A klorofitok egyfajú algák és a viridiplantae törzs egyik alkotóeleme, a szárazföldi növényekkel együtt. Ezek a zöld algák a vízi élőhelyekben, néha a szárazföldi élőhelyekben jelenlévő organizmusok változatos csoportja.
Ezek az organizmusok több száz millió évig kulcsszerepet játszottak az ökoszisztémákban. Úgy gondolják, hogy a szárazföldi növények fejlődése klorofit típusú őstől származik. Ez kulcsfontosságú esemény volt a Föld életének fejlődésében, amely drasztikus változáshoz vezetett a bolygó környezetében, megindítva a szárazföldi ökoszisztémák teljes fejlődését.
Zöld alga egy szikla a tengerparton, Korfu. Kritzolina készítette
A klorofitok megjelenéséről jelenleg a leginkább elfogadott elmélet az endosimbiotikus. Ez az elmélet védi azt, hogy egy heterotróf organizmus elfoglalt egy cianobaktériumot, amellyel stabilan integrálódott.
A zöld algák tulajdonságai hasonlóak a szárazföldi növényekhez, például kettős membránú kloroplasztok vannak az a és b klorofilt tartalmazó laminált tilakoidokkal, valamint egyéb kiegészítő pigmentekkel, például karotinokkal és xantofillokkal.
jellemzők
A zöld alga ezen csoportja morfológiájában jelentős eltéréseket mutat, tükrözve azoknak az élőhelyeknek az ökológiai és evolúciós tulajdonságait, amelyekben felmerültek. A morfológiai sokféleség tartománya a legkisebb szabadon élő eukariótától, az Ostreococcus tauri-tól a többsejtű életformáig terjed.
A klorofiták olyan szervezetek, amelyek több sejtjellemzővel rendelkeznek a szárazföldi növényekkel. Ezeknek az organizmusoknak kloroplasztok vannak, amelyeket egy kettős membrán zár be, laminált tiroidokkal.
A klorofitok kloroplasztjainak strómájukban általában pyrenoidnak nevezett szerkezetük van. A pirenoid olyan protein tömeg, amely gazdag a Ribulose-1,5-biszfoszfát-karboxiláz-oxigenáz enzimben (RuBisCO), amely felelős a CO 2 rögzítéséért.
A legtöbb klorofitának szilárd sejtfal van, mátrixával, amelyet cellulózszál alkot. A flagellate sejtek tartalmaznak néhány flagella szerkezetet, amelyek szerkezete hasonló, de hosszúságúak lehetnek. A flagellar átmeneti zónára (a flagellum és az alaptest közötti régióra) jellemzően kilenc hegyes csillag alakú jellemzik.
Élőhely és elterjedés
A klorofiták általában bőségesen vannak édesvízi környezetben, ideértve a tavak, tavak, patakok és vizes élőhelyek területeit. Ezekben a helyeken ártalmas lehet a tápanyagok szennyezettsége szempontjából.
Csak a klorofitok két csoportját találtak a tengeri környezetben. Tengeri zöld algák (Ulvophyceae) bőven vannak a part menti élőhelyekben. Néhány tengeri zöld alga (elsősorban Ulva) kiterjedt úszó parti virágzást képezhet, amelyet zöld dagálynak neveznek. Más fajok, például a Caulerpa és a Codium, invazív természetükről híresek.
A klorofiták egyes csoportjai, például a Trentepohliales, kizárólag szárazföldi, és soha nem fordulnak elő a vízi környezetben.
Caulerpa geminata Harv. Auckland Múzeum
A klorofiták néhány fajtája számosféle eukarióta, például gombák, zuzmók, ciliátok, foraminifera, cnidarians, puhatestűek (nudibranchusok és óriáskagylók) és gerincesek szimbiózisában található meg.
Mások úgy fejlődtek, hogy parazitákként vagy szabadon élő fajokként kötelező heterotróf életstílussá válnak. Például a Prototheca zöld algák a szennyvízben és a talajban növekednek, és prototekózisnak nevezett embereken és állatokon okozhatnak fertőzéseket.
Táplálás
Mint fentebb említettük, a klorofiták autotrofikus szervezetek, ami azt jelenti, hogy képesek saját ételeiket elkészíteni. Ez a sajátosság megoszlik a szárazföldi növényekkel, és fotoszintézisnek nevezett biokémiai folyamat révén érik el.
