Гигантская водоросль | |
---|---|
Научная классификация | |
Клэйд: | SAR |
Тип: | Охрофита |
Класс: | Phaeophyceae |
Порядок: | Ламинарии |
Семья: | Ламинариевые |
Род: | Макроцистис |
Разновидность: | М. pyrifera |
Биномиальное имя | |
Macrocystis pyrifera ( L. ) C.Ag. | |
Синонимы | |
|
Macrocystis pyrifera, широко известный как гигантская водоросль или гигантская водоросль, является разновидностью ламинарии (большие бурые водоросли ) и одним из четырех видов в роду Macrocystis. Несмотря на свой внешний вид, это не растение; это гетероконт. Гигантские водоросли распространены вдоль побережья северо-востока Тихого океана, отсевера Нижней Калифорнии до юго-востока Аляски, а также встречаются в южных океанах около Южной Америки, Южной Африки, Австралии и Новой Зеландии. Отдельные водоросли могут вырастать до более 45 метров (150 футов) в длину со скоростью до 60 см (2 фута) в день. Гигантские водоросли растут в густых зарослях, известных как леса ламинарии, где обитает множество морских животных, которые зависят от водорослей в качестве пищи или убежища. Основным коммерческим продуктом, получаемым из гигантских водорослей, является альгинат, но люди также собирают этот вид в ограниченных количествах для использования непосредственно в пищу, поскольку он богат йодом, калием и другими минералами. Его можно использовать в кулинарии, как и другие морские овощи, и, в частности, он служит для придания аромата блюдам из фасоли.
M. pyrifera - самая крупная из всех водорослей. Стадия жизненного цикла, которая обычно наблюдается, - это спорофит, который является многолетним, и особи сохраняются в течение многих лет. Отдельные особи могут вырастать до 50 м (160 футов) в длину и более. Водоросли часто вырастают даже длиннее, чем расстояние от дна до поверхности, поскольку они будут расти в диагональном направлении из-за того, что океанское течение толкает водоросли. Стебли возникают из базальной меристемы, а у более старых, хорошо защищенных растений насчитывается до 60 стеблей. Лопасти развиваются с неравномерными интервалами вдоль ножки, с единственной пневматоцистой (газовым пузырем) у основания каждой лопатки. У основания каждого стебля кластер лопастей, на которых отсутствуют пневматоцисты, вместо этого они образуют небольшие мешочки на лезвии, которые выпускают раздвоенные зооспоры, то есть спорофиллы.
Родственный и похожий на вид, но более мелкий вид, M. integrifolia, вырастает всего до 6 м (20 футов) в длину. Он встречается на приливных скалах или неглубоких сублиторальных породах вдоль тихоокеанского побережья Северной Америки (от Британской Колумбии до Калифорнии ) и Южной Америки. В Новой Зеландии M. pyrifera встречается в сублиторальной зоне южной части Северного острова, Южного острова, Чатема, Стюарта, Баунти, Антиподов, островов Окленд и Кэмпбелл. Вид обитает на скалах и на закрытых открытых побережьях.
M. pyrifera - один из самых быстрорастущих организмов на Земле. Они могут расти со скоростью 60 см (2 фута) в день, достигая более 45 м (150 футов) в длину за один вегетационный период.
Молодые гигантские водоросли растут непосредственно на родительском женском гаметофите. Чтобы прижиться, молодые водоросли производят одну или две основные лопасти и начинают рудиментарную опору, которая служит для закрепления растения на каменистом дне. По мере роста ламинарии из растущей вершины развиваются дополнительные лопасти, в то время как фиксатор увеличивается и может полностью покрывать камень, к которому он прикреплен.
Рост происходит при удлинении ножки (центральной ножки) и расщеплении лопастей. На кончике роста находится одно лезвие, у основания которого с одной стороны развиваются небольшие газовые пузыри. По мере роста мочевого пузыря и ножки на прикрепленном лезвии появляются небольшие разрывы. После завершения разрыва каждый баллон поддерживает отдельное лезвие вдоль ножки, при этом баллоны и их лезвия прикрепляются через нерегулярные интервалы.
M. pyrifera встречается в Северной Америке (от Аляски до Калифорнии ), Южной Америке, Южной Африке, Новой Зеландии и южной Австралии. Он процветает в более прохладных водах, где температура воды в океане остается в основном ниже 21 ° C (70 ° F). Этот вид также встречается возле Тристан-да-Кунья в южной части Атлантического океана.
Там, где дно каменистое и дает место для якоря, гигантские водоросли образуют обширные заросли водорослей с большими «плавающими навесами». Когда они присутствуют в больших количествах, гигантские водоросли образуют леса ламинарии, которые являются домом для многих морских видов, которые напрямую зависят от водорослей как источника пищи и убежища или косвенно как охотничьи угодья для добычи. И большой размер ламинарии, и большое количество особей значительно изменяют доступность света, течение океанских течений и химический состав океанской воды в том месте, где они растут.
