Химические факторы распространения и развития водорослей

Вода, как лимитирующий фактор

Большая часть клетки водорослей состоит из воды. Цитоплазма содержит в среднем 85–90% воды, а клеточные органеллы: хлоропласты и митохондрии – не менее 50% воды. Для большинства водорослей вода – постоянная среда обитания, однако многие водоросли могут жить и вне воды.

Соленость и минеральный состав воды

Это важнейшие лимитирующие факторы, влияющие на распределение водорослей. Основную массу природных водоемов составляют морские – эвригалинные, со средней соленостью ‰ (рис. 2).

Среди континентальных водоемов преобладают пресноводные – агалинные, минерализация которых не превышает обычно 0,5‰ (среди них встречаются и более минерализованные).

Различны континентальные водоемы и по характеру минерализации. По классификации Алекина среди них выделяют: гидрокарбонатные, сульфатные и хлоридные водоемы, которые в зависимости от степени и характера минерализации подразделяются на группы и типы.

Кислотность воды

Для жизнедеятельности водо-рослей фактор кислотности имеет большое значение. Устойчивость разных таксонов водорослей к изменениям кислотности (рН) столь же различна, как и к изменениям солености. По отношению к кислотности среды выделяют виды, живущие в щелочных водах – алкалифилы (харовые) и, живущие в кислых водах, т.е. при низких значениях рН – ацидофилы (большинство Desmidiales).

Биогенные вещества

Макро- и микроэлементы, присутствующие в среде, являются необходимыми компонентами тела водорослей и имеют решающее значение для интенсивности их развития. Элементы и их соединения, относящиеся к макроэлементам, требуются организмам в сравнительно больших количествах.

Среди них особая роль принадлежит азоту и фосфору. Азот входит в состав всех белковых молекул, а фосфор – обязательный компонент ядерного вещества, играющий значительную роль в окислительно-восстановительных реакциях. Столь же необходимы, как азот и фосфор, калий, кальций, сера и магний. Кальций используется морскими и пресноводными водорослями для отложения вокруг слоевищ “чехлов” из солей кальция. Магний входит в состав хлорофилла. Количество азота и фосфора в текучих водоемах часто незначительно и обогащение их этими элементами может вызвать усиление в развитии водорослей, приводящее нередко к “цветению” воды водорослями в стоячих водоемах.

Микроэлементы необходимы растениям в крайне малых количествах, но имеют огромное значение для их жизни, поскольку входят в состав многих жизненно важных ферментов. Микроэлементы нередко выступают как лимитирующие факторы. К ним относятся 10 элементов: железо, марганец, цинк, медь, бор, кремний, молибден, хлор, ванадий, кобальт.

Водоросли разных отделов имеют неодинаковые потребности в микро- и макроэлементах. Например, диатомовым необходим кремний для построения створок и т.д. Почти во всех пресноводных экосистемах к лимитирующим факторам относятся нитраты и фосфаты. В озерах и реках с мягкой водой к ним могут быть причислены также соли кальция и некоторые другие. Наконец, количество хлористого натрия и других солей в морской воде значительно выше, чем концентрация биогенных веществ.