СД.В.3.2 Экология водорослей

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Мурманский государственный педагогический университет»
(МГПУ)
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ
СД.В.3.2. Экология водорослей
050102 Биология
(код и наименование специальности/тей)
Утверждено на заседании
кафедры биологии и химии
естественно-экологического факультета
(протокол №12 от 26марта 2008 г.)
Зав. кафедрой
__________________М.Н. Харламова
РАЗДЕЛ 1. Программа учебной дисциплины.
1.1 Автор программы: Прохорова С.А., к.б.н.,доцент кафедры биологии и химии.
1.2 Рецензенты: Макаров М.В., к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории
альгологии ММБИ КНЦ РАН;
Харламова М.Н., к.б.н., доцент кафедры биологии и химии МГПУ.
1.3 Пояснительная записка:
«Экология водорослей» - один из разделов биологической дисциплины
«Альгология», который изучает взаимоотношения водорослей как одноклеточных, так
и многоклеточных, занимающие различные биотопы, со средой обитания на разных
уровнях организации – от молекулярного до ценотического с применением различных
экспериментальных методов. Кроме того, полевые наблюдения и количественные
оценки состава и разнообразия видов в популяциях водорослей используются в
качестве основного методического подхода. Экологическая направленность в
изучении альгообъектов позволяет получить информацию о влиянии различных
факторов среды и ответных реакциях водорослей на эти воздействия, а также выяснить
биотические взаимоотношения в популяциях и прессинг все возрастающего
антропогенного воздействия, особенно на водоросли-макрофиты, произрастающие на
литорали. Результаты, полученные при экологических исследованиях, позволяют
объяснить многие особенности строения водорослей, их жизненные функции,
наследственные основы, а также их позицию в альгоценозах.
Основная цель курса – познакомить студентов с воздействием различных
абиотических и антропогенных факторов на водоросли, занимающие различные
биотопы как водные, так и наземные, и их популяции, а также адаптацией водорослей
различных таксономических рангов к факторам среды и биотические отношения в
альгоценозе.
Курс «Экология водорослей» является факультативным, предназначен для
студентов 4, 5 курсов «Биология» и включает 20 часов лекций и 20 (10) часов
практических занятий. Основная задача курса – углубленное изучение альгологии в
экологическом аспекте, используя базовые знания, полученные студентами при
изучении курсов «Систематика низших растений», «Общая экология» и «Экология
растений».
По окончании изучения курса «Экология водорослей», студенты должны иметь
представление о различных экологических группах водорослей, о влиянии внешних
физико-химических условий среды обитания на организмы, о биотических
взаимоотношениях в альгоценозах и популяциях, а также знать промысловые виды
водорослей-макрофитов, которые нашли и находят все новое применение в различных
отраслях народного хозяйства. Кроме того, студенты должны иметь представление о
современном состоянии марикультуры водорослей и квотировании их промысла, что
опирается на данные об альгоресурсах в различных регионах земли.
Полученные знания при изучении курса «Экология водорослей» могут быть
использованы студентами как в педагогической практике, при проведении
дополнительных занятий по заданной теме, так и при проведении исследовательских
работ по альгологическим темам.
1.4 Извлечение из ГОС ВПО не предусмотрено
1.5 Объем дисциплины и виды учебной работы.
№
Шифр и
Курс
Семестр
Виды учебной работы в часах
Вид
п/
п
наименование
специальности
1
050102,
032400
Биология
4 (5)
8
Трудоемкость
Всего
аудит.
ЛК
ПР/
СМ
40 (30)
40 (30)
20
20
(10)
ЛБ
Сам.
работа
-
итогового
контроля
(форма
отчетности)
Зачет
1.6 Содержание дисциплины.
1.6.1 Разделы дисциплины и виды занятий (в часах). Примерное распределение
учебного времени:
№
п/п
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Наименование раздела, темы
Количество часов
ЛК
ПР
Введение в курс «Экология водорослей». 2
2
Экологические группы водорослей.
Действие абиотических и антропогенных 4
4
факторов
среды;
адаптация
к
ним
водорослей.
Популяции водорослей и биотические 4
4
взаимоотношения в них между организмами.
Сообщество водорослей.
2
4
Современное
состояние
марикультуры 4
2
водорослей.
Промысловые
виды
водорослей,
их 4
4
использование и квотирование.
Всего:
20
20
Всего
аудит.
4
8
8
6
6
8
40
1.6.2 Содержание разделов дисциплины.
1. Введение в курс «Экология водорослей». Экологические группы водорослей.
Курс «Экология водорослей» - один из разделов альгологии, науке о водорослях. В
этом курсе рассматриваются различные вопросы, связанные с этой группой низших
растений, в экологическом аспекте. И прежде всего: действие различных абиотических
факторов и антропогенное воздействие на водоросли разных таксономических
подразделений, а также их реакция и механизмы адаптации на эти действия. Кроме
того, в курсе рассматриваются биотические отношения между отдельными
организмами как в популяциях, так и взаимоотношения между различными видами в
альгоценозах. Предусмотрено знакомство с распространением водорослей на
различных ареалах, биотопах и географических регионах Земли.
Курс изучает промысловые виды водорослей, их использование и квотирование, а
также рассматривается современное состояние марикультуры.
Одной из задач курса – познакомить с различными альгообъектами в их природных
местообитаниях, распределением водорослей в разных географических регионах, их
использования и разведения.
