Зелені водорості (Chlorophyta)

Морське життя та люди можуть використовувати зелені водорості в їжу

Chlorophyta широко відомі як зелені водорості, а іноді і як морські водорості. Вони ростуть в основному в прісній та солоній воді, хоча деякі з них зустрічаються на суші. Вони можуть бути одноклітинними (одна клітина), багатоклітинними (багато клітин), колоніальними (пухке скупчення клітин) або ценоцитарними (одна велика клітина). Chlorophyta перетворюють сонячне світло на крохмаль, який зберігається в клітинах як запас їжі.

Характеристики зелених водоростей

Зелені водорості мають забарвлення від темно-зеленого до світло-зеленого, обумовлене наявністю хлорофілів а і b, які містяться в тих же кількостях, що і «вищі рослини» — рослини, у тому числі насінні рослини та папороті, які мають добре розвинені судинні тканини , що транспортують органічні поживні речовини. Їх колір визначається кількістю інших пігментів, включаючи бета-каротин (жовтий) та ксантофіли (жовтий або коричневий).

Подібно до вищих рослин, вони запасають їжу в основному у вигляді крохмалю, а деякі - у вигляді жирів або олій. Фактично, зелені водорості могли бути прабатьками вищих зелених рослин, але це предмет суперечок.

Chlorophyta відносяться до царства Plantae. Спочатку Chlorophyta належала до підрозділу царства Plantae, що включає всі види зелених водоростей. Пізніше види зелених водоростей, що мешкають переважно в морській воді, були віднесені до хлорофітів (тобто належать до Chlorophyta), а види зелених водоростей, що мешкають переважно в прісній воді, були віднесені до харофітів (тобто належать до Charophyta).

База даних AlgaeBase налічує близько 4500 видів Chlorophytae, у тому числі 550 видів Trebouxiophyceae (в основному на суші та в прісній воді), 2500 видів Chlorophyceae (в основному в прісній воді), 800 видів Bryopsidophyceae (морські водорості) водорості), 400 видів види Siphoncladophyceae (морські водорості) та 250 морських Ulvophyceae (морські водорості). Charophyta включають 3500 видів, виділених у п'ять класів.

Середовище проживання та поширення зелених водоростей

Середовище проживання зелених водоростей різноманітне, починаючи від океану і закінчуючи прісною водою. У поодиноких випадках зелені водорості також можна знайти на суші, в основному на камінні та деревах, а деякі з них з'являються на поверхні снігу. Вони поширені в районах з рясним світлом, таких як мілководдя і приливні басейни, і рідше зустрічаються в океані, ніж бурі та червоні водорості, але їх можна знайти в прісноводних районах.

Інвазивні види

Деякі представники Chlorophyta є інвазивними видами. Cladophora glomerata зацвіла в озері Ері у 1960-х роках через забруднення фосфатами. Гниючі водорості викидалися на пляжі і видавали настільки неприємний запах, що це відбивало у публіки полювання насолоджуватися озерами. Він став настільки неприємним на вигляд і запах, що його вважали за неочищені стічні води.

Два інші види, Codium (також відомий як пальці мерця) та Caulerpa, загрожують місцевій рослинності у прибережній Каліфорнії, Австралії, на Атлантичному узбережжі та у Середземному морі. Один інвазивний вигляд, Caulerpa Taxifolia, був інтродукований в неаборігенне середовище через його популярність в акваріумах.

Зелені водорості як їжа та ліки для тварин та людини

Як і інші водорості, зелені водорості служать важливим джерелом їжі для рослиноїдних морських мешканців, таких як риби, ракоподібні та черевоногих молюсків, включаючи морських равликів. Люди також використовують зелені водорості для харчування. і це вже давно є частиною кухні Японії. Існує понад 30 видів їстівних морських водоростей, які від природи багаті на такі мінерали, як кальцій, мідь, йод, залізо, магній, марганець, молібден, фосфор, калій, селен, ванадій і цинк. Їстівні види зелених водоростей включають морський салат, морську пальму та морський виноград.

