Origine abstraite et évolution des algues. L'importance évolutive des algues bleues (département Cyanophyta)

Comme les algues les plus simples diffèrent très peu des bactéries, nous pensons qu'elles leur sont étroitement apparentées par parenté. Le groupe intermédiaire est formé d'organismes flagellaires, se tenant à la frontière de la vie végétale et animale. Ce sont de petits habitants des eaux unicellulaires, construits différemment, avec différents types de nourriture. Certains d'entre eux ont une cavité interne (vacuole digestive) et une ouverture buccale et avalent des aliments, comme des bactéries ; ils peuvent être considérés comme les ancêtres des organismes animaux. Ces flagellés sont incolores, ne contiennent pas de chlorophylle et ne peuvent exister sans aliments biologiques prêts à l'emploi. D'autres flagellés possèdent de la chlorophylle, sont dépourvus de cavité digestive permanente (vacuole) et se nourrissent comme des plantes grâce au gaz carbonique dissous dans l'eau, à la lumière du soleil, etc. Ce sont les ancêtres des véritables algues.
La paléontologie indique les restes d'algues, à partir des couches cambriennes. Les flagellés cambriens sont également connus. Un certain nombre d'algues peu organisées ont déjà été établies avec précision pour les dépôts carbonifères. On sait que de grandes formes très organisées sont apparues pour la première fois dans les couches siluriennes. C'étaient les soi-disant siphons, ou algues siphons, ayant souvent un squelette calcaire complexe. Dans les couches du Dévonien, A.P. Karpinsky a étudié les gousses fossilisées de trochilisks d'algues à rayons, tandis que les brindilles de rayons des couches du Dévonien moyen et supérieur ont été décrites par les scientifiques anglais Kidston et Lang.
Les ancêtres des grandes algues brunes océaniques sont décrits dans les couches siluriennes et dévoniennes. Ces algues jouent un rôle important dans l'économie de la mer et dans de nombreux pays font l'objet de pêche : en partie elles servent de nourriture, en partie pour extraire les sels d'iode et de potassium de leurs cendres. Dans la mer, ils forment de grands fourrés et attirent une population animale diversifiée. Les algues rouges, ou algues violettes, sont également apparues à l'époque silurienne, mais n'ont atteint leur plein développement qu'au Crétacé, comme le groupe précédent.
Les algues ont joué et jouent encore un rôle important dans l'accumulation de matière organique et de gisements minéraux. D'une part, ils nourrissent les masses d'organismes animaux, d'autre part, ils contribuent à la formation de grandes couches de calcaires nulliporeux, et les restes d'algues similaires - la lithotamnie - sont connus du Crétacé inférieur.
Le monde moderne des algues est une image hétéroclite d'organismes d'antiquités très différentes. Sans aucun doute, certains de leurs types auraient dû exister au Précambrien, mais ce n'est qu'à partir du Silurien que des vestiges fiables d'entre eux commencent à apparaître. Par conséquent, certaines des algues modernes sont apparues à l'époque archéenne précambrienne, d'autres au Silurien et d'autres encore au Carbonifère. Et plus tard, de nouvelles et nouvelles formes ont continué à apparaître, jusqu'à ce qu'à l'époque tertiaire se forme enfin le monde moderne des algues, qui, cependant, se sont regroupées à nouveau selon les climats de l'ère glaciaire.

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Si nous divisons les algues en groupes séparés, nous obtenons l'image suivante :
1. Les algues cyan ou bleu-vert, autrement dit les algues fusil de chasse (Schizophyceae ou Cyanophyceae), sont les plus proches des bactéries dans la structure cellulaire et de nombreuses autres caractéristiques. Ils vivent dans des réservoirs riches en matière organique, ainsi que dans des réservoirs riches en sels minéraux, dans des sources chaudes, dans des sols humides, sur des rochers ombragés, etc.; ils comprennent également certaines espèces qui forent le calcaire.
Dans le rapport de Hirmer, les algues cyaniques sont données : à partir des couches algoniennes 6, établies conditionnellement ; du Cambrien 2, de l'Ordovicien 6, du Silurien 2, du Dévonien 2, du Carbonifère 5, du Permien 1, du Trias 2, du Jurassique 4, du Crétacé 1, de l'Éocène 1 et du Miocène 3, un total de 35. du Dévonien comme le cyanure fossile, Nematorites oscillatoriiformis ; s'il avait raison de le classer comme un cyanure, ce serait un cyanure du type le plus élevé, puisqu'il dit que c'est un filament avec des noyaux cellulaires dans les cellules et avec des organes reproducteurs spéciaux, des oogones et des anthéridies.
Les cyaniques traversent ainsi, comme les bactéries, toute l'évolution, conservant jusqu'à nos jours un type primitif de structure et un mode de vie primitif ; ce qui est nouveau chez eux, c'est l'adaptation de genres et d'espèces individuels à des conditions particulières d'existence et diverses adaptations protectrices. Dans leur développement ultérieur, elles appartiennent à la classe des algues violettes (Rhodophyceae).
2. Diatomées, sinon silice ou bacilles (Diatomeae ou Bacillariophyta), algues unicellulaires ou faiblement associées dans une colonie. Les couches internes de la membrane cellulaire sont composées de substances de pectine. A l'extérieur, il est recouvert d'une coque constituée de silice. La présence d'une coquille dans les diatomées assure la bonne conservation de leurs restes. En effet, des gisements de diatomées fossiles sont connus dans de nombreux pays et sont exploités, entre autres, comme matériau de construction. Cependant, Pia soutient que les diatomées n'apparaissent pour la première fois qu'à partir du Jurassique inférieur (Leias). Néanmoins, l'affirmation de Gruss, qui n'a encore été réfutée par personne, existe qu'il a trouvé les premières diatomées paléozoïques fiables (Bacillites, Discoïtes, Nitschiopsidea, etc.) dans le Dévonien de Bear Island. À l'heure actuelle, les diatomées sont largement distribuées dans les eaux douces et marines, et parfois des diatomées vivant sur la terre humide sont également trouvées. Dans les mers, ils précipitent même parfois des limons spéciaux à diatomées.
Les diatomées descendent d'organismes flagellés de couleur jaune qui peuvent déposer de petites quantités de silice dans leur coquille. La série de développement des diatomées est vraisemblablement la suivante. Chrysomonas, organismes flagellés unicellulaires à chromatophores jaune-brun, dont les péridines (Peridineae ou Dinoflagellatae), se développant en masse dans le plancton des mers, et parfois dans les eaux douces (cela inclut le calao ou Ceratium), de péridinea plus rare silicoflagellés, et de ces dernières diatomées .
Les diatomées ont en quelque sorte épuisé tout ce qui les caractérisait au début de leur histoire (plasticité pour diverses formes cellulaires, sculpture ou dessin de la coquille et adaptation à un mode de vie flottant ou au mode de vie d'un organisme attaché sous l'eau à des rochers ou à d'autres objets solides, ils ne passent pas dans le type le plus élevé, étant pour ainsi dire achevés dans leur développement côte à côte.
3. Algues vertes, ou Chlorophyceae - le principal groupe très plastique, qui est divisé en 5 classes: protococcal, ulotrichovys ou conferva (fils verts), siphon-cladium, siphon et chars, ou rayons. Ils proviennent d'organismes flagellaires verts, et entre ces deux groupes, il existe des formes de transition directe, comme les pyramidomonas et les chlamydomonas, organismes unicellulaires mobiles de nos eaux. Parmi les verts, en particulier parmi les dasycladia et les siphons, de nombreux organismes déposent du calcium dans leurs coquilles et sont donc parfaitement conservés dans les sédiments marins et d'eau douce. Auparavant, le paléontologue français Saporta a cité un certain nombre de fossiles de la période silurienne comme les restes d'algues vertes siphon de grande taille qui habitaient les mers et jouaient un rôle exceptionnel dans l'accumulation de matière organique à cette époque. Cependant, ses bilobites, éophytons, etc., n'ont pas été reconnus par les paléontologues ultérieurs comme des restes de plantes, et à la place, de nombreuses espèces de Dasycladiens ont été découvertes avec une structure très complexe de chambres séparées, particulièrement nombreuses pendant la période Trias-Jurassique-Crétacé. Et à l'heure actuelle, les algues vertes siphon et dasycladienne étonnent par leurs formes originales. Ils vivent dans les eaux chaudes des mers du sud, dans leur bande côtière, à peine recouverte d'eau à marée basse, sur des sols sableux, limoneux ou rocheux, notamment sur des bas-fonds coralliens. On en trouve surtout beaucoup dans la mer des Caraïbes d'Amérique et à proximité des îles de l'archipel malais.
La structure de ces algues est remarquable en ce que leurs noyaux cellulaires ne provoquent pas, comme chez les autres végétaux, la formation de membranes cellulaires ; la fibre s'y dépose en partie sous la forme d'une couverture en forme de sac commune à tout l'organisme, en partie (par exemple, dans divers types de caulerpa - le genre Caulerpa) sous la forme de processus, comme des poutres, à l'intérieur; le protoplasme rampe le long de ces processus en fonction de la force de l'illumination, descendant maintenant, loin d'une trop forte lumière solaire, puis remontant. Chez les dasycladiens, les cloisons internes divisent les organismes en chambres séparées, mais chaque chambre possède de nombreux noyaux cellulaires. Les algues chara ont la même structure de chambres, dont les fruits durs se rencontrent à partir du Dévonien, et les rameaux à fruits sont connus pour les dépôts tertiaires.
4. L'algue brune Phaeophyceae, la plus grande de toutes, à la coloration complexe, dans laquelle, en plus de la chlorophylle et du carotène, caractéristiques de toutes les plantes autotrophes, participe également le pigment jaune-brun phycoféine, ce qui améliore leur capacité d'assimilation. Les algues brunes forment désormais des forêts sous-marines entières près des côtes rocheuses des pays modérément froids. La présence de vestiges d'algues brunes dans les sédiments des périodes Jurassique, Crétacé et Tertiaire est généralement reconnue. Ces algues ne présentent pas de dépôts de calcium ou de silicium et ont donc peu de chance de bonne conservation paléontologique. Par conséquent, on pense généralement qu'à l'époque paléozoïque, elles étaient représentées par des formes très développées, tandis que leur isolement dans une branche indépendante caractéristique d'un monde d'algues aussi hétérogène s'est produit encore plus tôt.
Et ces derniers temps, une autorité en paléontologie végétale telle que Pia confirme la grande importance des algues brunes au Dévonien, et Gruss a décrit le Nematophora fascigera brun du Dévonien. En tout cas, au début de la période tertiaire, ils étaient déjà complètement formés. Les découvertes éocènes de Sargasses ( Sargassum globiferum Steinberg ) et de Cystoseira ( Cystoseira filiformis Stern et C. helvetica Heer ) indiquent clairement que la diversité des algues brunes éocènes n'était pas inférieure à la moderne. Si des catastrophes majeures se sont produites dans les océans liées au naufrage des régions dites abyssales et à d'autres changements géologiques, néanmoins, une partie de l'océan a toujours conservé les conditions nécessaires à la vie des algues, et celles-ci ont pu se développer en continu du Dévonien à nos jours. temps.
5. Crimson, ou algue rouge (Rhodophyceae) avec un ensemble de pigments, dans lequel, en plus de la chlorophylle et du carotène, le pigment fluorescent rouge phycoérythrine participe également, grâce auquel ils sont capables de s'assimiler dans des conditions de très faible luminosité et peuvent vivre dans parties plus profondes de la mer, s'enfonçant jusqu'aux limites de pénétration solaire. Ce groupe, relié par sa structure cellulaire aux plus hauts représentants des algues cyaniques, se distingue par une extraordinaire variété de formes externes et de cycle de développement. Les plus anciens d'entre eux vivaient déjà dans les mers de l'Ordovicien (Delesserites salicifolia Ruedemann). Parmi les écarlates, une remarquable famille de corallines se distingue, dans laquelle les coquilles de leurs cellules généralement petites sont imprégnées de carbonate de calcium, ce qui leur donne une ressemblance extérieure avec les coraux. Ils sont répandus dans les mers modernes et forment par endroits de vastes récifs nullipores, semblables aux récifs coralliens, mais dépourvus des trous caractéristiques de ces derniers, dans lesquels les polypes hydroïdes qui les construisent vivent dans les coraux. Des nullpores similaires sont également connus à l'état fossile, à partir des couches ordoviciennes et siluriennes, et étaient très courants dans les mers de la période crétacée.
Les algues rouges ne donnent aucune transition vers les groupes de plantes supérieures. Des transitions similaires ne sont observées que chez les algues vertes, et en particulier chez les algues brunes.

