produktiviteten til planteplankton avhenger også av vanndynamikken og vannets dynamiske regime. Påvirkningen kan være direkte og indirekte, noe som imidlertid ikke alltid er lett å skille. Turbulent blanding, hvis den ikke er for intens, under andre gunstige forhold, bidrar direkte til å øke produktiviteten til kiselalger, siden mange arter av denne divisjonen, som har et relativt tungt skall av silisium, synker til bunnen i rolig vann. Derfor utvikler en rekke rike ferskvannsarter, spesielt fra slekten Melosira, intensivt i planktonet til innsjøer med tempererte breddegrader bare om våren og høsten, i perioder med aktiv vertikal blanding av vann. Når slik blanding opphører, som oppstår når det øvre laget varmes opp til +10, +12 °C og dannelsen av temperaturstratifisering av vannsøylen i mange innsjøer, faller disse artene ut av planktonet.
Andre alger, først og fremst blågrønnalger, tåler tvert imot ikke selv relativt svak turbulent blanding av vann. I motsetning til kiselalger utvikler mange blågrønne arter seg mest intensivt i ekstremt stille vann. Årsakene til deres høye følsomhet for vanndynamikk er ikke fullt ut etablert.
Men i tilfeller der vertikal blanding av vann strekker seg til store dyp, undertrykker det utviklingen av selv relativt skyggetolerante kiselalger. Dette skyldes det faktum at under dyp blanding blir alger periodisk båret av vannstrømmer utenfor den opplyste sonen - fotosyntesesonen.
Den indirekte påvirkningen av den dynamiske faktoren på produktiviteten til planteplankton er at ved vertikal blanding av vann stiger næringsstoffer opp fra bunnlagene av vann, hvor de ikke kan brukes av alger på grunn av mangel på lys. Her manifesteres samspillet mellom flere miljøfaktorer - lette og dynamiske regimer og tilførsel av næringsstoffer. Dette forholdet er typisk for naturlige prosesser.
Allerede på begynnelsen av dette århundret oppdaget hydrobiologer den spesielle betydningen av planteplankton i livet til vannforekomster som den viktigste, og i de enorme havområdene, den eneste produsenten av primært organisk materiale, på grunnlag av hvilket resten av mangfoldet av akvatisk liv skapes. Dette har bestemt økt interesse for å studere ikke bare den kvalitative sammensetningen av planteplankton, men også dens kvantitative distribusjon, samt faktorene som regulerer denne fordelingen.
En elementær metode for å kvantifisere planteplankton, som har vært hovedmetoden i flere tiår, og ennå ikke er helt forlatt, er metoden for å sile det fra vann ved hjelp av planktongitter. I en prøve konsentrert på denne måten beregnes antall celler og kolonier etter art og deres totale antall per overflateenhet av reservoaret bestemmes. Denne enkle og tilgjengelige metoden har imidlertid en betydelig ulempe - den tar ikke fullt ut hensyn til selv relativt store alger, og de minste (nannoplankton), som i betydelig grad dominerer i mange reservoarer, fanges ikke opp av planktonnett.
For tiden tas fytoplanktonprøver hovedsakelig med et badometer eller planktobatometer, som gjør det mulig å "skjære ut" en monolitt av vann fra en gitt dybde. Prøven konsentreres ved sedimentering i sylindere eller ved filtrering gjennom mikrofiltre: begge sørger for at det tas hensyn til alger i alle størrelser.
Da store forskjeller i størrelsen på alger som utgjør planteplankton ble bestemt (fra flere til 1000 mikron eller mer), ble det klart at overflodsverdier ikke kan brukes til en sammenlignende vurdering av planteplanktonproduktivitet i vannforekomster. En mer realistisk indikator for dette formålet er den totale biomassen av planteplankton per arealenhet av reservoaret. Men senere ble denne metoden avvist av to hovedgrunner: For det første er beregninger av biomassen til celler som har forskjellige konfigurasjoner i forskjellige arter svært arbeidskrevende; for det andre kan bidraget fra små, men raskt reproduserende alger til fellesskapets totale produksjon per tidsenhet være betydelig større enn store, men sakte reproduserende alger.
Den sanne indikatoren på fytoplanktonproduktivitet er hastigheten på dannelsen av materie per tidsenhet. For å bestemme denne verdien brukes en fysiologisk metode. Under prosessen med fotosyntese, som bare skjer i lys, absorberes karbondioksid og oksygen frigjøres. Sammen med fotosyntesen forekommer også algeånding. Den sistnevnte prosessen, assosiert med absorpsjon av oksygen og frigjøring av karbondioksid, råder i mørket, når fotosyntesen stopper. Metoden for å vurdere planteplanktonproduktiviteten er basert på en kvantitativ sammenligning av resultatene av fotosyntese (produksjonsprosess) og respirasjon (destruksjonsprosess) i samfunnet basert på oksygenbalansen i reservoaret. Til dette formål brukes vannprøver i lyse og mørke flasker, eksponert i et reservoar, vanligvis i en dag på forskjellige dyp.
For å øke følsomheten til oksygenmetoden, som er uegnet for uproduktive farvann, begynte de å bruke en isotop (radiokarbon) versjon av den. Imidlertid ble manglene ved oksygenmetoden som helhet avdekket, og for tiden er klorofyllmetoden, basert på bestemmelse av klorofyllinnholdet i en kvantitativ prøve av planteplankton, mye brukt.
For tiden bestemmes nivået av planteplanktonproduktivitet i mange innlandsvannforekomster ikke så mye av naturlige forhold som av sosioøkonomiske forhold, dvs. befolkningstetthet og arten av økonomisk aktivitet innenfor reservoarets nedbørfelt. Denne kategorien av faktorer, kalt menneskeskapte i økologi, dvs. stammer fra menneskelig aktivitet, fører til utarming av planteplankton i noen vannforekomster, og i andre, tvert imot, til en betydelig økning i produktiviteten. Den første skjer som et resultat av utslipp av giftige stoffer i industrielt avløpsvann til et reservoar, og den andre oppstår når reservoaret er anriket med næringsstoffer (spesielt fosforforbindelser) i mineralsk eller organisk form, inneholdt i høye konsentrasjoner i vann som strømmer fra jordbruksområder og byer og små landsbyer (husholdningsavløpsvann). Næringsstoffer finnes også i avløpsvann fra mange industrielle prosesser.
Den andre typen menneskeskapt påvirkning - anrikning av et reservoar med næringsstoffer - øker produktiviteten til ikke bare planteplankton, men også andre vannlevende samfunn, inkludert fisk, og bør betraktes som en prosess som er gunstig fra et økonomisk synspunkt. Men i mange tilfeller skjer spontan antropogen berikelse av vannforekomster med primærnæringsstoffer i en slik skala at vannforekomsten som et økologisk system blir overbelastet med næringsstoffer. Konsekvensen av dette er den for raske utviklingen av planteplankton ("blomstring" av vann), hvis nedbrytning frigjør hydrogensulfid eller andre giftige stoffer. Dette fører til at dyrebestanden i reservoaret dør og gjør vannet uegnet til å drikke.
