Элемент бурых водорослей. Бурые водоросли фукус и ламинария – эликсиры молодости из морских глубин

Бурые водоросли помимо хлорофилла имеют в хроматофорах бурый пигмент - фукоксантин, маскирующий остальные пигменты. Это многоклеточные водоросли, которые растут на глубинах от 40 до 100 метров. По размерам являются наиболее крупными из всех водорослей. Типичные представители - фукус, саргассум и ламинария сахарная, изображенная ниже.

Строение ламинарии

Ламинария сахарная может достигать в длину до 60 м. Тело водоросли подразделяется на таллом (слоевище), стволик, ризоиды. Внешне напоминает лист на черешке. Вода всасывается всей поверхностью слоевища (таллома), ризоиды выполняют исключительно функцию прикрепления к субстрату.

Хроматофор имеет округлую форму, содержит помимо хлорофилла, каротина, ксантофилла бурый пигмент - фукоксантин. Запасное питательное вещество - ламинарин, откладывается в цитоплазме.

Жизненный цикл

Жизненный цикл представлен чередованием спорофита (2n, бесполое поколение) - имеет вид взрослого растения ламинарии, и гаметофита - гаплоидной фазы(n), представленной небольшими разветвленными нитями. В результате мейоза в зооспорангиях на спорофите (2n) образуются зооспоры (n). Зооспоры на почве прорастают в женские и мужские гаметофиты, на которых расположены соответственно оогонии с яйцеклетками (n) и антеридии со сперматозоидами (n). В результате оплодотворения образуется зигота (2n), из которой начинает расти взрослая особь - спорофит. Цикл замыкается.

Значение бурых водорослей

Из бурых водорослей получают агар-агар, вещество, используемое в пищевом производстве - для производства соусов, мороженого, мармелада, зефира и в микробиологии - с целью изготовления питательных сред для микроорганизмов.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к

Жизнь зародилась в Мировом океане. Именно так считает современная наука. Вы можете иметь собственную точку зрения на происхождение жизни, но мы сейчас о другом.

Многие морские продукты обладают уникальными целебными свойствами — и это неоспоримый факт. Поэтому все, кто заботятся о своем здоровье и внешности, обязательно должны познакомиться хотя бы с самыми распространенными и доступными продуктами — морскими водорослями (ламинарией, спирулиной и капустой).

Впрочем, мы уверены, вы точно хотя бы раз в жизни попробовали что-то из перечисленного. И, возможно, уже сформировали к ним свое отношение, как и к любому продукту. Если вы большой поклонник морепродуктов, ваш будет приятно подтвердить правильность своего увлечения. Если вы употребляете перечисленное выше эпизодически, то, возможно, наши сведения будут вам полезны. Ну, а если кто-то так и не смог преодолеть специфические ощущения... что же, насиловать себя не надо, не все равно прочтите, ведь использовать морские водоросли важно не только в натуральном виде и не только в пищу...

На основании различных признаков различается десять типов водорослей:

Красные.
Бурые.
Разножгутиковые.
Диатомовые.
Пирофитовые.
Золотистые.
Синезеленые.
Харовые.
Желтозеленые.

При этом все типы эволюционировали независимо друг от друга.

Применение бурых и красных водорослей

Бурые водоросли

Ламинария — бурая водоросль из морей Тихоокеанского и Северного Ледовитого океанов. Основные её заросли на глубине от четырех метров до десяти метров. Слоевище (тело) ламинарии очень широкое, крупное. Достигает иногда до 20 м в длину. В народе ламинария не случайно получила название «морская капуста», её широко используют в пище как в свежем, так и в сушенном, консервированном виде.

Ламинария — один из основных компонентов для приготовления суши и роллов.

Для лечения ряда заболеваний (зоба, атеросклероза, колиты, запоров) ламинария находит применение в виде порошка. Выпускается гранулированный препарат в таблетках «Ламминарид».

Фукус пузырчатый — прибрежная водоросль морей Северного ледовитого и Атлантического океанов. По содержанию полезных веществ не уступает морской капусте.

Применение порошка из фукуса показано при заболеваниях:

иммунной системы
ожирении
нарушений в ЖКТ
Лечение ожирения основано на способности заполнять желудок, вызывая чувств наполнения и сытости.

Ламинария и фукус используются для получения естественных загустителей — альгинатов:

Е 401, альгинат натрия
Е 402, альгинат калия

Альгинаты необходимы при производстве многих антацидных средств, для нейтрализации соляной кислоты желудочного сока.

Маски из альгиновой кислоты широко применяются в косметологии.

Чрезмерное употребление препаратов и пищевых продуктов с бурыми водорослями, может принести вред лицам с заболеваниями щитовидной железы, нарушениями йодного обмена.

Красные водоросли

Анфельция — представитель багрянок, обитает во многих внешних морях севера и Дальнего Востока, встречается в черном море. Выглядит как невысокие ветвистые, жесткие кустики красного или желтого цвета. Живет на глубине до 5 метров в прибрежных зонах. Растет пучками или шаровидными образованиями.

