4.1. Екологічні форми водоростей

Водорості — це екологічна група рослин, які належать до надцарств прокаріотів і еукаріотів.

Серед прокаріотів виділяються відділи синьозелених (Суаnоphyta) та первісних зелених водоростей (Prochlorophyta). Зелені водорості живуть у симбіозі з асцидіямі у тропічних і субтропічних морських літоральних зонах.

До еукаріотів належать водорості одинадцяти відділів (перелічені в систематичному порядку): евгленофітові (Euglenophyta), динофітові (Dinophyta), криптофітові (Cryptophyta), рафідофітові (Raphydophyta), золотисті (Chrysophyta), діатомові (Bacillariophyta), жовтозелені (Xanthophyta), червоні (Rhodophyta), бурі (Phaeophyta), зелені (Chlorophyta), харові (Charophyta). Провідну роль у прісноводних екосистемазі здебільшого відіграють синьозелені, діатомові та зелені, у морських — бурі, червоні, діатомові, динофітові водорості.

За формою тіла водорості поділяються на такі основні типи: амебоїдний (ризоподіальний), монадний (джгутиковий), гемімонадний (палмелоїдний), кокоїдний, нитчастий (трихальний), різнонитчастий (гетеротрихальний), псевдопаренхіматозний (несправжньотканинний), тканинний (паренхіматозний), сифональний та сифонокладальний.

Амебоїдний тип характеризується непостійною формою тіла, окресленою клітинними оболонками, та здатністю до пересування подібно до амеби. До такого типу належать деякі представники динофітових, золотистих і жовтозелених водоростей.

Монадний (джгутиковий) тип будови тіла властивий одноклітинним і колоніальним організмам, які мають міцну клітинну оболонку та один або кілька джгутиків. При утворенні колоній окремі клітини монадної будови об'єднуються шляхом покриття їх слизом або зростання оболонок. Цей тип властивий багатьом видам динофітових, евгленофітових, криптофітових, золотистих, жовтозелених і зелених водоростей.

Гемімонадну (палмелоїдну) структуру мають одноклітинні та колоніальні форми водоростей, які втратили джгутики та псевдоподії, а разом з ними і можливість активно пересуватись у вегетативному стані. Вони мають міцну оболонку і здатні прикріплюватись на поверхні твердих матеріалів. Така будова властива деяким зеленим, жовтозеленим та золотистим водоростям.

Кокоїдну будову тіла мають одноклітинні та колоніальні форми, вкриті міцною оболонкою, у яких відсутні джгутики та псевдоподії. Водорості такої будови нерухомі у вегетативному стані, за винятком діатомових та десмідієвих. Для діатомових водоростей така будова є типовою. Переважно вона характерна для жовтозелених, рідше для динофітових і криптофітових. Евгленофітових і синьозелених водоростей з такою формою тіла немає.

Нитчаста структура формується з багатьох клітин, у формі ниток, які можуть бути прямими або розгалуженими. Вона буває у вільноплаваючих та прикріплених водоростей, що вкриті слизом або без нього. Це одна з найпоширеніших форм серед водоростей різних систематичних груп: синьозелених, зелених, жовтозелених, червоних. Рідше зустрічається у золотистих і динофітових.

Різнонитчаста структура є похідною від нитчастої. Вона виникла внаслідок морфологічних перетворень та набуття їх тілами (сланями) можливості горизонтального поширення та прикріплення до твердих субстратів. Такі утворення здатні підніматись вертикально, виконуючи функцію вегетативного розмноження. Горизонтальне та вертикальне розгалуження характерне для багатьох видів синьозелених, золотистих та бурих водоростей.

Псевдопаренхіматозний тип структури характеризується утворенням крупних тіл після зростання ниток розгалуженої різнонитчастої слані.

Значно рідше зустрічається у водоростей тканинна (паренхіматозна) структура тіла. Вона утворюється внаслідок поділу клітин у трьох перпендикулярних напрямках. Такий тип будови характерний для бурих водоростей, зокрема ламінарій. Рідше вона буває у червоних водоростей.

Сифональна будова характеризується відсутністю всередині слані клітинних перегородок та наявністю значної кількості ядер. Слань може поширюватись на декілька десятків сантиметрів, утворюючи різної форми кущоподібні розгалуження або шаровидні структури. Така форма тіла зустрічається у прісноводних зелених і жовтозелених водоростей.

Сифонокладальний тип характеризується складною структурою слані, яка складається з первинко багатоядерних сегментів. Властивий лише зеленим водоростям.

Провідними екологічними факторами, які визначають поширення водоростей у гідросфері, є освітленість, температура, наявність вуглецю, мінеральних і органічних речовин у доступних для засвоєння формах. Серед інших абіотичних факторів, що істотно впливають на життєдіяльність водоростей, важливі гідродинамічні особливості водного середовища, солоність та іонний склад води, її реакція (рН), наявність біогенних елементів тощо.

