Растения обитающие в водной среде: «Водные растения и их приспособления к жизни в водной среде»

Высшие водные растения в системе растительного мира и особенности их организации

В ходе эволюции поворотным моментом было возникновение фотосинтезирующих организмов. Появление хлорофилла можно отнести предположительно к архейскому периоду, а в палеозое, начиная с кембрия, встречаются уже первые синезеленые водоросли (марполия, гирванелла, эпифитон и др.). Суша в кембрии, по-видимому, была лишена растительности, хотя, по данным Арльда, некоторые циановые водоросли, низшие грибы и печеночные мхи, родственные современным риччиям, могли уже занимать влажные прибрежные биотопы. В атмосфере в это время отмечался избыток углекислоты и недостаток кислорода.

В силуре мир растений представлен уже богаче: появляется флора псилофитов, отличающаяся большим разнообразием форм, — это первые обнаруженные высшие зеленые растения суши.

В девоне растения продолжают завоевывать сушу: помимо псилофитов, вытесненных к концу периода, появляются первые папоротники, каламофиты, клинолисты, лепидодендроны, кордаиты. Последняя группа — первые представители класса хвойных растений. По берегам озер росли хвощи, папоротники, сигиллярии.

В карбоне девонская флора развивается наиболее пышно. К концу каменноугольного периода она уменьшается, и на ее место выходят новые типы глоссоптериевой флоры и голосеменных. Усиление почвообразовательных процессов приводит к разнообразию круговорота веществ, дает толчок к дальнейшей эволюции. В пермской системе, в позднейших отложениях палеозоя, дальнейшее развитие получают семенные папоротники (роды Леслейя, гангамоптерис, тинифельдия и др.) и голосеменные растения, начали появляться саговниковые и гинкговые.

Растительность юры совершенно не похожа на карбон. Саговники, беннеттиты, гинкго, байеры, араукарии преобладают в лесах юрской эпохи, в водоемах — крупные хвощи — неокаламиты. В это время газовый состав атмосферы значительно изменился в сторону увеличения содержания кислорода, что повлияло (как один из факторов) на дальнейшее развитие животного мира, прежде всего крупных позвоночных. Несбалансированность процессов образования и разрушения органического вещества, приведшая к накоплению углерода в виде горючих ископаемых в верхнем девоне и карбоне, постепенно выравнивается, увеличивается кислород в атмосфере. В конце мезозоя, в меловой период, создались климатические условия, подходящие для возникновения цветковых растений, что имело огромное влияние на весь дальнейший ход эволюции органического мира планеты. В верхнемеловых слоях Аляски отмечаются такие водные растения, как нимфеи или кувшинки. К этому времени относится массовое появление цветковых растений, образовавших характерные ассоциации и захвативших самые разнообразные биотопы: равнины, степи, полупустыни, горы и водоемы. В кайнозое растительность развивается очень обильно, однако сильное похолодание во второй половине эры, начиная с миоцена, значительно изменило количество и состав растений. В середине третичного периода в Западной Европе встречаются уже кувшинки, рогоз, тростник, осока (миоцен). На Украине в это время появились рогоз, тростник, рдесты, роголистник, сальвиния.

Смена эр и периодов в истории Земли никогда не приводила к полной гибели прежнего растительного мира; часть прошлого населения сохранялась и продолжала существовать совместно с новыми видами. Характерным примером этого из водной флоры могут служить современные хвощи — остаток богатой группы, представленной в конце палеозоя несколькими семействами и многими родами, из которых к нашему времени сохранился только род Equisetum.

Цветковые водные растения, начав свое развитие в верхнем мелу, в ходе процесса эволюции приобрели все те особенности, которые позволили им пережить суровые оледенения кайнозоя в условиях водной среды. Большинство семейств высших водных растений появляется в конце мезозоя, начиная с верхнего мела, и относится к эпохе расцвета цветковых растений при снижении развития голосеменных и уже значительном уменьшении споровых растений. В это время происходит постепенное развитие и формирование современной флоры. В четвертичном периоде ко времени наступления ледников в Европе уже было распространено большинство современных видов растений. Однако значительные оледенения Европы (Гюнцское, Миндельское, Рисское и Вюрмское) уничтожили растительность на огромных территориях, так что некоторые виды растений значительно сократили свой естественный ареал или исчезли полностью.

Общая схема эволюционного пути водных растений: море — пресные воды — суша — пресные воды — море.

