Экологические группы водорослей по отношению к различным факторам среды обитания

В зависимости от занимаемых биотоков водорослевые сообщества подразделяются на:

– водоросли водных местообитаний;

– водоросли вневодных местообитаний.

Среди водорослей первой группы выделяют следующие экологические

группы:

1) планктонные водоросли;

2) нейстонные водоросли;

3) бентосные водоросли (фитоперифитон);

4) водоросли экстремальных температур.

Планктон – совокупность особей, взвешенных в водной толще.

Фитопланктон – наиболее распространенная и хорошо изученная из всех экологических групп водорослей. Он встречается практически во всех водоемах, где плавает свободно и в значительной степени пассивно. Фитопланктонные водоросли преимущественно одноклеточные, хотя среди них много колониальных и нитчатых форм, особенно в пресных водах. Чтобы выжить, фитопланктонная популяция должна удерживаться в той части водной толщи, где освещенность обеспечивает уровень фотосинтеза, достаточный для роста и размножения. Плотность всех водорослей, за исключением сине-зеленых, образующих газовые вакуоли, больше, чем у воды, т.е. они неизбежно будут погружаться в глубину. Для подвижных клеток это не проблема, поскольку они могут активно плыть на свет, но многие другие организмы, например диатомовые или коккоидные формы из разных отделов, к этому не способны. Поэтому диатомеи накапливают липиды, у которых, плотность меньше, чем у воды (0,86 г/см3), что снижает общую плотность клетки.

Нейстонные водоросли - это организмы, которые существуют на границе раздела фаз вода – воздух. Обитают в лужах, прудах, заливах, морях и т. д. Иногда они развиваются в таком количестве, что покрывают воду сплошной пленкой. В этой группе встречаются и золотистые, зеленые, эвгленовые, желто-зеленые, диатомовые водоросли. Чтобы удержаться в этой зоне, многие виды имеют специальные парашютики из слизи, которые и удерживают водоросли.

Бентосные (донные) водоросли - организмы, приспособленные к существованию в прикрепленном или неприкрепленном состоянии на дне водоемов и на разнообразных предметах, живых и мертвых организмах, находящихся в воде. Для роста этих водорослей очень важны свет, температура, биогены и другие вещества, но главное – это темпы поступления этих веществ в слоевище. Выделяют бентосные водоросли, которые предпочитают места с постоянным течением. В полярных морях на развитие этих водорослей сильное влияние оказывает лед. Температура оказывает очень сильное влияние на бентосные водоросли.

В зависимости от места произрастания среди бентосных водорослей различают следующие экологические группы.

Эпилиты – водоросли, растущие на поверхности твердого грунта (скалы, камни) и образующие корковидные покрытия или плоские подушечки. Они часто обладают особыми органами прикрепления – ризоидами.

Эпипелиты – водоросли, населяющие поверхность рыхлых грунтов (песок, ил), они часто не прикреплены, связывают и укрепляют субстрат. Это могут быть свободноползующие диатомовые золотистые, криптофитовые и т. д. Лишь харовые имеют хорошо развитые ризоиды и развиваются на илистом дне.

Эндолиты – сверлящие водоросли, внедряющиеся в известковый субстрат (скалы, раковины моллюсков и т.д.)

Эндофиты – водоросли, поселяющиеся в слоевищах других растений, но отличаются от паразитов нормальными хлоропластами, живут в ряске, в листьях сфагнума;

Эпифиты – водоросли, живущие на поверхности других растений.

Паразиты – водоросли, живущие в слоевищах других растений и не имеющие хлоропластов.

Перифитон – водоросли, которые живут на предметах, большей частью движущихся или обтекаемых водой. Могут поселиться на любых субстратах, мертвых и живых, например на планктонных организмах.

Водоросли экстремальных температур. Они растут нормально при t = 35–53^о C (а порой от 84^о C и выше), при повышенном содержании минеральных солей или органических веществ. Очень часто в данных условиях развиваются сине-зеленые, редко – диатомовые и зеленые.

Водоросли снега и льда (криофильные) водоросли встречаются повсюду, где имеется постоянный или почти постоянный снежный покров. Среди них преобладают зеленые, сине-зеленые и диатомовые.

Но чаще всего это хламидомонады. Считают, что истинно снежные водоросли оптимально растут при температуре ниже 10^о C, в более теплых условиях существуют в пальмеллоидном состоянии; подвижные стадии Сhroomonas pichinchae – при температуре 1–5^оC. Зиготы могут прорастать в снегу (или под снегом). Но все-таки экстремальные условия сказываются, и чаще всего вегетативная фаза снежных водорослей длится примерно неделю. Развиваясь в массовом количестве, водоросли могут вызывать «цветение».

