Image

Morske alge

Alge so rastline, ki živijo v vodi. Že samo njihovo ime govori o tem. Tu so le trsje, vodne lilije, rac, ki pokriva površino ribnika z zeleno preprogo in številni drugi običajni prebivalci rezervoarjev nimajo nič skupnega z algami.

Svet alg je zelo prostran in zaseda prav posebno, ekskluzivno mesto v rastlinskem kraljestvu. To podpira njihova vloga v zgodovini našega planeta, pa tudi njihov pomen v sodobni naravi in ​​človeškem življenju..

Alge so nižje rastline, ki v svojih celicah vsebujejo klorofilni pigment in živijo predvsem v vodi. Nimajo pravih korenin, stebla in listov. Njihovo telo, imenovano talus, je lahko sestavljeno iz ene celice ali pa je lahko precej velik večcelični organizem, raven ali razvejan.

Večina vrst alg je prebivalcev velikih in majhnih vodnih teles. Zelo pogosto pa jih tam ne najdemo: mnogi so tako majhni, da jih je izredno težko opaziti s prostim očesom. Poleg tega alge ne živijo vedno v vodi: nekatere so se že zdavnaj preselile na kopno. Seveda ne morejo živeti brez vlage, vendar so se naučili zadovoljiti z roso, dežnimi kapljicami, brizgi. V nasprotju s svojimi "vodnimi" kolegi lahko te alge nekaj časa sploh živijo brez večjih izgub brez vode: izsušijo se, a hitro opomorejo, vredno jih je vsaj malo posuti.

Razmnoževanje

Alge lahko razmnožujejo svoje vrste na več načinov. Enocelične vrste se razmnožujejo s celično delitvijo, večcelične pa s pomočjo spor ali s fuzijo dveh celic, zaradi česar nastane zigota, ki zraste v novega posameznika.

Obstaja še en način - s poganjki ali koščki talusa. Alge, ki rastejo na skalnatem dnu, pogosto uničijo valovi ali preprosto močan tok. Odtrgane dele voda odnese in jih ni enostavno znova pritrditi, zato morajo rasti ležeči naravnost na tleh. Postopoma stari tal se popolnoma nadomesti z mladim.

Vloga alg na našem planetu

Alge vsebujejo klorofil in so sposobne fotosinteze. Ta zapleten kemični postopek vključuje proizvodnjo organskih snovi pod vplivom sončne svetlobe. Hkrati alge sproščajo kisik v ozračje, ki je vsem tako potreben za dihanje. Klorofil daje algam zeleno barvo. Toda nekatere vrste vsebujejo tudi druga barvila, zaradi katerih so rdeči, rjavi, modrikasti ali rumenkasti..

Alge proizvedejo več kot polovico vsega kisika na Zemlji. V prazgodovini so ravno oni obogatili ozračje in tako ustvarili razmere, primerne za nastanek in razvoj raznolikega sveta rastlin in živali..

Morske alge

Alge so najbolj razširjena in številna živa bitja na Zemlji. Živijo povsod: v vodi, poleg tega v kateri koli (sveži, slani, kisli in alkalni), na kopnem (površina tal, drevesa, hiše), v zemeljskih nedrjih, v globinah tal in apnenca, v krajih z vročimi temperaturami in v ledu... Lahko živijo samostojno in paraziti, napadajo rastline in živali.

Alge so najmočnejši vir dovajanja kisika v ozračje in absorberji ogljikovega dioksida, ki služijo kot hrana številnim živalskim vrstam, vključno z ljudmi. Morske alge ustvarjajo prijetne habitate za ribe in morske živali. Nekatere rdeče alge so v vzhodnih državah poslastica. Iz njih pripravljajo različne jedi in pridobijo dragoceno agar-agar snov, ki se uporablja v živilski industriji. Alge se uporabljajo tudi v kozmetologiji, medicini kot gnojila in za čiščenje vode v kanalizaciji. Če se rjavi algi doda krma za živino, zlasti za krave, bo mleko obogateno z dragocenim jodom in številnimi koristnimi minerali. Na enak način so piščančja jajca obogatena z jodom. Lupine najstarejših diatomejev so v industriji zelo iskane. Uporabljajo se v gradbeništvu (zelo lahke opeke dobimo iz diatomita), za izdelavo stekla, filtrov, polirnih materialov.

Menijo, da so alge primitivni organizmi, ker nimajo zapletenih organov in tkiv, plovil ni. Toda v fizioloških procesih, po tem, kako rastejo, se razmnožujejo, hranijo, so zelo podobni rastlinam. Alge delimo v ekološke skupine. Na primer planktonske alge, ki živijo v vodnem stolpcu. Neustonic - usedanje na površini vode in premikanje tja. Bentos - organizmi, ki živijo na dnu in na predmetih (vključno z živimi organizmi). Kopenske alge. Alge, ki živijo v tleh. Tudi prebivalci vročih vrelcev, snega in ledu. Alge, ki živijo v slani in sladki vodi. Pa tudi alge, ki živijo v apnenčastem okolju.

Včasih alge izberejo zelo nenavadna (s človeškega vidika) mesta. V tropih se lahko naselijo v čajnih listih in povzročijo bolezen čajevca, imenovano rja. V srednjih zemljepisnih širinah živijo na lubju dreves. Videti je kot zeleni cvet na severni strani dreves. Zelene alge vstopajo v obojestransko koristno sožitje z glivicami, kar ima za posledico poseben neodvisen organizem, imenovan lišaj. Nekatere zelene alge so za svoj dom izbrale želvino lupino. Številne alge živijo na površini in znotraj večjih kolegov. Rdeče in zelene alge najdemo v lasnih mešičkih tropskih lenivcev. Niso prezrli rakov in rib, koelenteratov in ravnih črvov..

Kalorična vsebnost alg

Nizkokalorični izdelek, katerega 100 g vsebuje le 25 kcal. Pri zmernih količinah je pomembno, da jemo samo posušene alge, katerih energijska vrednost je 306 kcal na 100 g. Imajo visok odstotek ogljikovih hidratov, kar lahko vodi v debelost.

Uporabne lastnosti alg

Biologi in zdravniki samozavestno trdijo, da alge po vsebnosti aktivnih snovi prekašajo vse druge rastlinske vrste..

Morske alge imajo protitumorske lastnosti.