В густонаселенных популяциях особи гигантских водорослей соревнуются с другими особями этого вида за пространство и ресурсы. В этих условиях гигантская водоросль может также конкурировать с Pterygophora californica.
Там, где поверхностные воды бедны питательные вещества, азот, в форме аминокислот транслоцируются до ножки через сито элементов, которые очень сильно напоминают флоэмы из сосудистых растений. Перемещение питательных веществ по ножке может происходить со скоростью 60 см (24 дюйма) в час. Большая часть транслокации происходит для перемещения богатого углеродом фотосинтата и обычно переносит материал из зрелых регионов в активно растущие регионы, где механизмы фотосинтеза еще не полностью задействованы. Транслокация также перемещает питательные вещества вниз от освещенных светом поверхностных листьев к спорофиллам (репродуктивным листьям) у основания ламинарии, где мало света и, следовательно, мало фотосинтеза для производства пищи.
M. pyrifera использовалась в течение многих лет в качестве источника пищи; он также содержит множество соединений, таких как йод, калий, другие минералы, витамины и углеводы, и поэтому также используется в качестве пищевой добавки. В начале 20-го века калифорнийские грядки водорослей собирали как источник кальцинированной соды. Поскольку коммерческий интерес значительно вырос в 1970-х и 1980-х годах, это было связано в первую очередь с производством альгинатов, а также с производством биомассы для корма для животных из-за энергетического кризиса в тот период. Однако коммерческое производство M. pyrifera так и не стало реальностью. С окончанием энергетического кризиса и падением цен на альгинаты исследования в области выращивания Macrocystis также снизились.
Спрос на M. pyrifera растет из-за новых видов использования этих растений, таких как удобрения, культивирование в целях биоремедиации, корм для морского ушка и морского ежа. В настоящее время ведутся исследования по использованию M. pyrifera в качестве корма для других видов аквакультуры, таких как креветки. Недавно M. pyrifera исследовали как возможное сырье для преобразования в этанол для использования в биотопливе.
В последние годы леса ламинарии резко сократились по всей Японии, Чили, Корее, Австралии и Северной Америке. Сбор ламинарии в качестве источника пищи и других целей может быть наименее опасным аспектом ее истощения. В северо-западной части Тихого океана леса ламинарии в водах вблизи крупных населенных пунктов могут больше всего пострадать от сброса канализационных / ливневых вод.
Природное явление, известное как Эль-Ниньо, перемещает теплые тропические воды из южной части Тихого океана в северные воды. Известно, что это убивает M. pyrifera из-за потребности в холодных водах, которые обычно встречаются в северной части Тихого океана. В Калифорнии Эль-Ниньо также принесло с собой популяцию пурпурных морских ежей, которые питаются гигантскими водорослями. К концу 2000-х годов большая часть наземных гигантских водорослей в Калифорнии практически перестала существовать.
У берегов Тасмании на ламинарийные леса значительно повлияли несколько факторов, в том числе потепление вод, смещение Восточно-Австралийского течения (EAC) и вторжение длиннохвостых морских ежей. Местные жители заметили значительное влияние на популяцию морского морского ушка, источника пищи для аборигенов Тасмании на протяжении тысячелетий. Эти изменения коснулись и отрасли выращивания устриц. Спасая устриц, переживших вспышки болезней, они смогли продолжить свой образ жизни. Было подсчитано, что к 2019 году 95 процентов гигантских лесов водорослей вдоль восточного побережья Тасмании были потеряны всего за несколько десятилетий. Некоторые из этих потерь местные жители приписывают лесозаготовкам компанией Alginates Australia, которая открыла свой завод недалеко от Триабунны в 1963 году, а через 10 лет прекратила свою деятельность как нерентабельная. Однако эксперт по морским экосистемам Крейг Джонсон говорит, что потеря лесов «почти наверняка является результатом изменения климата ». Температура воды на восточном побережье Тасмании повышается почти в четыре раза быстрее, чем в среднем во всем мире. EAC приносит более теплые воды, которые также бедны питательными веществами по сравнению с ранее обычной холодной водой на побережье. Обыкновенная водоросль ( Ecklonia radiata ) лучше хранит азот, чем гигантская водоросль, поэтому она заняла территории, ранее занятые гигантскими водорослями.
M. pyrifera стала первым морским сообществом Австралии, находящимся под угрозой исчезновения. Ученые и защитники природы постоянно ищут способы вернуть некогда густонаселенные виды в их первоначальное состояние. Методы включают создание искусственных рифов, сокращение количества пурпурных морских ежей в перенаселенных районах и высаживание корней на дне океана. К 2019 году ученые построили 28 искусственных рифов у острова Мария и надеялись вернуть леса водорослей.