Charakteristika hnědých řas, taxonomie, stanoviště, reprodukce



hnědé řasy jsou to fotosyntetické eukaryotické organismy. Jeho charakteristická barva je dána přítomností karotenoidního fukoxanthinu v chloroplastech. Produkují laminarinu jako rezervní látku a mohou také představovat fofeofyózní taniny.

Phaeophyceae jsou umístěny v phyllum Ochrophyta Heterokonta sub-království v království Protista. Rozeznává se sedm objednávek, 307 rodů a přibližně 2000 druhů.

Většina hnědých řas obývá mořské prostředí. Známých je pouze osm rodů přítomných ve sladkovodních útvarech. Mají tendenci růst ve studených, rozrušených a provzdušněných vodách. Moře Sargasos (Atlantik) vděčí za jeho jméno velkým masům druhů rodu Sargassum které rostou v jejich vodách.

Velké množství kyseliny alginové se produkuje v buněčné stěně Phaeophyceae a dosahuje 70% hmotnosti řas. Tento fykokoloid je široce používán v průmyslu jako stabilizátor a emulgátor v potravinách, lécích a textiliích. Světová sklizeň hnědých řas dosahuje 3 miliony tun ročně.

Index

  • 1 Charakteristika
    • 1.1 Stěna buňky
    • 1.2 Chloroplasty
    • 1,3 Florotaniny (tříslovité třísloviny)
    • 1.4 Vývoj talo
  • 2 Lokalita
  • 3 Taxonomie a podtřídy
    • 3.1 Discosporangiophycidae
    • 3.2 Ishigeophycidae
    • 3.3 Dictyotophycidae
    • 3.4 Fucophycidae
  • 4 Reprodukce
    • 4.1 Chovné buňky
    • 4.2 asexuální reprodukce
    • 4.3 Sexuální reprodukce
    • 4.4 Pohlavní hormony
  • 5 Jídlo
  • 6 Odkazy

Vlastnosti

Hnědé řasy jsou mnohobuněčné organismy. Její velikost se pohybuje od několika milimetrů do více než 60 metrů nebo více v případě Macrocystis pyrifera.

Buněčná stěna

Buňky jsou obklopeny buněčnou stěnou složenou alespoň ze dvou vrstev. Vnitřní vrstva je tvořena celulózovými mikrofibrily, které tvoří hlavní strukturu.

Vnější vrstva je slizovitá a skládá se z koloidních látek zvaných fykokoloidy. Mezi ně patří fukodiano (sulfatované polysacharidy) a kyselina alginová. Relativní množství obou fykokoloidů se může lišit mezi jednotlivými druhy, různými částmi rostliny a prostředím, kde je vyvíjeno..

V některých případech může mít buněčná stěna usazeniny uhličitanu vápenatého ve formě aragonitu (Padina pavonia).

Chloroplasty

Chloroplasty mohou být od jedné k četné. Tvar je variabilní, od laminárního po diskoidální nebo čočkovitý.

Jsou tvořeny skupinami tří tylakoidů propojených zonální lamelou. Mají čtyři membránové jednotky. Dvě vnější membrány jsou z endoplazmatického retikula (R.E.)..

Membrány chloroplastového obalu a membrány endoplazmatického retikula jsou spojeny tubuly. V některých skupinách je vnější membrána endoplazmatického retikula napojena na jadernou membránu.

V těchto plastidech chlorofyl a, c dochází1 ac2. Kromě toho existuje velké množství karotenoidního fukoxanthinu spolu s violaxanthinem. Tyto poslední dva pigmenty jsou zodpovědné za hnědou barvu těchto řas.

Téměř ve všech skupinách jsou zástupci s pyrenoidy. Tyto struktury jsou hmotnosti bezbarvých proteinů, které obsahují enzym nezbytný pro některé fáze fotosyntézy.

Pyrenoidy Phaeophyceae jsou mimo chloroplast. Obsahují granulovanou látku a jsou obklopeny membránou endoplazmatického retikula asociovaného s chloroplastem. Kolem pirenoidu se tvoří pruh rezervních polysacharidů.

Florotaniny (tříslovité třísloviny)

Hnědé řasy produkují zejména taniny, které se nacházejí v malých intracelulárních inkluzích. Tyto flurotanniny vznikají v dictyozomech Golgiho aparátu. Jsou produktem polymerace floroglucinolu.

Tyto taniny neobsahují cukry a jsou vysoce redukující. Jsou velmi adstringentní k chuti. Rychle oxidují ve vzduchu produkujícím ficofaein, černý pigment, který dodává charakteristické barvě suché hnědé řasy.

Předpokládá se, že florotaniny mohou absorbovat ultrafialové záření a že jsou součástí buněčných stěn. Jeho nejvýznamnější funkcí je ochrana před herbivory. Je známo, že mohou inhibovat glukosidázy produkované plži, kteří se živí těmito řasami.

