Живлення водоростей є типовим прикладом отримання ними енергії для життя. Наприклад, рослини використовують сонячну енергію, а тварини живляться рослинами, яких з’їдають інші хижаки.
Харчова ланцюжок являє собою послідовність того, хто кого з’їдає в екосистемі (біологічному співтоваристві) для придбання поживних речовин і тієї енергії, яка підтримують життєдіяльність.
Основні особливості автотрофов
Автотрофами іменують живі організми, що виробляють власну їжу (органічного походження) з простих молекул. Виділяють два основних типи автотрофов:
-
Фотоавтотрофы (фотосинтезирующие організми), наприклад, рослини, які використовують енергію сонця для їх перетворення в органічні речовини — вуглеводи шляхом фотосинтезу з вуглекислого газу. Іншими прикладами фотоавтотрофов є ціанобактерії та водорості.
-
Хемоавтотрофы набувають органічні сполуки за допомогою хімічних реакцій, в яких задіяні певні неорганічні сполуки: аміак, сірководень, водень.
Саме автотрофы вважаються базою будь-якої екосистеми на нашій планеті. Вони входять в багато харчові мережі та кола, а енергія, яка отримується в ході хемосинтезу або фотосинтезу, підтримується іншими організмами екологічних систем.
Говорячи про те, який спосіб харчування для водоростей характерний, зазначимо, що вони – типові представники фотоавтотрофов. Якщо ведеться мова про значення поживних ланцюжках, то автотрофы називають виробниками або продуцентами.
Гетеротрофи
Чим характеризується такий ланцюг живлення? Водорості застосовують хімічну або сонячну енергію для виробництва з вуглекислого газу власного їжі (вуглеводів). Гетеротрофи замість енергії сонця отримують енергію, використовуючи побічні продукти або інші організми. Їх типовими прикладами є гриби, тварини, бактерії, люди. Є кілька варіантів гетеротрофов з різноманітними екологічними функціями: від комах до грибів.
Живлення водоростей
Водорості, будучи фототрофными організмами, можуть існувати тільки при наявності сонячного світла, мінеральних речовин, а також органічних сполук. Основним середовищем їх існування є вода.
Існують деякі спільноти водоростей:
- планктонні;
- бентосні водорості;
- наземні;
- грунтові;
- гарячих джерел;
- снігу і льоду;
- солоних водойм;
- у вапняковому субстраті
Специфічність їх харчування полягає в тому, що на відміну від тваринних організмів і бактерій, що в процесі еволюції у водоростей виробилася здатність застосовувати для свого живлення повністю окислені неорганічні сполуки: воду і вуглекислоту.
Живлення водоростей здійснюється завдяки сонячній енергії, даний процес супроводжується виділенням молекулярного кисню.
Використання світлової енергії для складних біологічних синтезів у водоростей є можливим завдяки тому, що в рослин є комплекс пігментів, що поглинають світло. З них особливе значення має хлорофіл.
Процес вуглецевого і світлового живлення рослин називають фотосинтезом. У загальному вигляді живлення водоростей відповідає наступним хімічним рівнянням:
CO2+12H2O = C6H2O6+6H2O+2815680 Дж
На кожні 6 грам-молекул води та кислоти синтезується одна грам-молекула глюкози. В ході процесу виділяється 2815680 Дж енергії, що утворюється 6 грам-молекул кисню.
Функція процесу полягає в біохімічному перетворенні світлової енергії в хімічну енергію.
Важливі моменти
Кожен варіант харчових ланцюгів завершується хижаком або суперхищником, тобто істотою, яка не має природних ворогів. Наприклад, це акула, крокодил, ведмідь. Їх називають «господарями» власних екологічних систем. Якщо один з організмів вмирає, його з’їдають детритофаги (черви, стерв’ятники, краби, гієни). Частина розкладається бактеріями і грибами (редуцентами), продовжується обмін енергії.
Типи морфологічної диференціації водоростеві слоевища
Живлення водоростей супроводжується перетіканням енергії, її втрата характерна для кожної ланки харчового ланцюга.
Для одноклітинних жгутіконосцев характерна певна організація. Амебоидная притаманна видами, які позбавлені щільної оболонки, а для пересування використовують цитоплазматичні відростки. Пальмеллоидная утворена клітинами, які занурені в тетраспору (загальну слиз).
Ценобии — це колонії одноклітинних, в яких розділені між групами особин функції.
Відділ синьо-зелені водорості
Він налічує близько двох тисяч видів. Ця найдавніша група водоростей, залишки яких знайдено в докембрійських відкладеннях. Для них характерний фотоавторофный спосіб харчування. Саме ця група водоростей максимально поширена в природі.
Є серед них і одноклітинні форми. У синьо-зелених водоростях немає чіткого ядра, мітохондрій, оформлених пластид, а пігменти розташовуються в ламеллах – особливих фотосинтетичних пластинах.
Специфічні особливості
Розмноження здійснюється простим поділом клітини для одноклітинних видів, для нитчастих — завдяки фрагментів материнської нитки. Вони можуть фіксувати азот, тому поселяються в тих місцях, в яких практично немає поживного середовища. Такий спосіб живлення водоростей дозволяє їм комфортно існувати навіть на вулканах після їхнього виверження.
Зелені водорості мають хлорофіли «а» і «б». Такий набір є у вищих і эвгленовых рослин. У них також є певний набір додаткових пігментів, у тому числі ксантофіли: зеаксантин, лютеїн.
Для них характерний фотоавтотрофный тип живлення водоростей, пов’язаний з фотосинтезом за значимістю і масштабами. У різних відділах є такі види, які можна іменувати строгими фотосинтетиками.
Особливості хімічного складу
Живлення водоростей можна пояснити на основі їх хімічного складу. Він неоднорідний. У зелених водоростях відзначається підвищений вміст білків — 40-45%. У їх числі – аланін, лейпин, бикарбоновые кислоти, алгінін. До 30% в них присутні вуглеводи, до 10% – ліпіди. В золі є мідь, цинк.
Живлення водоростей нерозривно пов’язане з сонячною енергією і фотосинтезом. В даний час істотно зріс інтерес до водоростей не тільки як до джерела поживних речовин, але і як до прекрасного сировини для отримання біодизельного палива.
Актуальними є встановлення по вирощуванню бурих водоростей, які потім переробляються в екологічно безпечне біодизельне паливо.
Водорості — незамінні помічники космічних досліджень. З їх допомогою екіпаж космічного корабля отримує кисень. Підходить для подібних цілей найпростіша водорість — хлорела, що відрізняється високою активністю фотосинтезу. Досвідчені водоростеві установки вже функціонують на території нашої країни, а також в європейських державах.
Будучи автотрофами, синтезуючи з неорганічних речовин органічні сполуки, вони використовують сонячне світло, отримуючи потрібну харчування. Здійснюється це за допомогою фотосинтезу — серйозного процесу, який складається з двох фаз: світлової і темнової.
Перша фаза пов’язана з вибиванням із хлорофілу хроматофора пучками світла електронів, необхідних для деяких процесів: фотофосфорилированием (перетворюється АДФ в АТФ), фотоліз води (виділення гідроксильних груп), скупчення НАДФ, вуглекислого газу, водню.
Під час темнової фази все те, що накопичилося за день, застосовується в циклі Кальвіна. Продукт біохімічних реакцій – глюкоза, вона і є їжею для водоростей.