Физиологическая пластичность водорослей и их приспособленность к разным
экологическим условиям, позволяют водорослям заселять различные биотопы по
всему земному шару, где они распределяются в разнообразные экологические
группировки, характеризующиеся более или менее определенным составом слагающих
их водорослей. Локальные условия биотопов влияют, прежде всего, на
морфологический облик водорослей. В основном водоросли обитают в водоемах, где
одним из важнейших факторов в их распределении является общая соленость воды.
Основную массу природных бассейнов составляют морские и пресноводные водоемы,
что определяет разделение водорослей на морские и пресноводные, и лишь совсем
немногие из них могут жить как в морской, так и в пресной воде.
В пределах каждого бассейна – континентального и морского – водоросли обитают
или у поверхностной пленки воды, составляя нейстон; или населяют толщу воды,
формируя фитопланктон; или поселяются на дне водоема, образуя фитобентос. Кроме
того, водоросли способны формировать следующие экологические группировки или
альгоценозы: наземные и почвенные, горячих источников, снега и льда, соленых
водоемов, в известковом субстрате.
2. Действие абиотических и антропогенных факторов среды; адаптация к ним
водорослей.
По происхождению и характеру действия все экологические факторы подразделяются
на абиотические, биотические и антропогенные. Это подразделение условное, поскольку
действуют они в комплексе и часто испытывают сильное влияние жизнедеятельности
живых организмов.
На водоросли, заселяющие водные биотопы, оказывают влияние четыре основных
абиотических фактора: температура, соленость, свет и биогенные элементы. Водоросли
приспособились к разнообразным температурным условиям. Температурный диапазон, в
пределах которого возможны рост и размножение водорослей, велик. Верхние его
границы определяют термофилы, живущие в воде горячих источников при температуре до
900С (синезеленые, диатомовые, зеленые водоросли), а нижнюю границу – криофилы,
развивающиеся на поверхности льда и снега (синезеленые, зеленые водоросли). Кроме
того, среди водорослей есть эвритермные и стенотермные виды. Проведенные
многочисленные эксперименты показали, что в процессе эволюции у водорослей
сформировалось несколько типов механизмов, которые определяют термоадаптацию; это
– генетические, молекулярные и физиологические.
Для водорослей, как представителей автотрофных организмов, свет является фактором
первостепенного значения, т.к. он определяет их фотосинтез, рост и развитие. В целом
водоросли принадлежат к тенелюбивым растениям, у которых насыщение фотосинтеза
происходит при низкой освещенности света. Однако у разных видов водорослей световое
насыщение наступает при различной интенсивности освещения. У планктонных
водорослей, обитающих в толще воды, наблюдалась световая адаптация, которая
приводила к изменению в клетках концентрации пигментов и перестройке активности
ферментных систем, сопровождающиеся сохранением постоянного содержания пигментов
в клетке. Водорослям в условиях водоема приходится адаптироваться не только к
изменению количества света, но и к изменению его качества (хроматическая адаптация),
что связано с особенностями проникновения солнечного света в толщу воды.
Оптимальные условия для развития водорослей находятся в эвфотической зоне (40-60 м).
Отмечено, что бентосные водоросли, которые ведут неподвижный, прикрепленный к
субстрату, образ жизни более устойчивы к прямому солнечному свету, чем мигрирующий
в толще воды фитопланктон. Изменение интенсивности и спектрального состава света с
глубиной считаются одной из причин вертикального распределения водорослеймакрофитов.
Водоросли приспособились к жизни в водоемах с различной соленостью. Значение
солености, как фактора воздействия на организмы, проявляется через изменение
осмотического давления среды, что отражается на водном и солевом обмене
гидробионтов. Водоросли относятся к гиперосмотическим организмам, у которых
внутриклеточное осмотическое давление больше внешнего, что обеспечивает
необходимый их клеткам тургор. Многочисленные эксперименты показали, что
различные виды водорослей характеризуются неодинаковой устойчивостью к изменению
солености, что связано с особенностями их экологией. Кроме того, показано, что у
водорослей есть два специализированных механизма осморегуляции – метаболический и
ионный, которые могут существовать и функционировать одновременно.
Различное содержание биогенных элементов в водоемах определяет питание
водорослей.
Географическое распределение водорослей, связанное, прежде всего, с локальными
условиями среды обитания. Отсутствие той или иной таксономической группы
водорослей в каком-либо обширном географическом районе не обязательно указывает на
ее ограниченную способность к расселению; такое отсутствие может быть связано с
локальными факторам среды, которые не совсем подходят для данного организма, а также
результатом конкурентного исключения.
Действие антропогенных факторов на водорослевые сообщества и популяции сейчас
наиболее актуально. Дело в том, что водоросли не всегда располагают механизмами,
позволяющими им адаптироваться к современному антропогенному прессингу
окружающей среды. К числу механизмов адаптации, обеспечивающих приспособление и
выживание живых систем, в том числе и водорослей, в новых изменившихся условиях,
относят способность организма к фенотипическим и генотипическим адаптациям.
3. Популяции водорослей и биотические взаимоотношения в них между
организмами.