Основное предназначение — производство природного загустителя — агар — агара. Пищевая добавка Е 406 (агар — агар) основное желирующее вещество при производстве мармелада, пастилы, суфле. В некоторых странах заменяет желатин.

Применяется как питательная среда для посева и роста многих патогенных микроорганизмов.

В народной медицине многих прибрежных стран анфельция используется как противоопухолевое средство при раке молочной железы.

Бесконтрольное употребление продуктов из анфельции может принести вред больным с различными формами диареи.

Грацилярия — красная водоросль обитающая во многих, преимущественно теплых морях. Отличительным свойством от анфельции является большая скорость роста и пригодность к культивированию, как марикультуры. Больших успехов достигли в выращивании грацилярии ученые приморского края.

Являясь сырьем для производства агароидов, приморские плантации грацилярии способно насытить сырьевой рынок для природных загустителей.

Черноморская марикультура

Филлофора ребристая — красная водоросль Черного моря. Широко культивируется для производства агароидных веществ. Большие заросли находятся неподалеку от Одессы. Как и грацилярия, предпочитает те места, где пресноводные реки впадают в море. На черноморском северо — западном прибрежном шельфе образует целые подводные джунгли.

Химическое вещество йод было впервые получено в 1813 году при производстве из красных водорослей натриевой селитры. А так как естественные залежи селитры были в Чили, там и было организовано производство йода. Европейский йод в те годы получали только из красных водорослей, что с течением времени не выдержало конкуренции с чилийским производством.

В России в 1915 году на черноморской филлофоре работал завод по выпуску йода в г. Екатеринославе (Днепропетровске). При изготовлении агароидов, на Одесском заводе налаживают производство ценнейшего порошка из аминопептидов, который нашел применение в производстве многих косметических средств замедляющих старение.

Применение порошка и эмульсии из грацилярии и филофлоры при производстве продуктов питания, косметических средств не наносят вред организму, за исключением случаев индивидуальной непереносимости.

Экстракт из Ирландии

Гигартина и хондрус курчавы й — это родственные красные водоросли. Произрастают в прибрежной зоне Ирландии, США. Используются для получения пищевого загустителя — каррагена. На основе которого выпускается безопасное детское питание.

Благодаря способности восстанавливать эпидермис кожи, делать её структуру гладкой, экстракт из гигартины и хондруса курчавого широко применяются в косметической промышленности.

Важное свойство карагенана — это возможность препятствовать проникновению вируса папилломы человека (ВПЧ) в здоровые клетки. Исследования показали, что применение экстракта из красных водорослей может стать основным профилактическим средством от заражения вирусом папилломы человека. Гели и мази на его основе имеют невысокую стоимость и после окончания клинических испытаний могут стать альтернативным средством широкого применения в борьбе с ВПЧ.

Пользу препаратов, пищевых добавок из морских водорослей трудно недооценить. Например такая «морская трава» как взморник (камка) используется для приготовления порошка, схожего по своим качествам с приправой карри. Но блюда с ним не только вкусные, но и очень полезные.

Приобрести продукты или препараты из водорослей можно в торговой и аптечной сети, в том числе и через интернет. Что бы избежать подделок, обращайте внимание на наличие сертификата качества. При индивидуальной непереносимости прочитайте состав продуктов, добавки Е 401,402,406 изготовлены из водорослей.

Важно помнить, что чрезмерное употребление даже самых полезных и нужных веществ может причинить вред. А употребление любых лекарств лучше начинать после консультации с врачом.

Литотамния

Красная коралловая водоросль, отличается богатым минеральным составом (в ней насчитывается более 30 минеральных веществ), содержит высокие дозы магния и особенно железа. Для профилактики и оздоровления организма рекомендуемая суточная доза водорослей составляет 20 г для свежего, свежезамороженного или сухого прессованного продукта (асака, вакаме, нори и др.).

Порфира

Относится к красным водорослям, препятствует развитию атеросклероза и снижает в организме уровень «плохого» холестерина. Данный вид морских водорослей может быть рекомендован сердечникам в качестве диетической добавки к пище. Еще порфира богата витаминами A, B12 и D.

Спирулина

Относится к зеленым водорослям, очень богата легко усваиваемыми белками (на 100 г порошкообразного продукта приходится 60-70 г белка). А это в три раза превышает белковую ценность соевых бобов. Не стоит забывать и про 18 различных аминокислот, каждая из которых нужна для здоровой полноценной жизни. Причем 8 аминокислот из этого списка организм синтезировать не умеет.

Считается одной из самых популярных съедобных морских водорослей. Печально, что в свежем виде ее могут себе позволить только жители африканского побережья озера Чад и мексиканцы из Тескоко — территории естественного произрастания спирулины. Остальным приходится довольствоваться биологически активными добавками и полуфабрикатами. Пищевая ценность этой зеленой водоросли настолько велика, что ее научились разводить в искусственных условиях (в огромных чанах с теплой, насыщенной углекислым газом, водой) во Франции и Мексике.

