Charakterystyka wodorostów brunatnych, taksonomia, siedlisko, rozmnażanie



The brązowe wodorosty są fotosyntetycznymi organizmami eukariotycznymi. Jego charakterystyczna barwa wynika z obecności karotenoidowej fukoksantyny w chloroplastach. Wytwarzają laminarynę jako substancję rezerwową i mogą również prezentować garbniki faehyceowe.

Phaeophyceae znajdują się w phyllum Ochrophyta z pod-królestwa Heterokonta w królestwie Protista. Rozpoznaje się siedem rzędów, 307 rodzajów i około 2000 gatunków.

Większość brązowych alg zamieszkuje środowiska morskie. Znanych jest tylko osiem rodzajów obecnych w ciałach słodkowodnych. Zwykle rosną w zimnych, wzburzonych i napowietrzonych wodach. Morze Sargasos (Atlantyk) zawdzięcza swoją nazwę wielkim masom gatunków z rodzaju Sargassum które rosną na ich wodach.

Duża ilość kwasu alginowego jest wytwarzana w ścianie komórkowej Phaeophyceae, osiągając 70% masy glonów. Ten fikokoloid jest szeroko stosowany w przemyśle jako stabilizator i emulgator w żywności, lekach i tekstyliach. Światowe zbiory brunatnic osiągają trzy miliony ton rocznie.

Indeks

  • 1 Charakterystyka
    • 1.1 Ściana komórkowa
    • 1.2 Chloroplasty
    • 1.3 Florotaniny (faueofaceyczne taniny)
    • 1.4 Rozwój talo
  • 2 Siedlisko
  • 3 Taksonomia i podklasy
    • 3.1 Discosporangiophycidae
    • 3.2 Ishigeophycidae
    • 3.3 Dictyotophycidae
    • 3.4 Fucophycidae
  • 4 Powielanie
    • 4.1 Komórki hodowlane
    • 4.2 rozmnażanie bezpłciowe
    • 4.3 Rozmnażanie płciowe
    • 4.4 Hormony płciowe
  • 5 Jedzenie
  • 6 referencji

Funkcje

Brązowe algi są organizmami wielokomórkowymi. Jego rozmiar waha się od kilku milimetrów do ponad 60 metrów lub więcej w przypadku Macrocystis pyrifera.

Ściana komórkowa

Komórki otoczone są ścianą komórkową złożoną z co najmniej dwóch warstw. Najbardziej wewnętrzna warstwa składa się z mikrowłókien celulozowych, tworzących główną strukturę.

Najbardziej zewnętrzna warstwa jest śluzowata i składa się z substancji koloidalnych zwanych fikokoloidami. Obejmują one fucodiano (siarczanowane polisacharydy) i kwas alginowy. Względna ilość obu fikokoloidów może się różnić między gatunkami, różnymi częściami rośliny i środowiskami, w których się rozwija..

W niektórych przypadkach ściana komórkowa może zawierać złogi węglanu wapnia w postaci aragonitu (Padina pavonia).

Chloroplasty

Chloroplasty mogą być od jednego do wielu. Kształt jest zmienny, od laminarnego do dyskoidalnego lub soczewkowatego.

Składają się z grup trzech tylakoidów połączonych strefową warstwą. Mają cztery jednostki membranowe. Dwie najbardziej zewnętrzne błony pochodzą z retikulum endoplazmatycznego (R.E.).

Błony otoczki chloroplastu i siateczki retikulum endoplazmatycznego są połączone kanalikami. W niektórych grupach zewnętrzna błona retikulum endoplazmatycznego jest połączona z błoną jądrową.

W tych plastydach występuje chlorofil a, c1 oraz c2. Ponadto, istnieje duża ilość karotenoidowej fukoksantyny, wraz ze skrzypaczką. Te dwa ostatnie pigmenty odpowiadają za brązowy kolor tych alg.

W prawie wszystkich grupach są przedstawiciele pyrenoidów. Struktury te są masami bezbarwnych białek, które zawierają enzym niezbędny do niektórych faz fotosyntezy.

Pirenoidy z Phaeophyceae znajdują się poza chloroplastem. Zawierają one granulowaną substancję i są otoczone błoną siateczki endoplazmatycznej związanej z chloroplastem. Wokół pirenoidów tworzy się pas rezerwowych polisacharydów.

Florotanniny (faueofaceyczne taniny)

Brązowe algi wytwarzają szczególne garbniki, które znajdują się w małych wewnątrzkomórkowych inkluzjach. Te flurotaniny powstają w dicytosomach aparatu Golgiego. Są produktem polimeryzacji floroglucynolu.

Taniny te nie zawierają cukrów i są bardzo redukujące. Są bardzo ściągające do smaku. Szybko utleniają się w powietrzu wytwarzając fikofeinę, czarny pigment, który nadaje charakterystyczną barwę suchym brązowym glonom.

Sugeruje się, że florotaniny mogą absorbować promieniowanie ultrafioletowe i że są składnikami ścian komórkowych. Jego najważniejszą funkcją jest ochrona przed roślinożercami. Wiadomo, że mogą hamować glukozydazy wytwarzane przez ślimaki, które żywią się tymi glonami.

