BRŪNĀS AĻĢES: RAKSTUROJUMS, TAKSONOMIJA, BIOTOPS, REPRODUKCIJA - BIOLOĢIJA - 2025

The brūns aļģes ir eikariotiem. Tā raksturīgo krāsu piešķir karotinoīda fuksoksantīna klātbūtne hloroplastos. Viņi ražo laminarīnu kā rezerves vielu, un tiem var būt arī neglīti tanīni.

Phaeophyceae atrodas Heterokonta apakšvalsts phyllum Ochrophyta Protista karalistes teritorijā. Ir atzītas septiņas kārtas, 307 ģintis un aptuveni 2000 sugu.

Sargassum pludmalē Kubā. Autors: Bogdan Giușcă (Bogdan Giuşcă (saruna)), no Wikimedia Commons

Lielākā daļa brūno aļģu apdzīvo jūras vidi. Ir zināms, ka saldūdens tilpnēs atrodas tikai astoņas ģintis. Viņiem ir tendence augt vēsos, nemierīgos, gaisīgos ūdeņos. Sargasos jūra (Atlantijas okeāns) savu vārdu ir ieguvusi ar lielu Sargassum ģints sugu masu, kas aug tās ūdeņos.

Phaeophyceae šūnu sieniņā tiek ražots liels daudzums algīnskābes, kas veido 70% no aļģu svara. Šo fitokoloīdu plaši izmanto rūpniecībā kā stabilizatoru un emulgatoru pārtikā, medicīnā un tekstilizstrādājumos. Brūno aļģu raža pasaulē sasniedz trīs miljonus tonnu gadā.

raksturojums

Brūnās aļģes ir daudzšūnu organismi. Macrocystis pyrifera gadījumā tā lielums svārstās no dažiem milimetriem līdz vairāk nekā 60 metriem vai vairāk.

Šūnu siena

Šūnas ieskauj kameras siena, ko veido vismaz divi slāņi. Iekšējo slāni veido celulozes mikrošķiedras, veidojot galveno struktūru.

Ārējais slānis ir gļotāds un sastāv no koloidālām vielām, ko sauc par fitokoloīdiem. Tajos ietilpst fukodiano (sulfātētie polisaharīdi) un algīnskābe. Abu fitokoloīdu relatīvais daudzums dažādās sugās, dažādās augu daļās un vidē, kur tas aug, var atšķirties.

Dažos gadījumos šūnas sienā var būt kalcija karbonāta nogulsnes aragonīta (Padina pavonia) formā.

Hloroplasti

Hloroplasti var būt no viena līdz daudziem. Forma ir mainīga - no lamināras līdz diskoidālai vai lēcveida.

Tos veido trīs tireoīdu grupas, kas savstarpēji savienotas ar zonālo lamelli. Viņiem ir četras membrānas vienības. Divas attālākās membrānas ir endoplazmas retikulums (ER).

Hloroplastu apvalka membrānas un endoplazmatiskā retikulāra membrānas ir savienotas ar kanāliņiem. Dažās grupās endoplazmatiskā retikulāra attālākā membrāna ir savienota ar kodola membrānu.

Šajos plastidos ir hlorofils a, c ₁ un c ₂ . Turklāt, tāpat kā violaksantīns, ir liels daudzums karotinoīdu fuksoksantīna. Šie pēdējie divi pigmenti ir atbildīgi par šo aļģu brūno krāsu.

Gandrīz visās grupās ir pārstāvji ar pirenoīdiem. Šīs struktūras ir bezkrāsas olbaltumvielu masas, kas satur fermentu, kas nepieciešams dažām fotosintēzes fāzēm.

Phaeophyceae pirenoīdi atrodas ārpus hloroplasta. Tie satur granulētu vielu, un tos ieskauj endoplazmatiskā retikulāra membrāna, kas saistīta ar hloroplastu. Ap pirenoīdu veidojas polisaharīdu josla.

Florotannīni (neglīti tanīni)

Brūnās aļģes rada īpašus tanīnus, kas atrodas mazos starpšūnu ieslēgumos. Šie flurotannīni veidojas Golgi aparāta dihitosomās. Tie ir floroglicinīna polimerizācijas produkts.

Šie tanīni nesatur cukurus un ir ļoti reducējoši. Pēc garšas tie ir ļoti savelkoši. Tie ātri oksidējas gaisā, veidojot fitofaeīnu - melnu pigmentu, kas sausām brūnajām aļģēm piešķir raksturīgo krāsu.

Tiek ierosināts, ka florotannīni var absorbēt ultravioleto starojumu un ka tie ir šūnu sienu komponenti. Tā visredzamākā funkcija ir aizsardzība pret zālēdājiem. Ir zināms, ka tie var kavēt glikozidāzes, ko ražo gastropodi, kuri nāk baroties ar šīm aļģēm.

Talija attīstība

Brūno aļģu talija ir salīdzinoši liela un sarežģīta. Var rasties dažādi attīstības veidi:

- Izkliedēta : visas auga ķermeņa šūnas spēj dalīties. Veidojas unizēti, vairāk vai mazāk sazaroti tallusi (Ectocarpus).