O njih so v analih različnih ljudstev ohranjene številne legende. Morske alge niso uporabljali le kot odličen prehrambeni izdelek, temveč tudi kot učinkovito sredstvo za preprečevanje in zdravljenje različnih bolezni..

Že v starodavni Kitajski so morske alge uporabljali za zdravljenje malignih tumorjev. V Indiji so morske alge uporabljali kot učinkovito sredstvo v boju proti nekaterim boleznim endokrinih žlez. V starih časih, v težkih razmerah skrajnega severa, so Pomorji z algami zdravili različne bolezni in jih uporabljali tudi kot praktično edini vir vitaminov..

Kvalitativna in kvantitativna vsebnost makro- in mikroelementov v morskih algah je podobna sestavi človeške krvi, prav tako pa nam omogoča, da alge obravnavamo kot uravnotežen vir nasičenosti telesa z minerali in mikroelementi..

Morske alge vsebujejo številne snovi z biološko aktivnostjo: lipide, bogate s polinenasičenimi maščobnimi kislinami; derivati ​​klorofila; polisaharidi: sulfatirani galaktani, fukoidani, glukani, pektini, alginska kislina, pa tudi lignini, ki so dragocen vir prehranskih vlaknin; fenolne spojine; encimi; rastlinski steroli, vitamini, karotenoidi, makro- in mikroelementi. Kar zadeva posamezne vitamine, mikroelemente in jod, jih je v morskih algah več kot v drugih izdelkih..

Talus rjavih alg vsebuje vitamine, elemente v sledovih (30), aminokisline, sluz, polisaharide, alginske kisline, stearinsko kislino. Mineralne snovi, ki jih v vodi absorbirajo rjave alge v ogromnih količinah, so v organskem koloidnem stanju in jih človeško telo lahko prosto in hitro absorbira. So zelo bogati z jodom, ki je večinoma v obliki jodidov in organojodnih spojin. Rjave alge so bogate z manuronsko kislino in dajejo visoko viskozne alginate in manitol, ki je alkohol s šestimi alkoholi in se pogosto uporablja v medicini in kozmetologiji. Ascophyllum ima zaščitni učinek na kožna tkiva zaradi makromolekul, imenovanih fukoidan (ki se pogosto uporabljajo v talasoterapiji). Izvleček makrocistis vsebuje alantoin.

Rjave morske alge so odličen vir naravnega organskega joda. Jod je za ljudi nepogrešljiv element v sledovih. Jod je bistven za sintezo ščitničnih hormonov, ki nadzorujejo razvoj in delovanje možganov in živčnega sistema ter vzdržujejo normalno telesno temperaturo. Nizka raven teh hormonov lahko negativno vpliva na fizično kondicijo in intelektualne sposobnosti osebe. Jod je potreben tudi za dan normalnega duševnega razvoja, zlasti v zgodnjem otroštvu. Pri uporabi joda se raven holesterola v krvi pri bolnikih z aterosklerozo zmanjša. Hrana z dovolj joda bo podaljšala pričakovano življenjsko dobo. Algin rjavih alg adsorbira večino strupenih snovi iz prebavil, znižuje raven holesterola, zato se je jod izkazal pri zdravljenju debelosti in ateroskleroze.

Rjave alge imajo protibakterijske lastnosti zaradi prisotnosti bromofenola in floroglicinola. Zaradi visoke vsebnosti polifenolov rjave alge delujejo protitračno. Rjave alge spodbujajo izločanje toksinov, radionuklidov in soli težkih kovin iz črevesja, pomagajo pri živčnih motnjah, zmanjšujejo simptome predmenstrualnega sindroma, normalizirajo delovanje srca in izboljšujejo splošno stanje telesa. Rjave alge upočasnjujejo razvoj ateroskleroze in znižujejo holesterol v krvi. Polisaharidi, ki jih vsebujejo rjave alge, imajo lastnost otekanja in s povečanjem prostornine dražijo živčne končiče črevesne sluznice, kar spodbuja gibljivost črevesja in pospešuje njegovo čiščenje. Polisaharidi tudi vežejo toksine in jih odstranjujejo iz telesa.

Rjave alge vsebujejo bromofenolsko spojino, ki vpliva na patogene mikroorganizme, zlasti na bakterije. Rjave alge vsebujejo veliko makro- in mikroelementov, potrebnih človeku (železo, natrij, kalcij, magnezij, barij, kalij, žveplo itd.) In v najbolj dostopni kelatirani obliki za asimilacijo. Rjave alge imajo številne fiziološke lastnosti: vplivajo na kontraktilnost srčne mišice, delujejo protitrombotično, preprečujejo razvoj rahitisa, osteoporoze, zobnega kariesa, krhkih nohtov, las in imajo splošen krepilni učinek na telo. Kot morska hrana alga vsebuje tiste naravne elemente, ki jih v zelenjavi najdemo v majhnih količinah. Rjave morske alge pomagajo imunskemu in endokrinemu sistemu, da se uprejo stresu, preprečijo bolezni, izboljšajo prebavo, presnovo in splošno počutje.

Nevarne lastnosti alg

Uporaba alg je kontraindicirana za ljudi, ki so alergični na morske sadeže ali jod. Nosečnicam priporočamo, da alge uporabljajo previdno, saj lahko presežek joda škoduje plodu. Morske alge so kontraindicirane za ljudi z ledvično boleznijo, saj lahko visoka vsebnost joda v tem izdelku povzroči poslabšanje bolezni.

Prav tako ni priporočljivo jesti alg ljudem, ki trpijo zaradi hemoragične diateze, furunkuloze ali aken, bolezni prebavnega sistema zaradi visoke vsebnosti joda.

Ljudje, ki imajo moten endokrini sistem, se morajo pred uživanjem takšne hrane vsekakor posvetovati z zdravnikom, saj jod neposredno vpliva na ščitnico.

Video o tem, katere alge so najbolj uporabne in kako jih izbrati. In tudi - kakšne recepte iz njih kuhajo znane osebnosti.