Ульва или морской салат

Относится к зеленым водорослям, с давних пор используется в пищу жителями Ирландии, Японии, Франции, Китая, Скандинавии. В морском салате много железа, питательных белков и клетчатки.

Свойства морских водорослей. Польза морских водорослей. Лечение морскими водорослями

Биологи и медики уверенно заявляют, что по содержанию активных веществ водоросли превосходят все другие виды растений.

Морские водоросли обладают противоопухолевыми свойствами.

В летописях разных народов о них сохранились многочисленные сказания. Морские водоросли использовали не только как прекрасный пищевой продукт, но и как эффективное средство для профилактики и лечения различных заболеваний.

Уже в древнем Китае морской капустой лечили злокачественные опухоли. В Индии морские водоросли использовали как эффективное средство в борьбе с некоторыми заболеваниями желез внутренней секреции. В далекие времена в суровых условиях крайнего Севера поморы лечили водорослями различные заболевания, а также использовали их как практически единственный источник витаминов.

Качественное и количественное содержание макро- и микроэлементов в морских водорослях напоминает состав крови человека, что говорит о нашей эволюционной связи с морем, а также позволяет рассматривать морские водоросли как сбалансированный источник насыщения организма минеральными веществами и микроэлементами.

Морские водоросли содержат ряд веществ, обладающих биологической активностью:

липиды, богатые полиненасыщенными жирными кислотами;
производные хлорофилла;
полисахариды: сульфатированные галактаны, фукоиданы, глюканы, пектины, альгиновую кислоту, а также лигнины, являющиеся ценным источником пищевых волокон;
фенольные соединения;
ферменты;
растительные стерины, витамины, каротиноиды, макро- и микроэлементы.
Что касается отдельных витаминов, микроэлементов и йода, то их в морских водорослях больше, чем в других продуктах.

Морские водоросли и биологически активные вещества из них обладают антимутагенной активностью, которую определяют пигменты р-каротин, хлорофилл, лютеин, радиопротекторными свойствами, что связано с наличием в их составе альгиновой кислоты и ее солей.

Альгинаты способны избирательно связывать и выводить из организма ионы тяжелых металлов, например стронция и цезия, а также другие радионуклиды. Особенностью препаратов альгиновой кислоты является их направленная коррекция в наиболее радиопоражаемых жизненно важных системах организма человека (кроветворная система и желудочно-кишечный тракт). Имеются данные о благоприятном симптоматическом действии ламинарии у онкологических больных. Морскую капусту (ламинарию) специалисты рекомендуют не только для профилактики рака и лейкемии, но также при лучевой болезни. Лечебный антиканцерогенный эффект ламинарии обусловлен наличием в этой морской водоросли многих биологически активных веществ и комплекса микроэлементов. Именно на ее основе созданы мощные биодобавки — онкопротекторы.

Учеными доказано, что водоросли обладают большей биологической активностью, чем наземные растения. Исследования свидетельствуют, что инуиты (эскимосы) Аляски и Гренландии значительно реже заболевают злокачественными новообразованиями по сравнению с другими популяциями. И хотя содержание жира в диете у эскимосов высокое, их рацион питания отличается большим количеством рыбы и других морепродуктов, которые и вызывают защитный противоопухолевый эффект. Суставной ревматизм, диабет и заболевания сердечно-сосудистой системы у этих народностей также почти не встречаются.

Ученые объясняют это наличием полиненасыщенных жирных кислот в их питании. Они обладают высокой биологической активностью, не синтезируются в организме человека, поэтому незаменимы. Полиненасыщенные жирные кислоты морских водорослей принимают участие в синтезе простагландинов, оказывающих огромное влияние на здоровье. Они способны расширять сосуды, понижать кровяное давление, расширять или сужать просвет бронхов, стимулировать выработку гормонов, увеличивать чувствительность нервных волокон. Простагландины играют важную роль в деятельности половой системы, в механизмах оплодотворения и родов.

Бурые водоросли и препараты из них оказывают гиполипидемическое действие, препятствуют развитию ожирения, улучшают функции сердечно-сосудистой системы. Традиционная японская диета с большим содержанием морских водорослей и пониженной калорийностью предупреждает развитие ожирения и атеросклероза. В настоящее время доказано, что насыщение организма полиненасыщенными жирными кислотами Омега-3, содержащимися в морских водорослях и рыбьем жире, нормализует липидный обмен и препятствует развитию атеросклероза.

Морские водоросли используют для профилактики и лечения сердечно-сосудистых заболеваний.

