Chlorophitic to rodzaj glonów i jednym z elementów rośliny zielone linii, wraz z roślin lądowych. Te zielone algi to zróżnicowana grupa organizmów występujących w siedliskach wodnych, a czasem w siedliskach lądowych.
Organizmy te od setek milionów lat odgrywają kluczową rolę w ekosystemach. Uważa się, że ewolucja roślin lądowych pochodzi od przodka typu chlorofitowego. Było to kluczowe wydarzenie w ewolucji życia na Ziemi, które doprowadziło do drastycznej zmiany środowiska planety, inicjując pełny rozwój ekosystemów lądowych.
Glony zielone na skale na plaży na Korfu. Kritzolina
Obecnie najbardziej akceptowaną teorią dotyczącą pojawiania się chlorofitów jest teoria endosymbiotyczna. Teoria ta broni, że organizm heterotroficzny złapał sinicę, z którą został stabilnie zintegrowany.
Glony zielone mają cechy podobne do roślin lądowych, na przykład mają chloroplasty z podwójną membraną z laminowanymi tylakoidami zawierającymi chlorofil a i b, wraz z innymi dodatkowymi pigmentami, takimi jak karoteny i ksantofile.
cechy
Ta grupa zielenic wykazuje wyraźną zmienność morfologiczną, odzwierciedlającą ekologiczne i ewolucyjne cechy siedliska, w którym powstały. Zakres różnorodności morfologicznej sięga od najmniejszego wolno żyjącego eukariota, Ostreococcus tauri, po różne wielokomórkowe formy życia.
Chlorofity to organizmy, które mają kilka wspólnych cech komórkowych z roślinami lądowymi. Organizmy te mają chloroplasty zamknięte podwójną membraną z laminowanymi tylakoidami.
Chloroplasty chlorofitów na ogół mają strukturę w zrębie zwaną pyrenoid. Pyrenoid to masa białkowa, bogata w enzym oksygenazę karboksylazy rybulozo-1,5-bisfosforanowej (RuBisCO), który odpowiada za wiązanie CO 2 .
Większość chlorofitów ma mocną ścianę komórkową z matrycą składającą się z włókien celulozowych. Komórki wiciowców posiadają parę wici o podobnej budowie, ale mogą mieć różną długość. Strefa przejściowa wici (obszar między wicią a ciałem podstawnym) jest zwykle charakteryzowana jako dziewięcioramienna gwiazda.
Siedlisko i dystrybucja
Chlorofity są zwykle obfite w środowiskach słodkowodnych, w tym w jeziorach, stawach, strumieniach i terenach podmokłych. W tych miejscach mogą stać się uciążliwe w warunkach zanieczyszczenia substancjami odżywczymi.
W środowiskach morskich znaleziono tylko dwie grupy chlorofitów. Siedliska przybrzeżne obfitują w zielone algi morskie (Ulvophyceae). Niektóre morskie algi zielone (głównie Ulva) mogą tworzyć rozległe pływające zakwity przybrzeżne, zwane „zielonym przypływem”. Inne gatunki, takie jak Caulerpa i Codium, są znane ze swojej inwazyjnej natury.
Niektóre grupy chlorofitów, na przykład Trentepohliales, są wyłącznie lądowe i nigdy nie występują w środowiskach wodnych.
Caulerpa geminata Harv. Muzeum Auckland
Niektóre linie chlorofitów można znaleźć w symbiozie z różnymi gatunkami eukariontów, w tym grzybami, porostami, orzęskami, otwornicami, parzydełkami, mięczakami (ślimaki nagoskrzelne i małże olbrzymie) oraz kręgowcami.
Inni wyewoluowali do obligatoryjnego heterotroficznego stylu życia jako pasożyty lub gatunki wolno żyjące. Na przykład zielone algi Prototheca rosną w ściekach i glebie i mogą powodować infekcje u ludzi i zwierząt, znane jako prototecoza.
Karmienie
Jak wspomniano powyżej, chlorofity są organizmami autotroficznymi, co oznacza, że są zdolne do samodzielnego wytwarzania pożywienia. Ta osobliwość jest wspólna z roślinami lądowymi i osiągają to poprzez proces biochemiczny zwany fotosyntezą.
Najpierw energia słoneczna jest wychwytywana przez grupę pigmentów (chlorofil a i b), aby później przekształcić ją w energię chemiczną w ramach zestawu reakcji redukcji tlenków.