MORJE

V knjižni različici

Letnik 5. Moskva, 2006, str. 502-505

Kopiraj bibliografsko referenco:

Alge (Alge ali Phykos), heterogena skupina nižjih fototrofnih organizmov, ki prebivajo pretežno. v rezervoarjih. Tradicionalno so pripadali rastlinskemu kraljestvu, v katerem so na podlagi nabora pigmentov, prisotnih v celicah, razlikovali skoraj vse divizije in razrede biologije (zelena, rdeča, rjava, dinofitska, diatom, evglena itd.) In morfološke. znaki. V sedanjosti. sistemi, ki temeljijo na Ch. arr. na podlagi meril fine strukture celičnih organelov so nekateri oddelki V. postavljeni sami. kraljestva, medtem ko je v številnih od njih V. združen z oddelkom. skupine gob in praživali.

Morske alge.

Alge so nižje rastline, ki nimajo stebla, korenine ali listja. Prevladujoči življenjski prostor alg so morja in sladkovodna telesa..

Oddelek za zelene alge.

Zelene alge so enocelične in večcelične in vsebujejo klorofil. Zelene alge se razmnožujejo s spolnim in nespolnim razmnoževanjem. Zelene alge živijo v vodnih telesih (svežih in slanih), v tleh, na skalah in kamnih, na lubju dreves. Oddelek za zelene alge ima približno 20.000 vrst in je razdeljen na pet razredov:

1) Razred protokokov - enocelične in večcelične bičkaste oblike.

2) razred Volvox - najpreprostejše enocelične alge, ki imajo bičeve in so sposobne organizirati kolonije.

3) Razred ognja - imajo strukturo, podobno strukturi preslice.

4) Razred Ulotrix - imajo nitasti ali lamelarni talus.

5) Razred sifona - razred alg, ki je podoben drugim algam, vendar je sestavljen iz ene celice z veliko jedri. Sifonske alge so velike do 1 metra.

Oddelek za rdeče alge (škrlatna).

Crimson najdemo v toplih morjih v velikih globinah. Ta oddelek ima približno 4000 vrst. Talus rdečih alg ima razčlenjeno strukturo; na podlago so pritrjeni s podplatom ali rizoidom. Plastidi rdečih alg vsebujejo klorofile, karotenoide in fikobiline.

Druga značilnost rdečih alg je, da se razmnožujejo skozi zapleten spolni proces. Spore in spolne celice rdečih alg so nepremične, saj nimajo bičkov. Proces oploditve poteka pasivno s prenosom moških spolnih celic v genitalije ženskih posameznikov.

Oddelek za rjave alge.

Rjave alge so večcelični organizmi z rumenkasto rjavo barvo zaradi koncentracije karotena v površinskih plasteh celic. Obstaja približno 1,5 tisoč vrst rjavih alg, ki imajo različne oblike: grmičaste, lamelarne, sferične, kortikalne, nitaste.

Zaradi vsebnosti plinskih mehurčkov v talijih rjavih alg jih večina lahko ohrani pokončen položaj. Celice taloma imajo različne funkcije: razpadajoče in fotosintetske. Rjave alge nimajo polnopravnega prevodnega sistema, v središču talusa pa so tkiva, ki prenašajo asimilacijske produkte. Hranilne minerale absorbira celoten talus.

Različne vrste alg se razmnožujejo z vsemi vrstami razmnoževanja:

- spolni (izogamni, monogamni, heterogamni);

- vegetativni (najdemo, če so nekateri deli slaste naključno razdeljeni).

Pomen alg za biosfero.

Alge so izhodišče za večino prehranjevalnih mrež različnih vodnih teles, oceanov in morij. Tudi alge nasičijo ozračje s kisikom..

Alge se aktivno uporabljajo za pridobivanje različnih izdelkov: polisaharidi agar-agar in karagenan, ki se uporabljajo v kulinariki in kozmetiki, se pridobivajo iz rdečih alg; alginske kisline, ki se uporabljajo tudi v živilski in kozmetični industriji, se pridobivajo iz rjavih alg.

Alge: splošne značilnosti. Zelene alge

Alge so sestavljena skupina avaskularnih, pretežno fotosintetskih, evkariontskih in prokariontskih organizmov iz različnih taksonomskih kategorij. Bolj verodostojni viri popolnoma izključujejo prokarionte iz te običajne enote. Alge so ekološka skupina, ki jo združuje vodni življenjski slog. Vendar pa vse, kar raste v vodi, niso alge..

Tradicionalno so jih pripisovali rastlinskemu kraljestvu, v katerem so bile skoraj vse skupine ločene na podlagi nabora pigmentov, reproduktivnih značilnosti in morfoloških značilnosti. V sodobnih sistemih, ki temeljijo predvsem na merilih strukture reproduktivnega sistema in značilnostih življenjskega cikla, so nekateri oddelki alg umeščeni v neodvisna kraljestva. Poleg tega jih v nekaterih kombinirajo z ločenimi skupinami gliv in praživali. Med algami so tudi prave rastline (zelene in rdeče).

Splošne značilnosti alg

Alge vključujejo enocelične mikroskopske in kolonialne organizme, kot so diatomeji, klorela in volvoks, ter večcelične rjave alge - Macrocystis, Sargassum, ki dosežejo dolžino 50–60 m. Večina alg so vodni organizmi s fotoavtotrofnim načinom prehranjevanja.

Alge so pogoste ne le v slani in sladki vodi, temveč tudi na mokrih delih zemlje. Pogosti so v površinski plasti zemlje, na kamnih, lubju dreves in drugih podlagah. V gorah v snegu najdemo vrste nival. Enocelični zeleni predstavniki te skupine skupaj z glivami tvorijo posebne organizme - lišaje.

Telo večine večceličnih alg je sestavljeno iz istovrstnih celic, brez tkiv, povrhnjice, ostnic in ni razdeljeno na organe (listi, korenine, stebla). Njihovo celotno telo se imenuje talus. Najbolj zapletene so rjave in sladkovodne alge charoe.

Zlasti se razlikuje oblika tal alg,
dodeli:

  • monadični,
  • ameboid,
  • palmeloid (kapsal),
  • kokoid,
  • sarcinoid,
  • nitasti (trihalni),
  • večfilamentni (heterotrični),
  • lamelarne,
  • sifonska,
  • sifon,
  • harofitični (zgibno zaviti) in
  • vrste pseudoparenhimskih (lažnih tkiv).
Oblika tal alg

Večina alg je fotoavtrofnih organizmov, obstajajo tudi miksotrofne vrste, ki energijo prejemajo tako s fotosintezo kot z absorpcijo organskega ogljika. Nekatere enocelične vrste zelenih in zlatih alg, evglena, dinoflagelati in druge se kažejo kot heterotrofi in celo paraziti. Nimajo fotosintetske naprave in uporabljajo samo zunanje vire energije..