Rozwój płatka

Szpon brunatnych alg jest stosunkowo duży i złożony. Można przedstawić różne rodzaje rozwoju:

-Fuzzy: wszystkie komórki w ciele rośliny są zdolne do podziału. Niepodzielne, mniej lub bardziej rozgałęzione thalli (Ectocarpus).

-Apical: komórka znajdująca się w pozycji wierzchołkowej dzieli się, tworząc ciało rośliny. Thalli są spłaszczone dychotomiczne lub biczowane (Dictyota).

-Tricotálico: komórka dzieli się i tworzy trichome w górę, a płatek w dół (Sztućce).

-Meristema intercalar: merystematyczna strefa komórkowa dzieli się zarówno w górę, jak iw dół. Plecha jest zróżnicowana na rizoidy, trzon i blaszkę. Gruby wzrost może wystąpić w trzonie, ponieważ merystem jest rozszczepiony we wszystkich kierunkach (Laminaria, Macrocystis).

-Meristodermis: przedstawiono warstwę obwodową, która dzieli się równolegle do plechy. Tkanki tworzą się pod merystemodermą (korą). Thalli są dychotomiczne, spiczaste i z centralnym pogrubieniem (Morszczuk).

Siedlisko

Brązowe algi są prawie wyłącznie morskie. Tylko kilka gatunków ośmiu rodzajów rośnie w ciałach słodkiej wody.

Są to organizmy denne (żyją na dnie ekosystemów wodnych). Kilka gatunków z rodzaju Sargassum są pelagiczne (rozwijają się blisko powierzchni).

Gatunki słodkowodne występują na półkuli północnej, z wyjątkiem Ectocarpus siliculosus. Ten kosmopolityczny gatunek jest zwykle morski, ale stwierdzono, że rośnie w zbiornikach słodkowodnych w Australii.

Morskie Phaeophyceae są składnikami przybrzeżnej flory morskiej. Są one rozdzielone od stref podpolarnych do równika. Jego największa różnorodność występuje w zimnych wodach strefy umiarkowanej.

Kelp (głównie gatunki Laminariales) tworzą lasy w sublittoral strefy umiarkowanej, z wyjątkiem Arktyki. Gatunki pelagiczne z Sargassum tworzą wielkie rozszerzenia w znanym morzu Sargasos na Atlantyku.

Taksonomia i podklasy

Brązowe algi zostały uznane za grupę po raz pierwszy w 1836 roku. Botanik WH Harvey wyodrębnił je jako podklasę Melanospermeae klasy alg..

Później w 1881 r. Otrzymali status klasy pod nazwą Phaeophyceae. Później, w 1933 r. Kylin podzielił brązowe wodorosty na trzy klasy: Isogeneratae, Heterogeneratae i Cyclosporeae. Propozycja ta została odrzucona przez Fristscha w 1945 r., Ponownie rozważając tylko jedną klasę.

Obecnie Phaeophyceae są klasą w filylum Ochrophyta z pod królestwa Heterokonta królestwa Protista. Uważa się, że są to bardzo stare linie, które powstały 150 - 200 milionów lat temu.

Prawdopodobnie pradawne brązowe algi stanowiły rozwinięcie wierzchołka kości skokowej. Jego siostrzanymi grupami są Xanthophyceae i Phaeothamniophyceae.

Dzięki informacjom z badań molekularnych Silberfeld i współpracownicy proponują w 2014 r. Rozdzielić Phaeophyceae na cztery podklasy, w oparciu o rozbieżności w topologiach drzew filogenetycznych.

W nich rozpoznaje się 18 zamówień i 54 rodziny. Opisano około 2000 gatunków rozproszonych w 308 rodzajach.

Podklasy brązowych alg są następujące:

Discosporangiophycidae

Filaterous uniseriate i rozgałęziony, z rozwojem wierzchołkowym. Chloroplasty liczne, bez pyrenoidów. Przedstawiono tylko jedno zamówienie z dwiema rodzinami monogenericznymi.

Ishigeophycidae

Kość skokowa jest rozgałęziona, terete lub folioso. Jest pseudoparenchymalna, z obecnością szpiku i kory. Rozwój szczytowy kości skokowej. Diskoidowe chloroplasty i obecność kilku pirenoidów. Zgodny z rozkazem, z dwiema rodzinami.

Dictyotophycidae

Przedstawiają kość skokowa nitkowatą lub rzekomą miąższową. Z końcowym lub szczytowym rozwojem. Diskoidowe chloroplasty i brak pyrenoidów. Jest podzielony na cztery zamówienia i 9 rodzin.

Fucophycidae

Jest to największa grupa w obrębie alg brunatnych. Grubość jest dość zmienna między grupami. Rodzaj rozwoju plechy przodków to interkalaria. Pyrenoidy występują u niektórych przedstawicieli wszystkich grup. Został podzielony na 12 zamówień i 41 rodzin.

