Почему водоросли пресноводных водоемов и морских глубин имеют различную окраску?

Коротко: цвет водорослей — это следствие того, какие длины волн света доступны в их среде и какими пигментами они умеют этот свет «ловить».

1. Свет с глубиной меняется. Вода очень быстро «съедает» красный и оранжевый свет (буквально в первые метры), желтый ослабевает дальше, а лучше всего проходит сине-голубой. В пресных мелких водоёмах спектр дополнительно «урезают» взвеси и гумус: синий и ультрафиолет поглощаются сильнее, остаётся больше зелёно-жёлтых лучей. В морских глубинах, наоборот, доходит в основном сине-голубой свет и он очень слабый.

2. Пигменты подстраиваются под спектр.
   • Зелёные водоросли (часто в пресной воде, на мелководье) богаты хлорофиллами a и b. Они лучше всего используют красный и синий участки, поэтому сами выглядят зелёными (зелёный отражают).
   • Бурые водоросли (море, обычно глубже и/или в более «синих» водах) содержат фукоксантин. Он смещает поглощение к сине-зелёному, что полезно там, где красного почти нет; отражение придаёт им буро-оливковый оттенок.
   • Красные водоросли (часто ещё глубже) имеют фикобилины — фикоэритрин и фикоцианин. Эти пигменты отлично поглощают сине-зелёный свет, который как раз доходит на глубину, а отражают красный — поэтому водоросли кажутся красными, даже если «красного» света вокруг почти нет.

3. Интенсивность света тоже важна. У поверхностных форм больше каротиноидов-«защитников» от избытка света и УФ, что тоже влияет на оттенок; у глубоководных — наоборот, упор на «сборщики» редкого сине-голубого света, чтобы передать энергию в реакционные центры хлорофилла a.

Итог: различная окраска — это эволюционная настройка набора фотосинтетических пигментов под доступный спектр и яркость света в конкретной воде и на конкретной глубине. Поэтому в пресных мелководных водоёмах преобладают «хлорофилльные» зелёные, а в морских глубинах — «аксессорные» бурые и красные.