Chlorophitic sú druh riasy a jedna zo zložiek línie zelené rastliny, spolu s suchozemských rastlín. Tieto zelené riasy sú rozmanitou skupinou organizmov prítomných vo vodných biotopoch a niekedy aj na suchozemských biotopoch.
Tieto organizmy hrajú kľúčovú úlohu v ekosystémoch stovky miliónov rokov. Predpokladá sa, že vývoj rastlinných rastlín pochádza z predkov chlorofylového typu. Bola to kľúčová udalosť vo vývoji života na Zemi, ktorá viedla k drastickým zmenám v prostredí planéty a iniciovala úplný rozvoj suchozemských ekosystémov.
Zelené riasy na skale na pláži na Korfu. Autor: Kritzolina
V súčasnosti najviac akceptovanou teóriou výskytu chlorofytov je endosymbiotická teória. Táto teória obhajuje, že heterotrofný organizmus zachytil cyanobaktériu, s ktorou bol stabilne integrovaný.
Zelené riasy majú vlastnosti podobné rastlinným rastlinám, ako napríklad dvojmembránové chloroplasty, s laminovanými tylakoidmi, ktoré obsahujú chlorofyl a a b, spolu s ďalšími doplnkovými pigmentmi, ako sú karotény a xantofyly.
vlastnosti
Táto skupina zelených rias vykazuje výraznú zmenu v morfológii, ktorá odráža ekologické a vývojové charakteristiky biotopu, v ktorom sa vyskytli. Rozsah morfologickej diverzity sa pohybuje od najmenších voľne žijúcich eukaryotov, Ostreococcus tauri po rôzne mnohobunkové formy života.
Chlorofyty sú organizmy, ktoré zdieľajú s rastlinnými rastlinami niekoľko bunkových charakteristík. Tieto organizmy majú chloroplasty uzavreté dvojitou membránou s laminovanými tylakoidmi.
Chloroplasty chlorofytov majú vo svojej stróze všeobecne štruktúru nazývanú pyrenoid. Pyrenoid je proteín hmota bohatá na enzým ribulosa-1,5-bisfosfát-karboxylasy-oxygenázy (RuBisCO), ktorý je zodpovedný za fixáciu CO 2 .
Väčšina chlorofytov má pevnú bunkovú stenu s matricou, ktorá je vyrobená z celulózových vlákien. Bičíkové bunky majú pár bičíkov, ktoré majú podobnú štruktúru, ale ich dĺžka sa môže líšiť. Zóna bičíkovitých prechodov (oblasť medzi bičíkom a základným telom) sa obvykle vyznačuje tým, že má tvar hviezdy s deviatimi špičkami.
Habitat a distribúcia
Chlorofyty sú väčšinou bohaté na sladkovodné prostredie vrátane jazier, rybníkov, potokov a mokradí. Na týchto miestach sa môžu stať nepríjemnými v podmienkach kontaminácie živinami.
V morskom prostredí boli nájdené iba dve skupiny chlorofytov. Morské zelené riasy (Ulvophyceae) oplývajú pobrežnými biotopmi. Niektoré morské zelené riasy (hlavne Ulva) môžu tvoriť rozsiahle plávajúce pobrežné kvety, ktoré sa nazývajú „zelený príliv“. Ostatné druhy, ako napríklad Caulerpa a Codium, sú známe svojou invazívnosťou.
Niektoré skupiny chlorofytov, napríklad Trentepohliales, sú výlučne suchozemské a nikdy sa nenachádzajú vo vodnom prostredí.
Caulerpa geminata Harv. Múzeum v Aucklande
Niektoré línie chlorofytov možno nájsť v symbióze s rozmanitou škálou eukaryotov, vrátane húb, lišajníkov, ciliatov, foraminifér, cnidariánov, mäkkýšov (nudibranch a obrích mušlí) a stavovcov.
Iní sa vyvinuli s povinným heterotrofným životným štýlom ako paraziti alebo voľne žijúce druhy. Napríklad zelené riasy Prototheca rastú v odpadových vodách a pôde a môžu spôsobovať infekcie u ľudí a zvierat známe ako prototekóza.
kŕmenie
Ako už bolo uvedené vyššie, chlorofyty sú autotrofné organizmy, čo znamená, že sú schopné vyrobiť si vlastné jedlo. Táto zvláštnosť je zdieľaná s pozemskými rastlinami a dosahujú ju prostredníctvom biochemického procesu nazývaného fotosyntéza.