Популяция водорослей, как и любая другая популяция растений и животных, слагается
из статических показателей – общая численность, плотность, размерно-возрастная
структура, половая и др., и динамических характеристик, которые оценивают
интенсивность происходящих в популяциях процессов. Кроме того, согласно концепции
Р.Мак-Артура и Э.Уилсона, у водорослей, среди множества разнообразных экологических
стратегий, свойственных тем или иным организмам и направленных на повышение
вероятности выжить и оставить потомство, выделяют три типа: r-стратегию, которая
определяется отбором, направленным на повышение скорости роста популяции в
начальный период увеличения ее численности; K-стратегия, связанная с отбором, который
направлен на повышение выживаемости в условиях уже стабилизировавшейся
численности; и L-стратегия, направленная на приспособление к
переживанию
неблагоприятных условий.
Биотические факторы – прямое или косвенное влияние жизнедеятельности одних
живых организмов на другие. Среди бентосных водорослей часто наблюдается
конкуренция как внутривидовая, так и межвидовая, которая происходит за пространство и
субстрат. Вертикальное распределение водорослей от супралиторали до уреза воды на
литорали, а также в фотической сублиторальной зоне.
Кроме того, взаимодействия между морскими водорослями-макрофитами и
фитофагами – мощные биотические факторы, контролирующие видовой состав и
биомассу водорослевых сообществ. Отмечено, что многие фитофаги обладают
избирательностью в отношении поедаемых видов. Наблюдаемый среди водорослей
эпифитизм является следствием конкуренции за субстрат, свет и биогены в густо
заселенной среде обитания.
4. Сообщество водорослей.
Сообщество – это группы взаимодействующих популяций растений и животных на
какой-либо занимаемой ими территории. Взаимоотношения между водорослями и
фитофагами, например на литорали, обусловлены конкуренцией за пространство.
Причем, снижая конкуренцию между видами водорослей на трофическом уровне
лежащем непосредственно под их собственным, фитофаги могут вызвать повышение
численности видов, составляющих этот уровень. И наоборот, удаление фитофагов из
какого-либо водорослевого сообщества может позволить нескольким видам, возможно
тем, которые прежде особенно сильно истреблялись фитофагами, превзойти по своей
конкурентоспособности других членов своего трофического уровня и в конечном
счете исключить их из сообщества.
Сообщество представляет собой ассоциацию взаимодействующих особей, а
функционирование сообщества слагается из деятельности составляющих его особей и
тем самым отражает адаптации этих организмов, т.е. внутри сообщества наблюдается
взаимное приспособление видов друг к другу, что называется коадаптацией.
Сообщества представляют собой открытые системы, состав которых непрерывно
изменяется в соответствии с градиентами условий среды. Не последнюю роль играют
суточные, сезонные и лунные ритмы активности, отражающие регулярные
циклические изменения в физической среде.
В морском бентосе отмечены сукцессионные закономерности. Так, С.М.Лодж
указывает четыре сукцессионные стадии на расчищенной полосе литорали острова
Мэн (Великобритания): 1) диатомовая слизь, 2) нитчатые эфемеры, такие как
улотрикс, 3) плотный ковер энтнроморфы и 4) климаксовые заросли фукус. Кроме
того, как показали многочисленные наблюдения, климаксная формация способна
воспроизводить себя, точно повторяя стадии своего развития, отображающие
основные процессы жизненного цикла конкретного вида.
5. Современное состояние марикультуры водорослей.
Культивирование морских
организмов
имеет
многовековую
историю.
Крупномасштабное культивированик морских водорослей полностью сосредоточено в
странах Юго-Восточной Азии. В ряде стран Америки и Европы (включая Россию)
культивирование морских водорослей находится на уровне «опытных предприятий». В
общем объеме марикультуры макрофитов первое место занимают бурые водоросли.
По таксономической принадлежности все объекты крупномасштабного выращивания
относятся к порядку Laminariales, а основным объектом является Laminaria japonica.
Для выяснения перспектив промышленного культивирования начаты опытные работы
по выращиванию других бурых водорослей, например ряда видов из семейства
Sargassaceae, порядок Fucales (США, Япония). Sargassum hozneri при выращивании в
море на сетях имел очень высокий темп роста (с ноября по апрель скорость роста
составила 108 г/день на 1 м2 сети). Этот вид рассматривают как потенциальное
энергетическое сырье для получения метана и в качестве биофильтров для очистки
морских вод.
Новым объектом культивирования среди бурых водорослей является Cladosiphon
(порядок Chordariales). В России промышленное культивирование ламинариевых
водорослей освоено на Японском (Laminaria japonica), Белом и Баренцевом (Laminaria
saccharina) морях. На Баренцевом море первая опытно-промышленная ламинариевая
плантация была создана в 1983 году. Результаты культивирования признаны
положительными; урожайность составила 55-60 т/га. Опытно-промышленное
культивирование показало, что ламинариевые хозяйства в условиях Севера способны
быть высокорентабельными.
Второе место по культивированию занимают красные водоросли, среди которых
доминируют виды рода Porphyra (Китай, Япония, Корея). В северных морях России
промысловым видом является анфельция складчатая – Ahnfeltia plicata. Успешные
эксперименты по культивированию Gracilaria проводятся в лагунах Дальнего Востока.
В России красные водоросли в промышленных масштабах не культивируют. Вместе с
тем, рост спроса на фикоколлоиды, получаемые из красных водорослей, а также
достаточно полное использование природных ресурсов, необходимость охраны
природы и рационального природопользования выдвигают задачу развития
культивирования водорослей.
В прибалтийских странах добывают Furcellaria lumbricalis, а на Черном море, ныне
на территории Украины – Phyllophora nervosa и Ph.brodiaei.