У биологически активных веществ морских водорослей обнаружены противовоспалительные и иммуномодулирующие свойства. Иммунокорректоры из водорослей повышают активность иммунной системы человека и дают возможность организму успешно бороться с бактериальными, грибковыми и вирусными инфекциями. В ряде исследований доказана противовирусная активность в отношении вируса иммунодефицита человека. Высокая сорбционная активность препаратов делает их незаменимыми для предотвращения аллергических и аутоиммунных заболеваний. Они способны восстанавливать функциональную активность макрофагов и Т-лимфоцитов, усиливают клеточную кооперацию, активизируют синтез секреторных иммуноглобулинов-А, дефицит которых является базой хронических заболеваний с вовлечением слизистых оболочек дыхательных путей, мочеполовой системы и желудочно-кишечного тракта.

Морские водоросли аккумулируют из морской воды целый ряд витаминов (А, С, D, витамины группы B, К, РР, фолиевую и пантотеновую кислоты).

О главном: в водорослях содержатся абсолютно все необходимые для полноценной работы нашего организма минералы, витамины и аминокислоты. При этом достаточно просто регулярно включать в рацион стандартные порции продукта.

Более того, современная медицина пошла навстречу тем, кому не вполне нравится вкус морских водорослей, и сегодня создано множество препаратов, в состав которых входят водоросли (против ревматизма, мигрени, диабета). Припомните, вероятно, вы или ваши друзья укрепляли иммунитет при помощи экстракта из спирулины.

О пользе морских водорослей для похудения

Во-первых, подобно ананасу, бурые водоросли (ламинария, морская капуста) содержат особый фермент, расщепляющий жиры.

Во-вторых, водоросли можно запивать водой или зеленым чаем. При этом они разбухают в желудке, значительно увеличиваются в объеме и надолго устраняют чувство голода.

В-третьих, водоросли содержат мизерное количество калорий: от 7 до 15 на 100 г (в зависимости от вида). Так что салат из водорослей (если не добавлять майонез и другие калорийности) можно есть чуть ли не без ограничений.

Морские водоросли в борьбе с целлюлитом

Этот совет тоже весьма полезен, особенно тем, кто так и не смог привыкнуть ко вкусу водорослей. Так уж хорош этот продукт, что специалисты по стройности тела находят ему применение не только в качестве еды!

Вы уже догадались, речь идет о борьбе с целлюлитом. Процедура исключительно эффективна: за три дня после нее объемы уменьшаются до 7 сантиметров. Правда, при условии, что проводить ее вы будете в салоне.

Горячее обертывание (а именно такой вид и нужно выбирать) стимулирует кровообращение, улучшает вид кожи, способствует выведению токсинов из кожи, уменьшает объемы тела, и даже быстрее заживают ранки и царапины.

Но некоторые специалисты считают, что такой блистательный эффект достигается только путем временного оттока жидкости из тканей, а потому рекомендуют проводить обертывания вместе с другими процедурами: массажем, миостимуляцией и физическими нагрузками. А если принять еще специальную ванну — кожа станет, как попка у младенца.

Водорослевая ванна

100 г водорослей и 100 г морской соли, не перемешивая, всыпать в ванну. Принимать не более 25 минут.

Затем, не вытираясь, завернитесь в махровую простыню и посидите так полчаса. После этого следует обмыться теплой водой, вытереться и нанести на кожу антицеллюлитный крем — обязательно с массажем.

И в заключение хотим отметить, японцы, активно потребляющие морепродукты вообще и водоросли в частности, отличаются завидным здоровьем и высокой продолжительностью жизни.

Использование водорослей в народной медицине

Рецепт настоя водорослей для лечения щитовидной железы

Для приготовления этой настойки вам нужно будет: две столовых ложки ламинарии, двести пятьдесят грамм воды. Вам нужно будет растереть ламинарии в мелкий порошок, а затем употреблять его перед сном, запивая водой в течение пятнадцати-тридцати дней.

Рецепт из сухой ламинарии для лечения язвы желудка

Для этого потребуется две столовых ложки ламинарии, двести пятьдесят грамм воды. Водоросли следует измельчить до состояния порошка и принимать по одной столовой ложке, запивая водой, три-четыре раза в день до или после принятия пищи. Курс лечения будет длиться от двух недель до одного месяца.

Рецепт отвара водорослей для лечения варикоза

Вам потребуется: одна столовая ложка фукуса или ламинария, а также двести пятьдесят мл воды. Для приготовления залейте водоросли кипяченой водой при температуре 35-37 градусов по Цельсию. Затем настаивайте в течение нескольких часов. Применять полученную смесь требуется следующим образом. Нанесите настойку на льняную ткань, а затем оберните ею проблемные участки тела и накройте полотенцем. Первоначальное время проведения процедуры — до получаса. Постепенно увеличивайте время до двух часов. Проводить обертывание следует 1-2 раза в неделю. Общий курс лечения — десять-пятнадцать процедур.

Рецепт для лечения герпеса

Вам потребуется двадцать пять капель спиртового экстракта ламинарии. Измельчить 100 грамм водорослей, настаивать в 100 грамм 96% спирта 7 дней в темном месте. Смочите вату в экстракте и нанесите ее на пораженный участок. Применяйте два-три раза в день при герпесе.

