Роль разнообразия в живой природе

Отдел Бурые водоросли (Phaeophyta). Бурые водоросли являются многоклеточными. Их таллом желтовато-буроватой окраски, разнообразный по форме (нитевидный, шарообразный, пластинчатый и др.) достигает несколько десятков метров. Клетки, из которых состоит слоевище бурых водорослей, покрыты целлюлозной оболочкой, пропитанной пектиновыми веществами. В клетке одно ядро и зернистые хроматофоры бурых оттенков. Водоросли  размножаются   спорами   или   вегетативно.

Они растут вблизи берегов на дне  водоемов до глубины 100, реже 200 м. Их заросли  во время отливов находятся вне  воды. Оторванные от грунта, они сносятся морскими течениями в спокойные  места или акватории с круговым движением воды, где продолжают расти  в плавающем состоянии. Наиболее известны громадные плавающие скопления  саргассовых водорослей, некогда  оторванных от субстрата и размножающихся вегетативно, в западной части Северной Атлантики, Саргассовом море.

Бурые водоросли — один из основных источников органического вещества в прибрежной зоне морей, прежде всего  умеренных и северных широт. Их заросли  служат укрытием для прибрежных животных, местом их размножения и питания. Эти растения используются для получения  альгинатов — солей альгиновой кислоты, в частности альгината натрия, повышающего качество пищевых продуктов, и кормовой муки. В медицине они  используются в составе препаратов, предотвращающих свертывание крови, способствующих выведению радиоактивных  веществ из организма. Некоторые  из них употребляются в пищу народами Юго-Восточной Азии.

Бурые водоросли прошли длинный  путь развития — от примитивных  нитчатых форм почти микроскопического  размера до огромных растений с расчлененным пластинчатым слоевищем сложного анатомического строения. Их остатки обнаружены в  палеогеновых отложениях.

Отдел Красные водоросли, или Багрянки (Rhodophyta). Таллом красных водорослей чаще многоклеточный, нитчатый, пластинчатый или разветвленный, рассеченный на стебли и листообразные органы, размером от нескольких сантиметров до одного метра. Преобладающая малиновая, редко встречающаяся бледно-розовая и даже желтовато-зеленая и синеватая окраска зависит от наличия в клетке пигментов: красного фикоэритрина, синего фикоциана и зеленого хлорофилла. Размножение красных водорослей — сложный и многообразный процесс. Вегетативное размножение происходит путем образования дополнительных побегов от подошвы или стелющихся ветвей, у одноклеточных или колониальных форм — путем деления клеток. Бесполое размножение осуществляется неподвижными спорами.

Диапазон глубин, на которых в  морях Мирового океана обитают багряные водоросли, значительно шире, чем  у бурых водорослей: красные пигменты позволяют усваивать им небольшое  количество света на глубинах 100—200 м. Багрянки иногда встречаются и  в пресных водах. Более разнообразно они представлены в тропиках и  по числу видов заметно превосходят  здесь бурые и зеленые водоросли. Тропические багрянки, как правило, мелкие организмы. В умеренных широтах  они достигают значительных размеров.

Красные водоросли играют значительную роль в жизни моря: они нередко  доминируют в различных биоценозах, определяя характер растительности в них; кораллиновые водоросли (одно из семейств), слоевище которых сильно пропитано известью, участвуют в  создании коралловых рифов. Многие багряные водоросли съедобны.

В Японии развито промышленное культивирование  одной из наиболее ценных пищевых  багрянок -  порфиры. Практическое значение имеет агар, добываемый из некоторых видов багрянок. Его используют в кондитерской промышленности, при изготовлении мясных и рыбных консервов.

Корковидные кораллиновые водоросли  известны с начала мелового периода. Ископаемые формы отдельных семейств багрянок встречаются в отложениях от ордовика до триаса. Многие ученые полагают, что они — очень древние  организмы, возникшие в архейской  эре.

Отдел Эвгленовые водоросли (Euglenophyta). Это одноклеточные микроскопические организмы веретеновидной или эллипсоидной формы с одним или реже двумя жгутиками на переднем конце, выходящими из углубления (глотки). Целлюлозная оболочка у клетки отсутствует, снаружи клетка уплотнена. В протопласте имеются ядро, сократительные вакуоли и обычно красный глазок, хроматофоры зеленые. Характерное свойство эвгленовых — движение. Работая жгутиком, клетка вращается вокруг своей оси и как бы ввинчивается в воду. Некоторые бесцветные представители эвгленовых способны ползать по дну, ощупывая впереди дорогу своим жгутиком. Многие зоологи относят эвгленовые к простейшим одноклеточным животным. Эвгленовые водоросли размножаются вегетативно — продольным делением надвое (у некоторых видов одна из дочерних клеток выскальзывает через жгутиковое отверстие). Эвгленовым водорослям свойственны все три типа питания живых организмов: фототрофный, сапрофитный и голозойный.

