Харовые водоросли (су өсімдіктерінің ішіндегі балдырлар) туралы түсінік және оларды зерттеу
жүктеу/скачать 72,5 Kb.
|
|
УДК 543.51 Су өсімдіктерінің ішіндегі балдырларды зерттеу З.Б.Халменова, Құралай Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті химия факультеті, Алматы, Қазақстан Бұл мақалада су өсімдіктерінің балдыр шөбінен алынатын биологиялық белсенді заттарды алу технологиясы баяндалған. Балдырлар (Харовые водоросли) — жасушаларында хлорофиллдары бар, өз бетінше органикалық заттар жасап шығара алатын төменгі сатыдағы өсімдіктер тобы. Өсімдіктер жасап шығаратын оттегінің жартысынан көбі балдырлардан келеді. Олар Антарктиданың мұздықтарында, Йеллоустон саябағының ыстық бұлақтарында да тіршілік ете алады және теңіз, көл, өзендерде, ағынсыз жерлерде де өсе береді. Қзіргі кезде балдырлардың 20 000-нан асатам түрлері анықталып отыр. Балдырлардың құрылысына тоқталатын болсақ, олардың құрылымы болмайды. Негізінен бір клеткалы және көп клеткалы түрлері болады. Көп клеткалы өкілдерінің денесін таллом деп атайды. Клетка қабығы гемицеллюлозадан және пектинді заттардын тұрады. Клеткасы егізінен бір ядролы цитоплазмасында митохондрия, диктиосома, хромотофора сияқты органоидтары және бос қуысы боладыды. Балдыр биохимикалық қасиеттеріне және клеткалық құрылымына қарай 12 типке бөлінеді: көп жасушалы жасыл балдыр (Cyanophyta), прохлорофитті балдыр (Prochlorophyta), қызыл балдыр (Rhodophyta), жалтырауық балдыр (Chrysophyta), диатомды балдыр (Dіatomeae), криптофитті балдыр (Cryptophyta), динофитті балдыр (Dіnophyta), қоңыр балдыр (Phaeophyta), сары-жасыл балдыр (Xanthophyta), эвгленді балдыр (Euglenophyta), жасыл балдыр (Chlorophyta), хара балдыр (Charophyta). Бұлардың 30 мыңға жуық түрлері белгілі. Қазақстанда 1 мыңнан астам түрлері кездеседі. Осы балдырлардың клеткасында түс беріп тұратын хромотофоралар саны әр түрлі (бір, екі және одан да көп) болады. Олардың пішіндері тақта, астау, білезік, дән, лента, жұлдыз тәрізді болып келеді. Балдыр өсімді (вегетативті), жыныссыз және жынысты (гологамия, изогамия, анизогамия, оогамия) жолдармен көбейеді. Бұлардың көбею органдары бір клеткалы (бұған тек хара балдыр жатпайды). Балдырдың көпшілігінің хлорофилі болғандықтан көмірқышқыл газын сіңіріп, фотосинтез процесіне қатысады. Сондай-ақ, дайын органикалық заттарды пайдаланатын паразит түрлері де бар, бірақ бұлардың хлорофилі болмайды. Дарвин ілімі бойынша, тіршілік бір клеткалы организмдерден пайда болған, ал құрлықтағы барлық өсімдіктер балдырдан шыққан деп есептеледі. Көптеген балдырлар саңырауқұлақтармен симбиозды тіршілік етіп, қыналарды құрайды. Ал, балдырдың табиғаттағы геохимикалық рөлі кальций мен кремний айналымымен тығыз байланысты. Олардың көптеген түрлері суларды биологиялық жолмен тазартуда және бөгендердің ластануының биоиндикаторы ретінде қолданылады. Мысалы, теңіз, мұхит жағалауындағы балдыр ол жан-жануарлардың мекені, тіршіліктерінің көзі болып саналады. Бентосты балдырға (теңіз, мұхит түбінде тіршілік етеді) қарағанда планктонды балдырдың (суда қалқып жүретіндер) саны