Det er også hyppige tilfeller av intravital frigjøring av giftige stoffer fra alger. I ferskvannsforekomster observeres dette oftest med massiv utvikling av blågrønne alger, spesielt arter av slekten Microcystis. I sjøvann er vannforgiftning ofte forårsaket av massiv utvikling av små flagellater. I slike tilfeller blir vannet noen ganger rødt, derav navnet på dette fenomenet - "rødt tidevann".
En reduksjon i vannkvalitet som et resultat av menneskeskapt overbelastning av et reservoar med næringsstoffer, som forårsaker overdreven utvikling av planteplankton, kalles vanligvis fenomenet menneskeskapt eutrofiering av et reservoar. Dette er en av de triste manifestasjonene av menneskelig forurensning av miljøet. Omfanget av denne prosessen kan bedømmes av det faktum at forurensning utvikler seg intensivt i så enorme ferskvannsforekomster som Lake Erie, og til og med i noen hav.
Den naturlige fruktbarheten til havoverflatevann bestemmes av ulike faktorer. Påfyll av næringsstoffer i grunne innlandshav, for eksempel Østersjøen og Azov, skjer hovedsakelig på grunn av deres tilførsel fra elvevann.
Havets overflatevann er beriket med næringsstoffer i områder der dypt vann når overflaten. Dette fenomenet er inkludert i litteraturen under navnet upwelling. Oppveksten er veldig intens utenfor den peruanske kysten. Basert på den høye produksjonen av planteplankton er produksjonen av virvelløse dyr ekstremt høy her, og på grunn av dette øker antallet fisk. Et lite land, Peru på 60-tallet tok førsteplassen i verden når det gjelder fiskefangst.
Den kraftige produktiviteten til planteplankton i det kalde vannet i de arktiske hav og spesielt i vannet i Antarktis bestemmes også av stigningen av dypt vann beriket med næringsstoffer. Et lignende fenomen er observert i noen andre områder av havet. Det motsatte fenomenet, dvs. uttømming av overflatevann i næringsstoffer, som hemmer utviklingen av planteplankton, er observert i områder med stabil isolasjon av overflatevann fra dypt vann.
Dette er hovedtrekkene til typisk planteplankton.
Blant samfunnene av små planter og dyr som bor i vannsøylen, er det et kompleks av organismer som bare lever på selve overflaten av vannet - i sonen til overflatefilmen. I 1917 ga Nauman dette samfunnet, ikke så viktig med tanke på artssammensetning, men et veldig unikt samfunn, et spesielt navn - Neuston(gresk "nein" - å svømme), selv om det åpenbart bare er en integrert del av plankton.
Livet til neustonorganismer er assosiert med overflatefilmen av vann, og noen av dem er plassert over filmen (epineuston), andre - under filmen (hyponeuston). I tillegg til mikroskopiske alger og bakterier, lever også små dyr her - virvelløse dyr og til og med larvene til enkelte fisker.
Store konsentrasjoner av neuston-organismer ble opprinnelig funnet i små vannmasser - i dammer, gravde hull, i små bukter av innsjøer - i rolig vær med rolig vannoverflate. Senere ble en rekke neuston-organismer, for det meste små dyr, funnet i store vannmasser, inkludert havet.
Sammensetningen av ferskvannsneustonalger inkluderer arter av forskjellige systematiske grupper. En rekke representanter for gullalger ble funnet her - Chromulina, Kremastochrysis; fra euglena - euglena (Euglena), trachelomonas (Tgachelomonas), samt noen grønne - chlamydomonas (Chlamydomonas), kremastochloris (Kremastochloris) - og små protokokker, visse arter av gulgrønne og kiselalger.
Noen arter av neustonalger har karakteristiske tilpasninger til å eksistere på overflaten av vannet. For eksempel har arter av Nautococcus slimskjermer som holder dem til overflatefilmen. I Cremastochrysis (fig. 32, 1) brukes en skjellende fallskjerm til dette; hos en art av grønnalger stikker en slik mikroskopisk fallskjerm ut over overflatespenningsfilmen i form av en kjegleformet hette (fig. 32, 2).
Fordelene ved eksistensen av neustonorganismer ved grensen til vann- og luftmiljøene er uklare, men i noen tilfeller utvikler de seg i et slikt antall at de dekker vannet med en kontinuerlig film. Ofte flyter planktonalger (spesielt blågrønne alger) i løpet av masseutviklingsperioden til selve overflaten av vannet og danner enorme ansamlinger. Det ble også funnet kraftig økte konsentrasjoner av vannbakterier. I neustonsamfunnet er mikroskopiske dyr også ganske forskjellige, som selv i havet, under forhold med en nesten konstant turbulent overflate, til tider danner betydelige ansamlinger i den nedre kanten av vannoverflaten.
Geologisk leksikon Wikipedia - Denne artikkelen må skrives fullstendig om. Det kan være forklaringer på diskusjonssiden... Wikipedia
Vitenskapelig klassifisering Kingdom: Chromists ... Wikipedia
Begrepet "alger" er vitenskapelig vagt. Ordet "alger" betyr bokstavelig talt bare at dette er planter som lever i vann, men ikke alle planter i vannforekomster kan vitenskapelig kalles alger, slike planter som siv, siv, cattails, vannliljer, eggkapsler, små grønne plater med andemat. og etc., er frø (eller blomstrende) planter. Det vitenskapelige begrepet "alger" gjelder ikke for disse plantene; de kalles vannplanter
Begrepet "alger" er ikke systematisk, men biologisk. Tang ( Alger) er en kollektiv gruppe organismer, hvor hoveddelen, ifølge moderne ideer, er inkludert i plantenes rike ( Plantae), der den utgjør to underriker: lilla alger eller rødalger - Rhodobionta og ekte alger - Phycobionta(det tredje underriket av planteriket inkluderer høyere (embryonale eller bladrike) planter - Embryobionta). De gjenværende organismene som er klassifisert som alger, regnes nå ikke lenger som planter: blågrønn- og proklorofytt-alger betraktes ofte som en uavhengig gruppe eller klassifiseres som bakterier, og euglena-alger blir noen ganger klassifisert som et underrike av dyr - protozoer. Ulike grupper av alger oppsto til forskjellige tider og tilsynelatende fra forskjellige forfedre, men som et resultat av evolusjon under lignende levekår fikk de mange lignende egenskaper.
Organismer klassifisert som alger har en rekke felles kjennetegn. I morfologiske termer er den viktigste egenskapen for alger fraværet av flercellede organer - røtter, blader, stengler, typisk for høyere planter. En slik algemasse som ikke er delt inn i organer kalles thallus, eller thallus. .
Alger har en enklere (sammenlignet med høyere planter) anatomisk struktur - det er ikke noe ledende (vaskulært) system, derfor er alger klassifisert som planter avaskulærplanter. Alger danner aldri blomster eller frø, men formerer seg vegetativt eller ved sporer.
Algeceller inneholder klorofyll, takket være dette er de i stand til å assimilere karbondioksid i lyset (dvs. mates gjennom fotosyntesen); de er først og fremst innbyggere i vannmiljøet, men mange har tilpasset seg livet i jorda og på overflaten, på bergarter, på trestammer og i andre biotoper.