Először a napenergiát egy pigmentcsoport (a klorofill a és b) fogja össze, amelyet később kémiai energiává kell alakítani egy sor oxid-redukciós reakció révén.
Ezt a folyamatot a tiroid membránban (a kloroplasztokban) hajtják végre, amely be van ágyazva a fehérjekomplexbe, amely a fényenergiát kémiai energiává alakítja.
A fényt először a pigmentek veszik az antennakomplexben, amely az energiát az a klorofillre irányítja, amely a fotokémiai energiát elektronok formájában biztosítja a rendszer többi részéhez. Ez nagy energiapotenciálú molekulák, például ATP és NADPH előállításához vezet.
Ezután az ATP-t és a NADPH-t használjuk a Calvin-ciklusban, amelyben a Ribulose-1,5-bisz-foszfát-karboxiláz-oxigenáz enzim (RuBisCO) felelős a légköri CO 2 szénhidrátokké történő átalakításáért. Valójában, a klorofit, a Chlorella tanulmányának köszönhetően a Kalvin-ciklust először magyarázták meg.
Reprodukció
Az egysejtű klorofiták aszexuálisan szaporodnak bináris hasadással, míg a rostos és gyarmatos fajok az algák törésével szaporodhatnak.
Szexuálisan hologamia által reprodukálható, amely akkor fordul elő, amikor az egész alga ivarsejtként funkcionál, és egy másik egyenlővel megolvad. Ez előfordulhat az egysejtű algákban.
A konjugáció ugyanakkor a szálak szaporodásának egy nagyon gyakori eszköze a rostos fajokban, amelyekben az egyik alga donorként (hím), másik pedig recipiensként (nőivarúként) funkcionál.
A celluláris tartalom átadását egy konjugációs csőnek nevezett híd segítségével hajtjuk végre. Ez olyan zygospórát hoz létre, amely hosszú ideig alvó állapotban maradhat.
A szexuális szaporodás egy másik típusa a planogamia, amely a mobil ivarsejtek termeléséből áll, mind a férfi, mind a nőstényekből. Végül, az oogamia egyfajta szexuális szaporodás, amely egy mozdulatlan női ivarsejt megjelenéséből áll, amelyet egy mobil férfi ivarsejte megtermékenyít.
Alkalmazások
A klorofiták olyan fotoszintetikus organizmusok, amelyek számos bioaktív alkotórészt képesek előállítani, amelyek felhasználhatók kereskedelmi használatra.
A mikroalgák által a nagy gazdasági értékű komponensek előállításában vagy energiafelhasználás céljából végzett fotoszintézis lehetősége széles körben elismert, mivel a napfény hatékonyabban használja fel a magasabb növényeket.
A klorofiták felhasználhatók metabolitok széles skálájának előállítására, mint például fehérjék, lipidek, szénhidrátok, karotinoidok vagy vitaminok az egészség, táplálkozás, élelmiszer-adalékanyagok és kozmetikumok számára.
Az édesvízi klorofit Haematococcus pluvialis. Wiedehopf20
A klorofitok ember általi használata 2000-ben nyúlik vissza. A klorofitokkal kapcsolatos biotechnológia azonban a múlt század közepén kezdte fejlődni.
Ma ezeknek a zöld algáknak a kereskedelmi felhasználása az étrend-kiegészítőként történő felhasználástól a koncentrált állati takarmány előállításáig terjed.
Irodalom
- Round, FE, 1963. A Chlorophyta taxonómiája, British Phycological Bulletin, 2: 4, 224-235, DOI: 10.1080 / 00071616300650061
- Eonseon, J., Lee, CG, Pelle, JE, 2006. Másodlagos karotinoid akkumuláció Haematococcusban (Chlorophyceae): Bioszintézis, szabályozás és biotechnológia. Journal of Microbiology and biotechnology, 16 (6): 821-831
- Fang, L., Leliaert, F., Zhang, ZH, Penny, D., Zhong, BJ, 2017. A Chlorophyta evolúciója: Betekintés a kloroplaszt filogenomikai analíziseiből. 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. A zöld algák filogenetása és molekuláris evolúciója. Kritikus áttekintés a növénytudományban, 31: 1-46
- Priyadarshani, I., Rath, B., 2012. A mikroalgák kereskedelmi és ipari alkalmazásai - áttekintés. Journal Algal Biomass Utilization, 3 (4): 89-100