Grünalgen - Wikipedia

Die Grünalgen (Singular: Grünalge ) sind eine große, informelle Gruppierung von Algen, bestehend aus den Chlorophyta und Charophyta / Streptophyta, die jetzt in getrennten Abteilungen angeordnet sind neben den möglicherweise mehr basalen Mesostigmatophyceae, Chlorokybophyceae und Spirotaenia. ^[1][2]

Man geht davon aus, dass die Landpflanzen oder Embryophyten aus den Charophyten hervorgegangen sind. ^[3] Daher gehören auch Embryophyten zu den Grünalgen. Da die Embryophyten jedoch traditionell weder als Algen noch als Grünalgen klassifiziert werden, sind Grünalgen eine paraphyletische Gruppe. Seit der Erkenntnis, dass die Embryophyten aus den Grünalgen hervorgegangen sind, fangen einige Autoren an, sie einzubeziehen. ^{[4][5][6][7][8]} Die Clade, die sowohl Grünalgen als auch Embryophyten umfasst, ist monophyletisch und wird als Viridiplanta-Clade und als Königreich Plantae bezeichnet. Die Grünalgen umfassen einzellige und koloniale Flagellate, die meisten davon mit zwei Flagellen pro Zelle, sowie verschiedene koloniale, kokoide und fadenförmige Formen sowie makroskopische, mehrzellige Algen. Es gibt etwa 8.000 Arten von Grünalgen. ^[9] Viele Arten leben den größten Teil ihres Lebens als Einzelzellen, während andere Arten Coenobien (Kolonien), lange Filamente oder stark differenzierte makroskopische Algen bilden.

Einige andere Organismen verlassen sich bei der Photosynthese auf Grünalgen. Die Chloroplasten in Eugleniden und Chlorarachniophyten wurden aus aufgenommenen Grünalgen gewonnen ^[3] und behalten in diesen einen Nucleomorph (Vestigialkern). Grünalgen werden auch symbiotisch in den Flimmern Paramecium und in Hydra viridissima und in Plattwürmern gefunden. Einige Grünalgenarten, vor allem der Gattungen Trebouxia der Klasse Trebouxiophyceae und Trentepohlia (Klasse Ulvophyceae), können in Formelnischen Formeln gefunden werden . Im Allgemeinen können die Pilzarten, die an Flechten beteiligt sind, nicht alleine leben, während die Algenarten oft ohne den Pilz in der Natur leben. Trentepohlia ist eine filamentöse Grünalge, die unabhängig von feuchtem Boden, Felsen oder Baumrinde leben oder den Photosymbiont in Flechten der Familie Graphidaceae bilden kann. Auch die Makroalga Prasiola calophylla (Trebouxiophyceae) ist terrestrisch ^[10] und
Prasiola crispa, die in der supralittoralen Zone leben, ist terrestrisch und kann in der Antarktis auf feuchtem Boden große Teppiche bilden, insbesondere in der Nähe von Vogelkolonien. ^[11]

Cellular Structure [19599011] Green Algen haben Chloroplasten, die Chlorophyll enthalten a und b wodurch sie hellgrün gefärbt werden, sowie die Zusatzpigmente Beta-Carotin und Xanthophylle ^[13] in gestapelten Thylakoiden. ^[13] Die Zellwände von Grünalgen enthalten normalerweise Zellulose und speichern Kohlenhydrate in Form von Stärke. ^[14]

Alle Grünalgen haben Mitochondrien mit flachen Cristae. Wenn vorhanden, werden gepaarte Flagellen zum Verschieben der Zelle verwendet. Sie sind durch ein kreuzförmiges System aus Mikrotubuli und Fasersträngen verankert. Flagellen sind nur in den beweglichen männlichen Gameten von Charophyten ^[15] Bryophyten, Pteridophyten, Cycads und Ginkgo vorhanden, fehlen jedoch in den Gameten von Pinophyta und blühenden Pflanzen.

Mitglieder der Klasse Chlorophyceae durchlaufen eine geschlossene Mitose in der häufigsten Form der Zellteilung zwischen den Grünalgen, die über einen Phycoplast erfolgt. ^[16] Dagegen werden Charophyten-Grünalgen und Landpflanzen (Embryophyten) ohne Zentriolen offener Mitose ausgesetzt . Stattdessen wird aus der mitotischen Spindel ein "Floß" aus Mikrotubuli, dem Phragmoplasten, gebildet, und die Zellteilung beinhaltet die Verwendung dieses Phragmoplasten bei der Herstellung einer Zellplatte. ^[17]

Origins ]

Photosynthetische Eukaryonten entstanden nach einem primären endosymbiotischen Ereignis, bei dem eine heterotrophe eukaryontische Zelle einen photosynthetischen Cyanobacterium-ähnlichen Prokaryont einhüllte, der stabil integriert wurde und sich schließlich zu einer membrangebundenen Organelle entwickelte: dem Plastid. ^[18] Aufstieg zu drei autotrophen Kladen mit primären Plastiden: grüne Pflanzen, rote Algen und Glaucophyten. ^[19]

Evolution und Klassifizierung [ edit

Ein Wachstum der grünen Algen Ulva auf Gesteinsuntergrund am Meeresufer. Einige grüne Algen, wie Ulva nutzen anorganische Nährstoffe aus dem Bodenabfluss schnell und können daher Indikatoren für die Nährstoffverschmutzung sein.