- tipiski : šūna, kas atrodas apikālā stāvoklī, dalās, veidojot auga ķermeni. Talli ir divkosīgi saplacināti vai flabelatēti (Dictyota).

- Tricothalic : šūna dalās un veido trichomu uz augšu un tallus uz leju (Cutleria).

- Meristem intercalary r: meristematisko šūnu zona dalās gan uz augšu, gan uz leju. Talli tiek diferencēti rhizoīdos, stiegos un lamināros. Stieps var veidoties biezumā, jo meristemoīds sadalās visos virzienos (Laminaria, Macrocystis).

- Meristodermis : ir perifērisks slānis, kas ir sadalīts paralēli tallus. Audi veidojas zem meristodermas (garozas). Talas ir divkosīgas, konusveida un centrāli biezas (Fucus).

Biotops

Brūnās aļģes gandrīz tikai ir jūras. Saldūdens tilpnēs aug tikai dažas astoņu ģinšu sugas.

Tie ir bentosa organismi (tie dzīvo ūdens ekosistēmu apakšā). Dažas Sargassum ģints sugas ir pelaģiskas (tās attīstās tuvu virsmai).

Saldūdens sugas ir sastopamas ziemeļu puslodē, izņemot Ectocarpus siliculosus. Šī kosmopolītiskā suga parasti ir jūras, bet ir konstatēta, ka tā aug saldūdens tilpnēs Austrālijā.

Phaeophyceae ir jūras piekrastes jūras floras sastāvdaļas. Tie tiek sadalīti no subpolārajiem apgabaliem līdz ekvatoram. Tā vislielākā daudzveidība sastopama mērenās zonas aukstajos ūdeņos.

Brūnaļģes (lielākoties Laminariales sugas) mērenās joslās, izņemot Arktiku, veido apakšjūras mežus. Sargassum pelaģiskās sugas veido plašas teritorijas labi zināmajā Sargasso jūrā Atlantijas okeānā.

Taksonomija un apakšklases

Brūnās aļģes pirmo reizi tika atzītas par grupu 1836. gadā. Botāniķis WH Harvey tās atdalīja kā aļģu klases Melanospermeae apakšklasi.

Vēlāk, 1881. gadā, viņiem tika piešķirta klases kategorija ar nosaukumu Phaeophyceae. Vēlāk 1933. gadā Kylin sadalīja brūnās aļģes trīs klasēs: Isogeneratae, Heterogeneratae un Cyclosporeae. Šo ierosinājumu Fristsch noraidīja 1945. gadā, atkal uzskatot to tikai par vienu klasi.

Pašlaik Phaeophyceae ir šķira Phyllum Ochrophyta no Protista karalistes Heterokonta apakšvalsts. Tie tiek uzskatīti par ļoti senu cilti, kas radusies pirms 150 - 200 miljoniem gadu.

Droši vien senajām brūnajām aļģēm bija izteikta virsotne. Tās māsu grupas ir Xanthophyceae un Phaeothamniophyceae.

Izmantojot informāciju no molekulāriem pētījumiem, Silberfelds un līdzstrādnieki 2014. gadā ierosināja sadalīt Phaeophyceae četrās apakšklasēs, pamatojoties uz filoģenētisko koku topoloģiju atšķirībām.

Viņu vidū tiek atzīti 18 pasūtījumi un 54 ģimenes. Ir aprakstītas aptuveni 2000 sugas, kas izplatītas 308 ģintīs.

Brūno aļģu apakšklases ir šādas:

Discosporangiophycidae

Uniseriāts un sazarots pavedienveida tals ar augļu attīstību. Daudzi hloroplasti bez pirenoīdiem. Tiek iesniegts tikai viens pasūtījums ar divām monoģenēriskām ģimenēm.

Ishigeophycidae

Talli ir sazaroti, terīti vai foliozi. Tas ir pseidoparenhimāls, ar medullas un garozas klātbūtni. Talija apikālā attīstība. Discoid hloroplasti un dažu pirenoīdu klātbūtne. Veidots pēc pasūtījuma, ar divām ģimenēm.

Dictyotophycidae

Viņiem ir pavedienveida vai pseidoparenhimāls talluss. Ar terminālu vai apikālu attīstību. Discoid hloroplasti un pirenoīdu neesamība. Tas ir sadalīts četrās kārtās un 9 ģimenēs.

Fucophycidae

Tā ir lielākā brūno aļģu grupa. Talli ir diezgan atšķirīgi starp grupām. Senču tallusa attīstības veids ir starpkalaārs. Pirenoīdi rodas dažu visu grupu pārstāvjos. Tas ir sadalīts 12 pasūtījumos un 41 ģimenē.

Pavairošana

Brūnajām aļģēm var būt seksuāla vai aseksuāla reprodukcija. Visiem ir piriformas reproduktīvās šūnas, kas ir pārvietojamas caur flagella.