Зеленые водоросли культивируют в значительно меньшем количестве, чем бурые и
красные. Главным образом это виды родов Enteromorpha, Monostroma, Ulva и Caulerpa.
В некоторых странах (Мексика, Япония, Китай) культивируют одноклеточные
водоросли, которые в основном используются как корм при разведении
двухстворчатых моллюсков, устриц, креветок и других ракообразных. Одноклеточные
водоросли родов Chlorella и Spirulina в широких масштабах культивируют (Мексика,
страны Юго-Восточной Азии) для внутреннего потребления и экспорта.
6. Промысловые виды водорослей, их использование и квотирование.
К промысловым водорослям Баренцева и Белого морей, прежде всего, относятся
бурые водоросли ламинариевые – Laminaria saccharina, L.digitata, Alaria esculenta,
фукусовые - Fucus vesiculosus, F.distichus, F.serratus, Ascophyllum nodosum, и
анфельция (красная водоросль). Приводятся краткие биологические характеристики
основных промысловых видов водорослей.
Бурые водоросли в основном являются поставщиками альгинатов, которые имеют
широкий спектр применения в различных отраслях народного хозяйства. Кроме того,
среди фукусовых водорослей наибольший интерес для практического применения
представляет полисахарид фукоидан, растворы которого обладают антилипемическим
и антитромботическим действием. В настоящее время в медицинских лабораториях
проходят скрининг на возможность использования для медицинских препаратов
полисахаридно-белковый комплекс аскофиллан (из аскофиллума) и ламинарин,
запасное вещество, которое встречается практически у всех представителей бурых
водорослей.
Из красных водорослей получают агар (анфельция), каррагинаны и фикоколлоиды.
Кроме того, багрянки содержат биологически активные вещества, обладающие
антивирусной, антибактериальной и антигрибковой активностью; во многих видах
обнаружены: гемагглютины, бромфенолы, высокое содержание органических и
неорганических
соединений
йода,
каининовая
кислота,
обладающая
нервновозбуждающим действием и др.
Объемы промысла определяются коммерческим спросом и ценностью,
доступностью запасов, а также возможностями изъятия биоресурса при обеспечении
восстановления запасов без нарушения экологического баланса. Биоресурсы
эксплуатируются в местах наибольшей их концентрации.
Определение запасов водорослей и квотирование их промысла базируется на
предпосылке относительной статичности водорослевых ресурсов. Однако биомасса
водорослей имеет значительную как сезонную, так и межгодовую динамику, которая
не учитывалась ранее ни при определении запасов, ни при определении объемов
допустимого промыслового изъятия. В связи с наметившейся тенденцией развития
промысла и переработки водорослей более точное определение возможностей добычи
водорослевых ресурсов становится актуальной задачей.
1.6.3 Темы для самостоятельного изучения.
Не предусмотрены.
1.7 Методические рекомендации по организации изучения дисциплины.
1.7.1 Тематика и планы аудиторной работы студентов по изученному материалу
(планы последовательного проведения занятий: ПР, СМ, ЛБ) по предлагаемой схеме:
Тема 1. Экологические группы водорослей.
План.
1. Условия, способствующие формированию экологических группировок водорослей.
2. Экологические группы водорослей водоемов.
3. Напочвенные и почвенные группы водорослей.
4. Водоросли экстремальных биотопов.
5. Водоросли известковых биотопов.
Тема 2. Действие абиотических и антропогенных факторов среды; адаптация к
ним водорослей.
План.
1. Соленость, как один из основных абиотических факторов среды; его действие и
адаптация водорослей различных водоемов к этому фактору.
2. Температура, как один из основных факторов среды. Водоросли-термофилы и
криофилы, их адаптация к температурному фактору среды обитания.
3. Свет, как один из основных абиотических факторов среды; его действие на
водоросли и механизмы адаптации у них к этому фактору.
4. Значение биогенных элементов для жизнедеятельности водорослей.
5. Воздействие других абиотических факторов на водоросли и механизмы адаптации к
ним.
6. Географическое распределение водорослей.
7. Антропогенный прессинг окружающей среды на альгоценозы.
8. Механизмы адаптации водорослей различных биотопов к антропогенному фактору.
Тема 3. Популяции водорослей и биотические взаимоотношения в них между
организмами.
План.
1. Статические характеристики популяции водорослей.
2. Динамические характеристики популяции водорослей.
3. Внутрипопуляционные взаимоотношения между водорослевыми организмами.
4. Межпопуляционные взаимоотношения водорослей.
5. Основные экологические стратегии у водорослей.
6. Вертикальное распределение водорослей.
Тема 4. Сообщество водорослей.
План.
1. Сообщество, как арена существования различных растительных и животных
организмов.
2. Взаимоотношения внутри альгосообщества.
3. Сукцессия водорослей, привести примеры.
4. Климаксное сообщество водорослей, привести примеры.
5. Сообщество, как открытая система. Суточные, сезонные и лунные ритмы, их
влияние на альгоценозы.
Тема 5. Современное состояние марикультуры водорослей.
План.
1. Исторический очерк развития марикультуры водорослей.
2. Объекты культивирования и почему.
3. Основные объекты культивирования в России.
4. Причины, заставляющие развивать марикультуру водорослей; объяснить.
Тема 6. Промысловые виды водорослей, их использование и квотирование.
План.
1. Промысловые виды водорослей.
2. Использование бурых водорослей.
3. Использование красных водорослей.
4. Использование зеленых водорослей.
5. Промысловые микроводоросли и их использование.