Ламинария для лечения эрозии шейки матки

Все, что вам потребуется, — две столовых ложки сухой ламинарии, либо фукуса, двести пятьдесят мл воды. Водоросли следует мелко измельчить и принимать по одной чайной ложке, запивая водой, один или два раза в день. Курс лечения — всего две недели.

Внимание! Всем, кто имеет проблемы с почками или деятельностью щитовидной железы перед тем, как вводить морские водоросли в свой рацион на регулярной основе, необходимо проконсультироваться со своим врачом.

Противопоказания

Аллергия на морепродукты, йод.
Также, водоросли советуют не употреблять женщинам во время беременности.

Относят 250 родов и около 1500 видов. Наиболее известные представители – ламинария, цистозейра, саргасс.

Это, в основном, морские растения , только 8 видов являются вторично пресноводными формами. Бурые водоросли распространены в морях земного шара повсеместно, достигая особенного разнообразия и многочисленности в холодных водоемах приполярных и умеренных широт, где формируют большие заросли в прибрежной полосе. В тропическом поясе наиболее крупное скопление бурых водорослей отмечается в Саргассовом море, их массовое развитие обычно происходит зимой, когда температура воды понижается. Обширные подводные леса образованы ламинариевыми водорослями у побережья Северной Америки.

Бурые водоросли обычно прикреплены к твердому субстрату, к примеру, камням, скалам, раковинам моллюсков, слоевищам других водорослей. По размерам они могут достигать от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров. Многоклеточное слоевище окрашено от оливково-зеленого до темно-бурого цвета, так как в клетках, кроме хлорофилла, имеется значительное количество коричневых и желтых пигментов. Эти растения имеют наиболее сложное строение из всех водорослей: у некоторых из них клетки сгруппированы в один-два ряда, чем напоминают ткани высших растений. Виды могут быть как однолетние, так и многолетние.

Таллом . У водорослей данной группы слоевища могут быть различной формы: стелющиеся либо вертикально «висящие» нити, пластинки (цельные или изрезанные) или ветвящиеся кусты. К твердому субстрату талломы прикреплены посредством ризоидов (подошвы). Для высших бурых водорослей порядка ламинариевых и фукусовых характерна дифференциация тканевых структур и появление проводящих систем. В отличие от водорослей других групп, бурым свойственно наличие многоклеточных волосков с базальной зоной роста.

Строение клетки . Покровом служит толстая клеточная стенка, состоящая из двух или трех слоев, сильно ослизняющаяся. Структурными компонентами клеточной стенки являются целлюлоза и пектин. В каждой клетке бурых водорослей содержится одно ядро и вакуоли (от одной до нескольких). Хлоропласты мелкие, дисковидной формы, имеют бурую окраску из-за того, что кроме хлорофилла и каротина, в них имеется высокая концентрация бурых пигментов – ксантофиллов, в частности фукоксантина. Также в цитоплазме клетки откладываются запасы питательных веществ: полисахарида ламинарина, многоатомного спирта маннита и разных жиров (масел).

Размножение бурых водорослей . Размножение осуществляется бесполым и половым способом, редко вегетативно. Органами размножения служат спорангии, как одногнездные, так и многогнездные. Обычно есть гаметофит и спорофит, причем у высших водорослей они чередуются в строгой последовательности, тогда как у низших четкого чередования не происходит.

Значение . Значение бурых водорослей в природе и жизни человека велико. Они являются главным источником органических веществ в прибрежной зоне морей. В зарослях этих водорослей, занимающих огромные площади, находят убежище и пищу многие морские обитатели. В промышленности используются в производстве альгиновых кислот и их солей, для получения кормовой муки и порошка для изготовления лекарственных средств, содержащих в большой концентрации йод и ряд других микроэлементов. В аквариумах появление бурых водорослей связывают с недостаточным освещением. Некоторые виды употребляют в пищу.

Бурые водоросли, как и красные, почти всегда обитают в морях и океанах, т. е. в соленой водах. Все они многоклеточные. Среди бурых водорослей есть самые крупные представители среди всех водорослей. Преимущественно бурые водоросли растут на небольшой глубине (до 20 м), хотя есть виды, которые могут обитать на глубине до 100 м. В морях и океанах они образуют своеобразные заросли. Большинство бурых водорослей обитает в приполярных и умеренных широтах. Однако есть и те, которые растут в теплых водах.

Бурые водоросли, также как и зеленые, способны к фотосинтезу, то есть в их клетках содержится зеленый пигмент хлорофилл. Однако у них много также других пигментов, имеющих желтый, бурый, оранжевые цвета. Эти пигменты «перебивают» зеленый цвет растения, придавая ему коричневатый оттенок.

Как известно, все водоросли относятся к низшим растениям. Их тело называется слоевищем, или талломом, настоящих тканей и органов нет. Однако у ряда бурых водорослей наблюдается расчленение тела на подобие органов, можно выделить разные ткани.