Le concept « d'algue » est scientifiquement vague. Le mot "algues" signifie littéralement seulement qu'il s'agit de plantes qui vivent dans l'eau, cependant, toutes les plantes des plans d'eau ne peuvent pas être scientifiquement appelées algues, des plantes telles que les roseaux, les roseaux, les quenouilles, les nénuphars, les capsules d'œufs, les petites plaques vertes de lentilles d'eau et etc., sont des plantes à graines (ou à fleurs). Le terme scientifique « algues » ne s'applique pas à ces plantes, on les appelle plantes aquatiques.

Le concept "d'algues" n'est pas systématique, mais biologique. Algues ( Algues) est un groupe combiné d'organismes dont la partie principale, selon les concepts modernes, est incluse dans le règne végétal ( plantae), dans lequel elle compose deux sous-règnes : algues violettes ou rouges - Rhodobionte et de vraies algues Phycobionte(le troisième sous-règne du règne végétal comprend les plantes supérieures (embryonnaires ou feuillues) - Embryobionte). Le reste des organismes classés comme algues ne sont plus considérés comme des plantes : les algues bleues et prochlorophytes sont souvent considérées comme un groupe indépendant ou classées comme bactéries, et les algues euglènes sont parfois classées comme un sous-royaume des animaux - le plus simple. Différents groupes d'algues sont apparus à des moments différents et, apparemment, à partir d'ancêtres différents, mais à la suite de l'évolution dans des habitats similaires, ils ont acquis de nombreuses caractéristiques similaires.

Les organismes regroupés sous forme d'algues ont un certain nombre de caractéristiques communes. En termes morphologiques, pour les algues, la caractéristique la plus significative est l'absence d'organes multicellulaires - racines, feuilles, tiges, typiques des plantes supérieures. Un tel corps d'algues qui n'est pas divisé en organes s'appelle un thalle ou thalle. .

Les algues ont une structure anatomique plus simple (par rapport aux plantes supérieures) - il n'y a pas de système conducteur (vasculaire), par conséquent, les algues classées comme plantes sont des plantes avasculaires. Les algues ne forment jamais de fleurs et de graines, mais se reproduisent végétativement ou par des spores.

Les cellules d'algues contiennent de la chlorophylle, grâce à laquelle elles sont capables d'assimiler le gaz carbonique de la lumière (c'est-à-dire de se nourrir par photosynthèse), elles sont principalement des habitants du milieu aquatique, mais beaucoup se sont adaptées à la vie dans le sol et à sa surface, sur rochers, sur des troncs d'arbres et dans d'autres biotopes.

Les organismes classés comme algues sont extrêmement hétérogènes. Les algues appartiennent à la fois aux procaryotes (organismes prénucléaires) et aux eucaryotes (vrais organismes nucléaires). Le corps des algues peut être des quatre degrés de complexité, généralement connus pour les organismes : unicellulaires, coloniaux, multicellulaires et non cellulaires, leurs tailles varient dans une très large gamme : les plus petites sont à la mesure des cellules bactériennes (ne pas dépasser 1 micron de diamètre), et les plus grandes algues brunes marines atteignent 30 à 45 m de long.

Les algues sont divisées en un grand nombre de départements et de classes et leur division en groupes systématiques (taxons) est effectuée en fonction de caractéristiques biochimiques (ensemble de pigments, composition de la membrane cellulaire, type de substances de réserve), ainsi que selon le structure submicroscopique. Cependant, la taxonomie moderne des algues se caractérise par une grande variété de systèmes. Même aux niveaux taxonomiques les plus élevés (superroyaumes, sous-royaumes, divisions et classes), les taxonomistes ne parviennent pas à un consensus.

Selon l'un des systèmes modernes, les algues sont divisées en 12 divisions: bleu-vert, prochlorophyte, rouge, doré, diatomées, cryptophytes, dinophytes, brun, jaune-vert, euglène, vert, omble chevalier. Au total, environ 30 000 espèces d'algues sont connues.

La science des algues est appelée algologie ou phycologie, elle est considérée comme une branche indépendante de la botanique. Les algues sont des objets permettant de résoudre des problèmes liés à d'autres sciences (biochimie, biophysique, génétique, etc.) Les données algologiques sont prises en compte lors de l'élaboration de problèmes biologiques généraux et de tâches économiques. Le développement de l'algologie appliquée va dans trois directions principales : 1) l'utilisation des algues en médecine et dans divers domaines de l'économie ; 2) pour résoudre les problèmes environnementaux ; 3) accumulation de données sur les algues pour résoudre les problèmes d'autres industries.

La structure des algues.

La principale unité structurelle du corps des algues, représentée par des formes unicellulaires et multicellulaires, est une cellule. Il existe différents types de cellules d'algues, elles sont divisées selon leur forme (sphérique, cylindrique, etc.), leurs fonctions (sexuelles, végétatives, capables et incapables de photosynthèse, etc.), leur emplacement, etc. Mais la classification est considérée comme la les plus fondamentales de nos jours, les cellules selon les caractéristiques de leur structure fine, détectées au microscope électronique. De ce point de vue, on distingue les cellules contenant des noyaux typiques (c'est-à-dire des noyaux entourés de membranes nucléaires, membranes) et les cellules qui n'ont pas de noyaux typiques. Le premier cas concerne la structure eucaryote de la cellule, le second concerne la structure procaryote . La structure procaryote de la cellule contient des algues bleu-vert et prochlorophytes, eucaryotes - représentants de toutes les autres divisions d'algues.

Le corps végétatif des algues (thalle) se distingue par sa diversité morphologique ; les algues peuvent être unicellulaires, coloniales, multicellulaires et non cellulaires. Leurs tailles au sein de chacune de ces formes varient considérablement - de microscopique à très grande.

La particularité des formes unicellulaires d'algues est déterminée par le fait que leur corps est constitué d'une seule cellule. Par conséquent, les caractéristiques cellulaires et organiques sont combinées dans sa structure et sa physiologie. Il s'agit d'un système autonome capable de croître et de se reproduire, une petite algue unicellulaire non visible à l'œil nu, qui est une sorte d'usine qui extrait des matières premières (en absorbant des solutions de sels minéraux et de dioxyde de carbone de l'environnement) , traite et produit des composés aussi précieux que les protéines, les glucides et les graisses. De plus, les produits importants de son activité vitale sont l'oxygène et le dioxyde de carbone et, par conséquent, il participe activement au cycle des substances dans la nature. Les algues unicellulaires forment parfois des amas temporaires ou permanents (colonies).

Les formes multicellulaires sont apparues après que la cellule eut parcouru un long et complexe chemin de développement en tant qu'organisme indépendant. La transition d'un état unicellulaire à un état multicellulaire s'est accompagnée d'une perte d'individualité et de changements associés dans la structure et les fonctions de la cellule. Des relations qualitativement différentes se développent à l'intérieur des thalles d'algues multicellulaires qu'entre les cellules d'algues unicellulaires. Avec l'émergence de la multicellularité, la différenciation et la spécialisation des cellules du thalle sont apparues. D'un point de vue évolutif, cela doit être considéré comme le premier pas vers la formation des tissus et des organes.

Les algues siphons constituent un groupe unique : leurs thalles ne sont pas divisés en cellules, mais elles ont aussi des stades unicellulaires dans leur cycle de développement.

La couleur des algues est diverse (verte, rose, rouge, orange, presque noire, violette, bleue, etc.), du fait que certaines algues ne contiennent que de la chlorophylle, tandis que d'autres contiennent un certain nombre de pigments qui les colorent de différentes couleurs .

Les algues (plus précisément, les algues bleu-vert ou cyanobactéries) ont été les premiers organismes sur Terre qui, au cours de l'évolution, ont eu la capacité de photosynthèse, le processus de formation de substances organiques sous l'influence de la lumière. La photosynthèse utilise le dioxyde de carbone (CO 2 ) comme source de carbone, l'eau (H 2 O) comme source d'hydrogène et l'oxygène libre est ainsi libéré.

Type d'alimentation à l'aide de la photosynthèse, dans laquelle le corps, utilisant l'énergie de la photosynthèse, synthétise toutes les substances organiques nécessaires à partir de substances inorganiques, est devenu l'un des principaux moyens de nourrir les algues et autres plantes vertes. Cependant, de nombreuses algues peuvent, sous certaines conditions, passer assez facilement du mode de nutrition photosynthétique à l'assimilation de divers composés organiques, alors que l'organisme utilise des substances organiques toutes faites pour se nourrir, ou combine ce mode de nutrition avec la photosynthèse.

En plus d'utiliser des composés organiques comme source de carbone, les algues peuvent passer de l'assimilation de l'azote des nitrates inorganiques à l'assimilation de l'azote des composés organiques, certaines algues bleu-vert peuvent se passer complètement des formes liées d'azote et fixer l'azote libre de l'atmosphère sous forme d'azote. -organismes fixateurs.