Po prvé, slnečná energia je zachytená skupinou pigmentov (chlorofyl aab), ktorá sa neskôr transformuje na chemickú energiu prostredníctvom sady oxidačno-redukčných reakcií.
Tento proces sa uskutočňuje v tylakoidovej membráne (vo vnútri chloroplastov), ktorá je zabudovaná do proteínového komplexu zodpovedného za transformáciu svetelnej energie na chemickú energiu.
Svetlo je najprv prijímané pigmentmi v anténnom komplexe, ktorý nasmeruje energiu na chlorofyl a, ktorý je zodpovedný za dodanie fotochemickej energie vo forme elektrónov do zvyšku systému. To vedie k produkcii molekúl s vysokým energetickým potenciálom, ako sú ATP a NADPH.
Ďalej, ATP a NADPH sa používajú v Calvinově cykle, v ktorom je enzým ribulosa-1,5-bisfosfát-karboxylasy-oxygenázy (RuBisCO) má na starosti premenu atmosférického CO 2 do sacharidov. V skutočnosti vďaka štúdiu chlorofytu Chlorella bol Kalvinov cyklus prvýkrát objasnený.
rozmnožovanie
Jednobunkové chlorofyty sa rozmnožujú asexuálne binárnym štiepením, zatiaľ čo vláknité a koloniálne druhy sa môžu rozmnožovať fragmentáciou tela rias.
Pohlavne sa môžu reprodukovať hológiou, ktorá sa vyskytuje, keď celá riasa funguje ako gameta, ktorá sa spája s inou rovnosťou. Môže sa to vyskytnúť v jednobunkových riasach.
Medzitým je konjugácia ďalším veľmi častým prostriedkom sexuálnej reprodukcie vo vláknitých druhoch, kde jedna riasa funguje ako darca (samec) a druhý ako recipient (samica).
Prenos bunkového obsahu sa uskutočňuje pomocou mostíka nazývaného konjugačná skúmavka. Výsledkom je zygospora, ktorá môže zostať dlhodobo spiaca.
Ďalším typom sexuálnej reprodukcie je planogénia, ktorá spočíva v produkcii mobilných gamét, mužských aj ženských. A konečne, oogamy je druh sexuálnej reprodukcie, ktorý spočíva v objavení sa imobilnej samičej gamety, ktorá je oplodnená mobilnou samčou gamétou.
aplikácia
Chlorofyty sú fotosyntetické organizmy schopné produkovať množstvo bioaktívnych zložiek, ktoré sa môžu použiť na komerčné použitie.
Potenciál fotosyntézy uskutočňovanej mikrorias pri výrobe komponentov s vysokou ekonomickou hodnotou alebo na energetické využitie je všeobecne uznávaný kvôli jeho účinnosti pri použití slnečného svetla v porovnaní s vyššími rastlinami.
Chlorofyty sa môžu používať na výrobu širokého spektra metabolitov, ako sú proteíny, lipidy, uhľohydráty, karotenoidy alebo vitamíny pre zdravie, výživu, potravinové prísady a kozmetiku.
Sladkovodný chlorofyt Haematococcus pluvialis. Wiedehopf20
Používanie chlorofytov u ľudí sa datuje 2000 rokov. Biotechnológia spojená s chlorofytmi sa však skutočne začala vyvíjať v polovici minulého storočia.
V súčasnosti sa komerčné aplikácie týchto zelených rias pohybujú od použitia ako potravinového doplnku po výrobu koncentrovaného krmiva pre zvieratá.
Referencie
- Round, FE, 1963. Taxonómia Chlorophyta, British Fycological Bulletin, 2: 4, 224-235, DOI: 10,1080 / 00071616300650061.
- Eonseon, J., Lee, CG, Pelle, JE, 2006. Sekundárna akumulácia karotenoidov v hematococcus (Chlorophyceae): Biosyntéza, regulácia a biotechnológia. Journal of Microbiology and biotechnology, 16 (6): 821-831
- Fang, L., Leliaert, F., Zhang, ZH, Penny, D., Zhong, BJ, 2017. Vývoj Chlorophyta: Náhľady z fylogenomických analýz chloroplastov. Journal of Systematika a vývoj, 55 (4): 322-332
- Leliaert, F., Smith, DR, Moreau, H., Herron, MD, Verbruggen, H., Delwiche, CF, De Clerck, O., 2012. Phylogeny a molekulárny vývoj zelených rias. Kritické recenzie vo vede o rastlinách, 31: 1-46
- Priyadarshani, I., Rath, B., 2012. Obchodné a priemyselné aplikácie mikro rias - prehľad. Využitie biomasy Journal Algal, 3 (4): 89-100