Organismer klassifisert som alger er ekstremt forskjellige. Alger tilhører både prokaryoter (prenukleære organismer) og eukaryoter (virkelig kjernefysiske organismer). Kroppen av alger kan ha alle fire kompleksitetsgrader som er generelt kjent for organismer: encellet, kolonial, flercellet og ikke-cellet, størrelsen deres varierer innenfor svært vide grenser: de minste er sammenlignbare med bakterieceller (ikke overskrider 1 mikron i diameter), og de største marine brunalgene blir 30–45 m lange.
Alger er delt inn i et stort antall divisjoner og klasser, og deres inndeling i systematiske grupper (taxa) er laget i henhold til biokjemiske egenskaper (sett med pigmenter, sammensetning av cellemembranen, type reservestoffer), samt submikroskopisk struktur. Imidlertid er moderne systematikk av alger preget av mange forskjellige systemer. Selv på de høyeste taksonomiske nivåene (superkingdoms, subkingdoms, divisjoner og klasser) kan taksonomer ikke komme til enighet.
I følge et av de moderne systemene er alger delt inn i 12 divisjoner: blågrønn, proklorofytt, rød, gylden, kiselalg, kryptofytt, dinofytt, brun, gulgrønn, euglenofytt, grønn, karofytt. Totalt er rundt 30 tusen arter av alger kjent.
Vitenskapen om alger kalles algologi eller fykologi, den regnes som en uavhengig gren av botanikk. Alger er objekter for å løse problemstillinger knyttet til andre vitenskaper (biokjemi, biofysikk, genetikk osv.) Algologidata tas i betraktning ved utvikling av generelle biologiske problemer og økonomiske problemer. Utviklingen av anvendt algologi går i tre hovedretninger: 1) bruken av alger i medisin og på ulike områder av økonomien; 2) å løse miljøspørsmål; 3) akkumulering av data om alger for å løse problemer i andre næringer.
Strukturen til alger.
Den viktigste strukturelle enheten i algekroppen, representert av encellede og flercellede former, er cellen. Det finnes forskjellige typer algeceller, de er delt inn etter form (sfæriske, sylindriske, etc.), funksjoner (seksuelle, vegetative, i stand til og ikke i stand til fotosyntese, etc.), plassering osv. Men den viktigste klassifiseringen i disse dager regnes som celler i henhold til egenskapene til deres fine struktur, oppdaget ved hjelp av et elektronmikroskop. Fra dette synspunktet skilles det mellom celler som inneholder typiske kjerner (dvs. kjerner omgitt av kjernemembraner, membraner) og celler som ikke har typiske kjerner. Det første tilfellet er den eukaryote strukturen til cellen, det andre er den prokaryote strukturen . Blågrønn- og proklorfyttalger har en prokaryotisk cellestruktur, mens representanter for alle andre alger har en eukaryotisk cellestruktur.
Den vegetative kroppen til alger (thallus) er preget av morfologisk mangfold; alger kan være encellede, koloniale, flercellede og ikke-cellulære. Størrelsene deres innenfor hver av disse formene varierer mye - fra mikroskopiske til veldig store.
Det særegne til encellede former av alger bestemmes av det faktum at kroppen deres består av en celle, derfor kombinerer dens struktur og fysiologi cellulære og organismeegenskaper. Dette er et autonomt system som er i stand til å vokse og reprodusere seg selv; en liten encellet alge usynlig for det blotte øye er en slags fabrikk som trekker ut råvarer (absorberer løsninger av mineralsalter og karbondioksid fra miljøet), bearbeider og produserer slike verdifulle forbindelser som proteiner, karbohydrater og fett. I tillegg er de viktige produktene av dens vitale aktivitet oksygen og karbondioksid, og dermed deltar den aktivt i syklusen av stoffer i naturen. Encellede alger danner noen ganger midlertidige eller permanente aggregasjoner (kolonier).
Flercellede former oppsto etter at cellen gikk gjennom en lang og kompleks utviklingsvei som en uavhengig organisme. Overgangen fra en encellet til en flercellet tilstand ble ledsaget av et tap av individualitet og tilhørende endringer i strukturen og funksjonene til cellen. Innenfor thallien til flercellede alger utvikles det kvalitativt andre forhold enn mellom cellene til encellede alger. Med fremveksten av multicellularitet dukket det opp differensiering og spesialisering av celler i thallus. Fra et evolusjonært synspunkt bør dette betraktes som det første skrittet mot dannelsen av vev og organer.
Sifonalger utgjør en unik gruppe: thalliene deres er ikke delt inn i celler, men de har også encellede stadier i utviklingssyklusen.
Fargen på alger er mangfoldig (grønn, rosa, rød, oransje, nesten svart, lilla, blå, etc.), på grunn av at noen alger bare inneholder klorofyll, mens andre inneholder en rekke pigmenter som farger dem i forskjellige farger .
Alger (mer presist, blågrønne alger, eller cyanobakterier) var de første organismene på jorden som gjennom evolusjonsprosessen skaffet seg evnen til å fotosyntese, prosessen med å produsere organiske stoffer under påvirkning av lys. Fotosyntese bruker karbondioksid (CO2) som en kilde til karbon, vann (H2O) som en kilde til hydrogen, og som et resultat frigjøres fritt oksygen.
Strømtype ved hjelp av fotosyntese, der kroppen ved hjelp av fotosynteseenergien syntetiserer alle nødvendige organiske stoffer fra uorganiske, har blitt en av hovedmåtene for å mate alger og andre grønne planter. Mange alger kan imidlertid under visse forhold ganske enkelt bytte fra den fotosyntetiske ernæringsmetoden til assimilering av ulike organiske forbindelser, mens kroppen bruker ferdige organiske stoffer til ernæring, eller kombinerer denne ernæringsmetoden med fotosyntese.
I tillegg til å bruke organiske forbindelser som karbonkilde, kan alger bytte fra å assimilere uorganisk nitratnitrogen til å assimilere nitrogen fra organiske forbindelser; noen blågrønnalger kan klare seg helt uten bundne former for nitrogen og fikse fritt nitrogen fra atmosfæren som nitrogenfikserende organismer.
Variasjonen av fôringsmetoder for alger gjør at de kan ha brede habitater og okkupere en rekke økologiske nisjer.
Reproduksjon av sitt eget slag i alger skjer gjennom vegetativ, aseksuell og seksuell reproduksjon.
Opprinnelse til alger.
Spørsmålet om opprinnelsen og utviklingen av alger er veldig komplekst på grunn av mangfoldet av disse plantene, spesielt deres submikroskopiske struktur og biokjemiske egenskaper; i tillegg har de fleste alger ikke blitt bevart i fossil tilstand, og det er ingen forbindelseskoblinger mellom moderne planter divisjoner i form av organismer med mellomstruktur.
Den enkleste måten å løse spørsmålet på er om opprinnelsen til prokaryote (prenukleære) alger - blågrønne alger, som har mange fellestrekk med fotosyntetiske bakterier. Mest sannsynlig stammer blågrønnalger fra organismer nær lilla bakterier og inneholder klorofyll ().
Det er foreløpig ingen konsensus om opprinnelsen til eukaryote (kjernefysiske) alger. Det er to grupper av teorier, som stammer fra enten en symbiotisk eller en ikke-symbiotisk opprinnelse, men hver av disse teoriene har sine egne innvendinger.
