Какова экологическая важность водорослей?
Что такое водоросли?
Слово "водоросли" обычно относится к широкому спектру растений, которые имеют общее название, хотя и не являются тесно связанными. Хотя точное происхождение слова "водоросли" неизвестно, форма единственного числа, водоросль, это латинское слово, которое относится к морским водорослям. Некоторые этимологи выдвинули теорию, что термин "водоросли" может иметь свои корни в латинском языке от слова algēre, что означает холод. Однако эта теория сталкивается с большим противодействием, поскольку связь между растениями и температурой исключительно мала.
Водоросли могут варьироваться от простых одноклеточных организмов до более сложных многоклеточных организмов, таких как гигантские ламинарии. Исследования некоторых видов водорослей показали, что у них нет специализированных тканей, присутствующих в наземных растениях, таких как ксилема, флоэма и устьица. Отсутствие этих клеток является эволюционной адаптацией к регионам, где растения процветают.
Водоросли существовали в мире в течение длительного периода, а некоторым окаменелостям, обнаруженным в бассейне Виндхья, было около 2 миллиардов лет. Ученые тщательно изучили закономерности распространения водорослей, поскольку они встречаются в значительном количестве районов по всему миру, где они выполняют несколько жизненно важных функций.
Экологическое значение водорослей
В качестве источника кислорода
Одной из наиболее важных ролей, которые играют водоросли в окружающей среде, является выработка кислорода в качестве побочного продукта в процессе фотосинтеза. Одним из сходств между наземными растениями и некоторыми видами водорослей является наличие хлорофилла, который позволяет им образовывать органические молекулы пищи, используя энергию солнца и углекислый газ. Этот процесс необходим для выживания водорослей, поскольку молекулы пищи обеспечивают их энергией. После завершения процесса выделяется кислород.
Из-за большого количества водорослей в мире они отвечают за выработку более 30% кислорода, от которого наземные животные зависят для своего выживания. По некоторым оценкам, количество кислорода, вырабатываемого водорослями, составляет около 50% от того, что необходимо наземным животным. Если водоросли отмирают из-за истощения минеральных веществ в воде, разложение и последующее снижение выработки кислорода могут привести к гибели рыбы.
Водоросли также используют кислород для дыхания. Несмотря на то, что водоросли вносят значительный вклад в содержание кислорода, доступного в мире, в определенных условиях они могут вызывать снижение уровня кислорода в прудах и озерах.
Как источник пищи
Водоросли занимают позицию производителя в пищевой цепи, что означает, что с них начинаются многочисленные пищевые цепочки. Они чрезвычайно важны, потому что являются источником пищи для большого количества водных животных, начиная от головастиков и заканчивая такими видами рыб, как сом и сиамский поедатель водорослей. Жизнь в океане в значительной степени зависит от водорослей, поскольку организмы, питающиеся водорослями, поедаются более крупными видами, обеспечивая продолжение жизни в море.
Люди в различных сообществах, особенно в азиатских обществах, также потребляют водоросли. Люди, которые едят водоросли, хвалят их за высокую питательную ценность. Большинство людей, употребляющих в пищу водоросли, предпочитают употреблять разновидность хлореллы, поскольку доказано, что она содержит исключительно большое количество хлорофилла в дополнение к другим важным для организма питательным веществам. Согласно исследованию, опубликованному в журнале Journal of cell science, питание растениями с высокой концентрацией хлорофилла вводит это химическое вещество в кровоток. Попадая в кровь, он может позволить людям естественным образом вырабатывать АТФ, богатую энергией молекулу, находясь на солнечном свете. Исследование также показало, что черви с оптимальным количеством хлорофилла в организме имели более длительный жизненный цикл, чем другие черви, что может указывать на то, что люди, принимающие достаточное количество хлорофилла, могут иметь более продолжительную продолжительность жизни.
Как индикатор загрязнения
Водоросли также важны, поскольку они могут указывать на то, загрязнен ли водоем. По данным Ассоциации охраны озер штата Вашингтон, некоторые факторы делают водоросли хорошо подходящими для определения того, загрязнен ли водоем. Одним из факторов является потребность в питательных веществах; поскольку ученые уже изучили питательные вещества, необходимые водорослям для выживания, они могут делать выводы о состоянии воды, основываясь на состоянии здоровья водорослей. Другим фактором является то, что они быстро размножаются, и потомство можно проанализировать, чтобы проверить, похоже ли оно на своего предшественника или загрязнение изменило его генетический состав. Водоросли также имеют короткий жизненный цикл, что сокращает время, которое обычно требуется ученым для изучения вида на предмет выявления признаков загрязнения.
Водоросли также могут указывать на то, какие виды загрязняющих веществ воздействуют на водоем, поскольку различные загрязняющие вещества по-разному влияют на его рост. Сельскохозяйственные химикаты, особенно удобрения, содержат большую концентрацию химических веществ, таких как фосфор и азот, которые способствуют быстрому росту водорослей. Другие загрязняющие вещества содержат высокий уровень тяжелых металлов, которые при поглощении водорослями в достаточных количествах могут препятствовать росту растения.
Как обеспечение среды обитания
Крупные виды водорослей способствуют росту и распространению водной флоры и фауны, поскольку они обеспечивают среду обитания для нескольких видов. Леса из ламинарий являются примерами крупных видов водорослей, которые обеспечивают среду обитания для многочисленных организмов. В одном бурых водорослях часто можно встретить более одного вида ламинарий. Животные, которые могут находиться в водорослевых лесах, включают голожаберных моллюсков, улиток, скелетов креветок и морских ежей и других.
Как индикатор изменения климата
Согласно исследованию, опубликованному в журнале Irish Marine Life, водоросли могут быть использованы в качестве индикатора изменения климата. Большое количество водорослей в окружающей среде поглощает огромное количество углекислого газа, уменьшая накопление газа в атмосфере. Исследование показывает, что, сравнивая исторические данные о росте водорослей с последними данными о их распространении, можно сделать выводы об изменении климата с течением лет.
Экономическое значение водорослей
Помимо того, что водоросли играют жизненно важную роль в мировой экологии, они выполняют важную функцию в мировой экономике. Исследования показывают, что водоросли могут использоваться сельскохозяйственной промышленностью при производстве удобрений из-за высокого содержания питательных веществ. Водоросли также используются при очистке сточных вод для удаления токсичных частиц. Водоросли также играют важную роль в производстве лекарств, особенно антибиотиков, таких как хлореллин.
