Простейшие растения представлены одиночными клетками, способными к независимому существованию. Таких организмов вместе с их многоклеточными родственниками насчитывается около 20000 видов, и называют их водорослями. Хотя некоторые водоросли могут быть крупными и сложными, они никогда не достигают той степени анатомической дифференциации, которая характерна для цветковых растений и папоротников.

Классификация водорослей

Водоросли – довольно произвольное объединение – не слишком близкородственных организмов, которые можно разделить на 11 крупных групп в зависимости от состава пигментов, строения клеточных стенок, характера запасных питательных веществ и набора органелл: сине-зеленые водоросли (Суanophyta), красные (Rhodophyta), диатомовые (Bacillariophyta), желто-зеленые (Xanthophyta), золотистые (Chrysophyta), пирофитовые (Pyrrophyta), криптофитовые (Cryptophyta), бурые водоросли (Phaeophyta), эвгленовые (Euglenophyta), зеленые водоросли (Chlorophyta) и харовые (Charophyta).
Все группы водорослей обладают хлорофиллом зеленым пигментом, ответственным за фотосинтез. Поскольку у зеленых водорослей присутствуют те же пигменты и в тех же соотношениях, что и у высших растений, принято считать, что именно они были предковой группой, из которой, в течение миллионов лет развились высшие растения. У водорослей других групп набор придающих растениям характерную окраску пигментов либо иной, либо иное их относительное содержание. Впрочем, у разных видов или в разных условиях эти показатели могут значительно меняться.
Сине-зеленые водоросли во многих отношениях более сходны с бактериями, чем водорослями. У них нет настоящих органелл, плохо развита или вовсе отсутствует способность к движению, нет настоящего полового процесса. Во всех других группах водорослей каждая клетка имеет настоящее ядро (органеллу с окружающей ее собственной оболочкой), регулирующее, например, такой важный клеточный процесс, как деление. Кроме того, такие клетки имеют одну или несколько пластид – органелл, содержащих фотосинтезирующие пигменты. В большинстве групп (за исключением красных водорослей) есть, по крайней мере, несколько видов или стадий развития, обладающих жгутиком – тонкой, гибкой волосовидной структурой, которая ритмически колеблется и служит основным средством передвижения. В некоторых группах, как, например, у бурых водорослей, жгутиками наделены лишь половые клетки. Различия в числе, расположении и типе жгутиков, характерных для разных крупных групп водорослей, очень помогают их определению. Некоторые не имеющие жгутиков водоросли, в частности диатомовые, способны к довольно быстрому скользящему движению, механизм которого еще окончательно не выяснен.

Естественные места обитания водорослей

Водоросли встречаются почти всюду, куда проникает достаточно света. Они могут окрашивать вечные снега и льды в красный или зеленый цвет; способны стремительно размножаться в небольших лужицах (это часто и порождает легенды об окрашенных дождях); их находили в горячих источниках с температурой до 85°С. Они кишат в солоноватых и морских водах, их можно встретить даже в таких водоемах, где соль выпадает в осадок. Мелкие формы поодиночке не различимы невооруженным глазом, но, быстро размножаясь, они окрашивают воду. Красное море получило свое название из-за обилия в его водах сине-зеленой водоросли Trichodesmium, содержащей красный пигмент. Такое цветение воды может стать причиной кислородного голодания рыб и других водных организмов, вызвать порчу воды (отравление сильными токсинами), как это бывает, например, при размножении некоторых динофлагеллят. Водоросли играют также важную роль в очистке сточных вод, поглощая из воды, растворенные в ней вещества и поддерживая ее кислородный баланс.
Некоторые водоросли все время остаются взвешенными в верхних слоях водоемов, где вместе с мелкими животными образуют планктон – богатый источник пищи для высших животных. Другие водоросли живут в придонном иле или прикрепляются к придонным растениям и животным, входя в состав бентоса. Распространение этих водорослей ограничено их потребностями в необходимом для фотосинтеза освещении, в очень чистой воде их можно встретить даже на глубине 200 м. У морских побережий самая богатая растительность встречается в литоральной зоне, особенно на том уровне, который первым обнажается при отливе. Здесь на разных глубинах растения часто образуют хорошо заметные пояса, представленные определенными видами.
Водоросли обитают и вне воды. Они обильно развиваются в верхних слоях почвы (даже в пустынях), на стенах построек, стволах деревьев и на других наземных растениях, даже на животных, таких, например, как некоторые губки, плоские черви и моллюски. Растут они и на кораллах, играя серьезную роль в обеспечении огромной продуктивности коралловых рифов.

Ископаемые остатки

Водоросли большинства крупных групп содержат известь или кремнезем в клеточных стенках или наружных панцирях. Эти твердые части хорошо сохраняются в древних отложениях; известны, например, слои отложений ископаемых диатомовых водорослей, достигающие толщины 914 м. Такие окаменелости могут служить индикатором возраста групп, к которым они принадлежат. Известковые остатки, например, Согапа (из красных водорослей) показывают, что эта группа была хорошо развита 500 млн. лет назад, а возникла еще раньше. Найдены известковые скелеты и древних зеленых водорослей.