I følge teorien om symbiogenese var kloroplaster og mitokondrier av celler fra eukaryote organismer en gang uavhengige organismer: kloroplaster var prokaryote alger, mitokondrier var aerobe bakterier (). Som et resultat av fangsten av aerobe bakterier og prokaryote alger av amoeboide eukaryote organismer, oppsto forfedrene til moderne grupper av eukaryote alger. Noen forskere tilskriver også en symbiotisk opprinnelse til kromosomer og flageller.
I følge teorien om ikke-symbiotisk opprinnelse oppsto eukaryote alger fra en stamfar som er vanlig med blågrønne alger, som hadde klorofyll og fotosyntese med frigjøring av oksygen; i dette tilfellet er moderne fotosyntetiske prokaryoter (blågrønne alger) en side , blindveisgren av planteevolusjon.
De viktigste faktorene som påvirker utviklingen av alger.
De viktigste faktorene som påvirker utviklingen av alger er lys, temperatur, tilstedeværelse av vann, karbonkilder, mineraler og organiske stoffer. Alger er utbredt over hele kloden og kan finnes i vann, i og på jord, på trebark, på veggene til tre- og steinbygninger, og til og med på ugjestmilde steder som ørkener og isbreer.
Faktorer som påvirker utviklingen av alger er delt inn i abiotiske, ikke relatert til aktiviteten til levende organismer, og biotiske, forårsaket av denne aktiviteten. Mange faktorer, spesielt abiotiske, er begrensende, dvs. de er i stand til å begrense utviklingen av alger. Livet til alle organismer, inkludert alger, avhenger av innholdet av nødvendige stoffer i habitatet, viktigheten av fysiske faktorer, samt rekkevidden av motstanden til organismene selv mot endringer i miljøforhold. Nivået som en spesifikk faktor kan virke som en begrensende faktor på er forskjellig for ulike typer alger. I akvatiske økosystemer inkluderer begrensende faktorer temperatur, gjennomsiktighet, tilstedeværelse av en strøm, konsentrasjonen av oksygen, karbondioksid, salter og næringsstoffer. I terrestriske habitater er de viktigste begrensende faktorene klimatiske: temperatur, fuktighet, lys, etc., samt sammensetningen og strukturen til underlaget. Disse to gruppene av faktorer, sammen med befolkningsinteraksjoner, bestemmer naturen til terrestriske samfunn og økosystemer.
For de fleste alger er vann et permanent habitat, men mange av artene deres kan leve utenfor vann. Blant planter som lever på land, basert på deres motstand mot uttørking, er de delt inn i poikilohydriske, som ikke er i stand til å opprettholde et konstant vanninnhold i vev, og homohydriske, som er i stand til å opprettholde konstant hydrering av vev. Hos poikilohydriske alger (blågrønne og noen grønne alger), når cellene tørker ut, krymper de uten irreversible endringer i ultrastrukturen og mister derfor ikke levedyktigheten; når de blir fuktet, gjenopprettes deres normale metabolisme. Minimumsfuktigheten som normal aktivitet for slike planter er mulig varierer. Celler av homohydriske alger dør når de tørker ut, så slike planter lever som regel under forhold med konstant overflødig fuktighet. Homoyhydriske alger inkluderer for eksempel noen typer grønn- og gulgrønnalger.
Vannets saltholdighet og mineralsammensetning er de viktigste begrensende faktorene som påvirker distribusjonen av alger.
Alger lever i vannforekomster med varierende saltholdighet: fra ferskvannsforekomster, hvis mineralisering vanligvis ikke overstiger 0,5 g/l, til ekstremt saltholdige (hyperhaline) vannforekomster, hvis saltkonsentrasjon varierer fra 40 til 347 g/l. Til tross for at alger generelt er preget av et så bredt spekter av salttoleranse, er det for det meste spesifikke arter stenohalin, dvs. er i stand til å leve bare ved et visst saltholdighetsnivå. Euryhaline Det er relativt få arter av alger som kan eksistere ved forskjellige saltholdigheter.
Vannets surhet er også en begrensende faktor. Toleransen til forskjellige algetaksa for endringer i surhet (pH) varierer like mye som for endringer i saltholdighet. Noen typer alger lever kun i alkaliske vann, med høy pH-verdi, mens andre lever i surt vann, med lav pH-verdi.
Tilstedeværelsen i miljøet av makro- og mikroelementer, som er nødvendige komponenter i algekroppen, er avgjørende for intensiteten av deres utvikling.
Elementer og deres forbindelser, relatert til makroelementer, kreves av organismer i relativt store mengder. De viktigste er nitrogen og fosfor, kalium, kalsium, svovel og magnesium er nesten like nødvendig.
Mikroelementer trengs av planter i ekstremt små mengder, men de er av stor betydning for deres liv, siden de er en del av mange vitale enzymer. Mikroelementer fungerer ofte som begrensende faktorer. Disse inkluderer 10 grunnstoffer: jern, mangan, sink, kobber, bor, silisium, molybden, klor, vanadium og kobolt.
Alger fra ulike avdelinger har ulike behov for makro- og mikroelementer. For eksempel, for normal utvikling av kiselalger, kreves det en ganske betydelig mengde silisium, som brukes til å bygge skallet deres. Med mangel på silisium blir skjellene til kiselalger tynnere.
I nesten alle ferskvann og marine økosystemer er den begrensende faktoren konsentrasjonen av nitrater og fosfater i vann. I ferskvannsforekomster med lavt karbonatinnhold kan konsentrasjonen av kalsiumsalter og noen andre anses som begrensende faktorer.
Alger trenger lys som energikilde for fotokjemiske reaksjoner og som regulator for utvikling. Dens overskudd, så vel som dens mangel, kan forårsake alvorlige forstyrrelser i utviklingen av alger. Derfor er lys også en begrensende faktor når det er for mye eller for lite belysning.
Fordelingen av alger i vannsøylen bestemmes i stor grad av tilgjengeligheten av lys som er nødvendig for normal fotosyntese. Vannlaget over habitatet til fotoautotrofe organismer kalles eufotisk sone. I havet er grensen til den eufotiske sonen vanligvis plassert på en dybde på 60 m, noen ganger fallende til en dybde på 120 m, og i klart havvann - til omtrent 140 m. I innsjøer, mye mindre gjennomsiktig vann, er grensen av denne sonen går vanligvis på en dybde på 10–15 m, og i de mest gjennomsiktige is- og karstsjøene - på en dybde på 20–30 m.
Optimale lysnivåer for ulike typer alger varierer mye. I forhold til lys skilles heliofile og heliofobe alger. Heliophilus(lyselskende) alger krever en betydelig mengde lys for normal funksjon. Disse inkluderer flertallet av blågrønne alger og en betydelig mengde grønnalger, som vokser rikelig i overflatelagene av vann om sommeren. Heliofobisk(unnvikende sterkt lys) alger er tilpasset dårlige lysforhold. For eksempel unngår de fleste kiselalger det sterkt opplyste overflatelaget av vann, og i lavt gjennomsiktige innsjøvann utvikler de seg intensivt på 2–3 meters dyp, og i klart havvann – på 10–15 meters dyp.
