 |
Бурые водоросли (отдел (тип) Phaeophyta царства протистов)
|
|
|
|
Почти все они - обитатели моря. Лишь немногие виды микроскопические, а среди макрофитов встречаются самые крупные водоросли в мире. К последней группе относятся ламинарии, макроцистисы, фукусы, саргассумы и лессонии ("морские пальмы"), наиболее обильные по побережьям холодных морей. Все бурые водоросли многоклеточные. Цвет их варьирует от зеленовато-желтого до темно-коричневого и обусловлен пигментом фукоксантином. Половое размножение связано с образованием подвижных гамет с двумя боковыми жгутиками. Экземпляры, образующие гаметы, часто совершенно не похожи на организмы того же вида, размножающиеся только спорами.
1.9.4 Диатомовые водоросли (диатомеи)
Объединяют в класс Bacillariophyceae, который в используемой здесь классификации входит вместе с золотистыми и желто-зелеными водорослями в отдел (тип) Chrysophyta царства протистов. Диатомеи - весьма обширная группа одноклеточных морских и пресноводных видов. Окраска их от желтой до бурой из-за присутствия пигмента фукоксантина. Протопласт диатомей защищен коробчатой кремнеземной (стеклянной) оболочкой - панцирем состоящим из двух створок. Твердая поверхность створок часто покрыта характерным для вида сложным узором из штрихов, бугорков, ямок и гребней. Эти панцири - одни из самых красивых микроскопических объектов, а четкость различения их узора используется иногда для проверки разрешающей силы микроскопа. Обычно створки пронизаны порами или имеют щель, называемую швом. В клетке находится ядро. Помимо деления клеток надвое известно и половое размножение. Многие диатомеи - свободноплавающие формы, но некоторые прикреплены к подводным объектам слизистыми ножками. Иногда клетки объединяются в нити, цепочки или колонии. Различают два типа диатомей: перистые с удлиненными двусторонне-симметричными клетками (они наиболее обильны в пресных водах) и центрические, клетки которых, если смотреть со створки, выглядят округлыми или многоугольными (их больше всего в морях).
|
|
|
Как уже упоминалось, панцири этих водорослей сохраняются после смерти клеток и оседают на дно водоемов. С течением времени мощные их скопления уплотняются в пористую горную породу - диатомит.
1.9.5 Жгутиковые
Эти организмы в связи с их способностью к "животному" питанию и рядом других важных признаков сейчас нередко относят к подцарству простейших (Protozoa) царства протистов, однако их можно рассматривать и в качестве не входящего в Protozoa отдела (типа) Euglenophyta того же царства. Все жгутиковые одноклеточные и подвижные. Клетки - зеленые, красные или бесцветные. Некоторые виды способны к фотосинтезу, тогда как другие (сапрофиты) поглощают растворенную органику или даже заглатывают твердые ее частицы. Половое размножение известно лишь у некоторых видов. Обычный обитатель прудов - Euglena, зеленого цвета водоросль с красным "глазком". Она плавает с помощью единственного жгутика, способна как к фотосинтезу, так и к питанию готовой органикой. В конце лета Euglena sanguinea может окрашивать прудовую воду в красный цвет.
1.9.6 Динофлагеллаты
Эти одноклеточные жгутиковые организмы тоже часто причисляют к простейшим, но их можно выделять и в самостоятельный отдел (тип) Pyrrophyta царства протистов. Они в основном желто-бурые, но бывают и бесцветными. Клетки их обычно подвижны; клеточная стенка у некоторых видов отсутствует, а иногда бывает весьма причудливой формы. Половое размножение известно лишь у немногих видов. Морской род Gonyaulax - одна из причин "красных приливов": у побережий он бывает настолько обилен, что вода приобретает несвойственный ей цвет. Эта водоросль выделяет токсичные вещества, иногда приводящие к гибели рыбы и моллюсков. Некоторые динофлагеллаты вызывают фосфоресценцию воды в тропических морях.
|
|
|
1.9.7 Золотистые водоросли
Они входят наряду с другими в отдел (тип) Chrysophyta царства протистов. Цвет их желто-бурый, а клетки бывают подвижными (жгутиковыми) или неподвижными. Размножение бесполое с образованием пропитанных кремнеземом цист.
1.9.8 Желто-зеленые водоросли
Сейчас их принято объединять с золотистыми в отдел (тип) Chrysophyta, но можно считать их и самостоятельным отделом (типом) Xanthophyta царства протистов. По форме они сходны с зелеными водорослями, но отличаются преобладанием специфических желтых пигментов. Их клеточные стенки иногда состоят из двух входящих одна в другую половинок, причем у нитчатых видов эти створки в продольном сечении Н-образные. Половое размножение известно лишь у немногих форм.