6. Рекомендации, которые необходимо учитывать перед началом добычи водорослей.
7. Квотирование промысловых видов водорослей.
1.8 Учебно-методическое обеспечение дисциплины.
1.8.1 Рекомендуемая литература.
Основная
1. Водоросли. Справочник / Под ред. С.П.Вассера. – Киев, 1989.
2. Возжинская В.Б. и др. Промысловые водоросли СССР. Справочник. – М., 1971.
3. Гапочка Л.Д. Об адаптации водорослей. – М.: изд-во МГУ,1981.
4. Гиляров А.М. Популяционная экология. – М.: изд-во МГУ,1990.
5. Голлербах М.М. Водоросли, их строение, жизнь и значение. – М.: Изд-во МОИП,
1951.
6. Горбунова Н.П. Альгология. – М.: Высшая школа, 1991.
7. Горышина Т.К. Экология растений. – М.,1979.
8. Камнев А.Н. Структура и функции бурых водорослей. – М., 1989.
9. Одум Ю. Основы экологии. – М.: изд-во Мир,1975.
10. Промысловые и перспективные для использования водоросли и беспозвоночные
Баренцева и Белого морей //ответ.ред.Г.Г.Матишов. – Апатиты; изд-во КНЦ РАН,1998.
11.Риклефс Р. Основы общей экологии. – М.: изд-во Мир,1979.
12. Саут Р., Уиттик А. Основы альгологии. – М.,1990.
13. Чэпмен В. Морские водоросли и их использование. – М.,1953.
14. Kinne O. Marine ecology. V. 1, part 2, 1971.
Дополнительная
1. Барашков Г.К. Сравнительная биохимия водорослей. – М.,1972.
2. Берсенева Г.П. и др. Адаптация морских планктонных водорослей к свету. –
ж.»Океанология»,т.18,№2,1978.
3. Библь Р. Цитологические основы экологии растений. – М.,1965.
4. Блинова Е.И., Хромов В.М. Рост и развитие ламинарии на искусственном субстрате
в прибрежных водах Восточного Мурмана //Научнопрактические основы
аквакультуры и рыболовства в прибрежной зоне Баренцева и Белого морей:
Сб.науч.тр.ПИНРО. – М.,1981.
5. Блинова Е.И. Распределение, запасы и годовая продукция доминирующих видов
водорослей литорали Мурманского побережья Баренцева моря. – ж.»
Растит.ресурсы»,т.5,вып.2,1969.
6. Блинова Е.И. Марикультура промысловых водорослей. – ж.»Рыб.хоз-во,№9,1988.
7. Блинова Е.И., Макаров В.Н. Инструкция по биотехнике культивирования ламинарии
сахаристой в двухгодичном цикле в Баренцевом море. – М.,1987.
8. Блинова Е.И., Макаров В.Н. Культивирование морских водорослей за рубежом
//Обз.инф.сер. «Марикультура»,1990,вып.3.
9. Буянкина С.К. Биотехника искусственного разведения морской капусты в Приморье
//Тр.ВНИРО,т.124,1977.
10. Возжинская В.Б. и др. Промысловые водоросли СССР. Справочник. – М.,1971.
11. Гринталь А.Р. Температурная адаптация фотосинтеза Laminaria saccharina. –
Ботан.ж.,№2,1975ю
12. Дробышев В.П. Солеустойчивость некоторых видов бурых водорослей Белого
моря. – ж.»Цитология»,т.12,№7,1970.
13. Лукницкая А.Ф. Влияние температуры содержания на теплоустойчивость
некоторых водорослей. – ж. «Цитология»,т.5,№21,1963.
14. Лукницкая А.Ф. Исследование температурных адаптаций у некоторых
пресноводных водорослей. – Автореф.канд.дис.Л.,1965.
15. Лютова М.И., Фельдман Н.Л. Исследования способности к температурной
адаптации у некоторых морских водорослей. – ж.»Цитология»,т.2,№6,1960.
16. Макаров В.Н., Шошина Е.В. Рациональное использование водорослей-макрофитов
прибрежья Кольского полуострова (современное состояние и перспективы
исследования): Препр.Апатиты,1993.9. Петров Ю.Е. Распределение морских
бентосных
водорослей
как
результат
влияния
системы
факторов.
–
«Ботан.ж.»,т.59,№7,1974.
17. Прохорова С.А. Толерантность Fucus vesiculosus L. к фактору волновой
гидродинамичности //Региональный компонент в системе непрерывного образования:
Тез.докл.научно-практ.конф. МГПИ,1994.
18. Прохорова С.А. Половая структура поселений Fucus vesiculosus L. На литорали
Восточного Мурмана Баренцева моря //Современ. Состояние и перспективы исслед.
Экосистем
Баренцева
моря,
Карского
моря
и
моря
Лаптевых:
Тез.докл.междунар.конф.,1995.
19. Прохорова С.А. Зависимость возрастной структуры фукоидов от фактора волновой
гидродинамики //Современ.состояние планктона и бентоса, проблемы сохранения
биоразнообразия Арктических морей: Тез.докл междунар.конф.,1998.
20. Прохорова С.А. Действие волновой гидродинамики на размерно-возрастную
структуру популяций Fucus vesiculosus L. и Fucus distichus Баренцева моря
//Уч.записки МГПУ серия биол.науки. 2004,вып.1.