Alge kažejo širok spekter razmnoževanja od preproste delitve celic do zapletenih oblik spolnega procesa. Razvoj procesov razmnoževanja, morfologije in življenjskega cikla alg je povzročil pojav višjih rastlin pred približno 450 milijoni let.

Alge igrajo veliko vlogo pri delovanju ekosistemov in človeškem življenju. So najpomembnejši primarni proizvajalci, tako svobodno živijo kot tvorijo simbiotične odnose. Alge sodelujejo v primarnih zaporedjih na tleh in kamnitih podlagah.

Cianobakterije so najpomembnejši fiksatorji dušika; v nekaterih polpuščavnih regijah nase vežejo do 5 kg dušika na hektar. Prav cianobakterije so bile organizmi, ki so pred približno dvema milijardama let zaradi pojava kisikove fotosinteze spremenili splošni značaj ozračja iz redukcije v oksidacijo. Človek alge široko uporablja kot vir hrane, elementov v sledovih, vitaminov, kemikalij.

Cianobakterije.
Avtor: Škarje, CC BY-SA 4.0

Taksonomija alg

V skladu s sodobnimi koncepti zelene alge in alge chara skupaj s pravimi kopenskimi rastlinami tvorijo podkraljestvo zelenih rastlin (Viridiplantae), ki pa skupaj z rdečimi algami in glavkofiti (skupaj tvorijo podkraljestvo alg Biliphyta) tvorijo ločeno vejo na filogenetskem drevesu - rastlinsko kraljestvo (Archaeplastidae ali Plantae).

Podružnica Chromalvelolata ali kraljestvo Chromista vključuje oddelek Ochrophyta, ki vključuje rjave, rumeno-zelene, zlate, modre in nekatere druge razrede alg. Diatomeje, kriptofite in haptofite ločimo v posebne oddelke znotraj kraljestva. Med nefotosintetskimi organizmi so povezani z opalini, labirintilidi in oomiceti..

V kraljestvo Chromist spadajo tudi dinofitske alge, ki so skupaj z cilijami, apikompleksi in kolpodellidi vključene v oddelek za alveole (Miozoa ali Alveolata). Oddelek Euglenophyta, ki ga združujejo številni raziskovalci v Excavati, spada v kraljestvo protozojev in vključuje alge evglene ter parazitske in prostoživeče bičevje, kot so kinetoplastidi, diplonemidi itd..

Predstavniki kraljestva kromistov.
Avtor: Alison R. Taylor (Mikroskopska ustanova Wilmington University of North Carolina); Profesor Gordon T. Taylor, univerza Stony Brook; Keisotyo; Daniel Vaulot, CNRS, postaja Biologique de Roscoff; Shane Anderson; CC BY-SA 3.0

Klorarakniofiti so edini avtotrofi v skupini Rhizaria. To so organizmi, za katere je značilen razvoj običajno precej dolgih izrastkov - psevdopodov. Heterotrofni organizmi, povezani s klorahniofiti, so cerkomonade in amebe školjk iz filoze (evglifidi), nekateri sončnični in radiolarni ter parazitski organizmi - plazmodioforji in haplosporidije. Po drugih zamislih rizopodi, imenovani Cercozoa, pripadajo kraljestvu Chromist skupaj z Bacillariophyta, Cryptophyta, Miozoa in Ochrophyta.

V sistematičnem pogledu so alge razdeljene na številne neodvisne odseke, ki se razlikujejo po barvi, odvisno od nabora pigmentov, po organizaciji celice in strukturi talijev. Spodaj je splošna taksonomija fotosintetskih organizmov.

Kraljevstvo Plantae (Archaeplastida)
Podkraljestvo Viridiplantae
Chlorophyta Division - zelene alge
Divizija Charophyta - alge Chara
Tracheophyta Division - Višje rastline
Podkraljevstvo Biliphyta
Glaucophyta Division - Glaucophyte Alge
Rhodophyta Division - Rdeče alge
Kraljevina Chromista
Divizija Ochrophyta
Razred Chrysophyceae - zlate alge
Razred Synurophyceae - neobčutljive alge
Razred Xanthophyceae - rumeno-zelene alge
Razred Phaeophyceae - Rjave alge
Razred Raphydophyceae - Rafidofitne alge
Razred Bolidophyceae - alge Bolidophyceae
Razred Dictyochophyceae - alge Dictyochophyceae
Razred Pelagophyceae - Pelagofične alge
Razred Phaeothamniophyceae - alge feotamnij
Oddelek Bacillariophyta - Diatomeji
Oddelek Cryptophyta - alge Cryptophyte
Divizija Haptophyta - alge Haptophyte
Oddelek za Miozoa (Alveolata)
Razred Dinophyceae - Dinoflagelati
Divizija Cercozoa (Rhizaria)
Razred Chlorarachniophyceae - Chlorarachniophytes
Kraljevina praživali
Excavata
Oddelek Euglenophyta - Euglena Alge

Alge so sodobne priče razvoja evkariontske celice

Prvi živi organizmi na Zemlji so se pojavili pred več kot tremi milijardami let. To so bili prokarionti - predhodniki bakterij ali arhej. Nekaj ​​časa kasneje, morda manj kot milijardo let po tem, so se pojavile evkariontske celice. Na začetku so bili tudi izredno preprosti. Imeli so zametke membransko omejenega jedra, endoplazemski retikulum, mikrotubule, vendar so bili brez mitohondrijev in plastid.

Mitohondriji so se prvi pojavili, ko je zgodnja evkariontska celica absorbirala, vendar ni prebavila bakterij, sposobnih aerobnega dihanja. Ta dva organizma sta živela skupaj, eden v drugem, in oba sta imela od tega koristi. To koristno sobivanje se imenuje endosimbioza. Skozi stotine milijonov let se je ta tandem postopoma razvil v bolj zapleteno obliko evkariontskih celic z resničnimi mitohondriji. In takoj ko se je to zgodilo, je celica lahko rodila veliko novih vrst. Nekateri so precej hitro zamrli; drugi so bili bolj uspešni in vztrajali, prav tako pa so oblikovali številne nove oblike.