Пігмент бета-каротин, що міститься в зелених водоростях, використовується як харчовий барвник. Також було показано, що каротин дуже ефективний у запобіганні деяким видам раку, включаючи рак легень.

У січні 2009 року дослідники оголосили, що зелені водорості можуть відігравати роль у зниженні вмісту вуглекислого газу в атмосфері. У міру танення морського льоду до океану потрапляє залізо. Це сприяє зростанню водоростей, які можуть поглинати вуглекислий газ та вловлювати його на дні океану. З таненням більшої кількості льодовиків це може зменшити наслідки глобального потепління. Однак інші фактори можуть зменшити цю перевагу; якщо водорості з'їсти, вуглець може бути випущений назад у навколишнє середовище.

Швидкі факти

Ось кілька фактів про зелені водорості:

• Зелені водорості також називають Chlorophyta і іноді морськими водоростями.
• Вони перетворюють сонячне світло на крохмаль, який зберігається як запас їжі.
• Колір зелених водоростей обумовлений наявністю хлорофілу.
• Середовище проживання зелених водоростей варіюється від океану до прісної води, інколи ж і до суші.
• Вони можуть бути інвазивними, деякі види забруднюють пляжі.
• Зелені водорості є їжею для морських тварин та людини.
• Зелені водорості використовують у лікуванні раку.
• Вони можуть допомогти скоротити викиди вуглекислого газу в атмосферу.

Зелені водорості

Зелені водорості є найбільш різнорідною групою фотоавтотрофних протоктистів, що населяють біосферу, і демонструють надзвичайно широку мінливість форми, розміру та звички.

Як первинні виробники, зелені водорості мають значення на нашій планеті, яке можна порівняти з тропічними лісами. З таксономічної точки зору вони є парафілетичну групу, оскільки, ймовірно, мають спільного предка з рослинами: вони мають той самий тип пігментів і виробляють той самий вид вуглеводів під час фотосинтезу, що й наземні рослини.

Здатність окремих видів використовувати ресурси може сильно відрізнятися щодо поглинання поживних речовин, збирання світла та стійкості до вимивання; різні комбінації цих параметрів, які у внутрішніх водних екосистемах можуть сильно коливатися в короткі терміни, призводять до появи безлічі угруповань, які можуть демонструвати напрочуд високу біологічну різноманітність. Їхнє повсюдне поширення ускладнює короткий виклад їх екології в кількох словах, оскільки ці організми є архетипом неймовірно широких можливостей адаптації.

Представники відділу

Представники загону зелені водорості налічують від 9000 до 12000 видів.

Зелені водорості, що відрізняються за розміром та формою, включають:

• одноклітинні (хламідомонади, десміди);
• колоніальні (гідродикціон, вольвокс);
• нитчасті (спірогіра, скарбниця);
• трубчасті (ацетабулярія, каулерпа) форми.

Більшість зелених водоростей зустрічаються в прісній воді, зазвичай прикріплюються до підводного каміння і дерева або у вигляді накипу на стоячій воді; існують також наземні та морські види. Вільно плаваючі мікроскопічні види є джерелами їжі і кисню для водних організмів.

Зелені водорості також важливі у еволюційному вивченні рослин; Одноклітинна хламідомонада вважається схожою на предкову форму, яка, ймовірно, дала початок наземним рослинам.

Класифікація

Зелені водорості часто класифікуються разом із їх нащадками-ембріофітами у гілки зелених рослин. Вони разом з червоними водоростями та глаукофітовими водоростями утворюють супергрупу архепластиди.

1. Хлорофіти.
2. Хлорофіцієві.
3. Ульвофіцієві.
4. Требуксіофіцієві.
5. Зигнемові.
6. Десмідієві.
7. Харові.

Зелені водорості були поділені на два основні типи:

1. Хлорофіти мешкають переважно у морській воді.
2. Види зелених водоростей, що мешкають переважно в прісній воді, класифікуються як харофіти.