21. Прохорова С.А. Действие нефтепродуктов на фотосинтез бурой водоросли Fucus
vesiculosus L. – ж. Биологические науки,№6,1982.
22. Спектров К.С., Строгонов Б.П. Механизмы, обеспечивающие устойчивость
морских и пресноводных водорослей к изменению осмотического давления
окружающей среды. – ж.»Физиол.растений»,т.26,вып.5,1979.
23. Сорокин А.Л., Пельтихина Т.С. Ламинариевые водоросли Баренцева моря. –
М.,1991.
24. Титлянов Э.А. Экологические аспекты фотосинтеза морских макроводорослей. –
В.,1978.
25. Хайлов К.М. Экологический метаболизм в море. – К.: Наукова думка,1971.
26. Хочачка Г., Сомеро Дж. Стратегия биохимической адаптации. – М.: изд-во
Мир,1977.
27. Aberg P. A demographic study of two populations of the seaweed Ascophyllum
nodosum/ - Ecology?1992?vol.73/
28. Bird N.L., Chen L.C.-M. Effects of temperature, light and salinity on growth in culture of
Chondrus crispus, Furcellaria lumbricalis, Gracilaria tikvahiae (Gigartinales, Rhodophyta)
and Fucus vesiculosus (Fucales, Phaeophyta)/ - Bot.Mar.,1979,vol.22.
29. Chapman A.R.O. Functional ecology of fucoid algae: twenty-three years of progress/
Phycologia,1995,vol.34(1).
30. Evans L.V. Seaweed bioproducts. Sci. Progr., 1986, V.70, Pt3, № 279, p. 287-303.
1.9 Материально-техническое обеспечение дисциплины.
1.9.1 Перечень используемых технических средств.
Интерактивная доска, проектор, видеомагнитофон, ноутбук.
1.9.2 Перечень используемых пособий.
Электронные учебно-методические комплексы, учебные видеофильмы.
1.9.3 Перечень видео- и аудиоматериалов программного обеспечения.
Видеофильмы по темам лекций.
1.10 Примерные зачетные тестовые задания.
Не предусмотрены.
1.11 Примерный перечень вопросов к зачету (экзамену)
Не предусмотрены; зачет выставляется по посещаемости и работе на практических
занятиях.
1.12 Комплект экзаменационных билетов (утвержденный зав.кафедрой до начала
сессии).
Не предусмотрены.
1.13 Примерная тематика рефератов.
Не предусмотрены.
1.14 Примерная тематика курсовых работ.
1. Фитопланктон небольших пресных водоемов в окрестностях города Мурманска.
2. Альгоценоз литорали в районе Белокаменки.
3. Сукцессия водорослей на экспериментальной площадке литорали в районе Абраммыс.
4. Почвенные водоросли.
5. Воздействие фитофагов на размерно-весовые показатели отдельных видов
водорослей литоральной зоны.
1.15 Примерная тематика квалификационных (дипломных) работ.
Темы дипломных работ базируются на темах курсовых в расширенном варианте.
1.16 Методика исследования.
При выполнении курсовых и дипломных работ используются следующие методы:
маршрутный, визуальный, морфолого-анатомические, пробных площадок, трансект,
стат.обработки, фитоценотический, микроскопический.
1.17 Бально-рейтинговая система, используемая преподавателем для оценивания
знаний студентов по данной дисциплине.
Не предусмотрена.
РАЗДЕЛ 2. Методические указания по изучению дисциплины (или ее разделов) и
контрольные задания для студентов заочной формы обучения.
Не предусмотрены.
РАЗДЕЛ 3. Содержательный компонент теоретического материала.
Тема1. Введение в курс «Экология водорослей». Экологические группы
водорослей.
По данной теме раскрываются основные вопросы, которые изучаются в курсе
«Экология водорослей». Рассматриваются основные причины формирования
экологических группировок водорослей в различных биотопах. Основные экологические
группы водорослей: фитопланктон, нейстон, бентосные, наземные и почвенные, горячих
источников, льда и снега, соленых водоемов, водоросли известковых субстратов.
Тема 2. Действие абиотических и антропогенных факторов среды; адаптация к
ним водорослей.
По данной теме рассматриваются основные факторы среды, влияющие на
формирование альгоценозов и альгопопуляций. Вертикальное и географическое
распределение водорослей, заселение различных биотопов, как результат влияния
абиотических факторов среды обитания. Антропогенный прессинг окружающей среды.
Механизмы адаптации, выработанные у водорослей в процессе эволюции, позволяющие
им противостоять различным воздействиям окружающей среды.
Тема 3. Популяции водорослей и биотические взаимоотношения в них между
организмами.
По данной теме приводятся особенности альгопопуляций, занимающих различные
биотопы. Приводятся основные экологические стратегии выживания у водорослей.
Биотические взаимоотношения внутри популяций водорослей, которые сводятся, прежде
всего, за конкуренцию на субстрат и пространство. Эпифитизм; действие фитофагов.
Тема 4. Сообщество водорослей.
По данной теме представлены структура сообщества водорослей, их взаимоотношения
и реакция на суточные, сезонные и лунные циклы активности. Сукцессии; климаксные
сообщества водорослей.
Тема 5. Современное состояние марикультуры водорослей.
По данной теме дается краткий исторический очерк по культивированию водорослей.
Указываются объекты культивирования, процессы и страны, интенсивно выращивающие
альгообъекты. Перспективы марикультуры.
Тема 6. Промысловые виды водорослей, их использование и квотирование.