Reproduktīvās šūnas

Reproduktīvās šūnas satur divas flagellas, kuras tiek ievietotas sāniski vai pamatā. Viens no tiem ir vērsts uz šūnas aizmugurējo polu, bet otrs - uz priekšējo polu. Priekšējā flagellum ir pārklāta ar maziem pavedieniem, kas strukturēti divās rindās.

Blakus flagellas pamatnei ir sarkanīga acu plankums. Acu plankumi ir fotoreceptori, kas ļauj noteikt gaismas intensitāti un virzienu. Šūnai ir vieglāk pārvietoties, lai būtu efektīvāka fotosintēze.

Šo acu plankumu veido lipīdu globulas starp tiroidālo joslu un hloroplastu apvalku. Viņi darbojas kā ieliekts spogulis, kas koncentrē gaismu. Viļņu garumi starp 420 - 460 nm (zilā gaisma) ir visefektīvākie brūnajās aļģēs.

Aseksuāla reprodukcija

Tas var notikt sadrumstalotības vai izplatīšanās ceļā. Propagules ir specializētas šūnu struktūras ar apikālām šūnām. Šīs šūnas sadala un veido jaunu indivīdu.

Tiek ražotas arī zoosporas (kustīgas aseksuālas sporas). Tos ražo sporangijā, no kura izdalās haploīdās šūnas. Tie rada gametofītu (haploīdu) paaudzi.

Seksuāla reprodukcija

To var izraisīt izogamija (vienādas gametas) vai anisogamija (dažādas gametas). Var rasties arī oogāmija (nekustīgas sievietes un mobilās vīriešu dzimuma gametas).

Dzīves cikls ir haplodipontisks (mainīga diploīdu un haploīdu paaudze). Tas var būt izomorfs (abas paaudzes ir līdzīgas) vai heteromorfs (morfoloģiski dažādas paaudzes). Atkarībā no grupas dominē gametofīts (haploīds) vai sporofīts (diploīds).

Dažās grupās, piemēram, kārtībā ar Fucales, dzīves cikls ir diplomātisks (haploīdā fāze aprobežojas ar gametām).

Brūnajām aļģēm ir divu veidu seksuālās reprodukcijas struktūras. Daži no tiem ir multilokulāri, atrodas gametofītos un sporofītos, ražojot mobilās šūnas. Citi ir unilokulāri, sastopami tikai sporofītos un rada kustīgas haploīdas sporas.

Dzimumhormoni

Dzimumhormoni (feromoni) ir vielas, kas tiek ražotas seksuālās reprodukcijas laikā. Brūnajās aļģēs to funkcija ir sprādzienbīstama vīriešu dzimuma gametu izdalīšana no antheridia. Viņi arī piesaista vīriešu dzimuma gametas sievietēm.

Šie hormoni ir nepiesātināti ogļūdeņraži. Tie ir ļoti gaistoši un hidrofobiski. Vienā šūnā stundā izdalās ļoti maz daudzumu.

Feromonu uztvere ir saistīta ar to hidrofobisko raksturu, ko uztver saņēmēja šūna (vīriešu dzimuma gamete). Pievilcība nedarbojas tālāk par 0,5 mm no sieviešu dzimuma gametas.

Barošana

Brūnās aļģes ir autotrofiski organismi. Fotosintēzes uzkrāšanās produkts ir mannīts. Ilgtermiņa rezerves savienojums ir laminarīns (glikāna polisaharīds).

Mannīta koncentrācija šūnās var palielināties vai samazināties saistībā ar barotnes sāļumu. Tas veicina aļģu osmoregulācijas procesus un acīmredzami to nenosaka fotosintēze.

Brūno aļģu fotosintēzes spēju stimulē zilā gaisma. Šī parādība notiek tikai šajā grupā un uzlabo tās efektivitāti oglekļa dioksīda uztveršanai. Tas varētu būt saistīts ar pigmentu veidu, kas atrodas jūsu hloroplastos.

Atsauces

1. Forster RM un MJ Dring (1994). Zilās gaismas ietekme uz dažādu Eiropas taksonomisko, ekoloģisko un morfoloģisko grupu jūras augu fotosintēzes spējām. Journal of Phycology, 29: 21–27.
2. Lee R (2008) Fikoloģija. Ceturtais izdevums. Cambridge University Press, Lielbritānija. 547 lpp.
3. Reviers B, F Rousseau un S Draisma (2007) Phaeophyceae klasifikācija no pagātnes uz pašreizējo un pašreizējiem izaicinājumiem. In: Brodijs J un J Lūiss. Aļģu atšķetināšana, sistemātiska aļģu pagātne, tagadne un nākotne. CRC Press, Londona. P 267-284.
4. Silberfelds T, M Račards, R. Flečers, A Couloux, F Rousseau un B De Reviers (2011) Pirenoīdo taksonu, kas satur brūnās aļģes (Phaeophyceae), sistemātika un evolūcijas vēsture, European Phicology, 46: 361-377.
5. Silberfeld T, F Rousseau un B De Reviers (2014) Atjaunināta brūno aļģu (Ochrophyta, Phaeophyceae) klasifikācija. Cryptogamie, Algologie 35: 117-156.