Тим не менш, ареал проживання хлорофітів дуже широкий. Крім морської води, вони також можуть бути знайдені у прісній воді. Інші можуть жити на суші (наприклад, Trentepohliales). Деякі хлорофіти пристосувалися до процвітання в екстремальних умовах, таких як пустелі, гіперсолене середовище та арктичні регіони.

У першому методі таксономічної класифікації хлорофіти містять близько 7000 відомих видів зелених водоростей. За другим методом таксономічної класифікації вони складається лише з близько 4300 видів, тоді як інші, які спочатку розглядалися як хлорофіти, класифікуються як харофіти.

Походження та еволюція зелених водоростей

Хлоропласти зелених водоростей пов'язані подвійною мембраною, тому, ймовірно, вони були придбані прямим ендосімбіозом ціанобактерій. Ряд ціанобактерій демонструють аналогічну пігментацію, але це, мабуть, виникало не раз, і хлоропласти зелених водоростей більше не вважаються тісно пов'язаними з такими формами. Натомість зелені водорості, ймовірно, мають загальне походження з червоними водоростями.

Передбачається, що зелені водорості є предками наземних рослин (ембріофіту).

Ендосимбіотична теорія постулює, що зелені водорості походять від ранніх еукаріот, які поглинули фотосинтетичні прокаріоти Симбіоз між двома примітивними формами життя привів до постійного включення прокаріоту в клітину-господаря і зрештою перетворення першого на органеллу, зокрема пластиду. Передбачається, що ця подія також призвела до появи інших гілок автотрофів, тобто червоних водоростей та глаукофітів. Зелені водорості, у свою чергу, еволюціонували і імовірно дали початок ембіофітам, зокрема через тип харофіти.

Біологічне значення зелених водоростей

Зелені водорості є важливим джерелом їжі для водних організмів. Вони є важливим джерелом крохмалю, яке вони виробляють шляхом фотосинтезу. Завдяки своїй фотосинтетичній активності вони є життєво важливим джерелом атмосферного кисню. Вони встановлюють симбіотичні стосунки коїться з іншими організмами. Наприклад, можна виявити, що тісно пов'язані з інфузорійним парамецієм. Зелені водорості требуксії утворюють лишайники з грибами. Інший вид - хлорела, що утворює симбіоз з видами гідри.

Особливості класу

Близько 90% від загальної кількості видів виростають у прісноводних місцеперебуваннях, а 10% - у морських. Вони можуть бути:

1. Наземними - ростуть на вологому ґрунті, стінах та скелях, наприклад, Fritschiella.
2. Епіфітами - ростуть на інших рослинах, наприклад, трентеополія, протокок і т. д.
3. Ендофітами - ростуть всередині інших рослин, наприклад, Coleocheate nitellum всередині талому нітелу.
4. Епізоотичні - ростуть на поверхні тварин, наприклад, кладофора і Charaeilum на раковинах молюсків і ракоподібних відповідно.
5. Ендозойські, мешкають усередині тіла тварин, наприклад, зоохлорелла всередині губок, хлорелла в тілі гідри.
6. Кріофітами — у полярній області на льоду та снігу, наприклад, хламідомінад сніговий.
7. Теплолюбні — ростуть у гарячих джерелах, наприклад, хлорела.
8. Паразитичними як патогенні мікроорганізми і викликають захворювання, наприклад, цефалеврози (що викликають захворювання на червону іржу чаю та каву).
9. Симбіонтами як компоненти певних лишайників.

Зелений колір від хлорофілу а і б у тих же пропорціях, що й у «вищих» рослин;

Харчові запаси - це крохмаль, деякі жири або олії, як у вищих рослин.

Зелені водорості можуть бути:

• одноклітинними (одна клітина);
• багатоклітинними (множина клітин);
• колоніальними (що живуть у вигляді пухкого скупчення клітин);
• ценоцитарними (що складаються з однієї великої клітини без поперечних стінок; клітина може бути одноядерною або багатоядерною).

