Введение

Род крупных коричневых водорослей

Macrocystis – монотипический род ламинарий (крупных коричневых водорослей), все виды которого в настоящее время считаются синонимами Macrocystis pyrifera. Обычно его называют гигантской ламинарией или пузырчатой ламинарией. Этот род включает в себя самые крупные представители отдела Phaeophyceae, или коричневых водорослей. У макроцистиса пневматоцисты расположены у основания пластинок. Спорофиты многолетние, отдельный организм может жить до трех лет; стебли/листья в пределах одного организма подвергаются старению, при этом каждый лист может сохраняться около 100 дней. Этот род широко распространен в субтропических, умеренных и субантарктических океанах Южного полушария (например, в Чили, Новой Зеландии, Австралии, на Фолклендских островах, Оклендских островах, на западном побережье Южной Африки и т. д.) и в северо-восточной части Тихого океана от Нижней Калифорнии до Ситки на Аляске. Macrocystis часто является основным компонентом умеренных лесов ламинарий. Несмотря на свой внешний вид, это не растение, а гетероконт. Гигантская ламинария широко распространена вдоль побережья северо-восточной части Тихого океана, от Нижней Калифорнии на север до юго-восточной Аляски, а также встречается в южных океанах вблизи Южной Америки, Южной Африки, Австралии и Новой Зеландии. Отдельные водоросли могут вырастать более чем на [укажите величину] в день со скоростью до [укажите величину] в день. Гигантская ламинария образует густые заросли, известные как леса ламинарий, которые служат домом для множества морских животных, зависящих от водорослей в качестве пищи или укрытия. Основным коммерческим продуктом, получаемым из гигантской ламинарии, является альгинат, однако люди также собирают этот вид в ограниченных количествах для непосредственного употребления в пищу, поскольку он богат йодом, калием и другими минералами. Его можно использовать в кулинарии аналогично другим морским овощам, особенно для придания вкуса блюдам из бобовых.

Описание

Macrocystis – моноспецифический род, единственный вид – M. pyrifera. Некоторые особи настолько огромны, что таллом может достигать 60 м (200 футов) в длину. Стебли (стипы) растут из прикрепляющего органа (холдфаста) и ветвятся три или четыре раза от основания. Пластинки (лезвия) развиваются через нерегулярные промежутки вдоль стебля. M. pyrifera вырастает до длины более 45 м (150 футов). Стебли не ветвятся, и у основания каждой пластинки имеется газовый пузырь (пневматоциста). Macrocystis pyrifera – самая крупная из всех водорослей. Обычно наблюдаемая стадия жизненного цикла – это спорофит, который является многолетним, и отдельные особи сохраняются в течение многих лет. Отдельные особи могут вырасти до определенной длины и более. Ламинария часто растет даже длиннее, чем расстояние от дна до поверхности, поскольку растет по диагонали под воздействием океанического течения. Стебли растут из базальной меристемы, у более старых и хорошо защищенных особей их может быть до 60. Пластинки развиваются через нерегулярные промежутки вдоль стебля, с одной пневматоцистой (газовым пузырем) у основания каждой пластинки. Она вырастает только до определенной длины. Встречается на межприливных или мелководных приливных скалах вдоль Тихоокеанского побережья Северной Америки (от Британской Колумбии до Калифорнии) и Южной Америки. В Новой Зеландии M. pyrifera встречается в субприливной зоне южной части Северного острова, Южного острова, островов Чатем, Стюарт, Баунти, Антиподов, Окленд и Кэмпбелл. Вид можно встретить на скалах и на защищенных открытых берегах. Самки выделяют яйцеклетки (оогонии) вместе с феромоном – ламоксиреном. Это соединение стимулирует высвобождение сперматозоидов у самцов. Сперматозоиды Macrocystis состоят из бифлагеллятных несинтетических антерозоидов, которые находят оогонии, следуя за ламоксиреном. Затем яйцеклетка оплодотворяется, образуя зиготу, которая посредством митоза начинает расти. Macrocystis integrifolia встречается на межприливных или мелководных приливных скалах вдоль Тихоокеанского побережья Северной Америки от Британской Колумбии до Калифорнии. Она предпочитает воду глубиной около определенного значения, открытую для моря и с нормальной соленостью, но защищенную от сильного волнения. Macrocystis integrifolia чередует гетероморфные фазы – от макроскопического спорофита до диоичных микроскопических гаметофитов.