По этой причине современную высшею водную растительность, обитающую в пресных, солоноватых и в значительно меньшей мере морских водоемах, принято называть вторично-водной. Место высших водных растений в общей системе растительного мира хорошо иллюстрируется схемой филогенетических отношений порядков цветковых растений.

Современная флора высших водных растений СССР включает 224 вида, относящихся к 62 родам и 35 семействам. По более ранним данным, в водной флоре нашей страны отмечено свыше 260 видов, очевидно, за счет включения в этот список ряда влаголюбивых форм, не связанных непосредственно с жизнью водоемов.

Водная среда в определенной степени сглаживает те климатические различия, которые действуют на наземную флору. По систематическому составу водная флора всех озерных областей европейской части СССР довольно сходна, коэффициент общности составляет 66 — 82%. Много общих видов встречается в европейской части (кроме Арктики) и Сибирской области (59%), а также в Средней Азии и Сибирской- области (60%).

Особняком выделяется водная флора Дальнего Востока, имеющая низкий коэффициент общности с видами других областей СССР, что связано с крайней ее специфичностью. Ряд видов распространен в определенных районах. Так, выделяются среднеевропейские, сибирские и южные виды. В условиях горных водоемов с низкой температурой воды цветковые водные растения не поднимаются обычно выше границы лесов, крайне бедна также водная флора Арктики, хотя и там есть «свои» виды (Лютик Палласа, арктофила и др.).

Относительная однородность водной среды привела к ряду приспособлений самой различной степени. Многие виды водных растений обладают способностью развиваться на суше, что выражается в явлении диморфизма, когда при высыхании водоема растения не отмирают, а продолжают жить, изменившись морфологически в наземную форму. Попав в водную среду, эти виды способны развиваться в воде. Таковы водяные лютики, стрелолист, калужница, повойнички, гречиха земшшквдтая. Наземные формы известны даже для настоящих погруженных гидатофитов: водяной сосенки, урути, кувшинки, хотя они по сути представляют приспособления к временному переживанию неблагоприятных условий пересыхания водоемов. Наконец, существуют виды водных растений, полностью связывающие свою жизнь с водной средой.

Отметим некоторые основные приспособления высших растений к водной среде обитания:

1. Сравнительно низкая температура воды (северная и средняя часть СССР) вызывает угнетение полового процесса, преобладает вегетативное размножение.
2. Усиленный рост по сравнению с наземными растениями, так как в течение сравнительно короткого вегетационного периода нe должно развиться, дать семена или зимующие почки и запасти питательные вещества в подземных органах на зимний период.
3. Недоразвитие или отсутствие древесины в сосудистых пучках, связанное с тем, что растение, поддерживаемое водой, не нуждается в такой мере в опорных элементах, как наземное. Механические элементы у ряда видов, обеспечивающие гибкость стеблей и листьев при сильном течении или волнении, расположены, в отличие от растений суши ближе к центру стебля и по центральной оси листа. Развитие системы воздухоносных полостей (аэренхима) способствует улучшению газообмена и поддерживанию растения в плавающем состоянии.
4. Редукция корневой системы или изменение ее функции. Так, корень или корневидные образования рясок — прежде всего орган равновесия. Хорошо развитые корневые системы нимфейных служат как для прикрепления их к грунту, так и для запасания питательных веществ.
5. Большое развитие поверхности тела по отношению к массе, что выражается в наличии перистых, рассеченных листьев, тонких, длинных стеблей или же широких, но очень тонких листьев. Газообмен наземных растений обеспечивается листьями через устьица, сообщающиеся с системой межклетных ходов, лакун. Эти ходы занимают до 25% всего объема растения. Листья погруженных водных растений лишены устьиц, зато их поверхность проницаема для газов и весь газообмен идет через нее. У водных растений с плавающими листьями устьица имеются, и расположены они на верхней стороне листа. Количество устьиц по сравнению с наземными видами увеличено. Так, у белой кувшинки их до 400 на 1 мм2, у рогоза — до 1300 на 1 мм2. Поверхность плавающих листьев бывает покрыта восковым налетом, что не позволяет ей смачиваться, у некоторых видов края листовой пластинки загибаются вверх, образуя подобие блюдца.