Proces ten zachodzi w błonie tylakoidów (wewnątrz chloroplastów), która jest osadzona w kompleksie białkowym odpowiedzialnym za przekształcanie energii świetlnej w energię chemiczną.
Najpierw światło jest odbierane przez pigmenty w kompleksie antenowym, który kieruje energię do chlorofilu a, który jest odpowiedzialny za dostarczanie energii fotochemicznej w postaci elektronów do reszty układu. Prowadzi to do produkcji cząsteczek o wysokim potencjale energetycznym, takich jak ATP i NADPH.
Następnie ATP i NADPH są wykorzystywane w cyklu Calvin, w którym enzym rybulozo-1,5-bisfosforan karboksylazy-oksygenazy (RuBisCo) jest odpowiedzialny za przekształcenie w atmosferze CO 2 w węglowodany. W rzeczywistości, dzięki badaniu chlorofitu Chlorelli, cykl Calvina został wyjaśniony po raz pierwszy.
Reprodukcja
Jednokomórkowe chlorofity rozmnażają się bezpłciowo przez rozszczepienie binarne, podczas gdy gatunki nitkowate i kolonialne mogą rozmnażać się przez fragmentację ciała glonów.
Seksualnie mogą być rozmnażane przez hologamię, które występuje, gdy cała alga funkcjonuje jako gameta, łącząc się z inną równą. Może to mieć miejsce w przypadku glonów jednokomórkowych.
Tymczasem koniugacja jest kolejnym bardzo powszechnym sposobem rozmnażania płciowego u gatunków nitkowatych, w którym jeden glon działa jako dawca (samiec), a inny jako biorca (kobieta).
Przenoszenie zawartości komórkowej odbywa się za pomocą mostka zwanego rurką koniugacyjną. W ten sposób powstaje zygospora, która może pozostawać uśpiona przez długi czas.
Innym rodzajem rozmnażania płciowego jest planogamia, która polega na wytwarzaniu ruchomych gamet, zarówno męskich, jak i żeńskich. Wreszcie, oogamia jest rodzajem rozmnażania płciowego, które polega na pojawieniu się nieruchomej żeńskiej gamety zapładnianej przez ruchomą męską gametę.
Aplikacje
Chlorofity to organizmy fotosyntetyzujące zdolne do wytwarzania wielu składników bioaktywnych, które można wykorzystać do celów komercyjnych.
Potencjał fotosyntezy prowadzonej przez mikroalgi przy produkcji komponentów o dużej wartości ekonomicznej lub do wykorzystania energii jest powszechnie dostrzegany ze względu na jej efektywność w wykorzystaniu światła słonecznego w porównaniu z roślinami wyższymi.
Chlorofity mogą być wykorzystywane do produkcji szerokiej gamy metabolitów, takich jak białka, lipidy, węglowodany, karotenoidy lub witaminy dla zdrowia, odżywiania, dodatków do żywności i kosmetyków.
Chlorofit słodkowodny Haematococcus pluvialis. Wiedehopf20
Stosowanie chlorofitów przez ludzi sięga 2000 lat wstecz. Jednak biotechnologia związana z chlorofitami naprawdę zaczęła się rozwijać w połowie ubiegłego wieku.
Obecnie komercyjne zastosowania tych zielonych alg obejmują zarówno stosowanie jako suplement diety, jak i produkcję skoncentrowanej paszy dla zwierząt.
Bibliografia
- Round, FE, 1963. The taxonomy of the Chlorophyta, British Phycological Bulletin, 2: 4, 224-235, DOI: 10.1080 / 00071616300650061
- Eonseon, J., Lee, CG, Pelle, JE, 2006. Wtórna akumulacja karotenoidów w Haematococcus (Chlorophyceae): biosynteza, regulacja i biotechnologia. Journal of Microbiology and biotechnology, 16 (6): 821–831
- Fang, L., Leliaert, F., Zhang, ZH, Penny, D., Zhong, BJ, 2017. Evolution of the Chlorophyta: Insights fromchloroplast phylogenomic analysis. 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. Phylogeny and Molecular Evolution of the Green Algae. Critical reviews in plants science, 31: 1-46
- Priyadarshani, I., Rath, B., 2012. Komercyjne i przemysłowe zastosowania mikroalg - przegląd. Journal Algal Biomass Utilization, 3 (4): 89–100