В данной теме приводятся основные и перспективные виды водорослей для промысла.
Даются характеристики веществ, получаемые из альгообъектов, их применение.
Освещаются вопросы определения запасов водорослей, объемы их промысла и
квотирование.
РАЗДЕЛ 4. Словарь терминов (Глоссарий).
- Абиотические факторы – совокупность факторов неорганической среды, влияющих на
жизнедеятельность живых организмов.
- Автотроф-организм, ассимилирующий энергию солнечного света.
- Адаптивная зона – тот или иной особый тип среды, требующий специфических
приспособлений; виды обитающие в разных адаптивных зонах, различаются по многим
морфологическим или физиологическим признакам.
- Адаптация (лат.adapto-прилаживаю) – процесс приспособления организмов к
определенным условиям внешней среды.
- Антропогенные факторы – факторы, включающие различные формы воздействия
человека на отдельные компоненты живой природы.
- Ассоциация – группа видов, обитающих в одном месте.
- Аутэкология – изучение живых организмов в связи с окружающей их физической
средой.
- Бентосные организмы – организмы, обитающие на дне рек, озер и океанов.
- Биотические факторы – совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на
жизнедеятельность других, а также на среду обитания.
- Биотоп – участок суши или водоема с относительно однотипным комплексом
абиотических факторов, занятый одним биоценозом.
- Биоценоз – сообщество живых организмов, заселяющих определенную территорию.
- Вид - основная таксономическая категория; совокупность особей, объединенных общим
происхождением, общим ареалом и способных скрещиваться друг с другом с
образованием плодовитого потомства; особи одного вида обладают одинаковыми
морфофизиологическими, биохимическими и этологическими особенностями.
- Внутривидовая конкуренция – конкуренция между особями, принадлежащими к одному
и тому же виду.
- Демэкология – (греч.demos-народ) – раздел экологии, изучающий взаимоотношения
популяций с окружающей средой.
- Климакс – конечная стадия сукцессионной последовательности; сообщество, достигшее
стационарного состояния при определенном наборе условий среды.
- Коадаптация – сопряженная эволюция признаков двух или более видов, направленная к
их взаимной выгоде.
- Конкуренция – использование или защита какого-либо ресурса одной особью,
снижающая доступность этого ресурса для других особей; форма внутривидовых и
межвидовых отношений, имеющая вид борьбы за существование.
- Криофилы (греч.kryos-холод, phyleo-люблю) – организмы, живущие в условиях низких
температур.
- Литораль – пограничная полоса между сушей и морем, регулярно (дважды в сутки)
затопляемая во время прилива и осушаемая при отливе.
- Мезофиллы (греч.mesos-средний, phyleo-люблю) – организмы, нормально
существующие и размножающиеся при средних температурах (20-40ºС).
- Нейстон – совокупность организмов, обитающих в поверхностной пленке водной толщи
пресных и морских водоемов.
- Популяция – группа особей одного вида, населяющих определенную территорию.
- Психрофил (греч.psychros-холодный, phyleo-люблю) – холодолюбивый организм,
нормально живущий и размножающийся при относительно низких температурах (от +5 до
-10ºС).
- Синэкология – взаимоотношения организмов и популяций с биотическими факторами
среды.
- Сообщество – ассоциация взаимодействующих популяций, определяемая характером их
взаимодействия или местом где они живут.
- Стенобионты (греч.stenos-узкий, bios-жизнь) – организмы, способные существовать в
строго определенных узких условиях.
- Сублитораль – полоса морского дна (часть бентали), расположенная между уровнем
самого низкого отлива и нижней границей произрастания водорослей.
- Субстрат – опорный компонент, к которому прикрепляются водоросли с помощью
ризоидов или подошвы.
- Сукцессия (лат.successio-преемственность) – последовательная смена экосистем, которая
происходит под влиянием процессов внутреннего развития сообществ, их взаимодействия
с окружающей средой.
- Супралитораль – пограничная полоса между сушей и морем, расположенная выше
уровня прилива и полностью заливается лишь во время ветрового нагона вод.
- Термофилы (греч.therme-тепло, phyleo-люблю) – организмы, обитающие в среде с
постоянно высокой температурой.
- Толерантность (лат.tolerantia-терпение) – терпимость организма по отношению к
воздействию какого-либо фактора внешней среды.
- Трофическая структура – организация сообщества, основанная на пищевых
взаимоотношениях популяций.
- Фитопланктон – совокупность микроскопических водорослей, обитающих в толще
морей и пресных вод и пассивно передвигающихся под влиянием водных течений.
- Ценоз – любое сообщество живых организмов (фитоценоз, альгоценоз и т.д.).
- Циклы таксонов – циклы расширения и сокращения географического ареала и плотности
популяции данного вида или более высокой таксономической категории.
- Эвфотическая зона – верхние слои водоема, в которые проникает достаточное
количество света, чтобы процессы фотосинтеза превышали или уравновешивали процессы
дыхания.
- Эврибионты (греч.eurys-широкий, bios-жизнь) – организмы с высокой экологической
пластичностью, живущие при значительных изменениях условий окружающей среды.
- Экологическая ниша – место вида в биоценозе, включающее как положение его в
пространстве, так и функциональную его роль в сообществе, а также отношение к
абиотическим условиям существования.
- Экологические факторы – совокупность абиотических, биотических и антропогенных
факторов среды, определяющих условия существования организмов.