Эвгленовые водоросли — обычные  обитатели континентальных водоемов с пресными стоячими водами, хорошо прогреваемыми и заросшими водными  растениями, главным образом в  лесной и лесостепной зонах. В  морях и океанах они встречаются  крайне редко.

Способность большинства видов  эвгленовых водорослей к миксотрофному (смешанному) или полностью сапрофитному питанию позволяет им активно  участвовать в самоочищении водоемов, загрязненных органическими веществами.

Отдел Зеленые водоросли (Chlorophyta). Это самый обширный и наиболее широко известный отдел низших автотрофных организмов. В него входят разнообразные по строению и величине водоросли: неклеточные, одноклеточные микроскопические, многоклеточные нитевидные, пластинчатые, достигающие 10 см. Некоторые из них (вольвоксовые) подвижны, имеют на переднем конце по 2—4 одинаковых жгутика и светочувствительный глазок. Клетки в большинстве случаев покрыты оболочкой из целлюлозы. Водоросли этой группы отличаются чисто-зеленым цветом слоевищ, сходным с окраской высших растений и вызванным преобладанием хлорофилла над другими пигментами. Они размножаются спорами и вегетативным путем. Питание водорослей автотрофное, паразитизм и мутуализм редки.

Зеленые водоросли обитают преимущественно  в водоемах с пресной водой, однако среди них есть солоновато-водные и морские, наземные, почвенные и  эпифитные виды. Размножаясь в  большом количестве, они вызывают «цветение» воды.

Некоторые виды (ульва, или морской  салат) в Восточной Азии употребляются  в пищу. Во многих странах в большом  количестве культивируются хлорелла и  другие зеленые водоросли для  получения корма, биологической  очистки сточных вод, регенерации  воздуха в замкнутых экосистемах (подводные лодки, космические корабли  и др.).

Зеленые водоросли — одни из древнейших организмов, берущих свое начало от архаичных амебоидных форм.

Отдел Харовые водоросли, или Харофиты, Лучицы (Charophyta). Этот отдел представлен наиболее крупными (до 1 м) пресноводными водорослями со слоевищем, по внешнему виду напоминающим некоторые высшие растения, например хвощ. Лучицы размножаются укореняющимися нижними ответвлениями слоевища или специальными клубеньками на нижних узлах «стебля» либо на ризоидах нижней части таллома, погруженного в ил или песок.

Харовые водоросли образуют обширные заросли, сплошным ковром покрывающие  дно пресноводных прудов и озер, прежде всего с жесткой, известковой, водой. Некоторые виды встречаются  в морских заливах и солоноватых  континентальных водоемах.

Харофиты — источник превосходной пищи для водоплавающей птицы, особенно для многочисленных стай птиц в период осенних миграций. Они обладают свойством  смягчать жесткую воду, являются чрезвычайно  удобным объектом для физиологических  и биофизических исследований, поскольку  размеры их клеток большие.

Хары — очень древние растения. Их единичные остатки встречаются в силурийских отложениях, а в большом количестве — в девонских слоях.

Отдел Лишайники (Lichenophyta). Лишайники представляют собой своеобразную группу растительных организмов, тело которых всегда состоит из двух компонентов—гриба (микобионта) и водоросли (фикобионта). До недавнего времени широкое распространение имела мутуалистическая теория, согласно которой фотосинте-зирующая водоросль снабжает гриб органическими веществами, а гриб своими гифами защищает ее от чрезмерного нагревания и освещения, обеспечивает водой и неорганическими солями. Однако в результате исследований было обнаружено, что оба компонента, и особенно гриб, ведут себя как паразиты.

По форме таллома лишайники  могут быть накипные (корковые), листоватые и кустистые. По отношению к субстрату  и другим условиям местообитания  различают эпилитные (живут на поверхности  горных пород), эпифитные (обитают на коре деревьев и кустарников), эпифильные (селятся на хвое и листьях вечнозеленых растений), эпигейные (осваивают поверхность  почвы), эпиксильные (живут на гниющей  древесине) и др. Однако до сих пор  неизвестно, использует лишайник субстрат только как место произрастания  или также в качестве дополнительного  источника питания.

Удивительная устойчивость лишайников к влиянию экологических факторов позволяет им обитать на всех континентах. Наибольшее видовое богатство лихенофлоры  характерно для тропиков и субтропиков, а наиболее обильное развитие —  для тундры и высокогорий.