В связи с меньшим количеством света в воде по сравнению с сушей у подводных растений наблюдается частичное пли полное отсутствие дифференцировки ткани паренхимы листа на губчатую и палисадную. Хлорофилл часто встречается уже в клетках эпидермиса, что способствует лучшей утилизации световой энергии. У некоторых видов среди клеток эпидермиса есть и другие, называемые гидропотами, обладающие большей проницаемостью для воды. У нимфейиых, кроме того, есть особые клетки — гаустории, располагающиеся на нижней стороне листа, способные интенсивно поглощать питательные вещества и запасать масло.

Гетерофилия, разнолистность, представляет собой явление, когда на одном растении развиваются как типично подводные листья, так и типично воздушные с рядом переходов (жеруха, стрелолист, поручейник). Погруженные листья могут сменяться плавающими, совершенно отличными от первых (виды сем. нимфейных, плавающий рдест). Выделение слизи особыми железками препятствует выщелачиванию из растений питательных веществ, а также является защитой при временном пересыхании водоемов. Возможно, эта слизь имеет и бактерицидное защитное действие, подобно фитонцидам наземных растений. Подавляющее большинство высших водных растений — многолетники. При перезимовывании часть видов целиком опускается на дно водоема, большинство зимует в виде корневищ, клубней или зимующих почек (турионов). Турионы морфологически представляют собой видоизмененные побеги, запасающие к осени питательные вещества, прежде всего крахмал, и погружающиеся на дно водоема. Весной зимующие почки прорастают и всплывают на поверхность.

Таковы в общих чертах основные приспособления высших растений к обитанию в водной среде.

Даже краткий перечень этих особенностей показывает нам, насколько велика жизненность видов, способных переносить значительные неблагоприятные изменения среды, приспосабливаясь к новым условиям. Подробное рассмотрение особенностей организации высших водных растений можно найти в монографии Скалторпа. Несмотря на достаточно узкую специализацию погруженных водных растений, когда, с одной стороны, мы наблюдаем развитие специфических приспособлений к водной среде, а с другой — полную или частичную утрату ряда органов и систем (механическая ткань, проводящая система и пр.), эволюцию водных растений в целом нельзя считать регрессивной.

Наличие устойчивого механизма гомеостаза позволяет высшим водным растениям захватывать значительные территории и иметь широкое географическое распространение. Такие виды создают популяции, приспособленные к крайним условиям ареала, к значительным колебаниям света, температуры и др.

Поделиться:

{:ru}Водные растения в дикой природе и ландшафтном дизайне{:}{:uk}Водні рослини в дикій природі і ландшафтному дизайні{:}

• 1 Прибрежные, надводные растения
• 2 Водные растения с плавающими листьями
• 3 Полностью погруженные в воду растения
• 4 Свободно плавающие плавучие растения
• 5 Корм и удобрения из водных растений

Жизнь человека, растений, и животных на Земле немыслима без солнечной энергии, воздуха и воды. А это – реки, озера, пруды, водохранилища, многообразную жизнь которых обеспечивают водные растения. Таким образом, богатство водоемов можно определить системой: солнечная энергия – водные растения – животные, потребители водных растений. Именно водные растения являются главным преобразователем и аккумулятором солнечной энергии в водоемах.

Поглощая углекислоту и выделяя кислород, они определяют газовый состав воды, а это, в свою очередь, оказывает влияние на жизнь много численных видов рыб, беспозвоночных, водоплавающих птиц и млекопитающих. Водные растения определяют также ценные кормовые и защитные качества водоемов, следовательно, имеют огромное значение в жизни промысловых зверей, рыб, водоплавающих птиц.

В свою очередь, водная среда играет немаловажную роль в семенном размножении водных растений. Так, некоторые растения в водной среде, имеют плавучие семена и плоды, которые долгое время могут оставаться на водной поверхности, не погружаясь на дно водоема.

Подгоняемые ветром и течением вод, они могут перемещаться на довольно большие расстояния. Так происходит расселение водных растений. Водная среда также обеспечивает перезимовку водным растениям. Некоторые растения, обитающие в водной среде имеют специальные почки, называемые турионами. Они образуются в конце лета, затем, отделившись от материнского организма, опускаются на дно водоема, где и зимуют. Весной почки прорастают, давая жизнь новым растениям.

В зависимости от необходимых условий для роста и развития водных растений, различают их следующие видовые группы:

• прибрежные, надводные растения;
• водные растения с плавающими листьями;
• полностью погруженные в воду растения;
• свободно плавающие плавучие растения.