1.9.9 Харовые (лучицы)
Это - многоклеточные водоросли, составляющие отдел (тип) Charophyta царства протистов. Окраска их варьирует от серовато-зеленой до серой. Клеточные стенки часто инкрустированы карбонатом кальция, поэтому отмершие остатки харовых участвуют в образовании отложений мергеля. У этих водорослей есть цилиндрическая, напоминающая стебель главная ось, от которой мутовками отходят боковые отростки, похожие на листья растений. Растут харовые вертикально на мелководье, достигая в высоту 2,5-10 см. Размножение половое. Харовые вряд ли близки к какой-либо из перечисленных выше групп, хотя некоторые ботаники считают, что они произошли от зеленых водорослей [2].
Описание водоёмов
Системы Кадамских озер состоит из трех озёр: Большой Кадам (S= 600 га), Средний Кадам (S = 220 га), Малый Кадам (S = 100 га), располагающейся в Усть-Куломском районе Республики Коми, на правом берегу реки Вычегды, в 7 км к северу от устья реки Северная Кельтма, в 8 км от с. Керчомья.
Озера представляют собой остатки древнего большого приледникового водоема, существовавшего и в послеледниковое время. Форма озер круглая, береговая линия ровная. Берега отвесные с торфяными обнажениями. Дно озер песчаное, слабо заиленное. Водная растительность практически отсутствует.
|
|
|
Материал и методика
Отбор проб производился во время комплексной образовательной экспедиции, организованной Коми отделением российской молодежной экологической организации «Зеленая планета» в период с 28 по 30 июня 2006г и 2007г. В местах сбора проб проводили описание водоемов.
Водоросли исследовались во всех трех озерах.
Были взяты пробы планктона («живых» водорослей; для выращивания на искусственной питательной среде – Дрю). Отобранные образцы помещены в стерильные колбы, после добавления питательной среды были выставлены на свет, где в течение двух месяцев наращивалась их биомасса для дальнейшего определения видов.
Также был проведён сбор обрастаний с погруженных в воду субстратов (водные растения и коряги) методом смыва щеточкой. Пробы фиксировались 4% раствором формалина.
Необходимо отметить, что подробные исследования водорослей на Кадамских озерах ранее не проводились.
Обработку проб и определение водорослей (за исключением диатомовых) проводили в лаборатории Института биологии Коми НЦ УрО РАН, при помощи серии определителей пресноводных водорослей, под руководством старшего нучного сотрудника Института биологии Патовой Е.Н. в период с августа 2006г. по март 2007г и с сентября по ноябрь 2007г.
Определение видового состава водорослей проводилось на микроскопе Micros Austria под увеличением: 15х4; 15х10; 15х30.
Также произведено фотографирование всех выявленных видов.
Результаты и обсуждения
Всего собрано 8 смешанных проб (табл.1) и 3 пробы планктона из каждого озера.
Таблица 1.Места сбора проб 2006-2007
| № проб | Место сбора | Объект смыва |
|
| 1 | оз. Средний Кадам h=0.1м, l=0.5м | Коряга | |
| 2 | оз. Средний Кадам h=2м, l=1.5м | Лист кубышки (2 стороны) | |
| 3 | оз. Малый Кадам h=0.1м, l=0.2м | Коряга | |
| 4 | ц.оз. Подкадамье h=0.1м, l=1м | Роголистник (h=15 см) | |
| 5 | ц.оз. Подкадамье h=0.3м, l=1м | Лист кубышки (d=10см) | |
| 6 | ц.оз. Подкадамье h=0.1м, l=2.5м | Хвощ (h=30см, подв.ч.=10см) | |
| 7 | ц.оз. Подкадамье h=0.2м, l=1м | Коряга | |
| 8 | оз. Большой Кадам h=0.1м, l=0.5м | Коряга |
Всего в сборах 2006-2007 гг. выявлено 25 видов водорослей из пяти отделов: в Большом Кадаме 12 видов, Среднем - 8, Малом – 5. Во всех пробах синезеленых водорослей присутствует 11 видов, зеленых – 9, желтозеленых - 2, красных – 2 и золотистых - 1 (рис.1). Наиболее обильны синезеленые и зеленые водоросли, они же формируют основу доминирующих комплексов. В процентном соотношении во всех трёх озёрах также лидируют водоросли отделов синезелёные и зелёные.
|
|
|
Рис.1.Количество выявленных видов водорослей в сборах 2006-2007 гг.
и их процентное соотношение.
В планктоне водоросли были очень слабо развиты и бедны по составу, встречались единичные клетки синезеленых и зеленых водорослей. При выращивании в 2006г. на питательных средах в массе развились только синезеленые водоросли: в Большом Кадаме – Anabaena flos - aqua, Nostoc linckia, Tolypothrix tennuis, Среднем Кадаме - Tolypothrix tennuis, Малом Кадаме – Calothrix sp. (возможно вид является новым для Республики Коми). Отсутствие их в свежесобранных пробах и дальнейшее развитие этих азотфиксирующих видов в планктоне связано с бедностью исследованных водоемов основными питательными элементами (фосфор, азот и др.). Как показал химанализ, содержание этих элементов значительно меньше ПДК. При этом можно прогнозировать, что загрязнение этой уникальной системы озер может привести к бурному развитию синезеленых водорослей, ряд штаммов которых могут продуцировать токсические вещества и вызвать гибель гидробионтов и отрицательно повлиять на здоровье людей.