I alger av forskjellige divisjoner, avhengig av sammensetningen av spesielle lysfølsomme pigmenter, observeres maksimal fotosyntetisk aktivitet ved forskjellige lysbølgelengder. Under terrestriske forhold er frekvenskarakteristikkene til lys ganske konstante, så intensiteten til fotosyntesen er også konstant. Når det passerer gjennom vann, absorberes lys fra de røde og blå områdene av spekteret, og grønnaktig lys, svakt oppfattet av klorofyll, trenger inn i dypet. Derfor overlever hovedsakelig røde og brune alger der, og har ekstra fotosyntetiske pigmenter som kan bruke energien til grønt lys. Dette tydeliggjør lysets enorme innflytelse på den vertikale fordelingen av alger i hav og hav: i de nærliggende lagene dominerer som regel grønne alger, dypere - brune og i de dypeste områdene - røde. Dette mønsteret er imidlertid ikke absolutt. Mange alger er i stand til å eksistere under forhold med ekstremt lav belysning, noe som ikke er typisk for dem, og noen ganger i fullstendig mørke. Samtidig kan de oppleve visse endringer i pigmentsammensetningen eller i måten de mater på. Således er representanter for mange divisjoner av alger i stand til, i fravær av lys og et overskudd av organiske stoffer, å gå over til å spise organiske forbindelser av døde kropper eller dyreekskrement.
For alger som lever i akvatiske biotoper, spiller vannbevegelse en stor rolle. Bevegelsen av vannmasser sikrer tilstrømning av næringsstoffer og fjerning av avfallsstoffer fra alger. I alle kontinentale og marine reservoarer er det en relativ bevegelse av vannmasser, derfor er nesten alle alger i reservoarer innbyggere i rennende vann. De eneste unntakene er alger som utvikler seg under spesielt ekstreme forhold (i hulrom i steiner, tykk is osv.).
Alger har svært brede temperaturtoleranseområder. Noen av artene deres er i stand til å eksistere både i varme kilder, hvis temperatur er nær kokepunktet til vann, og på overflaten av is og snø, hvor temperaturen svinger rundt 0 ° C.
I forhold til temperatur skilles alger ut: eurytermiske arter, som eksisterer i et bredt temperaturområde (for eksempel grønnalger fra ordenen Oedogoniales, hvis sterile tråder kan finnes i grunne vannmasser fra tidlig vår til sen høst), og stenotermisk, tilpasset svært trange, noen ganger ekstreme temperatursoner. Stenotermiske stoffer inkluderer f.eks. kryofil(kaldelskende) alger som vokser kun ved temperaturer nær 0 °C og termofile(varmeelskende) alger som ikke kan eksistere ved temperaturer under 30°C.
Temperatur bestemmer den geografiske fordelingen av alger som utvikler seg i vannmiljøet. Generelt, med unntak av utbredte eurytermiske arter, viser distribusjonen av alger geografisk sonering: spesifikke taxaer av marine planktoniske og bentiske alger er begrenset til visse geografiske soner. Dermed dominerer store brunalger (Macrocystis) de nordlige hav. Når vi beveger oss sørover, begynner rødalger å spille en stadig mer fremtredende rolle, og brunalger forsvinner i bakgrunnen. Planteplanktonet i tropiske farvann er ekstremt rikt på dinofytter og gullalger. I de nordlige hav er planteplankton dominert av kiselalger. Temperaturen påvirker også den vertikale fordelingen av plankton- og bunnalger. Her virker den hovedsakelig indirekte, og akselererer eller bremser veksthastigheten til individuelle arter, noe som fører til at de fortrenges av andre arter som vokser mer intensivt i et gitt temperaturregime.
Alger, som er en del av økosystemer, er forbundet med sine andre komponenter ved flere forbindelser. De direkte og indirekte påvirkningene som alger gjennomgår på grunn av den vitale aktiviteten til andre organismer, er klassifisert som biotiske faktorer.
I de fleste tilfeller fungerer alger som produsenter av organisk materiale i et økosystem. Derfor er den viktigste faktoren som begrenser utviklingen av alger i et bestemt økosystem tilstedeværelsen av dyr som lever av å spise alger.
Ulike typer alger er i stand til å påvirke hverandre ved å frigjøre kjemikalier til det ytre miljøet (dette samspillet mellom planter kalles allelopati). Noen ganger er dette et hinder for deres sameksistens.
Noen arter av alger kan utvikle konkurranseforhold med hverandre for habitater.
Mennesker har en betydelig innvirkning på naturlige økosystemer, noe som gjør den menneskeskapte faktoren svært viktig for utviklingen av alger. Ved å legge kanaler og bygge reservoarer skaper mennesker nye habitater for vannlevende organismer, ofte fundamentalt forskjellige fra reservoarene i en gitt region under hydrologiske og termiske forhold. Utslipp av avløpsvann fører ofte til utarming av artssammensetningen og død av alger eller til massiv utvikling av visse arter. Den første oppstår når giftig vann slippes ut, den andre oppstår når reservoaret er beriket med næringsstoffer (spesielt nitrogen og fosforforbindelser). Konsekvensen av overdreven utslipp av næringsstoffer til et reservoar kan være eutrofiering, som fører til rask utvikling av alger ("vannoppblomstring"), oksygenmangel og død av fisk og andre vannlevende dyr. Alger, spesielt aerofytiske og jordsmonn, kan også bli påvirket av atmosfæriske utslipp av giftig industriavfall. Svært ofte er konsekvensene av menneskelig inngripen i økosystemenes liv irreversible.
Økologiske grupper av alger.
Alger er spredt over hele kloden og finnes i ulike akvatiske, terrestriske og jordbiotoper. Det er forskjellige kjente miljøgrupper disse organismene: 1) planktonalger; 2) neustonalger; 3) bentiske alger; 4) terrestriske alger; 5) jordalger; 6) alger fra varme kilder; 7) alger av snø og is; 8) alger fra saltvannsforekomster; 9) alger som eksisterer i et kalkholdig substrat.
Alger fra akvatiske habitater.
Planktonalger.
Plankton er en samling av organismer som bor i vannsøylen til kontinentale og marine reservoarer og som ikke er i stand til å motstå transport med strøm (dvs. som om de flyter i vannet). Plankton inkluderer plante-, bakterie- og dyreplankton.
Planteplankton er en samling av små, for det meste mikroskopiske planter som flyter fritt i vannsøylen, og hoveddelen av disse er alger. Planteplankton bor bare i den eufotiske sonen til vannforekomster (overflatelaget av vann med tilstrekkelig belysning for fotosyntese).
Planktonalger lever i en lang rekke vannmasser - fra en liten sølepytt til havet. De er bare fraværende i reservoarer med et sterkt unormalt regime, inkludert termiske (ved en vanntemperatur over +80 ° C og døde (forurenset med hydrogensulfid) reservoarer, i rent periglacial vann som ikke inneholder mineralnæringsstoffer, så vel som i huler innsjøer Totalt Biomassen av planteplankton er liten sammenlignet med biomassen til dyreplankton (henholdsvis 1,5 og mer enn 20 milliarder tonn), men på grunn av den raske reproduksjonen av produksjonen i verdenshavet er det ca. 550 milliarder tonn per år, som er nesten 10 ganger mer enn den totale produksjonen av hele dyrebestanden i havet.