У корневищных водных растений стебли листьев к зиме отмирают. Живым остается корневище на дне водоема, где и зимует. Таким образом, не у одного водного растения, зимой на поверхности водоемов, покрытых льдом, не остается живых органов. Все они прячутся под водой.

Прибрежные, надводные растения

Ближе к берегу, на мелководье, растут надводные растения: Ежеголовник, Камыш озерный, Стрелолист обыкновенный, Сусак. Сходны с ними и прибрежные растения: мощными корнями эти растения укрепляются на дне водоема, а на водной поверхности образуют густые заросли. Стоит отметить, что эти весьма популярные водные растения для пруда, стебли, листья и семена которых являются высокопитательным кормом для ондатры, бобра, водяной крысы, лося, водоплавающих птиц.

Скопления в зарослях большого количества мелких беспозвоночных, является ценным кормом для рыб. Однако так как эти растения растут на мелководных участках водоемов, промерзаемых зимой, только в течение теплого сезона они служат кормом.

Водные растения с плавающими листьями

Далее, на глубине до 2-2,5 м, располагаются растения, обитающие в водной среде с плавающими листьями – Кубышки, Кувшинки, Водяной орех, Рдест плавающий, Рдест злаковидный. Их плавающие листья имеют самую разнообразную форму и размеры, создают на водной глади водоема красочный, мозаичный ковер.

Корневища и корни этих растений, содержат высокопитательные вещества. Растут они в основном, на непромерзаемых участках водоемов, поэтому в течение всего года являются ценным кормом для ондатры, бобра, выхухоли, водяной крысы.

Полностью погруженные в воду растения

Еще дальше от берега, на глубине более трех метров, растут полностью погруженные в толщу воды растения: только в период цветения, над водой наблюдаются их цветочные колоски. Это Рдест пронзеннолистный, Рдест блестящий, Рдест гребенчатый, Рдест курчавый, Роголистник погруженный. Эти растения образуют довольно обширные подводные луга.

В них мечет рыба икру, наблюдается нагул молодых и взрослых рыб. Кроме глубоководного обитания, особенности водных растений данного вида состоят в том, что их семена и мелкие беспозвоночные, являются питательным кормом для рыб, а заросли служат надежным защитным укрытиям мелким рыбешкам от хищных рыб. Листья, стебли, семена этих растений также служат ценным кормом для ондатры и водоплавающих птиц.

Свободно плавающие плавучие растения

Кроме того, в водоемах наблюдаются свободноплавающие водные растения, которые на водной глади образуют сплошной ковер. Они вообще потеряли связь с грунтом, это Ряска малая, Ряска многокорневая. Стебли этих растений содержат много белка, поэтому являются ценным кормом для ондатры, выхухоли, водоплавающих птиц. Ценный вклад вносит жизнь водных растений в создание и развитие охотничьих и рыбных хозяйств.

Так, например, в водоемах охотничьих и рыбных хозяйств западной Сибири успешно выращивают Рдест пронзеннолистный – высокопитательный корм для ондатры, кряквы, лисухи, красноголового нырка. В Америке Кубышка малая в рыбных хозяйствах считается ценным кормом и защитным растением для некоторых ценных видов рыб, а в водоемах охотничьих хозяйств Северной Америки культивируется Рдест пронзеннолистный, где норма его высева составляет 40 кг на 1 Га. Он является высокопитательным кормом для ондатры и водоплавающих птиц.

Корм и удобрения из водных растений

В жизни водоемов определенную роль играют и отмирающие растения: они способны выделять питательные вещества, которые поглощаются планктонными организмами, насыщающими толщу воды. Остатки отмерших растений, опустившись на дно, и планктонные организмы, служат кормом мелким животным и некоторым видам рыб. Из остатков растительных и животных организмов, при переработке различными микробами и слабом доступе кислорода, на дне водоема образуются отложения – сапропель.

На мелководных, хорошо прогреваемых участках водоемов, сапропели имеют высокое содержание белковых и жировых веществ. Поэтому, они являются подкормкой домашним животным – лошадям, коровам, козам, овцам, водоплавающим птицам. Интересны сапропели и тем, что при их переработке можно получить ряд ценных, промышленного назначения продуктов: керосин, бензин, тяжелые масла, сапропелебетон, пек.