La variété des modes d'alimentation des algues leur permet d'avoir de larges aires de répartition et d'occuper diverses niches écologiques.

La reproduction de leur propre espèce dans les algues se fait par reproduction végétative, asexuée et sexuée.

Origine des algues.

La question de l'origine et de l'évolution des algues est très complexe du fait de la diversité de ces plantes, notamment de leur structure submicroscopique et de leurs caractéristiques biochimiques, de plus, la plupart des algues à l'état fossile ne se sont pas conservées et il n'y a pas de liens entre les plantes modernes divisions végétales sous forme d'organismes de structure intermédiaire.

Le moyen le plus simple de résoudre le problème est l'origine des algues procaryotes (prénucléaires) - bleu-vert, qui ont de nombreuses caractéristiques communes avec les bactéries photosynthétiques. Très probablement, les algues bleues proviennent d'organismes proches des bactéries violettes et contenant de la chlorophylle ().

Il n'y a pas de point de vue unique sur l'origine des algues eucaryotes (nucléaires). Il existe deux groupes de théories, d'origine symbiotique ou non symbiotique, mais il y a des objections à chacune de ces théories.

Selon la théorie de la symbiogenèse, les chloroplastes et les mitochondries des cellules d'organismes eucaryotes étaient autrefois des organismes indépendants : les chloroplastes étaient des algues procaryotes, les mitochondries étaient des bactéries aérobies (). À la suite de la capture de bactéries aérobies et d'algues procaryotes par des organismes eucaryotes amiboïdes, les ancêtres des groupes modernes d'algues eucaryotes sont apparus. Certains chercheurs attribuent également une origine symbiotique aux chromosomes et aux flagelles.

Selon la théorie de l'origine non symbiotique, les algues eucaryotes sont issues d'un ancêtre commun aux algues bleu-vert, ayant de la chlorophylle et une photosynthèse avec dégagement d'oxygène, dans ce cas, les procaryotes photosynthétiques modernes (algues bleu-vert) sont un latéral, mort- branche terminale de l'évolution des plantes.

Les principaux facteurs influençant le développement des algues.

Les principaux facteurs influençant le développement des algues sont la lumière, la température, la présence d'eau, les sources de carbone, les substances minérales et organiques. Les algues sont répandues dans le monde entier, trouvées dans l'eau, dans et sur le sol, sur l'écorce des arbres, sur les murs des bâtiments en bois et en pierre, et même dans des endroits inhospitaliers tels que les déserts et les glaciers.

Les facteurs influençant le développement des algues sont divisés en abiotiques, non associés à l'activité des organismes vivants, et biotiques, en raison de cette activité. De nombreux facteurs, notamment abiotiques, sont limitants ; ils sont capables de limiter le développement des algues. La vie de tous les organismes, y compris les algues, dépend du contenu des substances nécessaires dans l'environnement, de la valeur des facteurs physiques, ainsi que de la gamme de résistance des organismes eux-mêmes aux changements des conditions environnementales. Le niveau auquel un facteur particulier peut agir comme un facteur limitant est différent pour différents types d'algues. Dans les écosystèmes aquatiques, les facteurs limitants incluent la température, la transparence, la présence d'un courant, la concentration d'oxygène, de dioxyde de carbone, de sels et de nutriments. Dans les habitats terrestres, les principaux facteurs limitants sont climatiques : température, humidité, lumière, etc., ainsi que la composition et la structure du substrat. Ces deux groupes de facteurs, ainsi que les interactions entre les populations, déterminent la nature des communautés et des écosystèmes terrestres.

Pour la plupart des algues, l'eau est un habitat permanent, mais bon nombre de leurs espèces peuvent vivre hors de l'eau. Parmi les plantes terrestres, selon leur résistance à la dessiccation, on distingue les plantes poïkilohydriques, qui ne sont pas capables de maintenir une teneur en eau constante dans les tissus, et les plantes homohydriques, qui sont capables de maintenir une hydratation tissulaire constante. Chez les algues poïkilohydriques (bleu-vert et certaines algues vertes), les cellules rétrécissent au séchage sans modification irréversible de l'ultrastructure et, par conséquent, ne perdent pas leur viabilité ; lorsqu'elles sont humidifiées, leur métabolisme normal est restauré. L'humidité minimale à laquelle l'activité normale de ces plantes est possible est différente. Les cellules d'algues homohydriques meurent pendant le séchage, de sorte que ces plantes vivent généralement avec une humidité constamment excessive. Les algues homohydriques comprennent, par exemple, certains types d'algues vertes et jaune-vert.

La salinité et la composition minérale de l'eau sont les facteurs limitants les plus importants affectant la distribution des algues.

Les algues vivent dans des masses d'eau de salinité très différente : des masses d'eau douce, dont la salinité ne dépasse généralement pas 0,5 g/l, aux masses d'eau extrêmement salines (hyperhalines), dont la concentration en sel varie de 40 à 347 g/l . Malgré le fait qu'en général les algues se caractérisent par une telle amplitude de tolérance au sel, des espèces spécifiques sont pour la plupart sténohaline, c'est à dire. ne peut vivre qu'à une certaine valeur de salinité. euryhaline il y a relativement peu d'espèces d'algues qui peuvent exister à différentes salinités.

L'acidité de l'eau est également un facteur limitant. La résistance des différents taxons d'algues aux changements d'acidité (pH) est aussi différente qu'aux changements de salinité. Certaines espèces d'algues ne vivent que dans des eaux alcalines, à pH élevé, d'autres vivent dans des eaux acides, à pH bas.

La présence dans l'environnement de macro et microéléments, constituants essentiels de l'organisme des algues, est d'une importance décisive pour l'intensité de leur développement.

Les éléments et leurs composés liés aux macronutriments sont requis par les organismes en quantités relativement importantes. L'azote et le phosphore sont les plus importants, le potassium, le calcium, le soufre et le magnésium sont presque également nécessaires.

Les oligo-éléments sont nécessaires aux plantes en quantités extrêmement faibles, mais ils sont d'une grande importance pour leur vie, car ils font partie de nombreuses enzymes vitales. Les oligo-éléments agissent souvent comme des facteurs limitants. Ceux-ci comprennent 10 éléments : le fer, le manganèse, le zinc, le cuivre, le bore, le silicium, le molybdène, le chlore, le vanadium et le cobalt.

Les algues de différents départements ont des besoins différents en macro et microéléments. Par exemple, le développement normal des diatomées nécessite une quantité assez importante de silicium, qui sert à construire leur coquille. Avec un manque de silicium, les coquilles des diatomées deviennent plus fines.

Dans presque tous les écosystèmes d'eau douce et marins, le facteur limitant est la concentration de nitrates et de phosphates dans l'eau. Dans les masses d'eau douce à faible teneur en carbonates, les concentrations en sels de calcium et quelques autres peuvent être considérées comme des facteurs limitants.

La lumière est nécessaire aux algues comme source d'énergie pour les réactions photochimiques et comme régulateur du développement. Son excès, comme sa carence, peut entraîner de graves perturbations dans le développement des algues. Par conséquent, la lumière est également un facteur limitant pour trop ou trop peu d'éclairage.

La distribution des algues dans la colonne d'eau est largement déterminée par la présence de lumière nécessaire à la photosynthèse normale. La couche d'eau au-dessus de la limite de l'habitat des organismes photoautotrophes est appelée zone euphotique. Dans la mer, la limite de la zone euphotique est généralement située à une profondeur de 60 m, descendant parfois à une profondeur de 120 m, et dans les eaux océaniques claires à environ 140 m. Dans les eaux lacustres, beaucoup moins transparentes, la limite de cette zone s'étend généralement à une profondeur de 10 à 15 m et dans les lacs glaciaires et karstiques les plus transparents - à une profondeur de 20 à 30 m.

Les valeurs d'éclairage optimales pour différents types d'algues varient considérablement. En ce qui concerne la lumière, on distingue les algues héliophiles et héliophobes. héliophile Les algues (qui aiment la lumière) ont besoin d'une quantité importante de lumière pour une vie normale. Celles-ci comprennent la majorité des algues bleu-vert et une quantité importante d'algues vertes, qui se développent abondamment en été dans les couches d'eau superficielles. héliophobe(en évitant la lumière vive) les algues sont adaptées aux conditions de faible luminosité. Par exemple, la plupart des diatomées évitent la couche d'eau de surface très éclairée et se développent intensément dans les eaux peu transparentes des lacs à une profondeur de 2-3 m et dans les eaux claires des mers - à une profondeur de 10-15 m .

Dans les algues de différentes divisions, en fonction de la composition de pigments spéciaux sensibles à la lumière, l'activité maximale de la photosynthèse est observée à différentes longueurs d'onde de la lumière. Dans des conditions terrestres, les caractéristiques de fréquence de la lumière sont assez constantes, de sorte que l'intensité de la photosynthèse est également constante. En traversant l'eau, la lumière des régions rouges et bleues du spectre est absorbée et la lumière verdâtre, mal perçue par la chlorophylle, pénètre jusqu'en profondeur. Par conséquent, ce sont principalement des algues rouges et brunes qui y survivent, qui possèdent des pigments photosynthétiques supplémentaires pouvant utiliser l'énergie de la lumière verte. Cela explique l'énorme influence de la lumière sur la répartition verticale des algues dans les mers et les océans: dans les couches proches de la surface, en règle générale, les algues vertes prédominent, plus profondes - brunes et dans les zones les plus profondes - rouges. Cependant, ce modèle n'est pas absolu. De nombreuses algues sont capables d'exister dans des conditions d'éclairement extrêmement faible, ce qui ne les caractérise pas, et parfois même dans l'obscurité totale. En même temps, ils peuvent subir certains changements dans la composition des pigments ou dans leur façon de manger. Ainsi, les représentants de nombreuses divisions d'algues sont capables, en l'absence de lumière et d'un excès de substances organiques, de passer à la nutrition avec des composés organiques de cadavres ou d'excréments d'animaux.

Pour les algues vivant dans les biotopes aquatiques, le mouvement de l'eau joue un rôle énorme. Le mouvement des masses d'eau assure l'afflux de nutriments et l'élimination des déchets d'algues. Dans tous les réservoirs continentaux et marins, il y a un mouvement relatif des masses d'eau, par conséquent, presque toutes les algues dans les réservoirs sont des habitants des eaux courantes. Seules exceptions, les algues qui se développent dans des conditions particulièrement extrêmes (vides de rochers, glace plus épaisse, etc.).

Les algues se caractérisent par de très larges plages de stabilité de température. Certaines de leurs espèces sont capables d'exister à la fois dans des sources chaudes, dont la température est proche du point d'ébullition de l'eau, et à la surface de la glace et de la neige, où les températures fluctuent autour de 0°C.