Способность лишайников произрастать на почти бесплодных местах отвела им в природе роль пионерной растительности. Велико и практическое значение лишайников в качестве корма для северных оленей. Так, основа пищи оленей — ягель  состоит из трех видов кустистых  лишайников — кладоний альпийской, лесной и оленьей. Некоторые виды лишайников используются в производстве лекарственных препаратов, включая  лечебные средства антимикробного и  антибактериального действия. Лишайники  рода Evernia нашли широкое применение как сырье для парфюмерной  промышленности при изготовлении духов  и одеколонов. Будучи очень чувствительными  к загрязнению атмосферного воздуха, лишайники используются во многих странах  для индикации состояния природной  среды. Один из наиболее перспективных  методов лихеноиндикации основан  на количественном определении содержания загрязнителей в слоевище лишайника. Этот метод особенно результативен  при анализе воздушной среды  на загрязнение ее промышленными  выбросами, содержащими серу и металлы.

Высшие растения. Отдел Моховидные, или Мхи (Bryophyta). С моховидных начинается подцарство высших растений. Их тело представляет собой небольшой травянистый стебелек с тонкими уплощенными листьями или листовидный таллом, прилегающий к земле. Корней нет, вместо них имеются ризоиды — нитевидные образования из одной или нескольких клеток, напоминающие корневые волоски и служащие для прикрепления к субстрату, поглощения из него воды и питательных веществ. В теле, отличающемся сравнительно простой внутренней организацией, можно обнаружить ассимиляционную ткань и также слабо выраженные по сравнению с другими высшими растениями водопроизводящую, механическую, запасающие и покровные ткани. Размножаются мхи спорами.

В подавляющем большинстве моховидные — многолетние растения. Они растут почти повсеместно: на всех континентах, в разных географических областях, кроме пустынь с хлоридным  и сульфатным засолением. Общеизвестно ландшафтное значение моховидных в  тундровой зоне и во влажных высокогорьях, которые называют царством мхов и  лишайников. В умеренных зонах  Северного и Южного полушарий, в  местах повышенного увлажнения —  на болотах моховидные являются основными  торфообразователями. Они доминируют в напочвенном покрове мшистых, долгомошных и сфагновых сосновых и еловых лесов умеренной зоны. В тропических областях этих растений особенно много на высоте более 3000 м  над уровнем моря, в поясе высокогорных мшистых лесов.

Хозяйственное значение и роль в  природе моховидных определяются их биологическими особенностями. Способность  мхов поглощать большое количество воды и удерживать ее приводит к  заболачиванию и заторфовыванию территории. Мхи принимают участие  в регулировании водного баланса  континентов (способствуют переводу поверхностного стока в подземный, предохраняя  землю от эрозий), аккумулируют многие вещества, особенно радиоактивные. Некоторые  виды, обладающие антибиотическими свойствами, применяются в медицине. Из мхов производят теплоизоляционный материал, прессованные плиты для строительства  зданий. Широко используется в сельском хозяйстве и в топливной промышленности продукт жизнедеятельности мхов — торф.

Моховидные считаются обособленной ветвью в эволюции высших растений, происхождение которой не совсем ясно. Многие ботаники полагают, что  они ведут начало непосредственно  от водорослей.

Отдел Плауновидные (Lycopodiophyta). Все современные представители плауновидных многолетние, крупные, травянистые, обычно вечнозеленые растения со слаборазвитыми придаточными корнями и небольшими тонкими листьями типа филлоидов. В целом о них можно судить по плауну булавовидному (Licopodium clavatum), растущему в восточноевропейских хвойных лесах. Побеги этих молодых растений вначале образуют небольшую куртину, которая постепенно приобретает округлое или вееровидное очертание в зависимости от числа проростков и разветвленности ползучих побегов.

Плауновидные распространены преимущественно  в тропической зоне, но некоторые  их виды, такие как плауны булавовидный и сплюснутый, являются обычными растениями тундры и лесной зоны. Среди них  есть и водные представители, например полушник озерный, обитающий на песчаном дне некоторых озер Беларуси.

Некоторые виды плауновидных содержат парализующий яд, сходный по характеру  действия с кураре. В медицине эти  растения используют при лечении  алкоголизма, глазных и других болезней. Применять их можно только по назначению врача, самолечение способно привести к смертельному исходу.

Плауновидные произошли, вероятно, от риниофитов еще в силуре, но наибольшего  расцвета достигли в карбоне. Влажные  леса этого периода состояли в  основном из плауновидных.

Отдел Псилотовидные (Psilotophyta). В состав псилотовидных входят всего два рода — псилотум и тмезиптерис. Эти древние сосудистые растения ведут эпифитный образ жизни, лишены корней (вместо них корнеподобные веточки — ризомоиды), размножаются спорами, встречаются в тропиках и субтропиках обоих полушарий.

Отдел Папоротниковые, или  Папоротники (Polypodipphyta, Pteridophyta). Папоротники составляют одну из процветающих групп высших растений. Их листья, часто сильно расчлененные, называются вайями. На нижней поверхности листа образуются спорангии, собранные в сорусы. В спорангиях заключены споры.