З рівняння видно, що на кожні 6 грам-молекул вуглекислоти і води синтезується грам-молекула глюкози (C6 H2 O6), виділяється 6 грам-молекул кисню і накопичується 2815680 Дж енергії. Таким чином, функція фотосинтезу рослин є, по суті, біохімічним процесом перетворення світлової енергії в хімічну.
На відміну від водоростей бактерії, що мають зелене забарвлення, містять пігмент, близьке до хлорофілу, але не тотожний йому. Водорості, навіть найпростіші з них - синьо-зелені, є першими організмами, у яких в процесі еволюції з'явилася здатність здійснювати фотосинтез з використанням води в якості джерела (донора) водню і виділенням вільного кисню, т. Е. Процес, властивий вищим рослинам. Другою особливістю харчування водоростей і інших фотосинтезуючих рослин є здатність засвоювати азот, сірку, фосфор, калій та інші мінеральні елементи у вигляді іонів мінеральних солей і використовувати їх для синтезу таких важливих компонентів живої клітини, як амінокислоти, білки, нуклеїнові кислоти, макроергічні сполуки, речовини вторинного обміну. Серед водоростей є види, які є строгими фотосинтетиками (з синьо-зелених - Анаб, деякі штами носток). Багато водорості в певних умовах можуть легко переключатися з фотоавтотрофної способу харчування на асиміляцію різних органічних сполук,
т. е. здійснювати гетеро- або фотогетеротрофний типи харчування.
У синьо-зелених водоростей, як і у бактерій, ядерний матеріал не відмежований мембраною від решти вмісту клітини, внутрішній шар клітинної оболонки складається з муреина і чутливий до дії ферменту лізоциму. Для синьо-зелених водоростей характерна синьо-зелене забарвлення, але зустрічається рожева і майже чорна, що пов'язано з наявністю пігментів: хлорофілу а, фикобилинов (блакитного - фікоціан і червоного - фікоеритрину) і каротиноїдів. Серед синьо-зелених водоростей є одноклітинні, колоніальні і багатоклітинні (нитчасті) організми, зазвичай мікроскопічні, рідше утворюють кульки, скоринки і кущики розміром до 10 см. Деякі нитчасті синьо-зелені водорості здатні пересуватися шляхом ковзання. Протопласт синьо-зелених водоростей складається з зовнішнього пофарбованого шару - хроматоплазми - і безбарвної внутрішньої частини - центроплазми. У хроматоплазме знаходяться ламелли (пластинки), які здійснюють фотосинтез; вони розташовані концентричними шарами вздовж оболонки. Центроплазма містить ядерна речовина, рибосоми, запасні речовини (гранули волютина, зерна ціанофіціна з ліпопротеїдами) і бичка, що складаються з глікопротеїдів; у планктонних видів є газові вакуолі. Хлоропласти і мітохондрії у синьо-зелених водоростей відсутні. Поперечні перегородки нитчастих синьо-зелених водоростей забезпечені плазмодесмамі. Деякі нитчасті синьо-зелені водорості мають гетероцисти - безбарвні клітини, ізольовані від вегетативних клітин «пробками» в плазмодесмах.
Багатоклітинні форми виникли після того, як клітина пройшла тривалий і складний шлях розвитку як самостійного організму. Перехід від одноклітинного до багатоклітинного станом супроводжувався втратою індивідуальності і пов'язаним з цими змінами в структурі і функції клітини. З виникненням многоклеточности пов'язані диференціювання і спеціалізація клітин в талломе, що слід розглядати як перший крок на шляху становлення тканин і органів.
Існує величезне різноманіття форм (кулясті, грушоподібні, яйцеподібні, веретеновідние, спіралеподібні, циліндричні та ін.) І розмірів (від декількох мікрометрів) водорослевой клітини.
Розрізняють розмноження вегетативне, безстатеве і статеве.
В е р е т а т і в н о в и - розподіл особин надвоє. Іноді поділу передує відмирання окремих клітин; акінети (іноді їх називають спорами) - клітини, здатні переживати несприятливі умови у нитчастих синьо-зелених. Вегетативне розмноження - одна з форм безстатевого розмноження.
Б е з п о л о в и розмноження супроводжується поділом протопласта клітини на частини і виходом продуктів поділу з оболонки материнської клітини. Безстатеве розмноження відбувається за допомогою спор або зооспор (суперечка з джгутиками). Вони утворюються в клітинах, що не відрізняються за формою від інших клітин, або в особливих клітинах - спорангіях, які можуть мати іншу форму і розміри, ніж вегетативні. Головна відмінність спорангіев від інших клітин полягає в тому, що вони виникають як вирости звичайних клітин і виконують тільки функцію утворення спор.
Типи суперечка: 1) апланоспори - суперечки, що одягаються оболонкою всередині материнської клітини; 2) автоспори - апланоспори, які в материнській клітині набувають подібну їм форму. За кількістю їх в спорангіях розрізняють тетраспори, біоспори і моноспори.