Некоторые виды бурых водорослей имеют сложно расчлененное слоевище, имеющее длину более 10 м.

Подавляющее большинство бурых водорослей прикрепляется к подводным предметам. Делают они это с помощью ризоидов или так называемых базальных дисков.

У бурых водорослей наблюдаются различные типы роста. Одни виды растут своей верхушкой, у других все клетки таллома сохраняют способность к делению, у третьих делятся поверхностные клетки, у четвертых есть специальные зоны клеток в теле, деление которых приводит к нарастанию тканей вверху и внизу от них.

Клеточные оболочки бурых водорослей состоят из внутреннего целлюлозного слоя и внешнего студенистого, включающего различные вещества (соли, белки, углеводы и др.).

Клетки имеют по одному ядру, множество мелких дискообразных хлоропластов. Хлоропласты отличаются по строению от хлоропластов высших растений.

В качестве запасного питательного вещества в клетках бурых водорослей откладывается не крахмал, а другой полисахарид и один из спиртов. Клетки содержат вакуоли с полифенольными соединениями.

У бурых водорослей есть как половое, так и бесполое размножение. Они могут размножаться фрагментацией своего таллома, некоторые виды формируют выводковые почки. Бесполое размножение также осуществляется спорами, образующимися в спорангиях. Чаще всего споры подвижны (имеют жгутики), то есть являются зооспорами. Споры дают гаметофит, образующий половые клетки, слияние которых дает начало спорофиту. Таким образом, у бурых водорослей наблюдается чередование поколений. Однако у других видов гаметы образуются спорофитом, то есть гаплоидная стадия представлена только яйцеклетками и сперматозоидами.

Отмечено, что бурые водоросли выбрасывают феромоны, которые стимулируют выход сперматозоидов и их движение к яйцеклеткам.

Наиболее известным представителем бурых водорослей является ламинария , которую человек употребляет в пищу, называя ее морской капустой. У нее есть ризоиды, которыми она прикрепляется к подводным объектам (камням, скалам и др.). У ламинарии есть подобие стебля (стволик), эта часть растения не плоская, а цилиндрическая. Длина стволика до полуметра, от него отходят подобия плоских листовых пластин (по несколько метров каждая).

Человеком бурые водоросли используются не только в пищу, они используются в пищевой и текстильной промышленности, из них изготавливают некоторые лекарства.

Порядки

Аскозейровые (Ascoseirales )
Хордариевые (Chordariales )
Кутлериевые (Cutleriales )
Диктиосифоновые (Dictyosiphonales )
Десмарестиевые (Desmarestiales )
Диктиотовые (Dictyotales )
Хордариевые (Chordariales )
(Discosporangiales )
Эктокарповые (Ectocarpales )
Фукусовые (Fucales )
(Ishigeales )
Ламинариевые (Laminariales )
(Nemodermatales )
(Onslowiales )
(Ralfsiales )
Сцитосифоновые (Scytosiphonales )
(Scytothamnales )
Сфацеляриевые (Sphacelariales )
Спорохновые (Sporochnales )
Тилоптеридовые (Tilopteridales )
(Syringodermatales )

Систематика
на Викивидах

Изображения
на Викискладе

ITIS
NCBI
EOL

Наиболее сложно устроены талломы ламинариевых и фукусовых. Их слоевища имеют признаки тканевой дифференцировки со специализацией клеток . В их талломе можно различить: кору, состоящую из нескольких слоёв интенсивно окрашенных клеток; сердцевину, состоящую из бесцветных клеток, часто собранных в нити. У ламинариевых в сердцевине образуются ситовидные трубки и трубчатые нити. Сердцевина выполняет не только транспортную функцию, но и механическую, так как в ней находятся нити с толстыми продольными стенками. Между корой и сердцевиной у многих бурых водорослей может находиться промежуточный слой из крупных бесцветных клеток.

Рост таллома у бурых водорослей чаще всего интеркалярный и апикальный , реже базальный. Интеркалярный рост может быть диффузный или имеется зона роста. У крупных представителей интеркалярная меристема расположена в месте перехода «черешка» в «листовую пластинку». Крупные водоросли также имеют меристематическую зону на поверхности таллома, так называемую меристодерму (своеобразный аналог камбия высших растений).

Необычный тип меристемы, который встречается только у некоторых бурых водорослей, - трихоталлическая меристема, развитие клеток которой происходит в основании настоящих волосков. Настоящие волоски размещаются на поверхности меристодермы рассеянно или пучками и часто погружены своим основанием в особые углубления - криптосомы.