Trenutno so številne skupine organizmov, imenovane protozoje in alge, živi potomci evkariontskih celic, ki so se razvile v zgodnjih življenjskih obdobjih. Na koncu je eden od klanov teh celic ustanovil klan živali in gob, v celicah katerih je bilo jedro in mitohondriji, plastid pa ni bilo..

Druga linija zgodnjih evkariontov je vstopila v drugo endosimbiozo s fotosintetskimi cianobakterijami, ki so se kasneje razvile v kloroplaste. Iz te linije je nastala popolnejša skupina alg, vključno z zelenimi, ki so prave rastline - embriofiti. Vendar raznolikost fotosintetskih organizmov kaže, da se je ta postopek večkrat zgodil.

Najstarejši fotosintetski evkariontski organizmi so glavkofiti, rdeče in zelene alge. Njihovi kloroplasti imajo dve membrani, ki izvirata iz dveh membran gramnegativnih cianobakterij, zunanja membrana - membrana prebavne vakuole - je zmanjšana. Kloroplasti v teh algah so nastali kot posledica primarne endosimbioze. Hkrati se v glavkofitih in rdečih algah ohranijo fikobilisomi - beljakovinski kompleksi, značilni za cianobakterije, ki vsebujejo fikobiliproteine ​​in se pritrdijo na tilakoidne membrane..

Tako kot Paulinella so bili številni pomembni geni iz prokariontskega endosimbionta preneseni v evkariontsko jedro in endosimbiont je izgubil svojo neodvisnost. Rdeče ali zelene alge so bile vključene v celice drugih evkariontskih organizmov kot posledica sekundarne endosimbioze. Z integracijo zelenih alg v celico drugih evkariontov, evglene in klorakniofitov so nastale rdeče alge kot endosimbionti, ki so povzročile preostale skupine.

Posledično so nastali kloroplasti, ki imajo štiri membrane, prvi dve sta ohranjeni iz primarnih kloroplastov, tretja je citoplazmatska membrana endosimbiontske celice, zunanja membrana pa je membrana prebavne vakuole nove gostiteljske celice. Pri evgleni in nekaterih dinofitih se zunanja lupina še zmanjša in ostanejo tri lupine.

Pri številnih algah zmanjšanje nasprotno ne gre prav daleč. Tako se v klororakniofitih in kriptomonadah med drugo in tretjo membrano kloroplasta zadrži nukleomorf - močno zmanjšan ostanek jedra endosimbionta, sestavljen iz treh kromosomov.

Obstaja tudi terciarna endosimbioza, ki jo opazimo pri številnih dinofitskih algah. Tako se struktura kloroplastov pri nekaterih predstavnikih te skupine bistveno razlikuje od strukture večine rodov. Rod Lepidodinium ima dvo-membranski kloroplast s klorofiloma a in b, Kryptoperidinium pa pet-membranski kloroplast. Genetske metode so pokazale, da kloroplasti v prvem rodu izvirajo iz endosimbiotskih zelenih alg, v drugem pa iz diatomejev. Za dinofite je značilna tudi prisotnost kleptokloroplastov, ki jih dobijo iz plenskih alg in so sposobni kratkotrajnega obstoja v svojih celicah..

Prav tako imamo veliko srečo, da še vedno obstajajo organizmi, ki imajo lastnosti prednikov, ki so bili prisotni v zgodnjih evkariontih. Skoraj vedno so enocelične in so bile prej združene v kraljestvo, imenovano "Protista". Toda to je bila umetna klasifikacija, ki temelji na dejstvu, da so menda preveč preprosti, saj imajo na nizki evolucijski ravni izpeljane značilnosti rastlin, živali in gliv. Zahvaljujoč dekodiranju njihove DNK, potrjene z elektronsko mikroskopijo in drugimi metodami, so bili predstavniki te kombinirane skupine razdeljeni v različne skupine organizmov..

Glavna stvar, ki razlikuje alge od pravih rastlin, je njihov reproduktivni sistem. Alge so zdaj opredeljene kot fotosintetični evkariontski organizmi, pri katerih se reproduktivne strukture popolnoma spremenijo v spore ali gamete, ob sprostitvi pa ne ostanejo nič drugega kot prazne stene. Pri rastlinah so reproduktivni sistemi vedno zapleteni in večcelični, reproduktivne pa postanejo le nekatere njihove notranje celice.

Način razmnoževanja alg je proces, ki odraža preprosto celično raven organizacije samega organizma. Pri rastlinah za razliko od alg reproduktivni sistem vključuje dve vrsti tkiv - reproduktivno in sterilno, ki skupaj delujeta kot organ. To odraža bolj zapleteno organsko stopnjo telesne integracije pravih rastlin..

Oddelek za zelene alge

Z evolucijskega vidika so zelene alge (Chlorophyta) izredno pomembna skupina: nekatere med njimi niso le organizirale zapletenih diferenciranih večceličnih teles, ampak so se tudi preselile na kopno, kar je povzročilo zarodke - prave rastline. Morda zaradi dejstva, da je večina živali in rastlin, ki jih poznamo, kopenskih in večceličnih, se ne zavedamo, kako težaven je bil ta postopek..

Resnična večceličnost med zelenimi algami se je večkrat razvila. Toda prehod na zapleteno obliko organizacije fotosintetskega aparata, ki je bila potrebna med življenjem na kopnem, je bil tako težak, da se je očitno zgodil le enkrat..

Zelene alge so izredno evolucijsko plastične. Preživijo v različnih kataklizmah, ko večina rastlin umre. Obstajajo specializirane celice v drugih skupinah alg (rjave in rdeče), vendar njihov metabolizem ne prenaša okoljskih sprememb. Le malo jih lahko živi v tleh, v zraku, znotraj živali, kot to počnejo zelene alge..

Najdemo jih v obalnih vodah in v odprtem oceanu kot fitoplanktoni. Nekateri predstavniki, ki prenesejo ekstremne slane pogoje, so bili najdeni na dnu oceana v hidrotermalnih skupnostih in v puščavah. Manj eksotične vrste se naselijo na površini kamnin, živalske dlake in lubja dreves. Vrste Chlorophyta tvorijo simbiotsko zvezo z glivami (nastanejo lišaji), praživali, gobami in koelenterati.

Zelene alge so izredno raznolike. Ko jih preučujemo, razumemo, da presnova in organizacija kritosemenk in človeka nista edina uspešna evolucijska eksperimenta pri reševanju bioloških problemov..