En ce qui concerne la température, parmi les algues, il y a: espèces eurythermes, qui existent dans une large gamme de température (par exemple, les algues vertes de l'ordre des Oedogoniales, dont les filaments stériles peuvent être trouvés en eau peu profonde du début du printemps à la fin de l'automne), et sténothermique adapté à des zones de température très étroites, parfois extrêmes. Les sténotermes incluent, par exemple, cryophile algues (froides) qui ne poussent qu'à des températures proches de 0°C et thermophile(thermophile) algues qui ne peuvent pas survivre à des températures inférieures à 30°C.

La température détermine la répartition géographique des algues qui se développent dans le milieu aquatique. De manière générale, à l'exception des espèces eurythermales largement répandues, une zonalité géographique est observée dans la répartition des algues : des taxons spécifiques d'algues planctoniques et benthiques marines sont confinés à certaines zones géographiques. Ainsi, les grandes algues brunes (Macrocystis) dominent dans les mers du nord. Au fur et à mesure que nous nous dirigeons vers le sud, les algues rouges commencent à jouer un rôle de plus en plus important, tandis que les algues brunes s'estompent à l'arrière-plan. Dans le phytoplancton des eaux tropicales, les dinophytes et les algues dorées sont extrêmement richement représentées. Dans les mers du nord, le phytoplancton est dominé par les diatomées. La température affecte également la distribution verticale des algues planctoniques et benthiques. Ici, il agit principalement de manière indirecte, accélérant ou ralentissant les taux de croissance des espèces individuelles, ce qui conduit à leur déplacement par d'autres espèces qui poussent plus intensément dans un régime de température donné.

Les algues, faisant partie des écosystèmes, sont reliées à leurs autres composants par de multiples liens. Les impacts directs et indirects subis par les algues, causés par l'activité vitale d'autres organismes, sont appelés facteurs biotiques.

Dans la plupart des cas, les algues agissent comme des producteurs de matière organique dans l'écosystème. Par conséquent, le facteur le plus important limitant le développement des algues dans un écosystème particulier est la présence d'animaux qui existent en mangeant des algues.

Différents types d'algues sont capables de s'influencer en libérant des produits chimiques dans l'environnement extérieur (cette interaction des plantes est appelée allélopathie). C'est parfois un obstacle à leur coexistence.

Certaines espèces d'algues peuvent se faire concurrence pour les habitats.

L'homme a un impact important sur les écosystèmes naturels, ce qui rend le facteur anthropique très important pour le développement des algues. En aménageant des canaux et en construisant des réservoirs, l'homme crée de nouveaux habitats pour les organismes aquatiques, souvent fondamentalement différents des réservoirs d'une région donnée en termes de régime hydrologique et thermique. Les rejets d'eaux usées conduisent souvent à l'appauvrissement de la composition des espèces et à la mort des algues ou au développement massif d'espèces individuelles. Le premier se produit lors du rejet d'eaux toxiques, le second se produit lorsque le réservoir s'enrichit en substances biogènes (composés azotés et phosphorés notamment). Le rejet immodéré de substances biogènes dans un réservoir peut entraîner son eutrophisation, ce qui entraîne le développement rapide d'algues ("water bloom"), un manque d'oxygène et la mort de poissons et d'autres animaux aquatiques. Les algues, en particulier les algues aérophytes et du sol, peuvent également être affectées par les émissions atmosphériques de déchets industriels toxiques. Bien souvent les conséquences de l'intervention humaine dans la vie des écosystèmes sont irréversibles.

Groupes écologiques d'algues.

Les algues sont réparties sur l'ensemble du globe et se retrouvent dans divers biotopes aquatiques, terrestres et du sol. Divers groupes environnementaux ces organismes : 1) algues planctoniques ; 2) algues neuston; 3) algues benthiques ; 4) algues terrestres ; 5) algues du sol ; 6) algues de sources chaudes ; 7) algues de neige et de glace; 8) algues des masses d'eau salée; 9) les algues qui existent dans le substrat calcaire.

Algues des habitats aquatiques.

Algues planctoniques.

Le plancton est un ensemble d'organismes qui habitent la colonne d'eau des réservoirs continentaux et marins et ne sont pas capables de résister au transfert par les courants (c'est-à-dire comme s'ils flottaient dans l'eau). La composition du plancton comprend le phyto-, le bactério- et le zooplancton.

Le phytoplancton est une collection de petites plantes, pour la plupart microscopiques, qui flottent librement dans la colonne d'eau, dont la majeure partie sont des algues. Le phytoplancton n'habite que la zone euphotique des masses d'eau (la couche superficielle de l'eau suffisamment éclairée pour la photosynthèse).

Les algues planctoniques vivent dans une grande variété de plans d'eau - d'une petite flaque d'eau à l'océan. Ils ne sont absents que dans les réservoirs à régime fortement anormal, y compris les réservoirs thermiques (à une température de l'eau supérieure à +80 ° C et marins (contaminés par du sulfure d'hydrogène), dans les eaux glaciaires pures ne contenant pas de nutriments minéraux, ainsi que dans les grottes la biomasse du phytoplancton est faible par rapport à la biomasse du zooplancton (respectivement 1,5 et plus de 20 milliards de tonnes), mais en raison de sa reproduction rapide, sa production dans l'océan mondial est d'environ 550 milliards de tonnes par an, soit près de 10 fois plus que la production totale de toute la population animale océanique.

Le phytoplancton est le principal producteur de matière organique dans les masses d'eau, à cause duquel existent des animaux aquatiques hétérotrophes et certaines bactéries. Le phytoplancton est le point de départ de la plupart des chaînes alimentaires dans un plan d'eau : ils se nourrissent de petits animaux planctoniques qui se nourrissent de plus gros. Par conséquent, dans les zones de plus grand développement du phytoplancton, le zooplancton et le necton sont abondants.

La composition et l'écologie des représentants individuels du phytoplancton algal dans différents plans d'eau sont extrêmement diverses. Le nombre total d'espèces de phytoplancton dans toutes les masses d'eau marines et intérieures atteint 3000.

L'abondance et la composition spécifique du phytoplancton dépendent de l'ensemble des facteurs évoqués ci-dessus. À cet égard, la composition spécifique des algues planctoniques dans différents plans d'eau (et même dans le même plan d'eau, mais à des moments différents de l'année) n'est pas la même. Cela dépend du régime physique et chimique dans le réservoir. À chaque saison de l'année, l'un des groupes d'algues (diatomées, bleu-vert, dorées, euglènes, vertes et quelques autres) se développe de manière prédominante, et souvent une seule espèce de l'un ou l'autre groupe domine. Ceci est particulièrement prononcé dans les réservoirs d'eau douce.

Dans les masses d'eau intérieures, il existe une plus grande variété de conditions écologiques par rapport aux masses d'eau marines, ce qui détermine également une plus grande diversité de composition d'espèces et de complexes écologiques de phytoplancton d'eau douce par rapport aux eaux marines. L'une des caractéristiques essentielles du phytoplancton d'eau douce est l'abondance d'algues temporairement planctoniques. Un certain nombre d'espèces, qui sont considérées comme typiquement planctoniques, dans les étangs et les lacs ont une phase de fond ou de périphyton (attachement à tout objet) dans leur développement.

Le phytoplancton marin se compose principalement de diatomées et de dinophytes. Bien que le milieu marin soit relativement homogène sur de vastes étendues, il n'y a pas d'uniformité dans la distribution du phytoplancton marin. Les différences dans la composition et l'abondance des espèces s'expriment souvent même dans des zones relativement petites d'eaux marines, mais elles se reflètent particulièrement clairement dans la zonalité géographique à grande échelle de la distribution. Ici se manifeste l'action des principaux facteurs environnementaux: salinité de l'eau, température, éclairage et teneur en nutriments.

Les algues planctoniques ont généralement des adaptations particulières pour vivre dans la colonne d'eau en suspension. Chez certaines espèces, il s'agit de diverses excroissances et appendices du corps - épines, soies, processus de corne, membranes, parachutes; d'autres forment des colonies creuses ou plates et sécrètent abondamment du mucus; d'autres encore accumulent dans leur corps des substances dont la densité est inférieure à la densité de l'eau (gouttes de graisse chez les diatomées et certaines algues vertes, vacuoles gazeuses chez les algues bleues). Ces formations sont beaucoup plus développées dans les phytoplancteurs marins que dans ceux d'eau douce. Une autre de ces adaptations est la petite taille du corps des algues planctoniques.

Algue de Neuston.

L'ensemble des organismes marins et d'eau douce qui vivent près du film d'eau de surface, s'y fixent ou se déplacent le long de celui-ci s'appelle un neuston. Les organismes de Neuston vivent à la fois dans les plans d'eau peu profonds (étangs, fosses remplies d'eau, petites baies de lacs) et dans les grands, y compris les mers. Dans certains cas, ils se développent en quantité telle qu'ils recouvrent l'eau d'un film continu.

La composition du neuston comprend des algues unicellulaires qui font partie de différents groupes systématiques (dorées, euglénoïdes, vertes, certains types de jaune-vert et diatomées). Certaines algues neuston ont des adaptations caractéristiques pour exister près de la surface de l'eau (par exemple, des parachutes visqueux ou écailleux qui les maintiennent sur le film de surface).

Algues benthiques.

Parmi les algues benthiques (de fond), on trouve des algues adaptées pour exister à l'état attaché ou non attaché au fond des plans d'eau et sur divers objets, organismes vivants et morts dans l'eau.

Les algues benthiques prédominantes des masses d'eau continentales sont les diatomées, algues multicellulaires (filamenteuses) vertes, bleu-vert et jaune-vert, fixées ou non au substrat.

Les principales algues benthiques des mers et des océans sont des formes de thalles attachés macroscopiques brunes et rouges, parfois vertes. Tous peuvent être envahis par de petites diatomées, bleu-vert et autres algues.

Parfois, les algues qui poussent sur des objets introduits dans l'eau par une personne (bateaux, radeaux, bouées) sont appelées périphyton. L'attribution de ce groupe est justifiée par le fait que ses organismes constitutifs (algues et animaux) vivent sur des objets mouvants ou profilés par l'eau. De plus, ces organismes sont éloignés du fond et se trouvent donc dans des conditions de régimes de lumière et de température différents, ainsi que d'autres conditions d'apport de nutriments.

La possibilité de croissance d'algues benthiques dans des habitats spécifiques est déterminée par des facteurs abiotiques et biotiques. Parmi ces dernières, la compétition avec d'autres algues et la présence d'animaux qui se nourrissent d'algues (oursins, gastéropodes, crustacés, poissons) jouent un rôle important. L'impact des facteurs biotiques conduit au fait que certains types d'algues ne poussent à aucune profondeur et dans aucun plan d'eau avec un régime lumineux et hydrochimique approprié.