анағұрлым басым, сондықтан олар көптеген организмдердің қорегі болып табылады. Ағынсыз суларда өсетін балдыр шіріп, сапропельге айналады. Сапропельден шайыр, бензин, керосин, техникалық майлар, бояғыштар алынады. Балдырдың қалдығы емдік қасиет көрсетеді. Аталған балдырлар туралы қысқаша тоқталатын болсақ: Қызыл балдыр (Rhodophyta ) - багрянкалар (Rhodophyta) теңіздерде, су түбінде таралған балдырдың ең үлкен бөлімі. Қызыл балдырлар теңіздерде су асты жартастарына, рифтерге, үлкенді-кішілі домалақ, қиыршық тастарға, құмға, ал майда түрлері ірі балдырларға жабысып өседі. Негізінен 20-40м, ал қолайлы жағдайларда 100-200м тереңдікте өседі. Кейбір түрлері ғана тұщы суларда кездеседі. Қызыл балдырлардың 2 класқа (бангия, флоридия), 600-ден асатын туысқа жататын 4 мыңнан астам түрлері бар. Қазақстанда қызыл балдырлардың 22 түрі анықталған, оның 16-сы Каспий теңізінде кездеседі. Қызыл балдырлардың басқа балдырлардан ерекшелігі — құрамында биллипротеиндер — қызыл фикоэритрин мен көк фикоцианин пигменттері болады. Осы пигменттердің мөлшерлік ара-қатынасына байланысты оның түсі ашық-қызылдан көкшіл-жасыл және сары түске дейін өзгеріп отырады. Қызыл балдырлардың басым көпшілігі анатомиялық және морфологиялық құрылыстары күрделі көп клеткалы ірі өсімдіктер ретінде кездеседі. Тек аздаған түрлері ғана өте қарапайым бір клеткалы немесе шоғыр (колония) түзуші организмдер ретінде кездеседі. Аналық көбею органы-оогомияларының құрылысы, зиготаның даму процесі күрделі болып келеді. Споралары мен гаметалары талшықсыз, яғни өздігінше қозғала алмайды. Талломдарының көлемі, құрылысы, пішіні жағынан балдырдың түріне қарай әр түрлі жіпше, таспа, цилиндр, қабыршақ, торсықша, маржан (коралл) тәрізді тілімделген және тарамдалған болады. Вегетативтік (су түбіне жайылған негізгі өркендерге жаңадан сабақтар пайда болуы арқылы; бір клеткалы немесе шоғыр түзетін түрлер клеткаларының екіге бөлінуімен), жыныссыз (моно-, ди-, тетраспораларымен) және жынысты (оогамия) жолдармен көбейеді. Даму циклінде осы жолдармен айланысты, кезектесе ауысып отырады. Қызыл балдырлардың теңіз тіршілігіне ықпалы үлкен. Ол теңіз биоценозының басым бөлігін құрап, су жануарларының негізгі қорегі болып саналады. Себебі қызыл балдырдың көбею клеткалары тетраспораларының, карпоспораларының өте көп пайда болуына әкеледі де, нәтижесінде жаға маңы суларында фитопланктонның қалыптасуына ықпал етеді. Сол арқылы су асты маржан рифтерінің пайда болуына мүмкіндік жасайды. Қызыл балдырлардың көптеген түрлерінен салат, тұздық, сорпа жасауға, кептірілген күйінде де пайдалануға болады. Родимения және порфира түрлері жеуге жарамды болғандықтан, тынық мұхиты жағалауындағы бірқатар елдерде (Жапония) оларды өндірістік тұрғыда арнайы өсіреді. Қызыл балдырлардан бағалы зат - агар алынады, балдыр ұны -тыңайтқыш, малға азық ретінде пайдаланылады. Қоңыр балдырлар (Phaeophyta) - бұл көбінесе теңіз суында өсетін қоңыр түсті балдырлар болып табылады. Ол 6 отрядқа бөлінеді: эктокарптықтар, сфацеляриялықтар, кутлериялықтар, диктиоталықтар, ламинариялықтар, фукустықтар. Қоңыр балдырлардың кейбір түрін тамаққа пайдалануға,отряд ішіндегі ламинарияны медициналық диетада қолдануға, теңіздің жиегіне толқынмен шығып қалған қоңыр балдырларды тыңайтқыш ретінде пайдалануға болады. Мұның күлінен калий тұзы мен иод алынады. Сонымен қатар қоңыр балдырлардан: ацетон, сірке қышқылы, спирт өндіруге болады. Қоңыр балдырлар табиғатта кең тараған. 