Диатомовые водоросли эволюционно
сравнительно молодые. Они имеют кремневый
панцирь и устроены довольно сложно. На рис.1
показано строение клетки и простой колонии центрической диатомеи. В нормальном
состоянии ее панцирь напоминает чашку Петри -
одна половинка (крышка) чуть больше другой
(основания). При делении каждая из них становится
крышкой, т.е. размер нового основания становится
все меньше (но не менее 60% первоначальной).
Возобновление прежнего большого размера
основания клетки возможно только при половом
размножении диатомей. Из специальных отверстий в
панцире клетки выделяют слизь, которую они
широко используют. Пеннатные диатомеи
устроены похоже, но сверху выглядят не круглыми,
а вытянутыми как пирожок, вдоль которого
проходит шов. Слизь выделяется ими наиболее
активно из шва.
 |
| Рис.1. Вид панциря и колонии некоторых
диатомей... |
Диатомеи не имеют видимых приспособлений для
активного передвижения в воде, кроме некоторого
перетаскивания себя по субстрату при помощи
слизи. Кремневый панцирь значительно утяжеляет
клетки диатомей и в лаборатории они довольно
быстро оседают (со скоростью1-5 м/сутки). Кроме
того, для своего роста они в отличие от других
групп плактона нуждаются в сравнительно высоких
концентрациях кремния. Все это уменьшает
конкурентноспособность диатомей по сравнению с
другими группами фитопланктона. Есть
предположения, что диатомовые сначала были
бентосными, т.е. живущими на дне, видами. В этом
случае перед ними не было проблемы плавучести,
да и кремний обычно присутствует в иловых водах в
повышенных концентрациях. В прибрежной зоне
многие современные диатомеи живут как у дна, так
и у поверхности.
А как удается диатомеям в условиях открытого,
т.е. практически бездонного океана, не только
выжить, но и создавать большую часть вновь
синтезируемого там органического вещества? До
последнего времени считалось, что диатомеи
выживают здесь только за счет пассивного
приспособления: они быстро, опережая другие
группы водорослей, размножаются весной, когда в
верхнем слое воды после зимнего перемешивания
много биогенов, а потом пассивно
пережидают неблагоприятные времена либо до
будущей весны, либо до случайного заброса
биогенов в верхний слой, подвергаясь
непрерывному прессу выедания зоопланктоном
(и частично бактериями). В столбе воды
они удерживаются благодаря турбулентному
переносу вверх-вниз при увеличенной скорости
роста в верхнем слое. После истощения основного
запаса биогенов (в основном из-за потребления их
самими диатомеями) в поверхностном слое начинают
преобладать другие виды фитопланктона - перидинеи, кокколитофориды
и др., которые потребляют в основном биогены,
образующиеся за счет разложения ранее
созданного органического вещества, т.е. включая и
вещество диатомей.
Однако не все так просто. Хотя диатомеи, как
отмечалось, не имеют видимых приспособлений для
активного передвижения в воде, скорость их
осаждения зависит от физиологического
состояния. Она минимальна в фазе роста и
увеличивается при истощении биогенов, включая
кремний, когда из-за его недостатка их панцирь
становится более тонким. А в 1985г. вышла статья
В.Сметачека с характерным названием "О роли
погружения в жизненном цикле диатомовых:
экологическое, эволюционное и геологическое
значение", где, если говорить упрощенно,
описывался такой сценарий поведения диатомей,
особенно важный для тропических районов. На апвеллинге у берега или в центре
циклонического круговорота на поверхность
выходит холодная и сравнительно богатая
биогенами вода. Далее по началу все идет по
описанной выше схеме: в ней сейчас же (в тропиках
много солнца и поэтому не надо ждать весны)
развиваются диатомеи. Вопрос, откуда они там
берутся, биологов интересует, как правило, мало,
мол в воде в каком-то минимальном количестве
всегда имеются любые характерные для данного
района виды. Однако после истощения запаса
биогенов, а за это время вода прогревается и
уносится из области апвеллинга, диатомеи следуют
другому сценарию и отказываются служить пищей
другим членам сообщества.
Происходит это таким образом. Клетки диатомей
сцепляются между собой при помощи разного рода
выростов или выпускают из себя клейкую слизь, а
потом вдруг начинают тонуть. Причем скорость
опускания может быть очень большой - до 100 м/сутки.
Но если есть массовое погружение диатомей, то
логично ожидать и такого же массового всплытия.
Однако для одиночных клеток и простых колоний
диатомей оно пока не обнаружено, но для
макроколоний наблюдалось и по крайней мере в
одном случае это было очень красиво.
далее>>
|