Les facteurs abiotiques comprennent la lumière, la température, ainsi que la teneur en substances biogènes et biologiquement actives, en oxygène et en sources de carbone inorganique dans l'eau. Le taux d'entrée de ces substances dans le thalle est très important, il dépend de la concentration des substances et de la vitesse de déplacement de l'eau.

Les algues benthiques qui poussent dans les eaux en mouvement bénéficient d'avantages par rapport aux algues qui poussent dans les eaux stagnantes. Le même niveau de photosynthèse peut y être atteint avec moins d'éclairage, ce qui contribue à la croissance de thalles plus grands; le mouvement de l'eau empêche les particules de limon de se déposer sur les rochers et les pierres, ce qui interfère avec la fixation des ébauches d'algues, et élimine également les animaux mangeurs d'algues de la surface du sol. De plus, malgré le fait qu'avec un fort courant ou un fort ressac, les thalles d'algues soient endommagés ou détachés du sol, le mouvement de l'eau n'empêche toujours pas l'installation d'algues microscopiques et d'étapes microscopiques de grosses algues. Par conséquent, les endroits avec un mouvement d'eau intense (dans les mers ce sont des détroits avec des courants, des zones côtières de surf, dans les rivières - des pierres sur les rapides) se distinguent par le développement luxuriant d'algues benthiques.

L'influence du mouvement de l'eau sur le développement des algues benthiques est particulièrement perceptible dans les rivières, les ruisseaux et les ruisseaux de montagne. Dans ces réservoirs, un groupe d'organismes benthiques se distingue, préférant les endroits à courant constant. Dans les lacs où il n'y a pas de forts courants, le mouvement des vagues est d'une importance primordiale. Dans les mers, les vagues ont également un impact important sur la vie des algues benthiques, notamment sur leur répartition verticale.

Dans les mers du nord, la distribution et l'abondance des algues benthiques sont influencées par la glace. Les bancs d'algues peuvent être détruits (effacés) par le mouvement des glaciers. Par conséquent, par exemple, dans l'Arctique, les algues vivaces se trouvent plus facilement près de la côte parmi les rochers et les corniches rocheuses qui entravent le mouvement de la glace.

Le développement intensif des algues benthiques est également facilité par la teneur modérée en substances biogènes de l'eau. Dans les eaux douces, de telles conditions sont créées dans les étangs peu profonds, dans la zone côtière des lacs, dans les marigots des rivières, dans les mers - dans les baies peu profondes. Si, dans de tels endroits, il y a suffisamment d'éclairage, un sol solide et un faible mouvement de l'eau, des conditions optimales sont créées pour la vie du phytobenthos. En l'absence de mouvement de l'eau et de son enrichissement insuffisant en nutriments, les algues benthiques poussent mal.

Algues de sources chaudes.

Les algues qui peuvent supporter des températures élevées sont appelées thermophile. Dans la nature, ils s'installent dans les sources chaudes, les geysers et les lacs volcaniques. Souvent, ils vivent dans des eaux qui, en plus des températures élevées, se caractérisent par une teneur élevée en sels ou en substances organiques (eaux usées chaudes très polluées provenant d'usines, d'usines, de centrales électriques ou de centrales nucléaires).

Les températures limites auxquelles il a été possible de trouver des algues thermophiles, selon diverses sources, vont de 52 à 84 ° C. Au total, environ 200 espèces d'algues thermophiles ont été trouvées, mais il existe relativement peu d'espèces qui ne vivent qu'à des températures élevées. . La plupart d'entre eux sont capables de résister à des températures élevées, mais se développent plus abondamment à des températures ordinaires. Les habitants typiques des eaux chaudes sont bleu-vert, dans une moindre mesure - les diatomées et certaines algues vertes.

Algues de neige et de glace.

Les algues des neiges et des glaces constituent la grande majorité des organismes qui habitent les substrats gelés (cryobiotopes). Le nombre total d'espèces d'algues présentes dans les cryobiotopes atteint 350, mais les vrais cryophiles, capables de végéter uniquement à des températures proches de 0°C, sont beaucoup plus petits : un peu plus de 100 espèces. Ce sont des algues microscopiques, dont la grande majorité appartient aux algues vertes (environ 100 espèces) ; plusieurs espèces sont représentées par des algues bleu-vert, jaune-vert, dorées, pyrophytes et diatomées. Toutes ces espèces vivent dans les couches superficielles de neige ou de glace. Ils sont unis par la capacité de résister au gel sans perturber les structures cellulaires fines puis, une fois décongelés, de reprendre rapidement la végétation en utilisant un minimum de chaleur. Seuls quelques-uns d'entre eux ont des stades dormants, la plupart sont dépourvus de toute adaptation spéciale pour supporter les basses températures.

Se développant en masse, les algues sont capables de provoquer des "efflorescences" vertes, jaunes, bleues, rouges, brunes, brunes ou noires de neige et de glace.

Algues des masses d'eau salée.

Ces algues végètent à une concentration accrue de sels dans l'eau, atteignant 285 g/l dans les lacs à prédominance de sel de table et 347 g/l dans les lacs Glauber (soude). À mesure que la salinité augmente, le nombre d'espèces d'algues diminue, seules quelques-unes d'entre elles tolèrent une salinité très élevée. Dans les réservoirs extrêmement salins (hyperhalins), les algues vertes mobiles unicellulaires prédominent. Souvent, ils provoquent une "floraison" rouge ou verte de l'eau salée. Le fond des réservoirs hypersalins est parfois entièrement recouvert d'algues bleues. ils jouent un rôle important dans la vie des masses d'eau salée. La combinaison de la masse organique formée par les algues et d'une grande quantité de sels dissous dans l'eau provoque un certain nombre de processus biochimiques particuliers caractéristiques de ces réservoirs. Par exemple, la chloroglea sarcinoïde (Chlorogloea sarcinoides) du bleu-vert, qui se développe en grande quantité dans certains lacs salés, ainsi qu'un certain nombre d'autres algues à croissance massive, sont impliquées dans la formation de boue thérapeutique.

Algues des habitats hors de l'eau.

Algue aérophile.

Les algues aérophiles sont en contact direct avec l'air ambiant. Un habitat typique pour ces algues est la surface de divers substrats solides hors sol qui n'ont pas d'effet physique et chimique clairement prononcé sur les colons (roches, pierres, écorce d'arbre, etc.). Selon le degré d'humidité, ils sont divisés en deux groupes: algues aériennes vivre dans des conditions d'humidité atmosphérique uniquement et, par conséquent, subir un changement constant d'humidité et de séchage; Et algues eau-air, soumis à une irrigation constante avec de l'eau (pulvérisation d'une cascade, surf, etc.).

Les conditions d'existence des algues dans ces communautés sont très particulières et se caractérisent tout d'abord par des changements fréquents et brusques de température et d'humidité. Les algues aérophiles deviennent très chaudes pendant la journée, se refroidissent la nuit et gèlent en hiver. Les algues aériennes sont particulièrement sensibles aux changements des conditions d'humidité, car elles sont souvent obligées de passer d'un état d'humidité excessive (par exemple, après un orage) à un état d'humidité minimale (pendant les périodes sèches), lorsqu'elles se dessèchent suffisamment pour être réduit en poudre. Les algues eau-air vivent dans des conditions d'humidité relativement constante, mais elles subissent également des fluctuations importantes de ce facteur. Par exemple, les algues vivant sur les rochers irrigués par les embruns des cascades connaissent un déficit hydrique en été, lorsque le ruissellement est considérablement réduit.

Relativement peu d'espèces se sont adaptées à des conditions d'existence aussi défavorables (environ 300). Les algues aérophiles sont représentées par des algues microscopiques des divisions bleu-vert, vertes et, dans une bien moindre mesure, des diatomées et des algues rouges.

Avec le développement des algues aérophiles en masse, elles se présentent généralement sous la forme de dépôts poudreux ou muqueux, de masses feutrées, de pellicules ou de croûtes molles ou dures. Les croissances d'algues sont particulièrement abondantes à la surface des roches humides. Ils forment des films et des excroissances de différentes couleurs. En règle générale, les espèces équipées de muqueuses épaisses vivent ici. Selon l'intensité de la lumière, le mucus se colore plus ou moins intensément, ce qui détermine la couleur des excroissances. Elles peuvent être vert vif, dorées, brunes, ocres, violettes, brunes ou presque noires, selon les espèces qui les composent.

Ainsi, les communautés aérophiles d'algues sont très diverses et se présentent à la fois dans des conditions assez favorables et extrêmes. Leurs adaptations externes et internes à un tel mode de vie sont diverses et similaires à celles que l'on trouve chez les algues du sol, en particulier celles qui se développent à la surface du sol.

Algues édafophiles.

Le principal milieu de vie des algues édafophiles est le sol. Leurs habitats typiques sont la surface et l'épaisseur de la couche de sol, qui a un certain effet physique et chimique sur les algues. Selon la localisation des algues et leur mode de vie, trois groupes de communautés se distinguent au sein de ce type. Ce algues terrestres, se développant massivement à la surface du sol dans des conditions d'humidité atmosphérique; pays de l'eau algue, poussant massivement à la surface du sol, constamment saturé d'eau (ce groupe comprend également les algues des cavernes) et sol algue qui habitent la couche de sol. Les conditions typiques sont la vie parmi les particules de sol sous l'influence d'un environnement qui est très complexe en termes d'un ensemble de facteurs.

Le sol en tant que biotope est similaire aux habitats aquatiques et aériens: il contient de l'air et est saturé de vapeur d'eau, ce qui assure la respiration de l'air atmosphérique sans risque de dessèchement. Cependant, le sol est fondamentalement différent des biotopes ci-dessus dans son opacité. Ce facteur a une influence décisive sur le développement des algues. Le développement intensif des algues en tant qu'organismes phototrophes n'est possible que là où la lumière pénètre. Dans les sols vierges, il s'agit d'une couche superficielle de sol jusqu'à 1 cm d'épaisseur, cependant, dans de tels sols, les algues se trouvent également à une profondeur beaucoup plus grande (jusqu'à 2 m). Cela s'explique par la capacité de certaines algues à passer à la nutrition hétérotrophe dans l'obscurité. De nombreuses algues restent dormantes dans le sol.