- Экологическая стратегия – это сформировавшиеся в различных условиях естественного
отбора способы взаимодействия организмов с внешней средой.
- Экспоненциальный рост – лавинообразное увеличение количества чего-либо.
РАЗДЕЛ 5. Практикум по решению задач (практических ситуаций) по темам лекций
(одна из составляющих частей итоговой государственной аттестации).
Не предусмотрен.
РАЗДЕЛ 6. Изменения в рабочей программе, которые произошли после утверждения
программы.
Характер изменений в
программе
Номер и дата протокола
заседания кафедры, на
котором было принято
данное решение
Подпись заведующего
кафедрой,
утверждающего
внесенное изменение
Подпись декана
факультета (проректора
по учебной работе),
утверждающего данное
изменение
РАЗДЕЛ 7. Учебные занятия по дисциплине ведут:
Ф.И.О., ученое звание и степень
преподавателя
Прохорова С.А., к.б.н.
Прохорова С.А., к.б.н.
Учебный год Факультет
2007/2008
2008/2009
ЕГФ
ЕГФ
Специальность
050102 Биология
050102 Биология
Тема 7. Экология водорослей.
План.
1.
2.
3.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
Действие абиотических факторов на распределение и жизнедеятельность
фитопланктонных водорослей.
Действие абиотических факторов на распределение и жизнедеятельность макрофитов.
Биотические факторы.
Литература.
Водоросли. Справочник / Под ред. С.П.Вассера. – Киев, 1989.
Горбунова Н.П. Альгология. – М.: Высшая школа, 1991.
Голлербах М.М. Водоросли, их строение, жизнь и значение. – М.: Изд-во МОИП,
1951.
Саут Р., Уиттик А. Основы альгологии. – М.: Мир, 1990.
Дьяков Ю.Т. Введение в альгологию и микологию. – М.: Изд-во МГУ, 2000.
Седова Т.В. Основы цитологии водорослей. – Л., 1977.
Гапочка Л.Д. Об адаптации водорослей. – М.: Изд-во МГУ, 1981.
Библь Р. Цитологические основы экологии растений. – М.: Мир, 1965.
Возжинская В.Б. и др. Промысловые водоросли СССР. Справочник. – М., 1971.
Воскобойников Г.М., Камнев А.Н. Морфофункциональные изменения в онтогенезе
водорослей. – Л., 1991.
Камнев А.Н. Структура и функции бурых водорослей. – М., 1989.
Раймонт Дж. Планктон и продуктивность океана. – М., 1983.
Чэплин В. Морские водоросли и их использование. – М., 1953.
Chapman A.R.O. Population and community ecology of seaweeds. Adv. Mar. Biol., 1986,
V. 23, P. 1-161.
Evans L.V. Seaweed bioproducts. Sci. Progr., 1986, V.70, Pt3, № 279, p. 287-303.
Kinne O. Marine ecology. V. 1, part 2, 1971.
Айзатуллин Т.А. и др. Распределение жизни в океане. // Физическая география
Мирового океана. – Л., 1980.
Перес Ж.М. Жизнь в океане. – М., 1969.
Тема 8. Экология водорослей.
План.
1. Адаптация водорослей к температуре, свету, солености; примеры.
2. Антропогенные факторы; их действие и реакция водорослей на воздействие этих
факторов.
3. Биотические отношения между водорослями.
Литература.
1. Водоросли. Справочник / Под ред. С.П.Вассера. – Киев, 1989.
2. Горбунова Н.П. Альгология. – М.: Высшая школа, 1991.
3. Голлербах М.М. Водоросли, их строение, жизнь и значение. – М.: Изд-во МОИП, 1951.
4. Саут Р., Уиттик А. Основы альгологии. – М.: Мир, 1990.
5. Дьяков Ю.Т. Введение в альгологию и микологию. – М.: Изд-во МГУ, 2000.
6. Седова Т.В. Основы цитологии водорослей. – Л., 1977.
7. Гапочка Л.Д. Об адаптации водорослей. – М.: Изд-во МГУ, 1981.
8. Библь Р. Цитологические основы экологии растений. – М.: Мир, 1965.
9. Александров В.Л. Клетки, макромолекулы и температура. – Л., 1975.
10. Возжинская В.Б. и др. Промысловые водоросли СССР. Справочник. – М., 1971.
11. Воскобойников Г.М., Камнев А.Н. Морфофункциональные изменения в онтогенезе
водорослей. – Л., 1991.
12. Камнев А.Н. Структура и функции бурых водорослей. – М., 1989.
13. Раймонт Дж. Планктон и продуктивность океана. – М., 1983.
14. Чэплин В. Морские водоросли и их использование. – М., 1953.
15. Chapman A.R.O. Population and community ecology of seaweeds. Adv. Mar. Biol., 1986, V.
23, P. 1-161.
16. Evans L.V. Seaweed bioproducts. Sci. Progr., 1986, V.70, Pt3, № 279, p. 287-303.
17. Kinne O. Marine ecology. V. 1, part 2, 1971.
18. Dodge Y.D. The fine structure of algae cells. – № Y, 1973.
19. Хайлов К.М., Парчевский В.П. Иерархическая регуляция структуры и функции
морских растений. – К., 1983.
20. Айзатуллин Т.А. и др. Распределение жизни в океане. // Физическая география
Мирового океана. – Л., 1980.
21. Хит О. Фотосинтез. – М., 1972.
22. Перес Ж.М. Жизнь в океане. – М., 1969.