Например, Chlamydomonas nivalis (рис. 45) вызывает красное «цветение» на открытых пространствах в горах выше лесного пояса. Считают, что окраску обуславливает избыточный синтез каротиноидов (следствие азотного голодания). Может быть зеленое «цветение», которое обнаруживается под покровом снега в лесу. Оранжевое «цветение» характерно для снега верхнего слоя близ деревьев.

Рис. 45. Chlamydomonas nivalis

Водоросли льда растут часто на нижней стороне льда в рыхлом слое и в канальцах с морской или талой водой (между кристаллами льда на поверхности). Наиболее часто встречаются диатомовые, динофлагелляты, криптофиты и зеленые жгутиковые. Водоросли адаптированы к низким температурам (около 0^оC) и низкой освещенности (50–100 лк). Считают, что у водорослей льда возможна факультативная гетеротрофность.

Водоросли соленых водоемов называются галобионтами, которые растут при повышенной концентрации в воде солей. В очень соленых озерах преобладают в основном вольвоксовые. Клетки их лишены клеточной оболочки и окружены лишь плазмалеммой. Клетки водорослей обладают высоким внутриклеточным осмотическим давлением и повышенным содержанием хлористого натрия в протоплазме. Могут вызывать «цветение» воды (красное или зеленое). Таким образом, условия среды накладывают своеобразный отпечаток на группы водорослей, адаптированных к ним.

Водорослями вневодных местообитаний, подразделяют на аэрофильные, эдафофильные, литофильные.

Аэрофильные водоросли. Основной жизненной средой этих водорослей является окружающий их воздух. Типичные местообитания – поверхность различных внепочвенных твердых субстратов (скалы, камни, кора деревьев и т. д.). В зависимости от степени увлажнения их подразделяют на две группы:

-воздушные водоросли, обитающие в условиях только атмосферного увлажнения и испытывающие постоянную смену высыхания и влажности;

-водно-воздушные водоросли, подвергающиеся постоянному орошению водой (брызги водопада, прибоя и т. д.).

Условия существования аэрофильных водорослей очень своеобразны и характеризуются частой и резкой сменой двух факторов: влажности и температуры. Водоросли вынуждены часто переходить из состояния избыточного увлажнения (после ливня) в состояние минимальной влажности в засушливые периоды.

Эдафофильные водоросли (почвенные). Основной жизненной средой этих водорослей является почва. Типичные местообитания – поверхность и толща почв. Находят водорослей даже там, куда не проникает свет глубже двух метров, в почвах (до 2,7 м глубины). Предполагают, что на таких глубинах водоросли переходят к гетеротрофному типу питания. В связи с таким местонахождением почвенные водоросли должны иметь способность к перенесению неустойчивой влажности, резких колебаний температур и сильной инсоляции (интенсивности света).

У них выработались следующие адаптации:

- мелкие размеры;

- обильное образование слизи;

- «эфемерность» вегетации т. е. способность быстро переходить из состояния покоя к вегетации, и наоборот;

- способность переносить колебания температуры почвы (от – 200^о C до +84^оC и выше).

Например, почвенные водоросли являются важной частью растительности Антарктиды, т.к. они окрашены в черный цвет, а потому температура их тела выше температуры окружающей среды.

Среди эдафофильных водорослей, в зависимости от местонахождения, выделяют три группы сообществ:

- наземные, развивающиеся на поверхности почвы;

- водно-наземные, развивающиеся на поверхности почвы;

- почвенные, населяющие толщу почвы.

Литофильные водоросли. Основной жизненной средой этих водорослей служит окружающий их плотный известковый субстрат. В зависимости от физиологических особенностей этой группы различают два сообщества:

- сверлящие водоросли, активно внедряющиеся в каменистый субстрат

и заселяющие мелкие ходы и поры, проделанные ими в каменистой породе;

- туфообразующие водоросли, откладывающие вокруг своего тела известь и обитающие в периферических слоях отлагаемой ими среды в пределах, доступных для диффузии света и воды.

Симбиотические водоросли очень часто вступают в симбиоз с другими организмами. Кроме «взаимовыгодных» или паразитических качеств они создают новые организмы. Выделяют ассоциации водорослей: с беспозвоночными, например с моллюсками, с плоскими червями (Convoluta). Часто в них вступают зеленые водоросли – «зоохлореллы», динофиты – «зооксантеллы»; с простейшими и кишечнополостными, например симбиозы кораллов, фораминифер; с грибами, в итоге чего создаются новые организмы – всем известные лишайники (водоросли pодов Trebouxia и Pseudotrebouxia); со мхами и сосудистыми высшими растениями. Пример – ассоциации водорослей с антоцеротовыми и печеночными мхами, водным папоротником Azoll a, саговниками (внутри специализированных коралловидных корневых клубеньков) и у семенного растения Gunner a (в основании листьев нити проникают в межклетники).