Reprodukcja

Brązowe wodorosty mogą wykazywać rozmnażanie płciowe lub bezpłciowe. Wszystkie obecne mobilne pyriformy komórek rozrodczych za pomocą wici.

Komórki hodowlane

Komórki rozrodcze mają dwie wici, które są wstawiane bocznie lub zasadniczo. Jeden jest skierowany w kierunku tylnego bieguna komórki, a drugi w kierunku bieguna przedniego. Wić przednia jest pokryta małymi włóknami ułożonymi w dwóch rzędach.

Czerwonawa plamka do oczu pojawia się w pobliżu podstawy wici. Plamy oczne są fotoreceptorami, które umożliwiają wykrycie intensywności i kierunku światła. Ułatwia przemieszczanie się komórki, aby być bardziej wydajnym w fotosyntezie.

Ta plamka oczna tworzona jest przez globulki lipidowe między pasmami tylakoidów i otoczką chloroplastową. Działają jak wklęsłe lustro, które skupia światło. Długości fal od 420 do 460 nm (światło niebieskie) są najskuteczniejsze w przypadku alg brunatnych.

Rozmnażanie bezpłciowe

Może wystąpić poprzez fragmentację lub za pomocą propagule. Propagules to wyspecjalizowane struktury komórkowe z komórkami wierzchołkowymi. Komórki te dzielą się i tworzą nową jednostkę.

Podobnie wytwarzane są zoospory (mobilne zarodniki bezpłciowe). Są one wytwarzane w sporangium, z którego uwalniane są komórki haploidalne. Dają początek generacji gametofitycznej (haploidalnej).

Rozmnażanie płciowe

Może to wynikać z izogamii (równe gamety) lub anizogamii (różne gamety). Oogamia może również wystąpić (niemobilna samica i mobilna gameta męska).

Cykl życia jest haplodiplontyczny (alternatywne pokolenie diploidalne i haploidalne). Może być izomorficzny (oba pokolenia są podobne) lub heteromorficzny (różne morfologicznie pokolenia). W zależności od grupy przeważać mogą gametofity (haploidy) lub sporofity (diploidy).

W niektórych grupach, takich jak porządek Fucalesa, cykl życia jest dyplomatyczny (faza haploidalna jest ograniczona do gamet).

Brązowe algi przedstawiają dwa rodzaje struktur rozmnażania płciowego. Niektóre są wielowarstwowe, obecne w gametofitach i sporofitach wytwarzających ruchome komórki. Inne są jednokierunkowe, obecne tylko w sporofitach i wytwarzają mobilne zarodniki haploidalne.

Hormony płciowe

Hormony płciowe (feromony) to substancje występujące podczas rozmnażania płciowego. W brązowych wodorostach pełnią funkcję wybuchowego wyładowywania męskich gamet z anteridii. Podobnie przyciągają męskie gamety do żeńskich.

Hormony te są węglowodorami nienasyconymi. Są bardzo lotne i hydrofobowe. Bardzo niewiele ilości uwalnianych jest na komórkę na godzinę.

Percepcja feromony są związane z jego hydrofobowy charakter, który jest postrzegany przez komórki biorcy (gamety męskiej). Atrakcją nie działa poza 0,5 mm gamety żeńskiej.

Jedzenie

Brązowe algi są organizmami autotroficznymi. Produktem akumulacji fotosyntezy jest mannitol. Długoterminowym związkiem rezerwowym jest laminaryna (polisacharyd glukanu).

Stężenie mannitolu w komórkach może wzrastać lub zmniejszać się w związku z zasoleniem podłoża. Przyczynia się to do procesów osmoregulacji glonów i najwyraźniej nie jest uwarunkowane fotosyntezą.

Fotosyntetyczna zdolność brązowych alg jest stymulowana przez niebieskie światło. Zjawisko to występuje tylko w tej grupie i poprawia jego skuteczność w wychwytywaniu dwutlenku węgla. Może to być związane z rodzajem pigmentów obecnych w ich chloroplastach.

Referencje

  1. RM Forster i MJ Dring (1994) Wpływ światła niebieskiego w zdolność fotosyntezy roślin morskich z różnych grup taksonomicznych ekologicznych i morfologicznych, European. Journal of fykologia, 29: 21-27.
  2. Lee R (2008) Phycology. Czwarta edycja. Cambridge University Press, Wielka Brytania. 547 pp.
  3. Reviers B, C i S Draisma Rousseau (2007) Klasyfikacja Phaeophyceae wcześniejszym obecne i aktualnych problemów. W: J i J Lewisa Brodie. Rozwikłania glony, przeszłość, teraźniejszość i przyszłość glonów systematyczne. CRC Press, London. P 267-284.
  4. Silberfeld T M Racault R. Fletcher, A Couloux Rousseau Reviers F i B (2011) i systematyki ewolucyjny historia taksonomicznych pirenoid nośnego w brunatnic (Phaeophyceae), European Journal of fykologia 46: 361-377.
  5. Silberfeld T, Rousseau F i B Reviers (2014) Uaktualniona klasyfikacja brunatnic (ochrophyta, Phaeophyceae). Cryptogamie, Algologie 35: 117-156.