2 класқа, 14 қатарға біргетін 240 туысы, 1,5 мыңға тарта түрлері белгілі. Бұның ішінде Қазақстанда Каспий және Арал теңіздерінде 2 түрлері анықталған болатын .Бұлардың тұщы суда өсетін 3 туысынан басқаларының барлығы теңіз өсімдіктері болып келеді. Олар барлық теңіздерде әр түрлі тереңдікте (200 метрге дейін) өсе береді. Көпшілігі тереңдігі 6–15м жерлерде кездеседі. Қоңыр балдырлар көп клеткалы, өте майда микроскопиялық түрлерден тұрады, талломдарының ұзындығы 50 метрге жететін өте ірі түрлері (макроцистис, пелагофикус) де бар. Клетка құрамында фукоксантин және әр түрлі ксантофилл пигменттерінің көп болуына байланысты түсі әдетте сарғыш-қоңыр. Қоңыр балдырлардың құрылысы күрделі түрлерінің (саргассум) талломдары бұтаққа ұқсас жапырақ тәрізді қырлы табақшалардан тұрады. Қоңыр балдырдың, әдетте, барлық түрлері су түбіне немесе басқа балдырларға ризоидтары арқылы бекіп тұрады. Олар вегетативтік, жыныссыз және жынысты жолдармен көбейеді. Қоңыр балдырлар–судағы негізгі органикалық зат түзуші болып саналады. Одан альгинаттар (жасанды жібек алу үшін қажетті тұз) алынады, маннит, йод, микроэлементтер өндіріледі. Медицинада қанның ұюына қарсы, организмнен радиоактивті заттарды шығаруға арналған препараттар жасауға, әр түрлі тағамдар дайындауға (ламинария, алария, ундария) пайдаланылады [2]. Коп жасушалы жасыл балдыр-тұщы су қоймаларында, теңіз суында денесі жасыл түс беретін бір және көп жасушалы балдырлардың сан алуан түрі тіршілік етеді. Табиғатта жасыл балдырлардың 13000 түрі бар деп саналады. Солардың бірі – спирогира. Спирогира- жібі бір қатарға орналасып, ұзын жасушалардан құралған көп жасушалы балдыр. Ол өзге балдырмен жиналып, суға жасыл түс береді. Спирогира қолға алынғанда жібектей жұмсақ болып сезіледі. Оның құрылысын микроскоппен көруге болады. Оның жасаушалары ірі болып келеді. Жасуша қабықшасы астындағы цитоплазма ядроны қоршаған цитоплазмамен цитоплазмалық жіпшелер арқылы байланысады. Жіпшелердің арасын вакуоль шырыны толтырып түрады. Таспа пішінді хроматофоры жасушада оралма тәрізді орналасқан, атауы да осы қасиетімен байланысты. Ол өсімді және жынысты жолмен көбейеді. Диатомды балдыр - бір клеткалы организмдердің айрықша тобы. Олардың клеткалары кремнеземнен тұратын тас қабықпен (панцирь) қапталған. Сондықтан оларды кремнийлі балдырлар (Bacillariophyta) деп те атайды. Диатомды балдырлар табиғатта өте кең таралған: ащы, тұщы суларда, су қоймаларында, ылғал топырақта, мүкте, су өсімдіктерінде көп кездеседі. 