Planteplankton er hovedprodusenten av organisk materiale i vannforekomster, på grunn av hvilke akvatiske heterotrofe dyr og noen bakterier eksisterer. Planteplankton er det første leddet i de fleste næringskjeder i en vannmasse: små planktoniske dyr lever av dem, som lever av større. Derfor, i områder med størst planteplanktonutvikling, er dyreplankton og nekton rikelig.
Sammensetningen og økologien til individuelle representanter for algefytoplankton i forskjellige vannforekomster er ekstremt forskjellige. Det totale antallet planteplanktonarter i alle marine og indre farvann når 3000.
Forekomsten og artssammensetningen til planteplankton avhenger av et kompleks av faktorer diskutert ovenfor. I denne forbindelse er artssammensetningen av planktonalger i forskjellige reservoarer (og til og med i samme reservoar, men til forskjellige tider av året) ikke den samme. Det avhenger av det fysiske og kjemiske regimet i reservoaret. I hver sesong av året utvikler en av gruppene av alger (kiselalger, blågrønne, gylne, euglenaceae, grønne og noen andre) seg overveiende, og ofte er det bare én art av en eller annen gruppe som dominerer. Dette er spesielt uttalt i ferskvannsforekomster.
I innlandsvannforekomster er det et mye større mangfold av økologiske forhold sammenlignet med sjøvannsforekomster, som bestemmer et betydelig større mangfold av artssammensetning og økologiske komplekser av ferskvannsfytoplankton sammenlignet med sjøvann. En av de viktigste egenskapene til ferskvannsfytoplankton er overfloden av midlertidige planktonalger i det. En rekke arter, som anses å være typisk planktoniske, i dammer og innsjøer har en bunn- eller perifytonisk (feste til ethvert objekt) fase i utviklingen.
Marint planteplankton består hovedsakelig av kiselalger og dinofytter. Selv om det marine miljøet er relativt homogent over store områder, er det ingen ensartethet i fordelingen av marint planteplankton. Forskjeller i artssammensetning og forekomst er ofte uttalte selv i relativt små områder med sjøvann, men de gjenspeiles spesielt tydelig i den storskala geografiske utbredelsen. Her manifesteres effekten av de viktigste miljøfaktorene: vann saltholdighet, temperatur, lys og næringsinnhold.
Planktonalger har vanligvis spesielle tilpasninger for å leve suspendert i vannsøylen. Hos noen arter er disse ulike typer utvekster og vedheng av kroppen - ryggrader, bust, kåte prosesser, membraner, fallskjermer; andre danner hule eller flate kolonier og skiller ut slim; atter andre akkumulerer i kroppen stoffer hvis egenvekt er mindre enn vannmassen (fettdråper i kiselalger og noen grønnalger, gassvakuoler i blågrønnalger). Disse formasjonene er mye mer utviklet i marine planteplanktre enn i ferskvann. En annen slik tilpasning er den lille kroppsstørrelsen til planktonalger.
Neuston alger.
Samlingen av marine og ferskvannsorganismer som lever nær overflatefilmen av vann, fester seg til den eller beveger seg langs den kalles neuston. Neuston-organismer lever både i små vannmasser (dammer, vannfylte groper, små bukter av innsjøer) og i store, inkludert havet. I noen tilfeller utvikler de seg i slike mengder at de dekker vannet med en kontinuerlig film.
Sammensetningen av neuston inkluderer encellede alger som er en del av forskjellige systematiske grupper (gylden, euglenofytter, grønn, visse arter av gulgrønn og kiselalger). Noen neustonalger har karakteristiske tilpasninger for å eksistere ved overflaten av vannet (for eksempel slimete eller skjellete fallskjermer som holder dem på overflatefilmen).
Bunntiske alger.
Bunniske (bunn-)alger inkluderer alger som er tilpasset til å eksistere i en festet eller ikke-festet tilstand på bunnen av reservoarer og på en rekke gjenstander, levende og døde organismer i vannet.
De dominerende bentiske algene i kontinentale vannforekomster er kiselalger, grønne, blågrønne og gulgrønne flercellede (filamentøse) alger, festet eller ikke festet til underlaget.
De viktigste bunnalgene i hav og hav er brune og røde, noen ganger grønne, makroskopiske festede thalløse former. Alle kan være bevokst med små kiselalger, blågrønne og andre alger.
Noen ganger klassifiseres alger som vokser på gjenstander introdusert i vann av mennesker (skip, flåter, bøyer) som perifyton. Identifikasjonen av denne gruppen er begrunnet med det faktum at dens inngående organismer (alger og dyr) lever av gjenstander som beveger seg eller flyter rundt vann. I tillegg fjernes disse organismene fra bunnen og blir derfor utsatt for forskjellige lys- og temperaturforhold, samt andre forhold for tilførsel av næringsstoffer.
Muligheten for vekst av bentiske alger i spesifikke habitater bestemmes av både abiotiske og biotiske faktorer. Blant de sistnevnte spiller konkurranse med andre alger og tilstedeværelsen av dyr som lever av alger (kråkeboller, gastropoder, krepsdyr, fisk) en betydelig rolle. Påvirkningen av biotiske faktorer fører til at visse typer alger ikke vokser på alle dyp og ikke i alle vannmasser med egnede lys- og hydrokjemiske forhold.
Abiotiske faktorer inkluderer lys, temperatur, samt innhold av biogene og biologisk aktive stoffer, oksygen og uorganiske karbonkilder i vann. Hastigheten som disse stoffene kommer inn i thallus er veldig viktig, som avhenger av konsentrasjonen av stoffene og hastigheten på vannbevegelsen.
Bunnalger som vokser i vann i bevegelse har fordeler fremfor alger som vokser i saktegående vann. Det samme nivået av fotosyntese kan oppnås i dem med mindre lys, noe som fremmer veksten av større thalli; bevegelsen av vann hindrer setningen av siltpartikler på steiner og steiner, som forstyrrer fikseringen av algeknopper, og vasker også bort algespisende dyr fra jordoverflaten. I tillegg, til tross for at under sterke strømmer eller sterk surf blir algene thalli skadet eller revet fra bakken, hindrer bevegelsen av vann fortsatt ikke setningen av mikroskopiske alger og mikroskopiske stadier av store alger. Derfor er steder med intens vannbevegelse (i havet er dette streder med strøm, kystområder av brenningene, i elver - steiner på rifler) preget av den frodige utviklingen av bentiske alger.
Påvirkningen av vannbevegelser på utviklingen av bentiske alger er spesielt merkbar i elver, bekker og fjellbekker. I disse reservoarene er det en gruppe bunnlevende organismer som foretrekker steder med konstant strømning. I innsjøer hvor det ikke er sterke strømmer, blir bølgebevegelse av primær betydning. I havet har bølger også en betydelig innvirkning på livet til bunnalger, spesielt på deres vertikale fordeling.