Kloroplasti zelenih alg, tako kot višje rastline, vsebujejo klorofile a in b ter karotene in ksantofile. Njihovo celično steno tvori posebna vrsta celuloznih in pektinskih snovi. Rezervna snov je škrob, redkeje olje. Zelene alge živijo predvsem v sladki vodi, obstajajo pa tudi morske, kopenske in talne vrste.

Najbolj reliktno in najpreprostejše telo je premična posamezna celica. In danes obstaja veliko enoceličnih zelenih alg, obstajajo pa tudi druge vrste telesne zgradbe zelenih alg..

Življenjski cikli zelenih alg

Tip življenjskega cikla kritosemenk, ki je izmenjava heteromorfnih (gametofitskih in sporofitskih) generacij, lahko zasledimo tudi v drugih rastlinskih skupinah do zelenih alg. V enoceličnih algah, kot je evglena, ki nimajo spolnega procesa, je življenjski cikel preprost celični cikel. Njihovo razmnoževanje zagotavlja mitoza in citokineza..

Z razvojem spolnega procesa pri algah pride do dveh kritičnih sprememb:

  • pojavi se mejoza, ki izloča haploidni niz kromosomov;
  • pride do spolnega procesa, pri katerem sta dva haploidna sklopa kromosomov združena v en diploid.

Noben večcelični organizem na Zemlji ni nespoln in zelene alge niso nobena izjema. Njihov najpreprostejši življenjski cikel je naslednji:

  • diploidna celica je podvržena mejozi;
  • vsaka nova haploidna celica obstaja kot neodvisen enocelični organizem, sposoben mitoze. Delitev celic enoceličnih organizmov je hkrati njihovo nespolno razmnoževanje;
  • nekatere od teh celic delujejo kot spolne celice. Združijo se in tvorijo diploidno zigoto, ki se je sposobna tudi nespolno razmnoževati z mitozo;
  • nekatere od teh celic so spet podvržene mejozi.

Gamete, zigote in organizmi alg se med seboj malo razlikujejo, saj nobena ni specializirana. Tako haploidne kot diploidne celice lahko rastejo, se delijo in razmnožujejo. Ta izmenjava generacij (haploidna in diploidna stopnja) se imenuje dibiontska.

Monobiontske vrste imajo samo eno prosto živečo generacijo. Pri nekaterih monobiontskih vrstah je haploidna faza posamezen organizem, njihova edina diploidna stopnja pa je zigota, ki je sposobna samo mejoze in ne razmnoževanja z mitozo in rastjo. Tako v večceličnih kot enoceličnih organizmih so haploidni organizmi te vrste sposobni fotosinteze in rasti. V drugi skupini monobiontov je diploidna faza faza vegetativne rasti. Njihove edine haploidne celice so gamete, ki so sposobne samo singamije..

Pri dibiontskih vrstah zelenih alg sta obe stopnji večcelični: gametofit (haploidna faza) in sporofit (diploidna faza). Njihova gametofit in sporofit:

  • so si lahko zelo podobni (izomorfizem);
  • biti zelo različni po videzu in strukturi (heteromorfizem), kar jim omogoča kolonizacijo različnih ekoloških niš. Zdi se, da so različni organizmi in gametofit ne tekmuje s sporofitom..

Vsi sporofiti, tako alge kot embriofiti, med mejozo proizvajajo spore. Te spore so diploidne in povzročajo novo nespolno stopnjo razmnoževanja - sporofit. Gametofiti nekaterih alg proizvajajo tudi spore, vendar so z mitozo haploidni in se razvijejo v novega gametofita, ki prav tako predstavlja nespolno stopnjo življenjskega cikla.

V nekaterih primerih se alge razmnožujejo s fragmentacijo, kar je podobno vegetativnemu razmnoževanju kritosemenk. Ob robu talosa proizvajajo procese, ki, ko so ločeni od materinega telesa, postanejo samostojni organizmi..

Spolne celice v zgodnjih fazah evolucije so bile enake (izogamne). Kasneje je bila majhna razlika med spolnimi celicami (anizogamija) in močnimi razlikami (oogamija). Gamete alg nastajajo v gametangiji. Spermatozoidi ali mikrogamete nastajajo v mikrogametangijah, jajčeca ali makrogameti pa v makrogametangijah.

Spore nastajajo v sporangijah, odvisno od velikosti spor nastajajo bodisi v megasporangiji bodisi v mikrosporangiji. Najpomembnejša razlika med algami in resničnimi rastlinami je ta, da imajo njihove gametangije in sporangije celično organizacijo. Posamezne celice se znotraj celice razvijejo v gamete ali spore in ko jo zapustijo, ne ostanejo nič drugega kot prazne komore..

Enocelične zelene alge

Za večino enoceličnih zelenih alg so značilne monadične in kokoidne morfološke strukture.

Klamidomonas je eden najpreprostejših klorofitov. Je enocelična in ima tako kot vse zelene alge klorofil a in b, karotenoide in ksantofile. Škrob klamidomonase nastaja v kloroplastih na enak način kot v pravih rastlinah. Njegova gibljiva hruškasta celica je prekrita s prozorno membrano, sestavljeno iz hemiceluloze in pektinskih snovi. Dve sprednji bičevi, enaki drug drugemu, ločujeta Chlamydomonas od heterocont mobilnih celic rjavih alg.

Večino celic klamidomonas zaseda kloroplast, v vdolbinici katere je jedro. V sprednjem delu celice je v kloroplastu luknja (stigma), s pomočjo katere se alga premika proti svetlobi (pozitiven fototaksi). Na sprednjem koncu celice sta dve pulzirajoči vakuoli, ki izločata odvečno vodo in uravnavata osmotski tlak v telesu celice.

Chlamydomonas se miksotrofično hrani: njegova celica lahko skupaj s fotosintezo absorbira organske snovi, raztopljene v vodi, kar pomaga očistiti onesnaženo vodo. Ta alga živi v plitvih sladkovodnih telesih..

Snežne klamidomonase (Chlamydomonas nivalis) iz razreda Chlorophyceae se pojavljajo na površini snežišč in ledenikov ter jih obarvajo v rdečkaste odtenke. Ta pojav se imenuje "rdeči sneg".

