Введение
Cladophora — род сетчатых нитевидных зелёных водорослей, относящийся к классу Ulvophyceae.
Cladophora is a genus of reticulated filamentous Ulvophyceae (green algae).
Таксономия
Cladophora fascicularis – это зеленая макроводоросль, относящаяся к отделу Хлорофиты. В роду Cladophora насчитывается более 183 видов, которые очень сложно различать и классифицировать, главным образом из-за значительной вариативности их внешнего вида, зависящей от среды обитания, возраста и условий окружающей среды.
Описание и внешний вид
Цвет кладофоры ярко-зеленый, что отражает содержание хлорофилла а и хлорофилла б, соотношение которых схоже с таковым у высших растений. Также в ней содержатся β-каротин и ксантофиллы. Ветви таллома меньше главной оси, дихотомически разветвленные, шероховатые на ощупь и имеют заостренные кончики. Клетки кладофоры содержат несколько пиреноидов, крупные, многоядерные и имеют множество пристеночных округлых хлоропластов, которые обычно образуют сетчатое строение. Температура, водные течения и волны влияют на их метаболизм, морфологию и характер разветвления. При температуре 15–20 °C ветви появляются очередными, а при температуре ниже 25 °C могут полностью отсутствовать.
Оборона
Толстые стенки, называемые акинетами, формируются из вегетативных клеток в периоды короткого светового дня, низких температур или недостатка питательных веществ. Клеточные стенки видов рода Cladophora часто содержат целлюлозу и пектин, обеспечивая прочность и эластичность. Толстые стенки и оболочки имеют слизистую консистенцию. Благодаря уникальной структуре клеточной стенки и способности связывать металлы, они могут поглощать токсичные ионы металлов из воды для очистки, особенно в отношении поглощения питательных веществ и тяжелых металлов, что привлекает внимание к потенциалу Cladophora в фиторемедиации.
Фиторемедиация
Некоторые виды кладофоры, включая Cladophora fascicularis, изучались на предмет их использования в фиторемедиации. Cladophora fascicularis может способствовать улучшению качества воды в загрязненных водных экосистемах. Эта водоросль также обладает биологической активностью. Кладофора обладает уникальными возможностями фильтрации токсинов из воды, таких как тяжелые металлы и загрязняющие вещества, и эффективно поглощает питательные вещества, включая азот и фосфор. Однако виды кладофоры могут представлять серьезную проблему, вызывая значительные изменения в бентосных условиях, особенно при повышенной концентрации фосфора.
Сезонные цветы
Кладофора известна своей сезонной активностью цветения (с ранней весны до лета), которая указывает на ее способность к эвтрофикации, а также на возможное загрязнение среды ее обитания.
Плотные коврики
Кладофоры образуют разветвленную нитевидную структуру хлорофитов с крупными цилиндрическими клетками, формирующими длинные, регулярно разветвленные образования. Нити могут быть весьма длинными и образовывать плотные коврики или пучки в водной среде. Когда кладофора отрывается от скалистого субстрата, на котором она растет, она может накапливаться на берегах, делая их сетчатую структуру (плотные коврики) видимой наблюдателям. Образование плотных ковриков может влиять на проникновение света и уровень кислорода в водных экосистемах. Коврики также могут служить местообитанием и пищей для различных водных организмов.
Растение и среда обитания
Кладофоры встречаются в различных экосистемах, включая тропические и умеренные климатические зоны, пресноводные, сточные и морские водные системы, а также в различных биомах, таких как озера, пруды, водохранилища, крупные реки и прибрежные литоральные зоны, а также на больших океанических глубинах (которые определяют температуру, доступность света и кислорода, причем последний может стать ограничивающим фактором). Для этого таксона необходимы нитраты и ортофосфаты, а также жесткая вода с pH от 7 до 10, высокая интенсивность света и высокая концентрация питательных веществ. Кладофоры могут прикрепляться к подводным поверхностям, таким как камни или другие водные субстраты, что способствует более быстрому росту за счет оптимизации использования пространства (еще один ограничивающий фактор и источник внутривидовой, межвидовой и инфравидовой конкуренции).
Мировое распространение
В Европе только 15 известных подвидов кладофоры являются пресноводными. Кладофора встречается в Африке, Азии, на островах Тихого океана, в Австралии, Европе, на Атлантических островах, в Северной Америке, Новой Зеландии, а также в Карибском регионе. В некоторых странах Азии почти 5% рациона человека составляют водоросли, а их употребление в пищу популярно во Франции, Таиланде и на Гавайских островах.