Спори і зооспори зазвичай входять у воду через отвір в стінці спорангия цілою групою, оточені слизовою оболонкою, яка незабаром розпливається.
П о л о в о е розмноження полягає в злитті двох клітин (гамет), в результаті чого утворюється зигота, яка виростає в нову особину або дає зооспори. Типи статевого розмноження: 1) з'єднання вмісту двох вегетативних клітин; 2) освіту всередині клітин спеціалізованих статевих клітин - гамет. Судини гамет називаються гаметангиями. Залежно від відносних розмірів гамет розрізняють: а) ізогамію - гамети однакової форми і величини; б) гетерогамію - жіноча гамета крупніше чоловічий, але подібна з нею; в) оогамію - жіноча гамета (яйцеклітина) позбавлена джгутиків, нерухома, значно більший чоловічий; г) автогамія - особливий тип статевого процесу, що полягає в тому, що ядро клітини попередньо ділиться з мейозом на 4 ядра, два з них руйнуються, а що залишилися два зливаються, знову утворюючи диплоидное ядро. Автогамія не супроводжується збільшенням числа особин, а лише їх омолодженням.
В результаті злиття гамет утворюється зигота, джгутики відпадають, з'являється оболонка. У зиготі відбувається злиття двох ядер - вона диплоидна.
Водні організми діляться на планктонні, бентичні, періфітонние, нейстонні. Водорості, що живуть поза водою, поділяються на аерофітон і грунтові.
Синьо-зелені водорості входять до складу планктону і бентосу прісних вод і морів, живуть на поверхні грунту, в гарячих джерелах з температурою води до 80 ° С, на снігу - в полярних областях і в горах; ряд видів живе в вапняному субстраті ( «гострим водорості»), деякі синьо-зелені водорості - компоненти лишайників і симбіонти найпростіших тварин і наземних рослин (мохоподібних і цикадових). У найбільших кількостях синьо-зелені водорості розвиваються в прісних водах, іноді викликаючи цвітіння води у водосховищах, що призводить до загибелі риб.
Водорості - одні з найдавніших організмів, що населяють нашу планету. У минулі геологічні епохи, як і в даний час, водорості населяли океани, річки, озера та інші водойми. Збагативши атмосферу киснем, вони викликали до життя різноманітний світ тварин і сприяли розвитку аеробних бактерій; вони стали родоначальниками рослин, що заселили сушу, і створили потужні товщі гірських порід.
Водорості, як і вищі рослини на суші, - джерело органічних речовин, продуценти кисню у водоймах. Внаслідок діяльності синьо-зелених водоростей (і інших теж) утворюються гірські породи. Гострим синьо-зелені, руйнуючи гірські породи, беруть участь в утворенні первинних грунтів. У комплексі з іншими організмами (бактеріями, грибами) водорості беруть участь у процесі самоочищення води.
Однак, розвиваючись у великій кількості, синьо-зелені водорості можуть призводити до «цвітіння води», під час якого значна кількість організмів осідає на дно, посилюються процеси гниття, різко зменшується кількість кисню і підвищується концентрація вуглекислого газу. Це призводить до літнього замору риби. «Цвітіння» різко відбивається на водопостачанні (забиваються фільтри, вода набуває неприємного смаку і запаху).
Водорості є сировиною для отримання цінних органічних речовин: спиртів, аміаку, лаків, органічних кислот і т. П .; йоду, каротину, біологічно активних речовин. Використовуються в мікробіологічної промисловості, космічних дослідженнях. Морські водорості використовують в харчовій промисловості і при виготовленні різних ліків.
У санітарної гідробіології синьо-зелені водорості використовуються як індикатори, що показують ступінь забруднення води органічними речовинами. Водорості застосовують при очищенні промислових вод.
Розглянемо окремого представника відділу синьо-зелених водоростей - анабеной (Anabaena Cyanophyta).
Ситуація змінилася, коли на кафедрі генетики та селекції біологічного факультету МГУ отримали штам РК84, виділяв водень в повітрі. Вчені Інституту фундаментальних проблем біології РАН знайшли умови (зокрема, рівень освітленості), при яких водорість добре росла і давала багато водню. Цікаво, що в біореакторі, де росла водорість, концентрація що виділяється нею кисню вдвічі перевищила атмосферну, але це не завадило синтезу водню. Співробітники Інституту фундаментальних проблем біології РАН, вивчивши мутантний штам Анаб РК84, зробили висновок, що це поки найкращий перетворювач сонячної енергії в енергію водню.
Вчені вважають, що цей штам Анаб можна використовувати для отримання водню. Однак, за словами вчених, перш необхідно вивчити, як ця водорість буде працювати в природних умовах, і оцінити ефективність, з якою вона перетворює енергію світла в енергію водню.
«Життя рослин - водорості» А.А. Федоров, А.Л. Курсанов, Н.В. Ціуін, М.В. Горленко, С.Р. Жилін.
«Ботаніка» М.Є. Павлова, В.А. Сурков
Москва - Просвітництво - 1977 рік «Ботанічний атлас» Н.А. Монтеверді