При дальнейшей переработке из пека и тяжелых масел получают материалы, необходимые для изготовления пластмасс, машинных масел, изоляционных лаков, медицинских препаратов.

Прудовые растения являются важной частью сбалансированной водной экосистемы

Бет Клоусон, Расширение Мичиганского государственного университета —
02 апреля 2018 г.

Растения в вашем пруду уравновешивают экосистему вашего пруда. Водные растения предлагают пищу, убежище и среду обитания для рыб в прудах.

В Мичигане есть тысячи естественных прудов, весенних водоемов и водно-болотных угодий, где растения играют особую роль в этих экосистемах. Понимание важной роли прудовых растений в Мичигане, прежде чем обращаться к управлению удалением растений, облегчает решение проблемных ситуаций. Растения создают проблему, когда они мешают использованию пруда по назначению. Это особенно верно для прудов, построенных для определенной цели, таких как пруды для спортивной рыбалки. Растения играют ключевую роль в естественном пруду и искусственном пруду.

Наличие водных растений в прудах жизненно важно для поддержания сбалансированной экосистемы. Водные растения в пруду бывают четырех специализированных типов. Составляя основу пищевой цепи почти всей жизни в водоеме, они производят растворенный в воде кислород и служат защитой для мелких рыб и беспозвоночных. Их корни удерживают почву на месте.

Четыре категории водных растений:

1. Погруженные : Растения, которые растут под водой и имеют корни в почве на дне (прудовые водоросли и пузырчатка)
2. Плавающие : Растения, которые плавают на поверхности воды или вблизи нее и имеют либо плавающие корни, либо корни в почве на дне (ряска и кувшинки)
3. Emergent : Растения, которые укореняются в почве под водой, но большая часть растения находится над водой (стрелолист, тростник и рогоз)
4. Береговая линия : растения, которые предпочитают берег, но могут переносить влажность и сезонное затопление. (ирисы синего флага, некоторые кустарники и деревья)

Преимущества водных растений включают:

• Борьба с водорослями. Растения поглощают питательные вещества в воде из рыбных отходов и уменьшают доступность питательных веществ, замедляя цветение водорослей.
• Тень и защита для рыб. Растения могут служить укрытием для рыб от хищников как над водой, так и под водой. Кроме того, растения затеняют воду, уменьшая количество солнечного света, попадающего в воду, что помогает замедлить цветение водорослей.
• Корм ​​для рыб и других диких животных. Рыбы, черепахи, насекомые, утки и гуси, а также некоторые млекопитающие питаются водными растениями.
• Улучшение качества воды. Многие водные растения поглощают не только питательные вещества из воды, но и загрязняющие вещества и тяжелые металлы.
• Борьба с эрозией. Эмерджентные и прибрежные растения часто имеют очень большие корневые структуры. Это позволяет им уменьшить волновое воздействие и стабилизировать берег, создавая наиболее эффективную защиту от эрозии, какую только можно получить в пруду.
• Водные растения в пруду улучшают его эстетику. Многие эмерджентные и прибрежные растения интересны в пруду в течение четырех сезонов, обеспечивая привлекательные цветы, интересную структуру, цвет и глубину.

Существует множество местных растений, которые предлагают широкий выбор вариантов ухода за естественным прудом. Они варьируются от трав, тростника и тростника; к кувшинкам, ирису, щуке и стреле; к прибрежным кустарникам и деревьям. Тщательное планирование управления вашим прудом, включая посадку, будет иметь большое значение для обеспечения сбалансированной естественной системы пруда. Избегайте введения неместных и инвазивных растений в ваш пруд. При уходе за растениями в вашем пруду подумайте о роли растения, прежде чем рассматривать его удаление. Если у вас чрезмерный рост растений, может возникнуть проблема перегрузки питательными веществами, которую необходимо решить в первую очередь.

Для получения дополнительной информации о водных растениях и инвазивных видах обращайтесь к Бет Клоусон, MSU Extension Educator. Чтобы узнать больше об инвазивных организмах и инвазивных водных растениях, свяжитесь с преподавателями отдела природных ресурсов Мичиганского государственного университета, которые работают по всему Мичигану, чтобы предоставить образовательные программы и помощь по водным инвазивным видам. Вы можете связаться с преподавателем с помощью инструмента поиска «Найти эксперта» MSU Extension, используя ключевые слова «Качество воды природных ресурсов».

