Бурые водоросли как объект альгокультуры

Бурые водоросли (отдел Phaeophyta) по объему занимают первое

место в мире среди культивируемых водных растений [25]. Это почти

исключительно морские растения, населяющие по вертикали самые

разные горизонты - от литорали до глубины 40-100 м, в отдельных

случаях - до 200 м. Классическое размещение бурых водорослей

по вертикали - ниже зеленых, но выше красных. Обычно они концентрируются

на литорали и в верхней сублиторали. При этом во

время отлива бурые водоросли выдерживают осушение до нескольких

часов. Размеры бурых водорослей могут быть весьма значительны

- до нескольких десятков метров.

Бурые водоросли - исключительно многоклеточные растения.

Толстая оболочка клеток состоит из внутреннего целлюлозного

слоя и наружного пектинового слоя, состоящего в основном из аль-

гиновой кислоты и ее солей и соединений с белковыми веществами.

Альгиновая кислота известна только у бурых водорослей. Это линейный

гетерополисахарид, состоящий из связанных остатков D-

маниуроновой и L-гулуроновой кислот. Запасные питательные вещества

бурых водорослей - в основном ламинарин и маннит (саха-

роспирт) и в небольших количествах - жир.

Хлоропласты клеток содержат зеленые пигменты хлорофиллы

"а", "с", желтые каротины и несколько бурых пигментов - ксантофиллы

и фукоксантии. Подобная смесь пигментов придает слоевищу

бурых водорослей характерный желто-коричневый цвет.

Слоевища бурых водорослей бывают самых разных размеров -

от микроскопических до гигантских, длиной 50 и даже 100 м (мак-

роцистис, пелагофикус). По форме они могут быть ните- или корковидными,

шаро- или мешковидными, пластинчатыми, гладкими,

ребристыми, кустистыми и др. [31]. Растут бурые водоросли прикрепленными

к грунту или к другим водорослям. Плавающие формы

не способны образовывать органы размножения. Слоевище состоит

из трех частей: примыкающей к субстрату пяты (на которой

формируются органы прикрепления - ризоиды), черешка и листовидной

пластинки. Черешок является многолетней частью слоевища.

Каждый год к нему прирастает новая мутовка ризоидов. По количеству

мутовок можно определить возраст водоросли. Что касается

листовидной пластинки, то она ежегодно отмирает. Вновь на36

растающая пластина бывает обычно шире прошлогодней. Рост пластины

происходит очень быстро, со скоростью до 13,5 см в сутки.

Чрезвычайно характерно для бурых водорослей формирование

на листовидной пластинке газовых пузырьков. Виды с особенно

крупными пузырьками (род Sargasswn) могут образовывать плавающие

скопления, наиболее мощное из которых зарегистрировано

в Саргассовом море. Имеющиеся на растениях плавающие пузыри

напоминали португальским мореходам XV в. мелкий виноград

«Salgazo»; отсюда - название этих водорослей. Общий вес плавающих

в Саргассовом море бурых водорослей достигает 7 млн т. Во

времена парусного флота плавание в Саргассовом море было сопряжено

с определенным риском. Попав в скопление водорослей в

безветренную погоду, корабли теряли ход и становились пленниками

плавучих растений. Случалось, что люди погибали от голода и

жажды, а корабли - «летучие голландцы» - продолжали свой неспешный

дрейф...

В многорядных слоевищах бурых водорослей наблюдается

специализация клеток с образованием тканей - интенсивно окрашенной

коры и сердцевины. Коровой слой более сложно организованных

ламинариевых и фукусовых достигает большой толщины.

Ламинариевые, наиболее сложно анатомически устроенные среди

бурых водорослей, имеют слизистые каналы с особыми секреторными

клетками, своеобразные клеточные нити для транспортировки

продуктов фотосинтеза.

Бурые водоросли довольно холодолюбивы. Наиболее крупные

водоросли ~ ламинариевые, некоторые фукусовые развиваются в

прибрежной части морей умеренных и приполярных зон, где температура

воды не поднимается выше 20°, а содержание биогенов повышается

в результате зимнего перемешивания. Очень велики запасы

бурых водорослей в Баренцевом и Белом морях. Сплошной пояс они

образуют вдоль Дальневосточного побережья Евразии, особенно разрастаясь

у Курильских и Шантарских о-вов. Значительную фитомассу

бурые водоросли развивают в таких суровых местах, как Антарктида

и северные острова Канадского Арктического архипелага. Идеальным

районом для бурых водорослей являются в Северном полушарии

Командорские о-ва, а в Южном - берега Аргентины и Чили.

Здесь, по словам известной ныряльщицы Д.Крайл, «их прочные, как

веревки, талломы достигают 100 футов длины и представляют опас37

ность для неопытного пловца. Они способны обвить шею, руки и ноги

с силой щупалец спрута». Чарлз Дарвин так описывает заросли

бурой водоросли (Macrocystis) у берегов Южной Америки: «Эти огромные

подводные леса Южного полушария я могу сравнить только

с наземными лесами тропических областей. И все-таки, если в какой-

нибудь стране уничтожить лес, то не думаю, чтобы при этом погибло

хотя бы приблизительно такое количество видов животных, как с

уничтожением этой водоросли» (Дарвин, 1976).

Рис. 11. Морская звезда в зарослях бурых водорослей (Белое море).

Бурые водоросли служат животным, обитающим в их зарослях,

и укрытием, и местом размножения, и питанием (рис. 11).

В конце сезона развития вся образованная ими биомасса, исчисляемая

десятками килограммов на квадратный метр, превращается

в детрит и растворенную органику, которые интенсивно используются

рыбами, моллюсками, рачками-бокоплавами и креветками.

Необходимо, однако, отметить, что основная масса органического

вещества, производимого бурыми водорослями, все же не находит

своего потребителя. У берегов Южной Америки такого потребителя

никогда не было, а вот на Командорских о-вах вплоть до

XVIII в. фитомасса бурых водорослей выедалась растительноядной

38

морской коровой, впервые описанной Георгом Стеллером - судовым

врачом экспедиции Витуса Беринга. Не случайно русские моряки

называли стеллерову корову "капустницей"! После того как

этот уникальный вид, бывший весьма перспективным в плане одомашнивания,

истребили промысловики, монопольным сборщиком

урожая бурых водорослей остался человек. Впрочем, имеются сообщения

камчатских оленеводов, что дикие олени стадами спускаются

с сопок к морским берегам, где поедают водоросли, обнажающиеся

во время отлива или выбрасываемые на берег штормом.