Pour survivre, les algues du sol doivent pouvoir tolérer une humidité instable, des fluctuations extrêmes de température et une forte insolation. Ces propriétés leur sont assurées par un certain nombre de caractéristiques morphologiques et physiologiques (taille plus petite par rapport aux formes aquatiques de la même espèce, formation abondante de mucus). L'observation suivante témoigne de l'étonnante viabilité de ces algues : lorsque des algues du sol, stockées pendant des décennies à l'état sec dans des échantillons de sol, ont été placées dans un milieu nutritif, elles ont commencé à se développer. Les algues du sol (principalement bleu-vert) sont résistantes aux rayonnements ultraviolets et radioactifs.

Une caractéristique des algues du sol est la capacité de passer rapidement d'un état de repos à une vie active et vice versa. Ils sont également capables de tolérer différentes fluctuations de la température du sol. La gamme de survie d'un certain nombre d'espèces se situe dans la gamme de -20° à +84° C. On sait que les algues terrestres constituent une partie importante de la végétation de l'Antarctique. Ils sont peints presque en noir, leur température corporelle est donc supérieure à la température ambiante. Les algues du sol sont également des composants importants des biocénoses dans la zone aride, où le sol se réchauffe jusqu'à 60–80°C en été.

Les propriétés répertoriées des algues du sol leur permettent de vivre dans les habitats les plus défavorables. Cela explique leur large diffusion et leur croissance rapide même avec l'apparition à court terme des conditions nécessaires.

La grande majorité des algues du sol sont des formes microscopiques, mais elles peuvent souvent être vues à la surface du sol à l'œil nu. Le développement massif de formes microscopiques provoque le verdissement des pentes des ravins et des bords des routes forestières, la "floraison" des sols arables.

Le nombre d'algues du sol de tous types est proche de 2000. Elles sont représentées par les algues bleu-vert, vertes, diatomées et jaune-vert.

algues lithophiles.

Le principal milieu de vie des algues lithophiles est le substrat calcaire dense et opaque qui les entoure. En règle générale, ils vivent dans les profondeurs de roches dures d'une certaine composition chimique, entourés d'air (c'est-à-dire hors d'eau) ou immergés dans l'eau. Il existe deux groupes de communautés lithophiles : les algues foreuses et les algues tufeuses.

Les algues de forage sont des organismes qui pénètrent dans le substrat calcaire. Ces algues ne sont pas nombreuses en nombre d'espèces, mais elles sont extrêmement répandues : des eaux froides du nord aux eaux constamment chaudes des tropiques. Elles vivent aussi bien dans les plans d'eau continentaux que marins, près de la surface de l'eau et à plus de 20 m de profondeur.Les algues foreuses se déposent sur les roches calcaires, les pierres, les coquillages d'animaux calcaires, les coraux, les grosses algues imbibées de chaux, etc. Toutes les algues foreuses sont des organismes microscopiques. Après s'être déposés à la surface du substrat de chaux, ils y sont progressivement introduits en raison de la libération d'acides organiques qui dissolvent la chaux en dessous d'eux. Les algues se développent à l'intérieur du substrat, formant de nombreux canaux à travers lesquels elles maintiennent le contact avec l'environnement extérieur.

Algues formant du tuf – organismes qui déposent de la chaux autour de leur corps et vivent dans les couches périphériques de l'environnement qu'ils déposent, dans les limites disponibles pour la diffusion de la lumière et de l'eau. La quantité de chaux libérée par les algues est différente. Certaines espèces le sécrètent en très petite quantité, sous forme de petits cristaux, il se localise entre les individus ou forme des étuis autour des cellules et des filaments. D'autres espèces excrètent de la chaux si abondamment qu'elles s'immergent progressivement complètement dans les sédiments, ce qui, à terme, conduit à leur mort.

Les algues formant du tuf se trouvent dans les habitats aquatiques et terrestres, dans les mers et les eaux douces, dans les eaux froides et chaudes.

Cohabitation des algues avec d'autres organismes

Les cas de cohabitation d'algues avec d'autres organismes sont particulièrement intéressants. Le plus souvent, les algues utilisent des organismes vivants comme substrat, ainsi que des pierres, des structures en béton et en bois, etc. Selon la nature du substrat sur lequel se déposent les algues salissantes, on distingue parmi elles épiphytes qui vivent sur les plantes, et épizoïtes vivant sur les animaux.

Les algues peuvent également vivre dans les tissus d'autres organismes : à la fois extracellulaire (dans le mucus, les espaces intercellulaires des algues, dans les coquilles des cellules mortes) et intracellulaire. Ces algues sont appelées endophytes. Ils se caractérisent par la présence de liens plus ou moins permanents et forts entre partenaires. Une grande variété d'algues peuvent être endophytes, mais les plus nombreuses sont les endosymbioses d'algues vertes et jaune-vert unicellulaires avec des animaux unicellulaires.

Parmi les symbioses formées par les algues, la plus intéressante est leur symbiose avec des champignons, appelée symbiose des lichens, à la suite de quoi un groupe particulier d'organismes végétaux est apparu, appelé "lichens". Cette symbiose montre une unité biologique unique qui a conduit à l'émergence d'un organisme fondamentalement nouveau. Dans le même temps, chaque partenaire de la symbiose des lichens conserve les caractéristiques du groupe d'organismes auquel il appartient. Les lichens représentent le seul cas avéré d'émergence d'un nouvel organisme résultant de la symbiose de deux.

Les algues jouent un rôle énorme dans la nature. Ce sont les principaux producteurs d'aliments organiques et d'oxygène dans les écosystèmes aquatiques de la Terre et, en outre, ils jouent un rôle important dans l'équilibre global de l'oxygène sur la planète. Dans les habitats terrestres, les algues du sol, ainsi que d'autres micro-organismes, jouent le rôle de pionniers dans la végétation. Les algues sont impliquées dans les processus de formation des sols primitifs sur des substrats dépourvus de couverture pédologique, ainsi que dans les processus de restauration des sols perturbés par des pollutions sévères. Les algues participent à la construction des récifs coralliens - les formations géologiques les plus grandioses créées par les organismes vivants. Le rôle géochimique des algues est principalement lié à la circulation du calcium et du silicium dans la nature.

Le rôle historique des algues est grand. L'émergence d'une atmosphère contenant de l'oxygène, l'émergence d'êtres vivants sur terre et le développement de formes de vie aérobies qui dominent désormais notre planète sont tous les résultats de l'activité des organismes photosynthétiques les plus anciens - les algues bleu-vert. Le développement massif des algues au cours des époques géologiques passées a conduit à la formation de puissantes strates rocheuses. Les algues ont donné naissance à des plantes qui habitaient la terre.

Il est difficile de surestimer l'importance des algues pour la vie humaine. Les algues jouent un rôle important dans la résolution d'un certain nombre de problèmes mondiaux qui concernent l'ensemble de l'humanité, notamment l'alimentation, l'énergie, la protection de l'environnement, le développement de l'intérieur de la Terre et de la richesse de l'océan mondial, la recherche de nouvelles sources de matières premières industrielles, la construction matériaux, produits pharmaceutiques, substances biologiquement actives et nouveaux objets de la biotechnologie.

Natalia Novoselova

Comme les algues les plus simples diffèrent très peu des bactéries, nous pensons qu'elles leur sont étroitement apparentées par parenté. Le groupe intermédiaire est formé d'organismes flagellaires, se tenant à la frontière de la vie végétale et animale. Ce sont de petits habitants des eaux unicellulaires, construits différemment, avec différents types de nourriture. Certains d'entre eux ont une cavité interne (vacuole digestive) et une ouverture buccale et avalent des aliments, comme des bactéries ; ils peuvent être considérés comme les ancêtres des organismes animaux. Ces flagellés sont incolores, ne contiennent pas de chlorophylle et ne peuvent exister sans aliments biologiques prêts à l'emploi. D'autres flagellés ont de la chlorophylle, sont privés (d'une cavité digestive permanente (vacuole) et se nourrissent comme des plantes grâce au gaz carbonique dissous dans l'eau, à la lumière du soleil, etc. Ce sont les ancêtres des vraies algues.

La paléontologie indique les restes d'algues, à partir des couches cambriennes. Les flagellés cambriens sont également connus. Pour les gisements carbonifères, toute une série d'algues très organisées a déjà été précisément établie. On sait que de grandes formes très organisées sont apparues pour la première fois dans les couches siluriennes. C'étaient les soi-disant siphons, ou algues siphons, ayant souvent un squelette calcaire complexe. Dans les couches du Dévonien, A.P. Karpinsky a étudié les gousses fossilisées de trochilisks d'algues à rayons, tandis que les brindilles de rayons des couches du Dévonien moyen et supérieur ont été décrites par les scientifiques anglais Kidston et Lang.

Les ancêtres des grandes algues brunes océaniques sont décrits dans les couches siluriennes et dévoniennes. Ces algues jouent un rôle important dans l'économie de la mer et dans de nombreux pays font l'objet de pêche : en partie elles servent de nourriture, en partie pour l'extraction des sels d'iode et de potassium de leurs cendres. Dans la mer, ils forment de grands fourrés et attirent une population diversifiée d'animaux. Les algues rouges, ou algues violettes, sont également apparues à l'époque silurienne, mais n'ont atteint leur plein développement qu'au Crétacé, comme le groupe précédent.

Les algues ont joué et jouent encore un rôle important dans l'accumulation de matière organique et de gisements minéraux. D'une part, ils nourrissent les masses d'organismes animaux, d'autre part, ils contribuent à la formation de grandes couches de calcaires nulliporeux, et les restes d'algues similaires - la lithotamnie - sont connus du Crétacé inférieur.

Le monde moderne des algues est une image hétéroclite d'organismes d'antiquités très différentes. Sans aucun doute, certains de leurs types auraient dû exister au Précambrien, mais ce n'est qu'à partir du Silurien que des vestiges fiables d'entre eux commencent à apparaître. Par conséquent, l'une des algues modernes est apparue à l'époque archéenne précambrienne, d'autres - au Silurien, la troisième - au Carbonifère. Et plus tard, de nouvelles et nouvelles formes ont continué à apparaître, jusqu'à ce qu'à l'époque tertiaire se forme enfin le monde moderne des algues, qui, cependant, se sont regroupées à nouveau selon les climats de l'ère glaciaire.

Si nous divisons les algues en groupes séparés, nous obtenons l'image suivante :

1. Les algues cyan ou bleu-vert, autrement dit les algues fusil de chasse (Schizophyceae ou Cyanophyceae), sont les plus proches des bactéries dans la structure cellulaire et de nombreuses autres caractéristiques. Ils vivent dans des réservoirs riches en matière organique, ainsi que dans des réservoirs riches en sels minéraux, dans des sources chaudes, dans des sols humides, sur des rochers ombragés, etc.; ils comprennent également certaines espèces qui forent le calcaire.

