Chlorophitic ir aļģu veids un viens no komponentiem Pēctecības viridiplantae, kopā ar zemes augiem. Šīs zaļās aļģes ir daudzveidīga organismu grupa, kas atrodas ūdens biotopos un dažreiz arī sauszemes biotopos.
Šiem organismiem simtiem miljonu gadu laikā ir bijusi galvenā loma ekosistēmās. Tiek uzskatīts, ka sauszemes augu evolūcija ir notikusi no hlorofītu tipa senčiem. Tas bija galvenais notikums dzīvības evolūcijā uz Zemes, kas izraisīja krasas izmaiņas planētas vidē, aizsākot sauszemes ekosistēmu pilnīgu attīstību.
Zaļās aļģes uz klints pludmalē Korfu. Autore Kritzolina
Pašlaik vispieņemtākā teorija par hlorofītu parādīšanos ir endosimbiotiskā teorija. Šī teorija aizstāv to, ka heterotrofs organisms sagūstīja zilaļģu, ar kuru tas bija stabili integrējies.
Zaļajām aļģēm ir raksturīgas īpašības, kas līdzīgas sauszemes augiem, piemēram, ar hromoplastiem ar dubultu membrānu, ar laminētiem tiroīdiem, kas satur hlorofilu a un b, kā arī citiem papildu pigmentiem, piemēram, karotīniem un ksantofiliem.
raksturojums
Šai zaļo aļģu grupai ir izteiktas morfoloģijas atšķirības, kas atspoguļo to dzīvotņu ekoloģiskās un evolūcijas pazīmes, kurās tās radušās. Morfoloģiskās daudzveidības diapazons svārstās no mazākā brīvi dzīvojošā eikariota Ostreococcus tauri līdz dažādām daudzšūnu dzīvības formām.
Hlorofīti ir organismi, kuriem ir vairāki šūnu raksturlielumi ar sauszemes augiem. Šiem organismiem ir hloroplasti, ko norobežo dubultā membrāna ar laminētiem tiroīdiem.
Hlorofītu hloroplastiem to stromā parasti ir struktūra, ko sauc par pirenoīdu. Pirenoīds ir olbaltumvielu masa, kas bagāta ar fermentu Ribuloze-1,5-bisfosfāta karboksilāzes oksigenāzi (RuBisCO), kas ir atbildīga par CO 2 fiksāciju .
Lielākajai daļai hlorofītu ir stingra šūnas siena ar matricu, ko veido celulozes šķiedra. Flagellate šūnās ir pāris flagella, kas pēc struktūras ir līdzīgi, bet var būt atšķirīgi garumā. Flagellar pārejas zonu (reģionu starp flagellum un bazālo ķermeni) parasti raksturo kā deviņu asu zvaigžņu formu.
Dzīvotne un izplatība
Hlorofīti parasti ir sastopami saldūdens vidē, ieskaitot ezerus, dīķus, strautus un mitrājus. Šajās vietās tie var kļūt par traucēkli barības vielu piesārņojuma apstākļos.
Jūras vidē ir atrastas tikai divas hlorofītu grupas. Jūras zaļās aļģes (Ulvophyceae) piekrastes biotopos ir daudz. Dažas jūras zaļās aļģes (galvenokārt Ulva) var veidot plašu peldošu piekrastes ziedēšanu, ko sauc par “zaļo plūdmaiņu”. Citas sugas, piemēram, Caulerpa un Codium, ir pazīstamas ar invazīvo raksturu.
Dažas hlorofītu grupas, piemēram, Trentepohliales, ir tikai sauszemes un nekad neatrodas ūdens vidē.
Caulerpa geminata Harv. Oklendas muzejs
Dažas hlorofītu līnijas var atrast simbiozē ar daudzveidīgu eikariotu klāstu, ieskaitot sēnītes, ķērpjus, ciliatus, foraminifera, cnidarians, gliemjus (nudibranchs un milzu gliemenes) un mugurkaulniekus.
Citiem ir izveidojies obligāts heterotrofiskais dzīvesveids kā parazīti vai brīvi dzīvojošas sugas. Piemēram, zaļās aļģes Prototheca aug notekūdeņos un augsnē un var izraisīt infekcijas cilvēkiem un dzīvniekiem, kas pazīstamas kā prototekoze.
Barošana
Kā minēts iepriekš, hlorofīti ir autotrofiski organismi, kas nozīmē, ka tie ir spējīgi paši ražot pārtiku. Šī īpatnība ir raksturīga sauszemes augiem, un viņi to sasniedz bioķīmiskajā procesā, ko sauc par fotosintēzi.
Pirmkārt, saules enerģiju uztver pigmentu grupa (hlorofils a un b), lai vēlāk to pārveidotu ķīmiskajā enerģijā, izmantojot virkni oksīdu reducēšanas reakciju.