Klamidomonase se hitro premikajo v sunkih zaradi pretepanja bičkov. V neugodnih razmerah, ko se rezervoar izsuši, postanejo nepremični, izgubijo bičevje in njihove stene postanejo lizne. Ko se pogoji spremenijo, se lahko bičevje ponovno pojavijo.

Kot večina gibljivih zelenih alg je tudi Chlamydomonas normalna: mitoza, mejoza in oploditev. Njen življenjski cikel je preprost: haploidna celica resorbira svoje bičeve, se mitotično deli, tvori 2, 4, 8 ali 16 novih celic, ki rastejo nove bičevite, vsaka od njih prosto plava in živi, ​​dokler ne spozna združljive celice. Gamete se med seboj prepoznajo po reakcijah na konicah svojih bičkov. So izpostavljeni plazmogamiji in kariogamiji, ki tvorijo veliko zigoto. Različne vrste klamidomonas imajo poleg izogamije še hetero- in oogamijo.

Življenjski cikel klamidomonase

Žigota odvrže štiri bičevje in se v mirnem stanju potopi na dno. Loči se z mejozo in tvori štiri biflagelirane haploidne posameznike. Klamidomonasova zigota je edina diploidna celica v celotnem življenjskem ciklu.

Chlorella (Chlorella vulgaris) je mikroskopska planktonska alga, ki živi v plitvih stoječih sladkovodnih telesih, lužah, jarkih, v vlažnih tleh na deblih dreves. Njene celice so sferične, nepremične (brez bičkov), prekrite z gosto celulozno membrano. Velik kloroplast v skodelici daje kloreli zeleno barvo.

Chlorella se razmnožuje le nespolno

Stigme ni, jedro je majhno. Obstaja pirenoid, obdan s škrobnimi zrni. Razmnožuje se le nespolno s stacionarnimi zaobljenimi avtosporami. Hrani se samo fotoavtotrofno, ima aktivno fotosintezo in pospešeno razmnoževanje. Zato je primeren predmet za raziskovanje. Chlorella je že dolgo prepoznana kot dragocen beljakovinski izdelek in se aktivno goji za proizvodnjo krme.

Zelenkasto cveti na steklu, druga klorela Chlorella infusionum tvori film na vodi v domačih posodah.

Premične kolonialne vrste

Celice mobilne kolonialne linije alg močno spominjajo na klamidomonas. Toda nastanejo med delitvijo zigote. Celice drži skupaj želatinast matriks. V Goniju ima vsaka kolonija le nekaj celic (4, 8, 16 ali 32), edini znak njihove organizacije pa je, da vsi bičevi udarijo skupaj..

Pandorina je približno enake velikosti kot Gonia, je sestavljena iz 16 celic, vendar je nekoliko bolj zapletena. Njene celice so nekoliko diferencirane: sprednje se razlikujejo od zadnjih. Kolonija plava v eno smer.

Volvox je osupljiv član tega rodu: njegove kolonije vsebujejo do 50.000 klamidomonoidnih celic, ki so lahko vidne tudi brez mikroskopa. Njihova diferenciacija je izražena v tem, da je do 50 celic v zadnji polovici kolonije specializiranih samo za razmnoževanje.

Filamentne večcelične zelene alge

Predstavniki rodu Ulothrix so preproste nitaste vrste zelenih alg. Imajo mehak, večinoma nerazvejan talus, sestavljen iz tesno povezanih celic.

Imajo monobiontski življenjski cikel, v katerem sodeluje le ena prostoživeča večcelična generacija in je haploidna. Ulotrix je sestavljen iz ene vrstice precej enakih celic, z izjemo bazalne celice, ki je spremenjena v fiksator - rizoidne bazalne izrastke ali eno celico. Ulotrix je pritrjen na podlago s pomočjo fiksatorja.

Celice so valjaste, enojedrne. V mladih celicah je razmerje med dolžino in širino običajno večje kot v starih celicah. Kloroplasti so samotni, steni podobni, pasasti, običajno lobanjski, v mladih celicah odprti, v zrelih celicah pa včasih popolnoma zaprti. Samo pirenoid je v zrelejših celicah obdan s tanko ali debelo škrobno membrano; stare celice kopičijo škrob, olju podobne in volutinske kapljice. Nespolno razmnoževanje se izvaja s štirinožnimi zoosporami in z drobljenjem filamentov. V neugodnih razmerah se včasih razvijejo debelostenske niti z akineti podobnimi stopnjami, redko prave akinete.

Večina celic skozi mitozo tvori nespolne zoospore s štirimi bičkami. Kratek čas prosto plavajo. In potem se usedejo in poženejo v nove niti. Nekatere celice proizvajajo izogamne biflagelirane gamete, podobne klamidomonadi. V parih se zlijejo in tvorijo zigoto, ki se z mejozo razdeli v štiri haploidne zoospore. Vsaka zoospora nekaj časa živi samostojno, nato izgubi bičevec, se pritrdi na podlago in zraste v novo nitko.

Ulotrix je svetovljan s širokim ekološkim razponom, ki ga pogosto najdemo v zmernih in hladnih regijah; običajno tvori pramene v snopih ali preprogah, dolgih nekaj centimetrov.

Spirogyra je zelo pogosta sladkovodna nitasta zelena alga. Najdemo ga v ribnikih in rekah, kjer tvori blato. Nerazvejene filamente tvori skupina velikih valjastih celic, prekritih s celulozno membrano in sluzjo. Celice imajo čudovite spiralno vezane kloroplaste (kromotofore), ki se nahajajo na steni. Večino celice zaseda osrednja vakuola. Rast filamenta se izvaja s prečno delitvijo celic.

Spirogyra ne tvori premičnih plavajočih spolnih celic. Namesto tega se njene pramene zbližujejo in parijo. Vsak sklop je haploiden in je bodisi pozitiven bodisi negativen. Če se izkaže, da sta združljivi niti (+ in -) nasproti drug drugemu, potem med celicami nastane konjugacijska cev, po kateri se protoplasti migrirajo in združijo.

Jedra se združijo le 30 dni po začetku konjugacije. Nastajajoča diploidna celica postane mirujoča, poraščena z debelo celično steno, odporna na zunanje vplive. Kasneje preraste v novo nit. Kmalu po kariogamiji se celice mejotsko delijo in tvorijo haploidne spore.