Більшість зелених водоростей є водними і зазвичай зустрічаються в прісноводних (в основному харофіти) і морських довкіллях (в основному хлорофіти); деякі з них наземні, ростуть на ґрунті, деревах або скелях (переважно требуксіофіти). Деякі з них перебувають у симбіозі з грибами, що дають лишайники. Інші перебувають у симбіозі з тваринами, наприклад прісноводна гідра має симбіотичний вигляд хлорели, як і парамеція бурсарію – найпростіше.

Ряд прісноводних зелених водоростей (харофіти, десміди та спірогіри) в даний час включені в харофіти тип переважно прісноводних і наземних водоростей, які більш тісно пов'язані з вищими рослинами, ніж морські зелені водорості, що належать до хлорофітів. Інші зелені водорості з переважно наземних жител включені в требуксіофіцеї, клас зелених водоростей з деякими дуже незвичайними особливостями.

Розмноження зелених водоростей

1. Безстатеве розмноження може відбуватися шляхом розподілу (розщеплення), брунькування, фрагментації або зооспорами (рухомими спорами).
2. Статеве розмноження дуже поширене і може бути ізогамним (гамети як рухливі, так і однакового розміру); анізогамним (як рухливі, так і різного розміру - самка більше) або оогамним (самка нерухома і яйцеподібна; самець рухливий).

Багато зелених водоростей мають чергування гаплоїдної та диплоїдної фаз. Гаплоїдні фази утворюють гаметангії (статеві репродуктивні органи), а диплоїдні фази утворюють зооспори шляхом редукційного поділу (мейозу). У деяких немає зміни поколінь, мейоз відбувається у зиготі.

Життя справді було дуже примітивним, коли всі зелені водорості були включені в один клас — хлорофіцієві.Все частіше стає ясно, що зелені водорості дуже різноманітні у своїх взаєминах і в даний час включені в два типи (хлорофіти та харофити) і щонайменше 17 класів.

Динамічний підрахунок видів на базі водоростей показує, що існує близько 4500 видів хлорофітів, у тому числі близько 550 видів требуксіофіцевих (в основному субаеральних і прісноводних), 2500 хлорофіцеєвих (в основному прісноводних), 800 видів бриопсидофіцезієвих (морські морські водорості), 400 сифонкладофіцеєвих (морські водорості) та 250 морських ульвофіцеєвих (морські водорості). Харофіта повністю прісноводна і включає 3500 видів, що на даний час віднесені до 5 класів.

Будова

Хлоропласти мають багато форм. Вони містять хлорофіли а і б, що надають їм яскраво-зелений колір (а також допоміжні пігменти бета-каротин та ксантофіли) і містять складені тілакоїди.

Усі зелені водорості мають мітохондрії із плоскими христами. Коли джгутики присутні, вони зазвичай закріплені хрестоподібною системою мікротрубочок, але вони відсутні у вищих рослин та харофітів. Джгутики використовуються для переміщення організму. Зелені водорості мають клітинні стінки, що містять целюлозу, і піддаються відкритому мітозу без центріолей.

Життєвий цикл

Гаплоїдний життєвий цикл найбільш поширений у водоростей (без дикаріотичної фази) та більшості грибів (з дикаріотичною фазою). Колоніальні водорості, такі як червоні водорості, коричневі водорості та зелені водорості, а також ниткоподібні водорості, такі як червоні, зелені та коричневі водорості, всі демонструють гаплоїдний життєвий цикл.

Загальна історія життя включає як 1n стадію, і 2n стадію, розділені мейозом і сингамією. До мейоза особина є диплоїдною зиготою. Після того, як зигота проходить мейоз, вона розвивається в гаплоїдну (1n) суперечку або будь-яку іншу структуру 1n. Мейоз виробляє чотири клітини з кожної зиготи, і ці клітини можуть бути спорами або іншою структурою, залежно від організму.