Жгутики

Жгутиковые стадии в жизненном цикле бурых водорослей представлены только гаметами и зооспорами. Два неравных жгутика прикреплены сбоку (сперматозоиды Dictyota имеют только один жгутик). Обычно длинный перистый жгутик направлен у бурых водорослей вперёд, а гладкий - вбок и назад, но у сперматозоидов ламинариевых, спорохналиевых и десмарестиевых, наоборот, длинный перистый жгутик направлен назад, а короткий гладкий - вперёд. Помимо трёхчастных мастигонем на длинном жгутике присутствуют чешуйки и шипики; его кончик может быть спирально закручен. В основании гладкого жгутика находится базальное вздутие. У сперматозоидов фукусовых вокруг жгутика имеется своеобразная воронкообразная структура - хоботок, поддерживаемая микротрубочками первого корешка.

Базальные тела жгутиков расположены под углом почти 110 градусов и соединены тремя исчерченными лентами. Типичной конфигурацией для бурых водорослей является наличие четырёх микротрубочковых корешков. Один корешок состоит из 7-5 микротрубочек, направлен к переднему концу клетки, где он загибается и идёт назад; другой корешок состоит из 5-4 микротрубочек и направлен в две стороны от базального тела - к переднему и заднему концу клетки; ещё два корешка - короткие, состоят каждый из одной микротрубочки. В корешковой системе отсутствует ризопласт. У ряда бурых водорослей строение корешковой системы отличается от описанного.

Покровы

Растворимые альгинаты входят в состав матрикса клеточной стенки, иногда на их долю приходится до 40 % сухого веса таллома.

Фуканы (фукоиданы или аскофилланы) - полимеры L-фукозы и сульфатированных сахаров. Их функция до конца не выяснена. Считается, что они играют важную роль в прикреплении зиготы и её прорастании у фукусовых водорослей.

У некоторых диктиотовых, например у Padina , в клеточных стенках откладывается известь в форме арагонита .

Клеточные структуры

В клетках бурых водорослей встречается от одной до многих пластид . Чаще хлоропласты мелкие, дисковидные, париетальные. Их форма может быть звёздчатой, лентовидной или пластинчатой; форма хлоропластов может меняться с возрастом клетки. Оболочка хлоропласта состоит из четырёх мембран; там, где хлоропласт расположен рядом с ядром , наружная мембрана хлоропластной эндоплазматической сети переходит в наружную мембрану ядра. Перипластидное пространство хорошо развито. Ламеллы трёхтилакоидные; имеется опоясывающая ламелла; хлоропластная ДНК собрана в кольцо.

В пресных водах встречаются только 8 видов, относящихся к родам Heribaudiella , Ectocarpus , Sphacelaria , Pseudobodanella , Lithoderma , Pleurocladia и Porterinema . Возможно, H. fluviatilis - обычный компонент речной флоры, но из-за незнания этой группы часто остаётся в пробах незамеченным.

Роль бурых водорослей в природе чрезвычайно велика. Это один из основных источников органического вещества в прибрежной зоне, особенно в морях умеренных и приполярных широт; их заросли служат местом питания, укрытия и размножения многих животных.

Бурые водоросли используют в пищу, на корм скоту, как удобрения, для производства альгинатов и маннита . Ежегодный сбор Laminaria и близких к ней водорослей достигает 2 млн т. сырой массы, более миллиона тонн даёт производство её марикультуры в Китае.

Альгинаты - нетоксичные соединения, обладающие коллоидными свойствами, поэтому они широко используются в пищевой и фармацевтической промышленности. Альгиновая кислота и её соли способны к 200-300-кратному поглощению воды, образуя гели, для которых характерна высокая кислотноустойчивость. В пищевой промышленности они используются в качестве эмульгаторов, стабилизаторов, желирующих и влагоудерживающих компонентов. Например, сухой порошковый альгинат натрия используют в производстве порошкообразных и брикетированных растворимых продуктов (кофе, чай, сухое молоко, кисели и др.) для их быстрого растворения. Водные растворы альгинатов используют для замораживания мясных и рыбных продуктов. В мире в пищевую промышленность идёт порядка 30 % получаемых альгинатов.

В текстильной и целлюлозно-бумажной промышленности альгинаты используют для загущения красок и усиления прочности их связи с основой. Пропитка тканей некоторыми солями альгиновой кислоты придаёт им водонепроницаемость, кислотоустойчивость и увеличивает механическую прочность. Ряд солей альгиновых кислот используют для получения искусственного шёлка. Во время Второй мировой войны в США и Англии из альгиновой кислоты и её солей производилось большое количество маскировочной ткани и сетей для жилых и промышленных зданий. Альгинаты применяются в металлургии как компонент формовочной земли, в радиоэлектронике - как связующий агент при изготовлении высококачественных ферритов , а также в горнодобывающей, химической и других отраслях промышленности.

В фармацевтической промышленности альгинаты используются для покрытия таблеток, пилюль, в качестве компонентных основ для различных мазей и паст, как гели-носители лекарственных препаратов. В медицине альгинат кальция используют как кровеостанавливающее средство, как сорбент , способствующий выведению радионуклидов (в том числе стронция).