В 2006 г в планктоне были отмечены только синезеленые водоросли, в 2007 г. при выращивании на питательной среде в массе развились не только синезелёные, но и зелёные, и жёлтозелёные водоросли. В Большом Кадаме – Tribonema sp., Plectonema sp., Scenedesmus sp., в Среднем Кадаме – Anabena flos - aqua, Plectonema sp., Phormidium sp., в Малом – Tribonema sp. Причём во всех трёх пробах развились типичные представители планктона северной широты – хлорококковые. Большинство данных видов являются обитателями кислых сред. Появление их в новых пробах на месте обитателей нейтральных вод указывает, скорее всего, на влияние на данные водоемы болотных кислых вод (берега озер заболочены), где в большом содержании присутствуют тяжёлые металлы. Развитие этих видов водорослей определяется также невысокими концентрациями в воде основных биогенных элементов.
Выявить на данном этапе работы причины изменений затруднительно, т.к. разбор проб ещё не закончен.
Рисунок 2. Соотношение развившихся видов водорослей при
выращивании на питательной среде Дрю.
О чистоте озер можно также судить по водорослям обрастаний, среди которых отмечены виды-индикаторы низкоминерализованных вод с малым содержанием легко окисляемых органических соединений. Среди видов индикаторов чистых вод в водорослевых сообществах доминировали: Hapalosiphon fontinalis, Batrachospermum moniliforme, Chatransia chalybea, Draparnaldia glomerata.
|
|
|
На развитие водорослей важное влияние оказывают гидрохимические параметры водной среды. Также эти показатели являются одними из основных при определении качества среды. Химический анализ, проведенный в аналитической лаборатории института биологии КНЦ УрО РАН с использованием атомно-абсорбционного спектрофотометра, показал, что как по содержанию общего фосфора и общего азота (Рис.3), так и содержанию ионов (Ca+, Mg+, Na+, K+) вода не превышает ПДК (Рис.4).
Рисунок 3. Содержание Nобщ. и Pобщ. в отобранных образцах воды.
 |
Рисунок 4. Содержание ионов (Ca+, Mg+, Na+, K+) в отобранных образцах воды
 |
Количество тяжёлых металлов в исследованных образцах воды находится хоть и близко к уровню ПДК, но всё же ниже (Zn, Cu, Cd, Fe) и только один элемент его превышает (Mn), что объясняется геохимическими особенностями почв данного района (Рис. 5,6,7).
В добавление к результатам альгоиндикации гидрохимические показатели также подтверждают слова о том, что данная система озёр относится к чистым водоёмам. Причём, из исследованных водоемов наибольшие величины всех исследованных параметров зарегистрировано для Большого Кадама, что, скорее всего, связано с антропогенным влиянием на экосистему этого озера, и что опять же указывает на опасность загрязнения данного водоёма, что в дальнейшем, при увеличении антропогенной нагрузки, может вызвать кардинальные изменения в жизни гидробионтов.
Рисунок 5,6,7. Содержание тяжёлых металлов в отобранных образцах воды
 | |||
 | |||
Заключение
В результате проведенных исследований было выявлено:
1. Доминирующими видами водорослей в пробах являются виды отделов синезеленых и зеленых, которые встречаются в комплексе доминантов водорослевых сообществ.
2. В материалах присутствуют и представители других отделов, но с меньшим обилием.
3. Среди выявленных образцов обнаружен, возможно, новый вид для РК: Colotrix sp.
4. На основе альгоиндикации и гидрохиманализа исследованную систему озер можно охарактеризовать как чистую, испытывающую минимальную антропогенную нагрузку.
5. Усиление антропогенной и рекреационной нагрузки на озера в дальнейшем может привести к перестройке пресноводных экосистем, гибели чувствительных к загрязнению гидробионтов и растений.
6. Мы считаем: необходимо принятие мер по сохранению этой уникальной и древней по происхождению системы озер и сохранение условий обитания ее обитателей.
Список использованной литературы
1. Жизнь растений в 6-ти томах. Том 3. Водоросли. Лишайники. М.: Просвещение, 1977. – 277 с.
2. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Экология России. Учебник для 9-11 классов. – М.: АО МДС, ЮНИСАМ, 1995. – 232 с.
3. Реймерс Н.Ф. Основные биологические понятия и термины. – М.: Просвещение, 1988. – 319 с.
4. Упитис В.В. Макро- и микроэлементы в оптимизации минерального питания водорослей. Рига: Зинатне, 1983. – 240 с.
5. Серия определителей пресноводных водорослей СССР.
|
|
|