Применение
Кладофору можно употреблять в пищу в сушеном или свежем виде (однако при увеличении степени обработки и генетической модификации она теряет часть своей питательной ценности), она используется в медицине, считается углеводом при потреблении, обладает фармакологическими свойствами, может применяться в косметических целях, используется как удобрение, как добавка в корма и может использоваться в качестве биотоплива в сыром виде. Биотопливо: трансэтерификация кладофоры позволяет превращать ее в биодизель. Для этой реакции используются спирты, ферменты и масла кладофоры, но производство часто сильно зависит от содержания масла. Фармакология и польза для здоровья: кладофора применяется в фармакологических целях как лекарственное средство. Она обладает антимикробными, антигистаминными, противовирусными, антиоксидантными, антисклеротическими, противовоспалительными свойствами и способствует снижению веса, а также содержит вторичные метаболиты и биоактивные компоненты, которые могут использоваться при лечении диабета, гипертонии и рака, и обеспечивают защиту от паразитов. Однако, по состоянию на декабрь 2023 года, кладофора еще не используется в коммерческих целях в качестве фармакологического агента. Коммерческое использование: существует дополнительный спрос на кладофору для повышения продуктивности биомассы с целью коммерческого использования в качестве сырья для производства продукции с добавленной стоимостью.
Кладфора шары
Кладыфора шары формируются из нитей водорослей, осуществляющих фотосинтез. Большое количество этих шаров было выброшено на берег в Девоне, Англия. Их средний диаметр составлял 2,5 см, и было обнаружено несколько миллионов шаров, образующих слой. Это не следует путать с маримо, который, хотя ранее относился к кладофоре, теперь называется Aegagropila linnaei.
Лаосский трава Меконг
В Лаосе Cladophora spp. (ໄຄ "речной сорняк" или точнее ໄຄຫີນ "каменный речной сорняк") обычно употребляют в пищу как деликатес и чаще всего называют на английском языке "меконгскими водорослями". Эти водоросли растут на подводных камнях и хорошо себя чувствуют в чистых участках реки Меконг. Их собирают от 1 до 5 месяцев в году и чаще всего едят в виде сушеных листов (ໄຄແຜ່ນ kaipen kháy), похожих на хрустящие китайские водоросли или японские нори, хотя они гораздо грубее в обработке. Специалитетом Луанг Прабанга является сушеный кай с кунжутом (кайпен), а Ванг Вьенг славится жареными листами хакай. Их можно есть полосками в качестве закуски, к еде или перекусывать с пивом "Лао". Листы кайпен из Луанг Прабанга – наиболее распространенная форма меконгских водорослей, известная по всей стране и в соседнем Исане, хотя за пределами Вьентьяна их трудно найти. Меконгские водоросли также можно есть сырыми, добавлять в супы или готовить в карри на пару (, ).
Кладофора как преимущество и вред
Род Cladophora имеет широкое распространение, и, следовательно, очаги её распространения часто нельзя логически рассматривать как инвазивные. В местах произрастания она может в разное время восприниматься как полезная, как досадная помеха или как откровенный вредитель. Умеренный рост Cladophora обычно безвреден; этот рост служит важным источником пищи для многих рыб и других водных животных, буфером для улавливания питательных веществ в водоеме и защитой некоторых водных организмов от солнечного ультрафиолетового излучения. Cladophora становится вредителем, как правило, когда особые обстоятельства приводят к настолько сильному разрастанию, что возникают вспышки размножения водорослей и формируются плавучие заросли. Типичные примеры включают эвтрофикацию или высокую гибель конкурирующих организмов, что приводит к высоким концентрациям растворенного фосфора. Обширные плавучие заросли препятствуют циркуляции, необходимой для аэрации более глубоких слоев воды, и, задерживая свет, уничтожают фотосинтезирующие организмы, растущие под ними. Эти заросли мешают рыболовству, забивая сети и затрудняя использование снастей. Выносясь на берег, массы разлагающегося материала снижают стоимость прибрежной недвижимости вдоль водоемов, таких как Великие озера в Соединенных Штатах. Популяции мидий квагга значительно увеличились в тот же период времени, что и вспышки размножения Cladophora, хотя их экологические взаимосвязи пока неясны и могут быть сложными.