12000 түрі (ішінде қазбалардан табылғандары да бар) белгілі. Олар 2 класқа (Рennatophyceae, Сentrophyceae), 9 қатарға, 300ге тарта туысқа біріктіріледі. Қазақстанда 700-ге жуық түрі бар. Диатомды балдырлар өте майда (4–2000 мкм) келеді. Жеке немесе шоғыр (жұлдыз, жібек, таспа, жіпше, бұта тәрізді) құрып тіршілік етеді. Диатомды балдырлардың хлоропластылары а және с хлорофиллдерінен және қоңыр түс бетерін фукоксантин затынан тұрады. Клетканың қабығы қақпағы бар қорапқа ұқсайды. Мөлшермен тең екі бөліктен құралады. Қақпақтағы саңылаулар арқылы сыртқы ортамен зат алмасу жүреді. Диатомды балдырлар негізінен екіге бөліну арқылы көбейеді, яғни аналық клеткадан әрбөліктің біріне эпитека екіншісіне гипотека өтеді де, қалған жетіспейтін бөліктер жаңадан пайда болады. Сондай–ақ жыныстық (изогамия, гетрогамия, оогамия) жолыменде көбейеді. Диатомды балдырлар су түбіндегі шөгінді сапропелийрдің негізін құрайды. Шөгінді тау жынысы диатомид негізінен осы балдырлардың қабықшаларынан тұрады. Диатомды балдырлар Юрский кезеңінен белгілі. Бұлар жалтырауық балдырлар мен сары-жасыл балдырдан шыққан деп есептеледі. Диатомды балдырлардың денесі жеңіл, кеуекті болғандықтан адсорбтану қасиеті өте жоғары және тамақ өнеркәсібінде, химия, медицина құрылысында кеңінен қолданылады. Диатомды балдырлармен су жануарлары қоректенеді [1]. Көк-жасыл балдыр-цианея (Cyanophyta) – балдырлардың ішіндегі құрылымы жағынан ең қарапайым тобын құрайтын, прокариотты (ядролы) организмдерге жататын бір бөлімі. Бұлар автотровты организмдердің ішіндегі ең ежелгілері болып саналады. Көк жасыл балдырдың қазба қалдықтары кембрийне дейін түзілген шөгінді жыныстар арасынан табылған. Көк жасыл балдыр табиғатта өте кең тараған. 3 класқа бірігетін 150 туысы 2 мыңға тарта түрлері белгілі, барлық құрлықтар мен суларда (ащы, тұщы) кездеседі. Қазақстанда 3 класқа, 9 қатарға, 30 тұқымдасқа, 66 туысқа жататын 549 таксоны (түр, вариация, форма) анықталған. Көк жасыл балдыр бір клеткалы, шар тәрізді, бірігіп шоғыр (колониялар) түзеді, ал көп клеткалы түрлері жіпше тәрізді, кейде бұталана тарамдалған. Түсі, әдетте, көк жасыл болғанымен, алқызыл, күлгін, тіпті қара түсті түрлері де кездеседі. Ол клетка құрамындағы пигменттерге (фикоциан – көк-жасыл, фикоэритрин – қызыл, каротин – алқызыл, әр түрлі каратиноидтар) және олардың ара қатынастарына байланысты болады. Клеткалары талшықсыз, ал көп клеткалы жіпше тәрізді түрлері сырғанай жылжуға қабілетті келеді. Автотрофты және миксотофты (аралас) қоректенеді. Соңғылары шіріген органикалық заттар мен ластанған суларды мекендейді де фотосинтезбен қатар дайын органикалық қалдықтармен қоректенеді. Осының арқасында жаз айларында тез көбейіп, судың сапасын төмендетеді. Ол түрлері Anabena деп аталады. Мұндай сулар көк-жасыл түске боялып “гүлдейді” әрі осындай сулардан жағымсыз иіс пайда болады. Бұндай құбылыс әсерінен адамдардың түйсік органдарын тітіркендіретін (органолептикалық) қасиеттері бұзылады. Ал көк жасыл балдыр су бетін түгел басып кетсе, жәндіктер мен балықтар оттек жетпей тұншығып өледі. Көк жасыл балдыр фотосинтез кезінде өсімдіктер сияқты крахмал түзбейді, оның орнына жануарларға тән гликопротеидтерді (полисахеридтер) түзеді. Клеткалары құрылымы жағынан бактерияларға өте жақын, басқа