Vývoj okvětních lístků

Talus hnědých řas je poměrně velký a složitý. Lze prezentovat různé typy vývoje:

-Fuzzy: všechny buňky v těle rostliny jsou schopny se dělit. Unisiate, více či méně rozvětvené thalli (Ectocarpus).

-Apical: buňka umístěná v apikální pozici rozděluje se tvořit tělo rostliny. Thalli jsou zploštělé dichotomní nebo bičíkovité (Dictyota).

-Tricotálico: buňka se dělí a tvoří trichome nahoru a okvětní lístek dolů (Příbory).

-Meristema intercalar: meristematická buněčná zóna se dělí směrem nahoru i dolů. Thallus je diferencovaný na rhizoids, stipe a lamina. Silný růst může nastat ve stipe, protože meristemoid se dělí ve všech směrech (Laminaria, Macrocystis).

-Meristodermis: periferní vrstva je prezentována tak, že se dělí rovnoběžně s thallus. Tkáně se tvoří pod meristodermis (kortex). Thalli jsou dichotomní, s akcentací as centrálním zahuštěním (Fucus).

Lokalita

Hnědé řasy jsou téměř výhradně mořské. Pouze několik druhů osmi rodů roste v tělech sladké vody.

Jsou to bentické organismy (žijí na dně vodních ekosystémů). Několik druhů rodu Sargassum jsou pelagické (vyvíjejí se v blízkosti povrchu).

Sladkovodní druhy se vyskytují na severní polokouli, s výjimkou Ectocarpus siliculosus. Tento kosmopolitní druh je obvykle mořský, ale byl nalezen rostoucí v sladkovodních těles v Austrálii.

Mořské Phaeophyceae jsou součástí pobřežní mořské flóry. Jsou rozděleny z subpolárních zón do rovníku. Jeho největší rozmanitost se vyskytuje v chladných vodách mírného pásma.

Řasa (většinou druh Laminariales) tvoří lesy v sublittoral mírných pásmech, s výjimkou Arktidy. Pelagické druhy Sargassum oni tvoří velké rozšíření ve známém moři Sargasos v Atlantiku.

Taxonomie a podtřídy

Hnědé řasy byly poprvé uznány jako skupina poprvé v roce 1836. Botanik WH Harvey je oddělil jako podtřídu Melanospermeae třídy řas..

Později v roce 1881 dostali status třídy pod názvem Phaeophyceae. Pozdnější, v 1933 Kylin rozdělil hnědé mořské řasy do tří tříd: Isogeneratae, Heterogeneratae a Cyclosporeae. Tento návrh byl Fristschem zamítnut v roce 1945 a znovu zvažoval pouze jednu třídu.

V současné době jsou Phaeophyceae třídou v rámci fylum Ochrophyta Heterokonta sub-království Protista království. Předpokládá se, že jsou to velmi stará linie, která vznikla před 150 - 200 miliony lety.

Pravděpodobně předkové hnědé řasy představovaly vývoj apikálního talu. Jeho sesterské skupiny jsou Xanthophyceae a Phaeothamniophyceae.

S informacemi z molekulárních studií, Silberfeld a spolupracovníci navrhují v roce 2014 oddělit Phaeophyceae do čtyř podtříd, na základě rozdílů v topologiích fylogenetických stromů.

V rámci nich je rozpoznáno 18 objednávek a 54 rodin. Bylo popsáno přibližně 2000 druhů distribuovaných v 308 rodech.

Podtřídy hnědých řas jsou následující:

Discosporangiophycidae

Filaterální uniseriate a rozvětvené, s apikálním vývojem. Chloroplasty četné, bez pyrenoidů. Předkládá se pouze jeden řád se dvěma monogenerickými rodinami.

Ishigeophycidae

Talus je rozvětvený, terete nebo folioso. Je to pseudoparenchymální, s přítomností kostní dřeně a kortexu. Apikální vývoj talusu. Displejové chloroplasty a přítomnost několika pyrenoidů. Vyhověl rozkazu, se dvěma rodinami.

Dictyotophycidae

Představují vláknitý nebo pseudoparenchymální talus. S terminálním nebo apikálním vývojem. Diskoidní chloroplasty a absence pyrenoidů. Je rozdělena do čtyř řádů a 9 rodin.

Fucophycidae

Je to největší skupina v hnědých řasách. Thallus je mezi skupinami poměrně variabilní. Typ vývoje předků thallus je intercalary. Pyrenoidy se vyskytují v některých reprezentantech všech skupin. Byl rozdělen do 12 řádů a 41 rodin.