Эта статья была опубликована Мичиганского государственного университета Extension . Для получения дополнительной информации посетите https://extension.msu.edu. Чтобы получить сводку информации, доставленную прямо в ваш почтовый ящик, посетите https://extension.msu.edu/newsletters. Чтобы связаться с экспертом в вашем регионе, посетите https://extension.msu.edu/experts или позвоните по телефону 888-MSUE4MI (888-678-3464).

Была ли эта статья полезной для вас?

Что такое водные растения и водоросли

Введение в водные растения и водоросли

Автотрофы — это организмы, которые могут производить себе пищу. Растение — известный пример автотрофа (рис. 2.2). Растения производят себе пищу в процессе фотосинтеза. Фотосинтез преобразует энергию света в химическую энергию и пищу. Фотосинтезирующих автотрофов также называют фотоавтотрофами. Этот термин отличает их от хемоавтотрофов, которые способны преобразовывать углекислый газ в химическую энергию и пищу без энергии света.

Фотосинтез — это процесс преобразования световой энергии солнца в химическую энергию. Фотосинтез начинается с захвата световой энергии в виде фотонов. Фотоны — это крошечные сгустки энергии. Как и все другие формы энергии, фотоны способны выполнять работу или перемещать предметы. Дополнительную информацию о фотосинтезе см. в разделе «Биогеохимические циклы».

Фотоны поглощаются пигментами внутри автотрофных клеток. Пигменты представляют собой химические соединения, которые кажутся красочными и поглощают свет, при этом проявляясь в виде определенного цвета. Пигменты встречаются во многих местах — цветы, кораллы и даже человеческая кожа имеют пигменты. Наиболее распространенным пигментом, участвующим в фотосинтезе, является зеленый пигмент хлорофилл.

Когда пигмент поглощает энергию фотонов, возбуждаются электроны молекул пигмента. Возбужденные электроны запускают серию химических реакций, в результате которых молекулы сахара на основе углерода, такие как глюкоза, строятся из углекислого газа (CO ₂ ) и вода (H ₂ O). Химическая реакция фотосинтеза показана ниже:

Этот процесс фотосинтеза преобразует энергию света в химическую энергию. Химическая энергия — это энергия, запасенная в химических связях. Распространенной формой химической энергии внутри живого организма является молекула сахара, называемая глюкозой (C ₆ H ₁₂ O ₆ ). Глюкоза может использоваться для построения клеточных структур, таких как клеточные мембраны и клеточные стенки. Глюкоза также может быть объединена с другими питательными веществами для образования аминокислот и белков.

Живые существа должны высвободить химическую энергию, хранящуюся в глюкозе, прежде чем они смогут использовать ее для роста, движения, размножения и других жизненных процессов. Клеточное дыхание — это процесс распада молекулы глюкозы с высвобождением накопленной химической энергии. Клеточное дыхание является обратным фотосинтезу.

В дополнение к производству глюкозы в процессе фотосинтеза также выделяется кислород. Кислород очень важен для жизни на Земле, потому что он необходим для клеточного дыхания. Фотосинтезирующие автотрофы делают возможной жизнь на Земле для других организмов. Интересно, что микроскопические автотрофы производят больше кислорода, чем водные и наземные растения вместе взятые. Они также несут ответственность за то, чтобы сделать землю пригодной для жизни. Первыми автотрофами были бактерии, называемые сине-зелеными водорослями или цианобактериями. Цианобактерии впервые появились на Земле более трех миллиардов лет назад, и они радикально изменили атмосферу планеты, увеличив количество кислорода.

Водные растения

Растения являются известными примерами фотосинтезирующих автотрофов. Большинство видов растений встречаются в наземных местообитаниях. Люди в значительной степени зависят от наземных растений, таких как пшеница, кукуруза и помидоры, в качестве пищи. Многие растения также процветают в воде. Водные растения — это растения, обитающие в мелководных прибрежных зонах, водно-болотных угодьях, реках и озерах. Водные растения обеспечивают важную пищу и среду обитания для других организмов.

Прибрежные водные растения, такие как мангровые заросли (рис. 2.2 A) и болотные травы (рис. 2.2 D), могут переносить влажные условия, в которых обычно тонут наземные растения. Многие из этих прибрежных видов также приспособились к выживанию в соленой морской или солоноватой воде. Некоторые виды водных растений даже приспособились жить полностью погруженными в морскую воду (рис. 2.2 B) или пресноводные озера (рис. 2.2 C) вдали от необходимого им солнечного света и углекислого газа.