Šis process tiek veikts tireoidālajā membrānā (hloroplasti), kas ir iestrādāta olbaltumvielu kompleksā, kas atbild par gaismas enerģijas pārveidošanu ķīmiskajā enerģijā.
Gaismu vispirms uztver pigmenti antenas kompleksa ietvaros, kas enerģiju novirza uz hlorofilu a, kas ir atbildīgs par fotoķīmiskās enerģijas piegādi elektronu veidā uz pārējo sistēmu. Tas noved pie molekulu ar augstu enerģijas potenciālu, piemēram, ATP un NADPH, ražošanas.
Pēc tam ATP un NADPH tiek izmantoti Kalvina ciklā, kurā ferments Ribuloze-1,5-bisfosfāta-karboksilāzes oksigenāze (RuBisCO) ir atbildīgs par atmosfēras CO 2 pārvēršanu ogļhidrātos. Faktiski, pateicoties hlorofīta, Chlorella pētījumam, Kalvina cikls pirmo reizi tika noskaidrots.
Pavairošana
Vienšūnu hlorofīti reproducējas aseksuāli ar bināru dalīšanos, savukārt pavedienveida un koloniālas sugas var vairoties, sadaloties aļģu ķermenim.
Seksuāli tos var reproducēt hologamija, kas rodas, kad visas aļģes darbojas kā gameta, saplūstot ar citu līdzvērtīgu. Tas var notikt vienšūnu aļģēs.
Tikmēr konjugācija ir vēl viens ļoti izplatīts dzimumpavairošanās līdzeklis pavedienveidīgajās sugās, kurās vienas aļģes darbojas kā donors (vīrietis), bet otrs kā saņēmējs (sievietes).
Šūnu satura pārnešana tiek veikta ar tilta palīdzību, ko sauc par konjugācijas cauruli. Tādējādi rodas zgosporija, kas ilgu laiku var palikt neaktivizēta.
Vēl viens seksuālās reprodukcijas veids ir planogamija, kas sastāv no mobilu gametu veidošanās - gan vīriešu, gan sieviešu. Visbeidzot, oogāmija ir seksuālas reprodukcijas veids, kas sastāv no nekustīgas sievietes gametas parādīšanās, kuru apaugļo mobilais vīriešu gameta.
Lietojumprogrammas
Hlorofīti ir fotosintētiski organismi, kas spēj radīt daudzus bioaktīvus komponentus, kurus var izmantot komerciālai izmantošanai.
Mikroaļģu veiktās fotosintēzes potenciāls, ražojot komponentus ar augstu ekonomisko vērtību vai enerģijas izmantošanai, ir plaši atzīts, pateicoties tā efektīvai saules gaismas izmantošanai salīdzinājumā ar augstākiem augiem.
Hlorofītus var izmantot, lai ražotu plašu metabolītu klāstu, piemēram, olbaltumvielas, lipīdus, ogļhidrātus, karotinoīdus vai vitamīnus veselības, uztura, pārtikas piedevu un kosmētikas jomā.
Saldūdens hlorofīts Haematococcus pluvialis. Wiedehopf20
Hlorofītu lietošana cilvēkiem ir aizsākusies 2000. gadā. Tomēr biotehnoloģija, kas saistīta ar hlorofītiem, patiešām sāka attīstīties pagājušā gadsimta vidū.
Mūsdienās šo zaļo aļģu komerciālais pielietojums svārstās no izmantošanas kā uztura bagātinātāja līdz koncentrētas dzīvnieku barības ražošanai.
Atsauces
- Kārta, FE, 1963. gads. Chlorophyta taksonomija, Britu filoloģiskais biļetens, 2: 4, 224–235, DOI: 10.1080 / 00071616300650061.
- Eonseon, J., Lee, CG, Pelle, JE, 2006. Sekundārā karotinoīdu uzkrāšanās hematotokokā (Chlorophyceae): biosintēze, regulēšana un biotehnoloģija. Journal of Microbiology and biotechnology, 16 (6): 821-831
- Fang, L., Leliaert, F., Zhang, ZH, Penny, D., Zhong, BJ, 2017. Chlorophyta evolūcija: Ieskats no hloroplastu filoģenomiskajām analīzēm. Journal of Systematics and Evolution, 55 (4): 322–332
- Leliaert, F., Smith, DR, Moreau, H., Herron, MD, Verbruggen, H., Delwiche, CF, De Clerck, O., 2012. Zaļo aļģu filogēnija un molekulārā evolūcija. Kritiski pārskati augu zinātnē, 31: 1-46
- Priyadarshani, I., Rath, B., 2012. Mikroaļģu komerciālais un rūpnieciskais pielietojums - pārskats. Journal Algal Biomass Utilization, 3 (4): 89–100