I de nordlige hav er utbredelsen og forekomsten av bentiske alger påvirket av is. Algekratt kan ødelegges (slettes) ved bevegelse av isbreer. Derfor, for eksempel i Arktis, er flerårige alger lettest å finne nær kysten blant steinblokker og fjellhyller som hindrer isens bevegelse.
Den intensive utviklingen av bentiske alger er også lettet av det moderate innholdet av næringsstoffer i vannet. I ferskvann skapes slike forhold i grunne dammer, i kystsonen til innsjøer, i bakvann i elver, i havet - i små bukter. Hvis det på slike steder er tilstrekkelig belysning, hard jord og svak vannbevegelse, skapes optimale forhold for livet til phytobenthos. I fravær av vannbevegelse og utilstrekkelig berikelse med næringsstoffer, vokser bentiske alger dårlig.
Varme kildealger.
Alger som tåler høye temperaturer kalles termofile. I naturen slår de seg ned i varme kilder, geysirer og vulkanske innsjøer. De lever ofte i vann som i tillegg til høye temperaturer er preget av høyt innhold av salter eller organiske stoffer (sterkt forurenset varmt avløpsvann fra fabrikker, fabrikker, kraftverk eller atomkraftverk).
De maksimale temperaturene hvor det var mulig å finne termofile alger, bedømt etter forskjellige kilder, varierer fra 52 til 84 ° C. Totalt ble det oppdaget rundt 200 arter av termofile alger, men det er relativt få arter som lever bare ved høye temperaturer . De fleste av dem tåler høye temperaturer, men utvikler seg mer rikelig ved normale temperaturer. Typiske innbyggere i varmt vann er blågrønnalger, og i mindre grad kiselalger og noen grønnalger.
Alger av snø og is.
Snø- og isalger utgjør det store flertallet av organismer som setter seg på frosne underlag (kryobiotoper). Det totale antallet algearter som finnes i kryobiotoper når 350, men ekte kryofiler, som bare er i stand til å vegetere ved temperaturer nær 0 ° C, er mye mindre: litt mer enn 100 arter. Dette er mikroskopiske alger, de aller fleste er grønnalger (ca. 100 arter); Flere arter inkluderer blågrønne, gulgrønne, gylne, pyrofytiske og kiselalger. Alle disse artene lever i overflatelagene av snø eller is. De er forent av evnen til å tåle frysing uten å skade fine cellulære strukturer og deretter, ved tining, raskt gjenoppta vegetasjonen ved å bruke en minimumsmengde varme. Bare noen få av dem har et hvilestadium; de fleste mangler noen spesielle tilpasninger for å tåle lave temperaturer.
Utvikling i store mengder, er alger i stand til å forårsake grønn, gul, blå, rød, brun, brun eller svart "blomstring" av snø og is.
Alger fra saltvann.
Disse algene vokser ved høye konsentrasjoner av salter i vann, og når 285 g/l i innsjøer med en overvekt av bordsalt og 347 g/l i Glauber (brus) innsjøer. Ettersom saltinnholdet øker, synker antallet algearter, bare noen få tåler svært høy saltholdighet. I ekstremt saltholdige (hyperhaline) vannforekomster dominerer encellede mobile grønnalger. De forårsaker ofte røde eller grønne "oppblomstringer" i saltvann. Bunnen av hyperhalinreservoarer er noen ganger helt dekket av blågrønne alger. de spiller en stor rolle i livet til saltvannsforekomster. Kombinasjonen av organisk masse dannet av alger og en stor mengde salter oppløst i vann forårsaker en rekke unike biokjemiske prosesser som er karakteristiske for disse reservoarene. For eksempel er Chlorogloea sarcinoides (Chlorogloea sarcinoides) fra de blågrønne, som utvikler seg i enorme mengder i enkelte saltsjøer, samt en rekke andre massivt voksende alger, involvert i dannelsen av medisinsk gjørme.
Alger fra ikke-akvatiske habitater.
Aerofile alger.
Aerofile alger er i direkte kontakt med luften rundt dem. Det typiske habitatet til slike alger er overflaten av ulike faste underlag utenom jord som ikke har en tydelig uttrykt fysisk og kjemisk effekt på nybyggerne (steiner, steiner, trebark, etc.). Avhengig av graden av fuktighet er de delt inn i to grupper: luftalger lever under forhold med bare atmosfærisk fuktighet og opplever derfor en konstant endring av fukting og tørking; Og vannlevende alger, gjenstand for konstant vanning med vann (spray fra en foss, surfe, etc.).
Forholdene for eksistensen av alger i disse samfunnene er svært unike og preges først og fremst av hyppige og skarpe endringer i temperatur og fuktighet. På dagtid blir aerofile alger veldig varme, kjølige om natten og fryser om vinteren. Luftalger er spesielt utsatt for endrede fuktighetsforhold, siden de ofte blir tvunget til å gå over fra en tilstand med overflødig fuktighet (for eksempel etter en regnbyge) til en tilstand med minimal fuktighet (i tørre perioder), når de tørker ut nok til å malt til pulver. Vannalger lever under forhold med relativt konstant fuktighet, men de opplever også betydelige svingninger i denne faktoren. For eksempel opplever alger som lever på steiner vannet av fossefall et fuktighetsunderskudd om sommeren, når strømmen avtar betydelig.
Relativt få arter (ca. 300) har tilpasset seg slike ugunstige levekår. Aerofile alger er representert av mikroskopiske alger fra avdelingene blågrønn, grønn og i mye mindre grad kiselalger og rødalger.
Når aerofile alger utvikles i store mengder, tar de vanligvis form av pulveraktige eller slimete avleiringer, filtlignende masser, myke eller harde filmer eller skorper. Algevekst er spesielt rikelig på overflaten av våte bergarter. De danner filmer og utvekster av forskjellige farger. Som regel lever arter utstyrt med tykke slimhinner her. Avhengig av lysintensiteten kan slimet farges mer eller mindre intenst, noe som bestemmer fargen på utvekstene. De kan være lyse grønne, gylne, brune, oker, lilla, brune eller nesten svarte, avhengig av arten som danner dem.
Dermed er aerofile algesamfunn svært forskjellige og oppstår både under ganske gunstige og ekstreme forhold. Deres eksterne og interne tilpasninger til denne livsstilen er varierte og ligner på de som finnes i jordalger, spesielt de som utvikler seg på jordoverflaten.
Edafile alger.
Det viktigste levemiljøet for edafofile alger er jord. Deres typiske habitater er overflaten og tykkelsen på jordlaget, som har en viss fysisk og kjemisk effekt på algene. Avhengig av plasseringen av alger og deres livsstil, skilles tre grupper av samfunn innenfor denne typen. Dette terrestriske alger, som utvikler seg massivt på jordoverflaten under atmosfæriske fuktighetsforhold; vann-terrestrisk tang, vokser massivt på overflaten av jorda, konstant mettet med vann (denne gruppen inkluderer også grottealger) og jord tang, som bor i jordlaget. Typiske forhold er liv blant jordpartikler under påvirkning av et miljø som er svært komplekst med tanke på et kompleks av faktorer.