Почти все виды растений развили сосудистую или жилкообразную ткань, которая переносит воду и питательные вещества по всему растению. Большинство растений также имеют отдельные корни, побеги и листья. Водные растения сохранили эти характеристики. Однако есть некоторые растения без сосудистых тканей — мохообразные виды, которые примерно напоминают некоторые морские водоросли или водоросли.

Водоросли

Термин водоросли (единственное число: водоросль ) относится к разнообразной группе фотосинтезирующих организмов, которые процветают в водной среде (рис. 2.3). Термин водоросли включает более 350 000 видов, представителей различных типов. Водоросли варьируются от одноклеточных микробов, плавающих в воде (рис. 2.3 A и 2.3 B), до высоких гигантских водорослей (рис. 2.3 D). Все водоросли и растения являются фотосинтезирующими автотрофами.

Водоросли трудно определить, потому что этот термин описывает такое большое разнообразие организмов. Многие виды водорослей, такие как более крупные морские водоросли и гигантские ламинарии, кажутся похожими на растения (рис. 2.3 C и D). Однако эти водоросли не являются настоящими растениями. У водорослей нет венозной сосудистой системы, которая есть у большинства растений.

Водоросли считаются наиболее важными фотосинтезирующими организмами на Земле. Без водорослей жизнь в океане была бы совсем другой. Мелкие микроскопические водоросли служат основой большинства морских пищевых сетей (рис. 2.3 А и 2.3 В). Более крупные макроскопические водоросли обеспечивают пищу и трехмерную среду обитания для других организмов (рис. 2.3 C и 2.3 D). Эта роль водорослей в океане аналогична тому, как деревья обеспечивают пищу и среду обитания в лесу (рис. 2.3 D).

Понимание эволюционных отношений между организмами важно для биологов, которые хотят знать, как эволюционировали сообщества видов. Молекулярная генетика помогла получить информацию о многих из этих взаимосвязей у водорослей. Однако остается еще много непонятного. Водоросли как группа имеют представителей в нескольких отдаленно родственных ветвях древа жизни (рис. 2.4). Например, цианобактерии или «сине-зеленые водоросли» — это одноклеточные организмы из домена Bacteria. Красные водоросли Rhodophyta — это многоклеточные организмы из домена Eukarya. А в области Eukarya водоросли распространены среди многих основных отделов. Для получения дополнительной информации о филогенетических деревьях см. тему «Классификация жизни».

Идентификация и классификация видов водорослей затруднена. Большинство учебников и полевых справочников делят водоросли на широкие группы в зависимости от типа содержащихся в них фотосинтетических пигментов. Крупные растительноподобные водоросли или макроводоросли обычно подразделяются на три группы: Chlorophyta (зеленые водоросли), Rhodophyta (красные водоросли) и Phaeophyceae (бурые водоросли). Микроскопические водоросли включают диатомовые водоросли и динофлагелляты. Цианобактерии (также называемые сине-зелеными водорослями) технически являются бактериями. Однако цианобактерии относятся к водорослям, потому что они фотосинтезируют и образуют большие колонии.

Прокариоты и эукариоты

Все живые организмы можно разделить на две широкие категории: прокариоты и эукариоты (рис. 2.5). К прокариотам относятся все организмы доменов Bacteria и Archaea (рис. 2.5). Прокариоты были первыми организмами, существовавшими на Земле. Они эволюционировали примерно 3,5 миллиарда лет назад.

Первые эукариотические организмы, для сравнения, эволюционировали намного позже — всего 1,6–2,2 миллиарда лет назад. К эукариотам относятся все организмы из домена Eukaryota и включают такие объекты, как растения, животные и грибы. Ученые подсчитали, что сегодня на Земле живет 8,7 миллиона видов эукариот, но пока официально описано только 1,2 миллиона видов.

Основные отличия прокариот от эукариот показаны в табл. 2.1. Клетки (термин клетка определен в теме «Свойства жизни») эукариот обычно более сложны, чем клетки прокариот (рис. 2.6). Большинство водорослей являются эукариотами, хотя термин «водоросли» также используется для описания фотосинтезирующих прокариот, таких как цианобактерии.

Основное различие между прокариотами и эукариотами заключается в их клеточном строении (рис.