типке жататын балдырларға мүлде ұқсамайды. Клетка органоидтарынан, плазмадан оқшауланған ядросы, сондай-ақ, хлоропластары, митохондриялары болмайды. Көк-жасыл балдыр, негізінен, вегетативтік жолмен яғни клеткаларының екіге бөлінуі, шоғырларының ыдырауы, көп клеткалы жіпшелерінің бөлшектенуі арқылы көбейеді. Аналық клеткаларында пайда болатын споралары арқылы да көбейетін түрлері бар. Бұлар жыныстық жолмен көбеймейді. Олар қоршаған ортаның қолайсыз жағдайына ,мысалы,өте жоғары температураға жететін ыстық суларға төзімді және бейімделгіш болып келеді. Биік тау басындағы мүз-қарларда да тіршілік ете беретін түрлеріде бар. Кейбір түрлері саңырауқұлақтардың белгілі бір түрімен селбесіп тіршілік етіп, қыналардың денесін құрайды. Шаруашылыққа пайдалы түрлері де кездеседі. Оларды ластанған суларды биологиялық әдіспен тазартуға, малдарға азық ретінде және тағамға (Nostos, Spyrulіna), егістікке тыңайтқыш ретінде пайдалануға болатындықтан осы түрлерін арнайы өсіреді. Көк-жасыл балдырдың 100-ден аса түрлерінің (Phormіdіum, Plectonema, т.б.) атмосфералық азотты бойына жинап, топырақты азотқа байытатын қасиеті анықталған [2]. Алматы облысында, Первомайские ауылынан жиналған балдырға сандық және сапалық сараптамалар жасалды. Сараптама нәтижесі бойынша төмендегідей биологиялық белсенді қосылыстардың бар екендігін көрсетті: Амин қышқылдары, алкалоид, фенол, каротиноид, ксантонид. ББК бойынша балдырдың құрамындағы қосылыстардың пайыздық үлесі зерттеліп анықталды. Жалпы күлділігі - 9,26%, кептіру кезіндегі массасының шығыны - 5,2%, құрамындағы экстрактивті заттар - 29,67%, құрамындағы органикалық заттар - 20,41%, флаваноид - 24%, алкалоид - 1,8%, каротиноид - 5,39%, полисахаридтер - 0,42% (Құрғақ шикізат үшін қаныттар). ББК БАК Осы сараптамалар (тағы жасалғын барқатар зерттеулер) негізінде жасалған қорытындылар нәтижесі бойынша, су өсімдіктерінің ішіндегі балдыр өсімдігінің Қазақстанда қоры жеткілікті, әрі әрқайсысы сала бойынша кең ауқымды сұранысқа ие болып отыр. Сол тұрғыдан балдыр өсімдігінен субстанция дайндауға және осы өсімдіктің мүмкіндігін толық пайдалана отырып фитопрепарат алуға сол арқылы қажеттілікті қанағаттандыруға ұмтылыс жасауға болады. Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 1. Қазақ тілі терминдерінің салалық ғылыми түсіндірме сөздігі: К54 қоғамдық-тамақтандыру. - Алматы: “Мектеп” баспасы, 2007. - 232 б. 2. Мұсақұлов Т. Орысша–қазақша түсіндірмелі биологиялық сөздік. І-том қазақ мемлекет баспасы. – Алматы, 1959. Редакциясын басқарған: Биология ғылымының докторы профессор Т. Дарқанбаев. Резюме В статье приведенны исследования БАВ, входящие в состав харовых водорослей. Summary This article is about on the studying of the algae in Kazakhstan Тhis study describes the composition of БАВ ,the results show: that the species can serve as an important industrial raw materials. З.Б. Халменова, Құралай Исследование харовых водорослей. Алматы, Казахский национальный университет им. аль-Фараби. жүктеу/скачать 72,5 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|