Dans le résumé d'Hirmer ( M.Hirmer. Handbucli der Palaobotanik, 1, 1927) les algues cyaniques sont données : des couches algoniennes 6, établies conditionnellement ; du Cambrien 2, de l'Ordovicien 6, du Silurien 2, du Dévonien 2, du Carbonifère 5, du Permien 1, du Trias 2, du Jurassique 4, du Crétacé 1, de l'Éocène 1 et du Miocène 3, total 35. Griiss. Paléobiologie, 1928) décrit dès le Dévonien comme un cyanure fossile, Nématorites oscillatoriiformis ; s'il avait raison de le classer comme un cyanure, ce serait un cyanure du type le plus élevé, puisqu'il dit que c'est un filament avec des noyaux cellulaires dans les cellules et avec des organes reproducteurs spéciaux, des oogones et des anthéridies.

Les cyaniques passent ainsi, comme les bactéries, à travers son évolution, conservant jusqu'à nos jours un type de structure primitif et un mode de vie primitif ; ce qui est nouveau chez eux, c'est l'adaptation de genres et d'espèces individuels à des conditions particulières d'existence et diverses adaptations protectrices. Dans leur développement ultérieur, elles appartiennent à la classe des algues violettes (Rhodophyceae).

2. Diatomées, sinon silice ou bacilles (Diatomeae ou Bacillariophyta), algues unicellulaires ou faiblement associées dans une colonie. Les couches internes de la membrane cellulaire sont composées de gaz pectine. A l'extérieur, il est recouvert d'une coque constituée de silice. La présence d'une coquille dans les diatomées assure la bonne conservation de leurs restes. En effet, des gisements de diatomées fossiles sont connus dans de nombreux pays et sont exploités, entre autres, comme matériau de construction. Cependant, Pia J.Pia. Palaontologisches Zeitschrift, 1931) affirme que les diatomées n'apparaissent pour la première fois qu'à partir du Jurassique inférieur (Leias). Néanmoins, l'affirmation de Gruss, qui n'a été réfutée par personne, existe qu'il a trouvé les premières diatomées paléozoïques fiables (Bacillites, Discoïtes, Nitschiopsidea, etc.) dans le Dévonien de Bear Island. À l'heure actuelle, les diatomées sont largement distribuées dans les eaux douces et marines, et parfois des diatomées vivant sur la terre humide sont également trouvées. Dans les mers, ils précipitent même parfois des limons spéciaux à diatomées.

Les diatomées descendent d'organismes flagellés de couleur jaune qui peuvent déposer de petites quantités de silice dans leur coquille. La série de développement des diatomées est vraisemblablement la suivante. Chrysomonas, organismes flagellaires unicellulaires à chromatophores jaune-brun, dont les péridines (Peridineae ou Dinoflagellatae), se développant en masse dans le plancton des mers, et parfois dans les eaux douces (cela inclut les cornes ou Cératium), de Peridinea silicoflagellés plus rares, et de ces dernières diatomées.

Les diatomées, pour ainsi dire, ont utilisé toute la plasticité qui leur était inhérente au début de leur histoire sur une variété de formes cellulaires, une sculpture ou un motif de la coquille, et des adaptations à un mode de vie flottant ou au mode de vie d'un organisme fixé sous l'eau à des roches ou à d'autres objets solides. Ils ne passent dans aucun type supérieur, étant pour ainsi dire une série achevée dans leur développement.

3. Les algues vertes, ou Chlorophycées - le principal groupe très plastique, se répartissant en 5 classes : protococciques, ulothricheuses ou conférantes (fils verts), siphon-cladiale, siphon et chars, ou raies. Ils proviennent d'organismes flagellaires verts, et il existe des formes de transition directe entre ces deux groupes, comme les pyramidomonas et les chlamydomonas. organismes unicellulaires mobiles de nos eaux. Parmi les verts, en particulier parmi les dasycladia et les siphons, de nombreux organismes déposent du calcium dans leurs coquilles et sont donc parfaitement conservés dans les sédiments marins et d'eau douce. Auparavant, le paléontologue français Saporta a cité un certain nombre de fossiles de la période silurienne comme les restes d'algues vertes siphon de grande taille qui habitaient les mers et jouaient un rôle exceptionnel dans l'accumulation de matière organique à cette époque. Cependant, ses bilobites, éophytons, etc., n'ont pas été reconnus par les paléontologues ultérieurs comme des restes de plantes, et à la place, de nombreuses espèces de Dasycladiens ont été découvertes avec une structure très complexe de chambres séparées, particulièrement nombreuses pendant la période Trias-Jurassique-Crétacé. Et à l'heure actuelle, les algues vertes siphon et dasycladienne étonnent par leurs formes originales. Ils vivent dans les eaux chaudes des mers du sud, dans leur bande côtière, à peine recouverte d'eau à marée basse, sur des sols sableux, limoneux ou rocheux, notamment sur des bas-fonds coralliens. On en trouve surtout beaucoup dans la mer des Caraïbes d'Amérique et à proximité des îles de l'archipel malais.

La structure de ces algues est remarquable en ce que leurs noyaux cellulaires ne provoquent pas, comme chez les autres végétaux, la formation de membranes cellulaires ; la fibre s'y dépose en partie sous la forme d'une couverture en forme de sac commune à tout l'organisme, en partie (par exemple, dans divers types de caulerpa - le genre Caulerpa) sous forme de processus, comme des poutres, à l'intérieur ; le protoplasme rampe le long de ces processus en fonction de la force de l'illumination, descendant maintenant, loin d'une trop forte lumière solaire, puis remontant. Chez les dasycladiens, les cloisons internes divisent les organismes en chambres séparées, mais chaque chambre possède de nombreux noyaux cellulaires. Les algues chara ont la même structure de chambres, dont les fruits durs se rencontrent à partir du Dévonien, et les rameaux à fruits sont connus pour les dépôts tertiaires.

4. Algues brunes Phaeophyceae, la plus grande de toutes, à la coloration complexe, dans laquelle, outre la chlorophylle et le carotène, caractéristiques de toutes les plantes autotrophes, participe également le pigment jaune-brun phycoféine, ce qui améliore leur capacité d'assimilation. Les algues brunes forment désormais des forêts sous-marines entières près des côtes rocheuses des pays modérément froids. La présence de vestiges d'algues brunes dans les sédiments des périodes Jurassique, Crétacé et Tertiaire est généralement reconnue. Ces algues ne présentent pas de dépôts de calcium ou de silicium et ont donc peu de chance de bonne conservation paléontologique. Par conséquent, on pense généralement qu'à l'époque paléozoïque, elles étaient représentées par des formes très développées, tandis que leur isolement dans une branche indépendante caractéristique d'un monde d'algues aussi hétérogène s'est produit encore plus tôt. Et récemment, une telle autorité en ontologie végétale comme Pia ( J.Pia. Palaontologisches Zeitschrift, 1961), confirme la grande importance des algues brunes au Dévonien, et Gruss ( Merci. Paléobiologique, 1928) décrit du brun Dévonien Nematophora fascigera. En tout cas, au début de la période tertiaire, ils étaient déjà complètement formés. Découvertes éocènes des Sargasses ( Sargassum globiferum Sternberg) et cystoseir ( Cystosère filiforme poupe et C. helvética Neer) indiquent clairement que la diversité des algues brunes de l'Éocène n'était pas inférieure à celle d'aujourd'hui. Si des catastrophes majeures se sont produites dans les océans liées au naufrage des régions dites abyssales et à d'autres changements géologiques, néanmoins, une partie de l'océan a toujours conservé les conditions nécessaires à la vie des algues, et celles-ci ont pu se développer en continu du Dévonien à nos jours. temps.

5. Crimson, ou algue rouge (Rhodophyceae) avec un ensemble de pigments, dans lequel, en plus de la chlorophylle et du carotène, le pigment fluorescent rouge phycoérythrine participe également, grâce auquel ils sont capables de s'assimiler dans des conditions de très faible luminosité et peuvent vivre dans parties plus profondes de la mer, s'enfonçant jusqu'aux limites de pénétration solaire. Ce groupe, relié par sa structure cellulaire aux plus hauts représentants des algues cyanurées, se distingue par une extraordinaire variété de formes externes et de cycle de développement. Les plus anciens d'entre eux vivaient déjà dans les mers de l'Ordovicien (Delesserites salicifolia Ruedemann). Parmi les cramoisis, une remarquable famille de coraux se distingue, dans laquelle les coquilles de leurs cellules généralement petites sont imprégnées de carbonate de calcium, ce qui leur donne une ressemblance extérieure avec les coraux. Ils sont répandus dans les mers modernes et forment, par endroits, de vastes récifs nullipores, semblables aux récifs coralliens, mais dépourvus des derniers trous, dans lesquels les polypes hydroïdes qui les construisent vivent dans les coraux et étaient très fréquents dans les mers du Crétacé.

Les algues rouges ne donnent aucune transition vers les groupes de plantes supérieures. Des transitions similaires ne sont observées que chez les algues vertes, et en particulier chez les algues brunes.

Les algues sont classées parmi les plantes inférieures. Il y en a plus de 30 mille. Parmi eux, il existe des formes unicellulaires et multicellulaires. Certaines algues sont très grandes (plusieurs mètres de longueur).

Le nom « algues » suggère que ces plantes vivent dans l'eau (en douce et marine). Cependant, les algues peuvent être trouvées dans de nombreux endroits humides. Par exemple, dans le sol et sur l'écorce des arbres. Certains types d'algues sont capables, comme un certain nombre de bactéries, de vivre sur les glaciers et dans les sources chaudes.

Les algues sont classées parmi les plantes inférieures car elles n'ont pas de vrais tissus. Chez les algues unicellulaires, le corps est constitué d'une seule cellule, certaines algues forment des colonies de cellules. Dans les algues multicellulaires, le corps est représenté thalle(autre nom - thalle).

Puisque les algues sont classées comme des plantes, elles sont toutes des autotrophes. En plus de la chlorophylle, les cellules de nombreuses algues contiennent des pigments rouges, bleus, bruns et orange. Les pigments sont en chromatophores, qui ont une structure membranaire et ressemblent à des rubans ou des plaques, etc. Un nutriment de réserve (amidon) est souvent déposé dans les chromatophores.

Reproduction d'algues

Les algues se reproduisent à la fois de manière asexuée et sexuée. Parmi les types reproduction asexuée l'emporte végétatif. Ainsi, les algues unicellulaires se reproduisent en divisant leurs cellules en deux. Dans les formes multicellulaires, une fragmentation du thalle se produit.

Cependant, la reproduction asexuée chez les algues peut être non seulement végétative, mais aussi à l'aide de zoospore qui sont produits dans les zoosporanges. Les zoospores sont des cellules mobiles munies de flagelles. Ils sont capables de nager activement. Après un certain temps, les zoospores rejettent les flagelles, se recouvrent d'une coquille et donnent naissance à des algues.

