В систематическом отношении водоросли представляют собой совокупность нескольких обособленных групп растений, вероятно, самостоятельных по своему происхождению и эволюции. Разделение водорослей на группы в основном совпадает с характером их окраски, что, в свою очередь, связано с набором пигментов, а также основано на общих особенностях строения. При таком подходе выделяется 10 отделов водорослей: синезеленые (Cyanophyta), пирофитовые (Pyrrophyta), золотистые (Chrysophyta), диатомовые (Bacillariophyta), желто-зеленые (Xanthophyta), бурые (Phaeophyta), красные (Rhodophyta), эвгленовые (Euglenophyta), зеленые (Chlorophyta) и харовые (Charophyta).
Отдел Диатомовые водоросли, Diatomophyta
10 000 видов водорослей.
Жизненные формы: одноклеточные или колониальные.
Строение клетки диатомовых
Характерной особенностью диатомовых является наличие панциря – клеточной оболочки, пропитанной кремнеземом (целлюлозы нет). Панцирь состоит из двух створок, надевающихся друг на друга, как крышка на коробку. Большая по размеру створка – эпитека покрывает меньшую - гипотеку. Каждая такая половинка состоит из створки («донышка») и спаянного с ней пояскового кольца. Если смотреть на клетку диатомеи «в профиль», то видно, что пояски находят друг на друга.
Стенки панциря пронизаны мельчайшими отверстиями, обеспечивающими взаимодействие протопласта с окружающей средой. У многих планктонных форм диатомей на панцире имеются также разнообразные выросты, увеличивающие площадь поверхности и способствующие парению в толще воды. Клетки ряда видов при помощи этих выростов могут соединяться друг с другом, образуя колонии.
Клетки различных диатомовых водорослей могут иметь (если смотреть со стороны донышка) либо радиальную, либо двустороннюю симметрию. Этот признак является систематическим – первых выделяют в класс Центрические, а вторых относят к классу Перистые, или Пеннатные. Кроме того, пеннатные водоросли имеют щелевидный шов, позволяющий им активно двигаться.
Большая часть клетки диатомовой водоросли заполнена вакуолью, а цитоплазма располагается тонким слоем вдоль стенок. Но ядро обычно помещается в центре клетки, в особом цитоплазменном мостике. В цитоплазме располагаются два хроматофора, в которых содержатся хлорофиллы а и с, а также каротиноиды и ксантофилл диатомин, придающие водоросли желтую или желто-бурую окраску. Но после отмирания клетки диатомей зеленеют, т.к. хлорофилл разрушается позже, чем другие пигменты. Запасные питательные вещества диатомовых водорослей – масла, откладывающиеся в клетке в виде капель, а также волютин и хризоламинарин.
Размножение диатомовых водорослей
У диатомовых преобладает бесполое вегетативное размножение. При делении масса протопласта увеличивается, и обе половинки панциря отодвигаются друг от друга. Ядро митотически делится, затем протопласт разделяется пополам в плоскости, параллельной створкам. После этого дочерние клетки одноклеточных диатомей расходятся, а у колониальных остаются соединенными своими створками. У каждой дочерней особи достраивается гипотека. Таким образом, одна из дочерних клеток меньше материнской. Поэтому в результате ряда последовательных делений размеры клеток в популяции прогрессивно уменьшаются.
Половой процесс необходим диатомовым водорослям для восстановления размеров. Две особи при этом сближаются, сбрасывают створки и обволакиваются общей слизью. Ядро каждой клетки делиться мейозом. Три из образовавшихся ядер исчезают, а оставшиеся сливаются и образуют ауксоспору ((от греч. «ауксо» – увеличиваю, расту). После завершения роста и созревания ауксоспоры в ней развивается новая клетка, у которой сначала образуется большая (внешняя), а затем меньшая (внутренняя) половина панциря. По размерам такие клетки значительно превышают родительские – таким образом, половой процесс приводит к восстановлению размеров клеток, измельчавших в результате вегетативного размножения. У центрических водорослей попарное сближение отсутствует.
Значение диатомовых водорослей
Диатомовые водоросли служат кормом для многих водных организмов: простейших, молоди рыб, бактерий. По содержанию белков и жиров они не уступают картофелю и некоторым злакам.
Диатомовые водоросли играют большую роль в круговороте кремния в природе, в Мировом океане они ежегодно извлекают из воды и используют для построения своих панцирей до 150 х 109 т кремнезема, а, отмирая, образуют особые геологические породы – диатомиты. Диатомит используется как строительный материал. Он обладает хорошей адсорбирующей способностью, поэтому его также используют в медицине, при изготовлении фильтров.