Reprodukce

Hnědé řasy mohou vykazovat sexuální nebo asexuální reprodukci. Všechny přítomné mobilní pyriformní reprodukční buňky pomocí bičíků.

Chovné buňky

Reprodukční buňky mají dva bičíky, které jsou vloženy laterálně nebo v podstatě. Jeden je nasměrován k zadnímu pólu buňky a druhý k přednímu pólu. Přední bičík je pokryt malými vlákny strukturovanými ve dvou řadách.

V blízkosti základny bičíku se objevuje načervenalé oko. Oční body jsou fotoreceptory, které umožňují detekci intenzity a směru světla. Usnadňuje buňce pohybovat se efektivněji ve fotosyntéze.

Tato oční skvrna je tvořena lipidovými globulemi mezi proužky tylakoidů a obalem chloroplastu. Pracují jako konkávní zrcadlo, které koncentruje světlo. Vlnové délky mezi 420 - 460 nm (modré světlo) jsou nejúčinnější u hnědých řas.

Asexuální reprodukce

To může nastat fragmentací nebo pomocí propagule. Propagule jsou specializované buněčné struktury s apikálními buňkami. Tyto buňky se dělí a tvoří nového jedince.

Podobně se produkují zoospory (mobilní asexuální spory). Ty jsou produkovány ve sporangiu, z něhož se uvolňují haploidní buňky. Dávají vznik gametofytické (haploidní) generaci.

Sexuální reprodukce

Může se jednat o isogamii (stejné gamety) nebo anisogamii (různé gamety). Může se také vyskytnout oogamie (imobilní ženská a mobilní mužská gameta).

Životní cyklus je haplodiplontický (střídavě diploidní a haploidní generace). Může být isomorfní (obě generace jsou podobné) nebo heteromorfní (morfologicky odlišné generace). V závislosti na skupině může převládat gametofyt (haploid) nebo sporofyt (diploid).

V některých skupinách, takový jako Fucales objednávka, životní cyklus je diplomatický (haploid fáze je omezená na gametes) \ t.

Hnědé řasy představují dva typy struktur pohlavní reprodukce. Některé z nich jsou multilokulární, přítomné v gametofytech a sporofytech produkujících mobilní buňky. Jiní jsou unilokulární, přítomni pouze ve sporofytech a produkují mobilní haploidní spory.

Sexuální hormony

Sexuální hormony (feromony) jsou látky, které se vyskytují během sexuální reprodukce. V hnědých mořských řasách mají za úkol provádět výbušný výtok mužských gamet z anteridie. Podobně přitahují mužské gamety k ženským.

Tyto hormony jsou nenasycené uhlovodíky. Jsou vysoce těkavé a hydrofobní. Na buňku za hodinu se uvolní jen velmi málo.

Vnímání feromonů je spojeno s jeho hydrofobní povahou, kterou vnímá přijímající buňka (mužský gamet). Atrakce nepracuje déle než 0,5 mm samice gamety.

Jídlo

Hnědé řasy jsou autotrofní organismy. Produktem akumulace fotosyntézy je mannitol. Dlouhodobou rezervní sloučeninou je laminarin (glukan polysacharid).

Koncentrace mannitolu v buňkách se může zvýšit nebo snížit v souvislosti se slaností média. To přispívá k osmoregulačním procesům řasy a zřejmě není podmíněno fotosyntézou.

Fotosyntetická kapacita hnědých řas je stimulována modrým světlem. K tomuto jevu dochází pouze v této skupině a zlepšuje jeho účinnost při zachycování oxidu uhličitého. To by mohlo souviset s typem pigmentů přítomných v jejich chloroplastech.

Odkazy

  1. Forster RM a MJ Dring (1994) Vliv modrého světla na fotosyntetickou kapacitu mořských rostlin z různých taxonomických, ekologických a morfologických skupin, evropský. Journal of Phycology, 29: 21-27.
  2. Lee R (2008) Fykologie. Čtvrté vydání. Cambridge univerzitní tisk, UK. 547 pp.
  3. Reviers B, F Rousseau a S Draisma (2007) Klasifikace Phaeophyceae z minulosti na současné a současné výzvy. V: Brodie J a J Lewis. Rozkládání řas, minulost, přítomnost a budoucnost systematické řasy. CRC Press, Londýn. P 267-284.
  4. Silberfeld T, M Racault, R. Fletcher, A Couloux, F Rousseau a B De Reviers (2011) Systematika a evoluční historie taxonů nesoucích pyrenoidy u hnědých řas (Phaeophyceae), European Journal of Phycology, 46: 361-377.
  5. Silberfeld T, F Rousseau a B De Reviers (2014) Aktualizovaná klasifikace hnědých řas (Ochrophyta, Phaeophyceae). Cryptogamie, Algologie 35: 117-156.