Certaines algues ont processus sexuel, ou conjugaison. Dans ce cas, l'échange d'ADN se produit entre les cellules de différents individus.

À reproduction sexuée Les algues multicellulaires produisent des gamètes mâles et femelles. Ils sont formés dans des cellules spéciales. Dans le même temps, des gamètes des deux types ou d'un seul (uniquement mâle ou uniquement femelle) peuvent se former sur une plante. Après la libération des gamètes, ils fusionnent pour former un zygote. Conditions Habituellement, après l'hivernage, les spores d'algues donnent naissance aux nouvelles plantes.

algues unicellulaires

Chlamydomonas

Chlamydomonas vit dans des réservoirs peu profonds pollués organiquement, des flaques d'eau. Chlamydomonas est une algue unicellulaire. Sa cellule a une forme ovale, mais l'une des extrémités est légèrement pointue et porte une paire de flagelles. Les flagelles permettent de se déplacer assez rapidement dans l'eau en se vissant.

Le nom de cette algue vient des mots "chlamys" (vêtements des anciens Grecs) et "monade" (l'organisme le plus simple). La cellule de chlamydomonas est recouverte d'une membrane de pectine, qui est transparente et n'adhère pas étroitement à la membrane.

Dans le cytoplasme de chlamydomonas, il y a un noyau, un œil photosensible (stigmate), une grande vacuole contenant la sève cellulaire et une paire de petites vacuoles pulsantes.

Chlamydomonas a la capacité de se déplacer vers la lumière (grâce à la stigmatisation) et l'oxygène. Celles. il a une phototaxie et une aérotaxie positives. Par conséquent, Chlamydomonas nage généralement dans les couches supérieures des plans d'eau.

La chlorophylle est située dans un grand chromatophore, qui ressemble à un bol. C'est là que se déroule le processus de photosynthèse.

Bien que Chlamydomonas soit une plante capable de photosynthèse, elle peut également absorber des substances organiques prêtes à l'emploi présentes dans l'eau. Cette propriété est utilisée par l'homme pour purifier les eaux polluées.

Dans des conditions favorables, Chlamydomonas se reproduit de manière asexuée. En même temps, sa cellule rejette les flagelles et se divise, formant 4 ou 8 nouvelles cellules. En conséquence, les chlamydomonas se multiplient assez rapidement, ce qui conduit à ce que l'on appelle la prolifération d'eau.

Dans des conditions défavorables (froid, sécheresse), chlamydomonas sous sa coquille forme des gamètes en quantité de 32 ou 64 pièces. Les gamètes entrent dans l'eau et fusionnent par paires. En conséquence, des zygotes se forment, qui sont recouverts d'une coquille dense. Sous cette forme, chlamydomonas tolère des conditions environnementales défavorables. Lorsque les conditions deviennent favorables (printemps, saison des pluies), le zygote se divise, formant quatre cellules de chlamydomonas.

Chlorelle

La chlorelle est une algue unicellulaire qui vit dans les eaux douces et les sols humides. La chlorelle a une forme sphérique sans flagelles. Elle n'a pas non plus d'œil sensible à la lumière. Ainsi, la chlorella est immobile.

La coque de la chlorella est dense, elle contient de la cellulose.

Le cytoplasme contient un noyau et un chromatophore avec de la chlorophylle. La photosynthèse est très intensive, la chlorella libère donc beaucoup d'oxygène et produit beaucoup de matière organique. Tout comme les chlamydomonas, la chlorella est capable d'assimiler les substances organiques prêtes à l'emploi présentes dans l'eau.

Chlorella se reproduit de manière asexuée par division.

Pleurocoque

Le pleurocoque forme une plaque verte sur le sol, l'écorce des arbres, les rochers. C'est une algue unicellulaire.

La cellule de pleurocoque a un noyau, une vacuole et un chromatophore en forme de plaque.

Le pleurocoque ne forme pas de spores mobiles. Il se reproduit par division cellulaire en deux.

Les cellules de Pleurococcus peuvent former de petits groupes (4 à 6 cellules chacun).

Algues multicellulaires

Ulotrix

Ulothrix est une algue filamenteuse multicellulaire verte. Il vit généralement dans les rivières sur des surfaces situées près de la surface de l'eau. Ulothrix a une couleur vert vif.

Les fils Ulothrix ne se ramifient pas, ils sont attachés au substrat à une extrémité. Chaque thread est constitué d'un certain nombre de petites cellules. Les fils se développent en raison de la division cellulaire transversale.

Le chromatophore d'ulotrix a la forme d'un anneau ouvert.

Dans des conditions favorables, certaines cellules du filament ulotrix forment des zoospores. Les spores ont 2 ou 4 flagelles. Lorsqu'une zoospore flottante se fixe à un objet, elle commence à se diviser, formant un filament d'algues.

Dans des conditions défavorables, ulotrix est capable de se reproduire sexuellement. Dans certaines cellules de son fil, se forment des gamètes qui ont deux flagelles. Après avoir quitté les cellules, elles fusionnent par paires, formant des zygotes. Par la suite, le zygote se divisera en 4 cellules, dont chacune donnera naissance à un fil d'algues distinct.

Spirogyre

Spirogyra, comme ulothrix, est une algue verte filamenteuse. En eau douce, c'est le spirogyre que l'on trouve le plus souvent. En s'accumulant, il forme de la boue.

Les filaments de Spirogyra ne se ramifient pas, ils sont constitués de cellules cylindriques. Les cellules sont recouvertes de mucus et ont des membranes de cellulose denses.

Le chromatophore spirogyra ressemble à un ruban torsadé en spirale.

Le noyau de spirogyra est suspendu dans le cytoplasme sur des filaments protoplasmiques. Également dans les cellules, il y a une vacuole avec du jus cellulaire.

La reproduction asexuée chez spirogyra est réalisée de manière végétative: en divisant le fil en fragments.

Spirogyra a un processus sexuel sous forme de conjugaison. Dans ce cas, deux fils sont situés côte à côte, un canal est formé entre leurs cellules. Par ce canal, le contenu d'une cellule passe à l'autre. Après cela, un zygote est formé, qui, recouvert d'une coquille dense, hiverne. Au printemps, un nouveau spirogyre en sort.

La valeur des algues

Les algues sont activement impliquées dans le cycle des substances dans la nature. À la suite de la photosynthèse, ils libèrent de grandes quantités d'oxygène et fixent le carbone dans les substances organiques dont les animaux se nourrissent.

Les algues sont impliquées dans la formation du sol et la formation des roches sédimentaires.

De nombreux types d'algues sont utilisés par les humains. Ainsi, l'agar-agar, l'iode, le brome, les sels de potassium et les adhésifs sont obtenus à partir d'algues.

En agriculture, les algues sont utilisées comme additif alimentaire dans l'alimentation des animaux, ainsi que comme engrais potassique.

Avec l'aide d'algues, les plans d'eau pollués sont nettoyés.

Certains types d'algues sont utilisés par l'homme pour se nourrir (varech, porphyre).

Les biologistes sont convaincus qu'aucune plante terrestre ne peut être comparée au pouvoir curatif des algues.

La vie est originaire de la mer, et ces organismes aquatiques ont accumulé une composition biologique sans précédent au cours de la période d'évolution. Ce sont des substances extrêmement nécessaires pour une personne comme la laminarine, le fucoïdane, les sels d'acide alginique, les acides aminés, les macro et microéléments.

Les produits domestiques à base d'algues se sont développés sur une assez longue période. L'objectif principal de la recherche était de résoudre le problème de faible digestibilité des algues Laminaria Japonica et Fucus.

Les parois de ces plantes sont recouvertes de cellulose solide, que le corps humain n'est pas capable de décomposer. Par conséquent, la digestibilité de Laminaria et Fucus par une personne ne dépasse pas 4%. Cela rend l'utilisation médicale des algues extrêmement difficile.

À la suite du travail ciblé de scientifiques russes (A.N. Razumov, A.G. Odinets et autres), une méthode spéciale d'hydrolyse à basse température a été brevetée, ce qui permet de diviser la paroi des algues sans perdre aucun composant utile de sa composition.

Sur la base de cette technologie, un produit a été obtenu à partir d'algues sous forme de biogel destiné à la nutrition diététique (thérapeutique et préventive).

Une vingtaine d'essais cliniques ont été menés, selon les résultats desquels le biogel est préconisé en thérapie complexe pour :
- maladies du tractus gastro-intestinal (dysbactériose, constipation, gastrite chronique, etc.);
- maladies de la glande thyroïde (hypothyroïdie);
- la cardiopathie ischémique;
- hypertension artérielle;
- athérosclérose;
- Troubles métaboliques;
- immunité affaiblie
- toutes les formes d'intoxication

Origine des algues

Évolution » Origine de la vie sur Terre » Origine des algues

Les algues comprennent les plantes unicellulaires et multicellulaires inférieures. Il existe 12 divisions d'algues : pyrophytes, cryptophytes, dorées, diatomées, jaune-vert, brunes, rouges, euglénoïdes, characées, prochlorophytes, vertes. L'origine et le cours de l'évolution des algues n'ont pas encore été élucidés. On suppose qu'il y avait au moins trois groupes de procaryotes phototrophes dans le Précambrien qui utilisaient l'eau comme donneur d'électrons.

Les cyanobactéries contiennent, comme les chloroplastes, de la chlorophylle a et libèrent de l'oxygène lors de la photosynthèse.
Procaryotes verts à la chlorophylle b. On suppose qu'ils ont donné naissance à des plastes d'algues vertes et d'euglénoïdes.
Les procaryotes jaunes, possédant de la chlorophylle c, ont donné naissance à des plastes de dino-flagellés, d'or, de diatomées et d'algues brunes.
L'émergence des algues eucaryotes est présentée comme le résultat d'une série d'endosymbioses entre procaryotes. Les plastes des algues vertes et rouges sont le résultat d'une symbiose d'eucaryotes phagotrophes et de procaryotes phototrophes. Par conséquent, leurs plastes ont une coque interne (membrane cellulaire procaryote) et une coque externe (membrane vacuole).

Les algues vertes et rouges sont apparues il y a environ 3 milliards d'années. D'abord, des algues unicellulaires, puis coloniales sont apparues. Il y a environ un milliard d'années, des algues multicellulaires sont apparues.

Parmi les algues vertes, des formes ont été conservées dont un certain nombre donnent une idée de la complexité de l'organisation en cas d'émergence de la multicellularité chez les végétaux : chlamydomonas (1 cellule), gonium (4 cellules), stéphanosphère ( 8 cellules), pandorina (16 cellules), eudorina (32 cellules), Volvox (40 000 cellules somatiques et génératives).