Grüne Algen werden oft mit ihren embryophyten Nachkommen in der grünen Pflanzengruppe eingestuft Viridiplanta (oder Chlorobionta). Viridiplanta bildet zusammen mit Rot- und Glaucophytalgen die Supergruppe Primoplantae, auch bekannt als Archaeplastida oder Plantae sensu lato . Die uralten grünen Algen waren ein einzelliges Flagellat. ^[20]

Die Viridiplantae zerfielen in zwei Claden. Zu den Chlorophyta zählen die früh divergierenden Prasinophyten-Abstammungslinien und der Kern Chlorophyta, die die Mehrzahl der beschriebenen Grünalgenarten enthalten. Die Streptophyta umfasst Charophyten und Landpflanzen. Nachfolgend finden Sie eine Konsensrekonstruktion von Grünalgenbeziehungen, die hauptsächlich auf molekularen Daten basieren.
^{[21][22][23][24][25][26][27][28][29][30][31][32][33]}

Der basale Charakter der Mesostigmatophyceae, der Chlorokybophyceae und der Spirotaenia sind nur eher konventionelle basale Streptophyten.

Die Algen dieser paraphyletischen Gruppe "Charophyta" waren zuvor in Chlorophyta enthalten, daher waren Grünalgen und Chlorophyta in dieser Definition Synonyme. Wenn sich die Grünalgenkladen weiter lösen, werden die Embryophyten, die einen tiefen Charophytenzweig darstellen, in "Algen", "Grünalgen" und "Charophyten" enthalten oder diese Begriffe werden durch kladistische Terminologie wie Archaeplastida, Plantae, Viridiplantae ersetzt bzw. Streptophyten. ^[34]

Reproduktion [ edit ]

Grüne Algen sind eukaryotische Organismen, die einem als Generationenwechsel bezeichneten Reproduktionszyklus folgen.

Die Reproduktion variiert von der Fusion identischer Zellen (Isogamie) bis zur Befruchtung einer großen nicht beweglichen Zelle durch eine kleinere bewegliche Zelle (Oogamie). Diese Merkmale zeigen jedoch einige Unterschiede, vor allem bei den basalen Grünalgen, die als Prasinophyten bezeichnet werden.

Haploide Algenzellen (die nur eine Kopie ihrer DNA enthalten) können mit anderen haploiden Zellen zu diploiden Zygoten fusionieren. Wenn filamentöse Algen dies tun, bilden sie Brücken zwischen den Zellen und lassen leere Zellwände zurück, die unter dem Lichtmikroskop leicht unterschieden werden können. Dieser Vorgang wird als -Konjugation bezeichnet und tritt beispielsweise in Spirogyra auf.

Die Arten von Ulva sind reproduktiv isomorph, die diploide vegetative Phase ist der Ort der Meiose und setzt haploide Zoosporen frei, die keimen und eine haploide Phase bilden, die sich abwechselnd mit der vegetativen Phase bildet. ^[35]

Sex pheromone [ edit ]

Die Produktion von Sexualpheromonen ist wahrscheinlich ein gemeinsames Merkmal von Grünalgen, obwohl sie nur in wenigen Modellorganismen detailliert untersucht wurde. Volvox ist eine Klasse von Chlorophyten. Verschiedene Arten bilden kugelförmige Kolonien mit bis zu 50.000 Zellen. Eine gut untersuchte Art, Volvox carteri (2.000 - 6.000 Zellen) besetzt temporäre Wasserbecken, die in der Hitze des Spätsommers zum Austrocknen neigen. Als ihre Umgebung austrocknet, asexuelle V. carteri stirbt schnell. Sie sind jedoch in der Lage, dem Tod zu entgehen, indem sie kurz vor dem Trocknen in die sexuelle Phase ihres Lebenszyklus umschalten, die zur Produktion ruhender, gegen Austrocknung resistenter Zygoten führt. Die sexuelle Entwicklung wird durch ein Glykoproteinpheromon eingeleitet (Hallmann et al., 1998). Dieses Pheromon ist eines der potentesten bekannten biologischen Effektormoleküle. Es kann die sexuelle Entwicklung bereits bei Konzentrationen von 10 ^-16 M. ^[36] auslösen. Kirk und Kirk ^[37] zeigten, dass die geschlechtsinduzierende Pheromonproduktion in Körperzellen durch Hitzeschock experimentell ausgelöst werden kann. Daher kann ein Hitzeschock eine Bedingung sein, die normalerweise ein sexuell induzierendes Pheromon in der Natur auslöst. ^[1945910]

Der Komplex Closterium peracerosum-strigosum-littorale (C. psl) ist ein Komplex einzellige, isogame Charophycean-Algengruppe, die im Vergleich zu Landpflanzen die einzige einzellige Gruppe ist. Heterothallische Stämme verschiedener Paarungstypen können unter Bildung von Zygosporen konjugieren. Sexualpheromone, die als Protoplasten-Freisetzungs-induzierende Proteine ​​(Glycopolypeptide) bezeichnet werden, die durch (-) - und (+) - Paarungstypen hergestellt werden, erleichtern diesen Prozess. ^[38]

Physiology

Die Grünalgen, einschließlich der Characean-Algen, dienten als Modellversuchsorganismen, um die Mechanismen der Ionen- und Wasserpermeabilität von Membranen, die Osmoregulation, die Turgor-Regulation, die Salztoleranz, das zytoplasmatische Streaming und die Erzeugung von Aktionspotentialen zu verstehen. ^[39]

Referenzen [ edit ]

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Externe Links [ edit ]