У водних екосистемах водорості тісно пов'язані з іншими живими організмами через трофічні, метаболічні і конкурентні взаємовідносини. Як продуценти органічної речовини вони інтенсивно виїдаються консументами, і тому чисельність водоростей залежить від наявності в середовищі інших організмів. Крім того, у процесі життєдіяльності гідробіонтів різних трофічних рівнів виділяються у водне середовище продукти метаболізму, які істотно впливають на ріст і розвиток водоростей. Важливим фактором регуляції розвитку водоростей є взаємні хімічні зв'язки між водоростями окремих систематичних груп та між водоростями і вищими водяними рослинами (алелопатія)»

Одним з істотних факторів водного середовища, який може суттєво змінювати стан водних екосистем і тим самим впливати на розвиток водоростей, є надходження у водойми біогенчних елементів у формі органічних або мінеральних речовин. Це можуть бути азотні та фосфорні мінеральні або органічні добрива, які змиваються з водозбірної площі, стічні води промислових, комунально-побутових та сільськогосподарських виробництв. Внаслідок підвищення вмісту біогенних речовин (евтрофікації) водорості починають надзвичайно інтенсивно розмножуватись, що часто виявляється у «цвітінні» води.

Водорості широко представлені у морях, океанах і континентальних водоймах. Вони є навіть у неглибоких калюжах. У той же час водорості практично відсутні у водоймах глибоких підземних печер, куди не проникає світло і де не протікають процеси фотосинтезу. У термальних водах з температурою вище 85 °С, а також у водоймах з високим вмістом сірководню та інших токсичних речовин водоростей теж немає.

Завдяки особливостям біології водорості окремих систематичних груп населяють різні екологічні зони водойм в залежності від умов середовища. Виділяють такі екологічні форми водоростей: планктонні, нейстонні, бентосні, перифітонні.

Планктонні водорості перебувають у товщі води в стані «паріння» або завислому стані. Цьому сприяють дрібні розміри тіла, наявність на його поверхні таких утворень, як шипи, щетинки, перетинки, які збільшують загальну площу поверхні тіла. У клітинах багатьох видів планктонних водоростей є жирові включення та газові вакуолі, які значно полегшують вагу тіла і сприяють його плавучості.

Серед планктонних водоростей найбільшим видовим різноманіттям у континентальних водоймах відзначаються діатомові, зелені і синьозелені, а у морських — діатомові, динофітові та деякі інші.

Водорості нейстону зосереджуються переважно в поверхневому шарі як морських, так і прісноводних екосистем. Вони можуть знаходитись на плівці поверхневого натягу (епінейстон) або під нею (гіпонейстон). У цій екологічній зоні найбільше зосереджено золотистих, евгленофітових, жовтозелених та діатомових водоростей, їх розвиток часто буває настільки інтенсивним, що вони вкривають поверхню водойм суцільним килимом.

На дні водойм зустрічаються різні види бентосних неприкріплених та дрібних прикріплених до субстрату форм водоростей, серед яких переважають діатомові, зелені, синьозелені, жовтозелені. Найчастіше прикріплені водорості освоюють такі тверді субстрати, як каміння, підводні частини скель, зануреніконструкції гідротехнічних споруд тощо. Такі водорості отримали назву епілітних.

Бентосні водорості, які живуть на пухкому ґрунті (пісок, мул), переважно неприкріплені. Вони можуть вільно пересуватись між частинками ґрунту — епіпелітами. До таких форм належать мікроскопічні діатомові, золотисті, евгленофітові, криптофітові, динофітові та деякі інші водорості. Найчастіше такі водорості зустрічаються в озерах, водосховищах та інших водних об'єктах або в їх частинах, де відсутня швидка течія.

До особливого екологічного угруповання належать водорості перифітону, або водорості обростань. У гірських річках з твердим кам'янистим дном формується переважно угруповання реофільних організмів, до яких належать прісноводні зелені, діатомові, синьозелені, золотисті та червоні водорості. Вони міцно закріплюються на твердому субстраті, що дає їм можливість протидіяти швидким потокам води.

На відміну від бентосних водоростей, які живуть на дні водойм і не завдають особливих неприємностей господарським спорудам, водорості перифітону міцно закріплюються на твердих конструкціях гідроспоруд, всередині трубопроводів, на днищах кораблів та інших предметах. При інтенсивному розростанні вони можуть порушувати нормальний потік води, знижувати швидкість руху суден, утворювати значні перешкоди для нормального функціонування систем питного і промислового водопостачання. Серед форм, що викликають такі біологічні перешкоди, є представники зелених, синьозелених, діатомових та жовтозелених водоростей. Всі ці водорості мають спеціальні органоїди у вигляді підошви або слизових тяжів, за допомогою яких вони міцно прикріплюються до твердих субстратів. Деякі водорості закріплюються на твердих покриттях інших гідробіонтів (ракоподібних, молюсків, коловерток, водяних комах) або оселюються безпосередньо в клітинах інших водоростей або безхребетних, співіснуючи з ними. Цікаво, що такі водорості гинуть, якщо гине їх носій, тобто між ними встановлюються певного роду симбіотичні взаємовідносини.

Таким чином, залежно від екологічних та біологічних особливостей окремі систематичні групи водоростей, обирають певну екологічну зону водойм.

Екологія різних видів водоростей одного відділу різна. Вони можуть входити до складу планктону, нейстону, бентосу або перифітону.