Spiragira se vegetativno razmnožuje z ostanki filamenta in nespolno - s pomočjo nepremičnih aplanospor, ki se oblikujejo v vsaki celici..

Vrste plošč

Ulva je rod zelenih morskih alg, katerih talus posnema listno strukturo. Je veliko bolj zapleten kot ulotrix, vendar so številne faze njihovega življenjskega cikla enake. Tudi štirinobežni haploidni zoospor preraste v nit, podobno ulotriksu. Celice ulve se delijo v dve smeri in tvorijo listnat talus, nato se vse celice delijo v tretji ravnini in "list" postane dvoslojen. Celice na dnu alge tvorijo rizoidne izrastke.

Ulva ima dibiontski življenjski cikel z izmenjujočimi se izomorfnimi generacijami: njen gametofit in sporofit sta videti enako. Tako kot pri cvetočih rastlinah ima tudi ulv dve vrsti osebkov v eni generaciji. Med spolnim razmnoževanjem gametofitne celice proizvajajo dvojno bičevite anizogamete, pri čemer se na enem gametofitu tvorijo manjše, na drugem pa velike. Zigota preraste v filament in nato v dvoslojni listnat talus, popolnoma enak tistemu pri gametofitu. Uživa se veliko vrst ulve. Imenujejo se "morska solata".

Koenocitne vrste

Dibiontski življenjski cikel z izmenjujočimi se heteromorfnimi (različnimi) generacijami prikazuje derbezija, organizem, v katerem je bila prvič odkrita. Leta 1938 je P. Kornmanu uspelo dobiti zoospore derbesia marine, razvejane nitaste alge, sestavljene iz velikanskih celic. Zoospore so bile skrbno ohranjene, vendar so namesto, da bi zrasle v drugo Derbezijo, rodile posameznike povsem druge vrste - Galicistis.

Telo Galicistis se popolnoma razlikuje od Derbezije. Sestavljen je iz ene velike sferične koenocitne celice, pritrjene na površino z majhno zadrževalno napravo. Skoraj celoten volumen celice zaseda ena velikanska vakuola s tanko plastjo protoplazme ob steni.

V odrasli dobi posamezniki halicistis, ki so v fazi gametofitov, tvorijo moške ali ženske anizogamete, ki po prehodu skozi singamijo tvorijo zigoto. Po kalitvi zigota preraste v derbezijski sporofit. Toda tudi tako različne življenjske faze, ki bi jih lahko opredelili kot različne rodove, niso pravilne, zato je bilo ime Halicystis ovalis izključeno iz terminologije.

Cvetoče rastline imajo tudi izmenjavo heteromorfnih generacij, vendar njihovi gametofiti rastejo znotraj sporofitov, zato je vprašanje njihove razvrstitve enostavno rešljivo..

Parenhimske vrste

V več skupinah zelenih alg se resnično razvije parenhim, kar je osnova parenhima v embriofitih. Klorofite deli fikoplast, ki ga v pravih rastlinah nikoli ne najdemo. Harofiti pa se delimo s pomočjo fragmoblasta, tako kot rastlinske celice..

V klorofitih je aparat bičkov korenin (ki pritrdi bičevec na celico) sestavljen iz štirih križno razporejenih črt; nobena prava rastlina nima te vrste bičkov. Kompleks flagelarnih korenin je pri harofitih podoben kompleksu mobilnih celic pravih rastlin: en velik trak mikrotubulov se razteza navzdol v bazo telesa v citoplazmo. Alge Chara so edine alge z večceličnimi gametangijami.

Zanimiv primer so alge Khara, ki imajo steblo podobno telo, razdeljeno na vozlišča in internodije, na internodijih pa se pojavijo kodre. Telo je sestavljeno iz več celic, ki tvorijo pravo parenhimsko tkivo, ki je posledica delitve celic v vseh treh ravninah. Celice izhajajo iz apikalnega meristema, ki vsebuje vidno apikalno celico.

Zunanja zgradba čarove

Čeprav so te značilnosti skladne s značilnostmi cvetočih rastlin, so skoraj vse podobnosti napačne, saj najzgodnejše vaskularne kopenske rastline niso imele vozlišč, internodijev ali vej. Če je Hara sestrska skupina embriofitov, potem sta edini lastnosti, ki sta bolj homologni kot podobni, parenhimsko telo in rast apikalnega meristema..

Preprosto telo parenhimskih celic najdemo tudi pri predstavnikih Coleochaete, druge skupine harofitov, ki jih preučujejo kot možne bližnje sorodnike kopenskih rastlin..

Razmnoževanje Hare je zelo pomembno. Tako kot embriofiti ima tudi večcelične reproduktivne strukture s sterilnimi celicami, zato bi bilo treba tudi Haro uvrstiti med rastline in ne kot alge. Njene semenčice nastajajo v večcelični gametangiji, katere zunanje celice so sterilne; samo notranje celice se pretvorijo v spermo. V odrasli dobi se zunanje celice rahlo odlepijo in gibljiva sperma odplava. Jajčna celica je tvorjena kot končna celica kratkega filamenta treh celic, vendar se subterminalna celica deli in te celice rastejo navzgor in obkrožajo makrogamete.

Po oploditvi sterilne celice, ki obdajajo oplojeno jajčece, naredijo zgostitve na svojih notranjih stenah ob zigoti. Tako počivalna struktura ni sestavljena samo iz debelostenske zigote, temveč tudi iz zaščitnih sterilnih celic. Ko počivajoča celica kali, postane haploidna nitka, ki kmalu tvori apikalni meristem in pokaže parenhimsko rast..

  1. Alge: cianobakterije, rdeča, zelena in chara
    alge: učbeniška metoda. dodatek / A. G. Pukov, A. Yu. Teptina, N. A. Kutlunina, A. S. Šahmatov, E. V. Pavlovski; [pod skupaj. izd. A. G. Paukova]; Ministrstvo za izobraževanje in znanost Ros. Zveza, Ural. Feder. un-t. - Jekaterinburg: Založba Ural. Univerza, 2017.
  2. Agafonova I.B. Biologija rastlin, gliv, lišajev, razred 10-11: študija. priročnik. M: Droga, 2008.
  3. Andreeva I.I., Rodman L.S. Botanika. - 2. izd. revidirano in dodajte. - M.: KolosS, 2002.
  4. James D. Mauseth, dr. University of Texas v Austinu
    ŠESTA IZDAJA