Потім чотири клітини пройдуть через мітоз та стануть організмом. У організму є два варіанти, але не завжди. Він може або почати безстатеве розмноження, або виробляти гамети за допомогою мітозу. Ізогамія та анізогамія, а іноді може мати місце оогамія.

Потім гамети зливаються в процесі, званому сингамією чи заплідненням. Всі гамети, що злилися, або походять від однієї особини, або від декількох особин. Після сингамії гамети, що злилися, перетворюються на зиготу і знову стають диплоїдними, процес повторюється знову.

Одним з важливих аспектів гаплоїдного життєвого циклу є те, що є тільки фаза гаметофіту, спорофіт не існує в гаплоїдному життєвому циклі.
Гаплоїдний життєвий цикл відбувається у зелених водоростей.

Вольвокс, наприклад, являє собою колоніальну зелену водорість, в якій на стадії 1n утворюються як чоловічі гамети, так і яйцеклітина, які потім зливаються разом, утворюючи зигоспору, укладену в зиготу оболонку, захищену від суворих умов навколишнього середовища. Ще однією зеленою водоростями, яка демонструє 1n життєвий цикл, є едогонія, яка є ниткоподібною або ланцюжком клітин, сформованих в одній площині. Едогоній росте двома різними способами: через зооспори або через сингамію сперматозоїда та яйцеклітини.

Середовище проживання та поширення зелених водоростей

Середовище проживання зелених водоростей різноманітне, починаючи від океану і закінчуючи прісною водою. Рідко зелені водорості також можна зустріти на суші, в основному на камінні та деревах, а деякі з'являються на поверхні снігу. Вони поширені в районах з великою кількістю світла, таких як мілководдя і басейни з припливами, і менш поширені в океані, ніж бурі та червоні водорості, але їх можна зустріти в прісноводних районах.

Роль у природі та використанні людиною

Органічний бета-каротин виробляється в Австралії з гіперсоленої (яка росте у воді з високою солоністю, часто відомої як розсіл) зеленої водорості дуналіелла солоноводна, вирощеної у величезних ставках. Доведено, що каротин дуже ефективний у профілактиці деяких видів раку, включаючи рак легень2 Визначення 2

Каулерпа - Рід морських водоростей від тропічного до теплого помірного клімату, дуже популярний в акваріумах.

На жаль, це призвело до інтродукції (переселення людиною видів за межі їхнього ареалу) ряду видів каулерпа по всьому світу, найвідомішим прикладом є інвазивний вид Caulerpa taxifolia.

Пігулки хлорели — роду прісноводних та наземних одноклітинних зелених водоростей, що налічує близько 100 видів, вирощується як дріжджі у біореакторах. Його можна приймати у вигляді таблеток або капсул або додавати до таких продуктів, як макарони або печиво. Вважається, що хлорела, яка приймається у будь-якій формі, покращує поживні якості щоденного раціону.

Як і інші водорості, зелені водорості є важливим джерелом їжі для травоїдних морських мешканців, таких як риба, ракоподібні і черевоногих молюсків, включаючи морських равликів.Люди також використовують зелені водорості як їжу. і це вже давно стало частиною японської кухні. Існує понад 30 видів їстівних морських водоростей, які природно багаті мінералами, такими як кальцій, мідь, йод, залізо, магній, марганець, молібден, фосфор, калій, селен, ванадій і цинк. Їстівні види зелених водоростей включають морський салат, морську пальму та морський виноград.

У січні 2009 року дослідники оголосили, що зелені водорості можуть відігравати певну роль у зниженні вмісту вуглекислого газу в атмосфері. У міру танення морського льоду залізо потрапляє до океану. Це сприяє зростанню водоростей, які можуть поглинати вуглекислий газ та вловлювати його поблизу дна океану. Зі збільшенням танення льодовиків це може зменшити наслідки глобального потепління. Інші чинники, однак, можуть зменшити цю вигоду; якщо водорості будуть з'їдені, вуглець може бути викинутий назад у навколишнє середовище.

Потрібна допомога?