В Северной Америке для получения альгинатов собирают Macrocystis и Nereocystis , на европейском побережье используют виды Laminaria и Ascophyllum . К концу двадцатого столетия ежегодное производство альгинатов в мире достигло 21 500 т: 12 800 т в Европе, 6 700 - в Северной Америке, 1 900 - в Японии и Корее, 100 - в Латинской Америке. В России в 1990 г. было получено всего 32 т пищевого альгината натрия.

Фукоиданы - эффективные антикоагулянты, даже более активные, чем гепарин . Перспективным считается их использование для получения противоопухолевых препаратов и антивирусных соединений. Даже в очень низких концентрациях они могут ингибировать прикрепление вирусов к поверхности клеток. Фукоиданы способны образовывать исключительно прочные и вязкие слизи, что находит применение в получении стабильных эмульсий и суспензий.

Маннит используют как заменитель сахара для больных диабетом. Кроме того, он может быть использован в качестве плазмозаменителя при консервации крови.

Клетки многих бурых водорослей накапливают йод . Его содержание может достигать 0,03 %-0,3 % от свежей массы водорослей, в то время как его содержание в морской воде достигает только 0,000005 % (0,05 мг на литр воды). До 40-х гг. XX в. бурые водоросли использовали для добычи йода.

Энергетический кризис, который охватил в последние годы многие страны мира, привёл к необходимости поиска новых нетрадиционных источников энергии. Так, в США с этой целью изучается возможность разведения водоросли Macrocystis pyrifera с последующей переработкой в метан . Подсчитано, что с площади 400 квадратных километров, занятых этой водорослью, можно получить 620 млн кубических метров метана.

В последние годы бурые водоросли привлекают внимание в связи со способностью выделять в атмосферу органические бромиды (бромоформ, дибромохлорметан и дибромометан). Ежегодный выброс водорослями органических бромидов достигает 10 000 тонн, что сравнимо с образованием этих веществ промышленностью. Существует мнение о связи выделения органических бромидов с разрушением озона в атмосфере Арктики.

Филогения

Ископаемые находки, которые могут иметь отношение к бурым водорослям, датируются поздним ордовиком (около 450 млн лет) и известны как Winnipegia и Tallocystis из среднего силура (425 млн лет). Но эти находки нельзя точно привязать только к бурым водорослям, так как они схожи и с некоторыми современными зелёными и красными водорослями . Ископаемые находки, которые точно можно связать с современными бурыми водорослями, относятся к миоцену (5-25 млн лет). Это Zonarites и Limnophycus , напоминающие современную Dictyota и др. Молекулярные методы определяют возраст бурых водорослей как 155-200 млн лет.

Бурые - монофилетичная группа, но связи внутри неё до конца не понятны. К настоящему времени данные по анализу нуклеотидных последовательностей ряда генов из-за своей малочисленности пока не отражают полную картину в филогении бурых водорослей. Традиционно к наиболее примитивным бурым водорослям относили эктокарпусовые, но анализ последовательностей генов rbc L, psa A, psa B и их комбинации показывает, что они таковыми не являются. В деревьях, полученных в этих исследованиях, эктокарпусовые располагаются на вершине, а в основании - представители порядка Ishigeales , которые рано отделились от общего дерева бурых водорослей.

Не вызывает сомнений отнесение бурых водорослей к охрофитовым. В рамках этого отдела по ряду особенностей их долгое время считали наиболее близкими к золотистым водорослям . В настоящее время эта точка зрения оспаривается. По ультраструктурным, биохимическим особенностям и по сравнению нуклеотидных последовательностей гена 16S рРНК бурые водоросли ближе всего стоят к трибофициевым . После описания нового класса Schizocladiophyceae в ряде исследований показано, что он является сестринской группой для бурых водорослей.

Разнообразие и классификация

Класс содержит около 265 родов и 1500-2000 видов . Тип организации таллома , наличие или отсутствие пиреноида, способ роста, тип полового размножения (изогамия , гетерогамия, оогамия) и жизненного цикла используют для выделения порядков бурых водорослей. В последние годы в связи с использованием данных по сравнению нуклеотидных последовательностей ряда генов активно пересматривается система бурых водорослей. В разных системах выделяют от 7 и более порядков, по-разному понимая объём порядков Ectocarpales и Fucales. В 1999 г. F.Rousseau и B.Reviers была предложена широкая концепция порядка Ectocarpales s.l., включившая в него порядки Chordariales, Dictyosiphonales, Punctariales, Scytosiphonales. В то же время из него исключили Ralfsiales и 2004 г. Ischigeales (этот порядок был описан для рода Ischige , ранее относимого к семейству хордариевые). В один порядок Fucales s.l. предложено объединить порядки Fucales и Durvillaeales. В 1998 г. был описан новый порядок бурых водорослей - Scytothamnales - на основании особенностей пластид (расположенные в центре клетки звёздчатые, с пиреноидом) и данных по SSU rDNA. Этот новый порядок включает три рода: Scytothamnus , Splachnidium (выведен из диктиосифоновых) и Stereocladon (выведен из хордариевых).