Рост

Macrocystis pyrifera – один из самых быстрорастущих организмов на Земле. Они могут вырастать на метр в день, достигая более чем метров в длину за один вегетационный период. Молодые гигантские водоросли растут непосредственно на родительском женском гаметофите. Для закрепления молодая водоросль развивает одно или два первичных листа и начинает формировать примитивный держак, который служит для прикрепления растения к каменистому грунту. По мере роста водоросли из растущей верхушки развиваются дополнительные листья, а держак увеличивается в размерах и может полностью покрыть камень, к которому он прикреплен. Рост происходит за счет удлинения стебля (центрального стебля) и расщепления листьев. На растущей верхушке находится один лист, у основания которого вдоль одной стороны развиваются небольшие газовые пузыри. По мере роста пузырей и стебля в прикрепленном листе образуются небольшие разрывы. Когда разрывы завершаются, каждый пузырь поддерживает отдельный лист вдоль стебля, при этом пузыри и их листья прикреплены через нерегулярные промежутки.

Экология

Макроцисты обычно растут, образуя обширные заросли, крупные "плавающие полога", на скалистых субстратах в приливной зоне между уровнями низких отливов. Macrocystis pyrifera встречается в Северной Америке (от Аляски до Калифорнии), Южной Америке, Южной Африке, Новой Зеландии и южной Австралии. Она хорошо растет в более прохладных водах, где температура океана в основном остается ниже. В популяциях с высокой плотностью особи гигантской ламинарии конкурируют друг с другом за пространство и ресурсы. Гигантская ламинария также может конкурировать с Pterygophora californica в таких условиях. В водах с низким содержанием питательных веществ азот в форме аминокислот транспортируется вверх по стеблю через ситовидные элементы, которые очень похожи на флоэму высших растений. В 1874 году Гукер, основываясь на морфологии листовой пластины, объединил все образцы под одним таксоном – Macrocystis pyrifera. В настоящее время большое количество видов было переклассифицировано на основе морфологии прикрепляющих органов, что позволило выделить три вида (M. angustifolia, M. integrifolia и M. pyrifera), а также морфологии листовых пластин, которая в 1986 году добавила четвертый вид (M. laevis). Однако в 2009 и 2010 годах два исследования, использовавшие как морфологические, так и молекулярные…

Распространение

Макроцистис распространена вдоль восточного побережья Тихого океана от Аляски до Мексики, от Перу и вдоль аргентинского побережья, а также в Австралии, Новой Зеландии, Южной Африке и на большинстве субантарктических островов до 60° южной широты. Она также содержит множество соединений, таких как йод, калий, другие минералы, витамины и углеводы, и поэтому используется в качестве диетической добавки. В начале XX века заросли макроцистиса в Калифорнии собирались как источник соды. С существенным ростом коммерческого интереса в 1970-х и 1980-х годах это было обусловлено главным образом производством альгинатов, а также производством биомассы для кормов для животных в связи с энергетическим кризисом того периода. В последнее время M. pyrifera изучается как потенциальное сырье для переработки в этанол для использования в качестве биотоплива.

Сохранение

В последние годы популяции ламинарии резко сократились по всей Японии, Чили, Корее, Австралии и Северной Америке. Вылов ламинарии в качестве источника пищи и для других целей, возможно, является наименее значимой причиной её истощения. В северо-западной части Тихого океана леса ламинарии в водах вблизи крупных населенных пунктов могут быть наиболее подвержены влиянию сбросов канализационных и ливневых стоков. Природное явление, известное как Эль-Ниньо, приносит теплые тропические воды из южной части Тихого океана в северные. Это известно тем, что приводит к гибели *M. pyrifera*, поскольку ей необходимы холодные воды, которые она обычно находит в Северной части Тихого океана. В Калифорнии Эль-Ниньо также спровоцировал вспышку численности пурпурных морских ежей, питающихся гигантской ламинарией. К концу 2000-х годов большая часть прибрежной гигантской ламинарии в Калифорнии практически исчезла.

Тасмания

У берегов Тасмании леса водорослей значительно пострадали от нескольких факторов, включая потепление вод, смещение Восточно-Австралийского течения (EAC) и вторжение морских ежей с длинными иглами. Местные жители заметили существенное влияние на популяцию австралийского гребешка, который на протяжении тысяч лет являлся источником пищи для коренных жителей Тасмании. Эти изменения также затронули индустрию выращивания устриц. Сохраняя устрицы, пережившие вспышки заболеваний, им удалось сохранить свой уклад жизни. По оценкам, к 2019 году 95 процентов лесов гигантских водорослей вдоль восточного побережья Тасмании были утрачены всего за несколько десятилетий. Macrocystis pyrifera стала первым морским сообществом, включенным в федеральный список охраняемых видов в Австралии. Ученые и природоохранники непрерывно ищут способы восстановления численности этого некогда многочисленного вида до его первоначального состояния. Методы включают создание искусственных рифов, сокращение численности морских ежей в районах их перенаселения и посадку корневищ на дне океана.