Jord som en biotop ligner på vann- og lufthabitater: den inneholder luft, og den er mettet med vanndamp, noe som sikrer pust med atmosfærisk luft uten trussel om uttørking. Jordsmonnet er imidlertid fundamentalt forskjellig fra de ovennevnte biotopene i sin dekkevne. Denne faktoren har en avgjørende innflytelse på utviklingen av alger. Intensiv utvikling av alger som fototrofe organismer er kun mulig der lys trenger inn. I jomfruelig jord er dette et overflatelag med jord opptil 1 cm tykt, men i slike jordarter finnes alger på mye større dybde (opptil 2 m). Dette forklares med evnen til enkelte alger til å gå over til heterotrof ernæring i mørket. Mange alger forblir i dvale i jorda.
For å overleve må jordalger tåle ustabil fuktighet, plutselige temperatursvingninger og sterk isolasjon. Disse egenskapene er sikret av en rekke morfologiske og fysiologiske egenskaper (mindre størrelser sammenlignet med vannlevende former av samme art, rikelig slimdannelse). Den fantastiske levedyktigheten til disse algene er bevist av følgende observasjon: når jordalger, lagret i flere tiår i lufttørr tilstand i jordprøver, ble plassert i et næringsmedium, begynte de å utvikle seg. Jordalger (for det meste blågrønne) er motstandsdyktige mot ultrafiolett og radioaktiv stråling.
Et karakteristisk trekk ved jordalger er evnen til raskt å gå fra en sovende tilstand til aktivt liv og omvendt. De er også i stand til å tolerere varierende variasjoner i jordtemperaturen. Overlevelsesområdet for en rekke arter ligger fra –20° til +84° C. Det er kjent at terrestriske alger utgjør en betydelig del av vegetasjonen i Antarktis. De er nesten svarte i fargen, så kroppstemperaturen deres er høyere enn omgivelsestemperaturen. Jordalger er også viktige komponenter i biocenoser i den tørre sonen, hvor jorda varmes opp til 60–80°C om sommeren.
De listede egenskapene til jordalger lar dem leve i de mest ugunstige habitatene. Dette forklarer deres brede distribusjon og raske vekst selv med det kortsiktige utseendet til de nødvendige forholdene.
De aller fleste jordalger er mikroskopiske, men de kan ofte sees på jordoverflaten med det blotte øye. Den massive utviklingen av mikroskopiske former forårsaker grønnere skråninger av raviner og sidene av skogsveier, og "blomstring" av dyrkbar jord.
Antallet av alle typer jordalger er nærmere 2000. De er representert med blågrønne, grønne, kiselalger og gulgrønne alger.
Litofile alger.
Det viktigste levemiljøet for litofile alger er det ugjennomsiktige tette kalkholdige substratet som omgir dem. Som regel lever de dypt i faste bergarter av en viss kjemisk sammensetning, omgitt av luft (dvs. ute av vann) eller nedsenket i vann. Det er to grupper av litofile samfunn: kjedelige alger og tuffdannende alger.
Kjedelig alger er organismer som trenger inn i det kalkholdige underlaget. Disse algene er ikke mange i antall arter, men de er ekstremt utbredt: fra det kalde vannet i nord til det konstant varme vannet i tropene. De lever i både kontinentale og marine reservoarer, nær vannoverflaten og på mer enn 20 m dyp. Kjedelige alger setter seg på kalkrike bergarter, steiner, kalkrike dyreskjell, koraller, store alger dynket i kalk m.m. Alle kjedelige alger er mikroskopiske organismer. Etter å ha lagt seg på overflaten av kalksteinssubstratet, trenger de gradvis inn i det på grunn av frigjøring av organiske syrer som løser opp kalken under dem. Alger vokser inne i substratet, og danner mange kanaler som de opprettholder kontakt med det ytre miljøet gjennom.
Tuffdannende alger – organismer som deponerer kalk rundt kroppen og lever i de perifere lagene av miljøet de deponerer, innenfor grensene som er tilgjengelige for diffusjon av lys og vann. Mengden kalk produsert av alger varierer. Noen arter skiller ut det i svært små mengder; i form av små krystaller ligger det mellom individer eller danner tilfeller rundt celler og filamenter. Andre arter skiller ut kalk så rikelig at de gradvis blir fullstendig nedsenket i sedimentet, noe som til slutt fører til deres død.
Tuffdannende alger finnes i vann og i terrestriske habitater, i hav og ferskvann, i kaldt og varmt vann.
Samliv av alger med andre organismer
Av spesiell interesse er tilfeller av alger som lever sammen med andre organismer. Oftest bruker alger levende organismer som underlag, sammen med steiner, betong- og trekonstruksjoner osv. Basert på arten av underlaget som begroende alger setter seg på, inkluderer de: epifytter, setter seg på planter, og epizoitter lever av dyr.
Alger kan også leve i vev til andre organismer: både ekstracellulært (i slim, intercellulære rom hos alger, i membranene til døde celler) og intracellulært. Slike alger kalles endofytter. De er preget av tilstedeværelsen av mer eller mindre permanente og sterke bånd mellom partnere. Et bredt utvalg av alger kan være endofytter, men de mest tallrike er endosymbioser av encellede grønne og gulgrønne alger med encellede dyr.
Blant symbiosene som dannes av alger, er den mest interessante deres symbiose med sopp, kjent som lav symbiose, som et resultat av at en særegen gruppe planteorganismer dukket opp, kalt "lav". Denne symbiosen viser en unik biologisk enhet som førte til fremveksten av en fundamentalt ny organisme. Samtidig beholder hver partner av lavsymbiosen egenskapene til gruppen av organismer den tilhører. Lav representerer det eneste påviste tilfellet av fremveksten av en ny organisme som et resultat av symbiosen mellom to.
Alger spiller en stor rolle i naturen. De er hovedprodusentene av organisk mat og oksygen i jordens akvatiske økosystemer, og spiller i tillegg en stor rolle i den totale oksygenbalansen på planeten. I terrestriske habitater spiller jordalger, sammen med andre mikroorganismer, rollen som vegetasjonspionerer. Alger er involvert i prosessene for dannelse av primitiv jord på substrater uten jorddekke, samt i prosessene for restaurering av jord forstyrret av alvorlig forurensning. Alger deltar i byggingen av korallrev - de mest ambisiøse geologiske formasjonene skapt av levende organismer. Den geokjemiske rollen til alger er først og fremst assosiert med syklusen av kalsium og silisium i naturen.
Den historiske rollen til algene er stor. Fremveksten av en oksygenholdig atmosfære, fremveksten av levende skapninger på land og utviklingen av aerobe livsformer som nå dominerer planeten vår er alle resultatene av aktiviteten til de eldste fotosyntetiske organismer - blågrønne alger. Den massive utviklingen av alger i tidligere geologiske epoker førte til dannelsen av tykke berglag. Fra alger kom plantene som koloniserte landet.
Det er vanskelig å overvurdere algenes betydning for menneskelivet. Alger spiller en viktig rolle i å løse en rekke globale problemer som angår hele menneskeheten, inkludert mat, energi, miljøvern, utvikling av jordens undergrunn og verdenshavets rikdommer, finne nye kilder til industrielle råvarer, byggematerialer, legemidler, biologisk aktive stoffer og nye bioteknologiske objekter.
Natalya Novoselova
Laster inn...
