Die Chlorophiten sind eine Art von Algen und einer der Bestandteile der Linie viridiplantae, zusammen mit Landpflanzen. Diese Grünalgen sind eine vielfältige Gruppe von Organismen, die in aquatischen Lebensräumen und manchmal in terrestrischen Lebensräumen vorkommen.
Diese Organismen spielen seit Hunderten von Millionen von Jahren eine Schlüsselrolle in Ökosystemen. Es wird angenommen, dass die Entwicklung von Landpflanzen von einem Vorfahren vom Typ Chlorophyten herrührt. Dies war ein Schlüsselereignis in der Entwicklung des Lebens auf der Erde, das zu einer drastischen Veränderung der Umwelt des Planeten führte und die vollständige Entwicklung der terrestrischen Ökosysteme einleitete.
Grünalgen auf einem Felsen am Strand in Korfu. Von Kritzolina
Die derzeit am meisten akzeptierte Theorie über das Auftreten von Chlorophyten ist die endosymbiotische. Diese Theorie verteidigt, dass ein heterotropher Organismus ein Cyanobakterium eingefangen hat, in das es stabil integriert war.
Grünalgen haben ähnliche Eigenschaften wie Landpflanzen, wie Doppelmembran-Chloroplasten mit laminierten Thylakoiden, die Chlorophyll a und b enthalten, sowie andere akzessorische Pigmente wie Carotine und Xanthophylle.
Eigenschaften
Diese Gruppe von Grünalgen weist eine deutliche Variation in der Morphologie auf, die die ökologischen und evolutionären Eigenschaften des Lebensraums widerspiegelt, in dem sie entstanden sind. Das Spektrum der morphologischen Vielfalt reicht vom kleinsten frei lebenden Eukaryoten Ostreococcus tauri bis zu verschiedenen mehrzelligen Lebensformen.
Chlorophyten sind Organismen, die mehrere zelluläre Eigenschaften mit Landpflanzen teilen. Diese Organismen haben Chloroplasten, die von einer Doppelmembran mit laminierten Thylakoiden umschlossen sind.
Chloroplasten von Chlorophyten haben im Allgemeinen eine Struktur in ihrem Stroma, die als Pyrenoid bezeichnet wird. Das Pyrenoid ist eine Proteinmasse, die reich an dem Enzym Ribulose-1,5-Bisphosphat-Carboxylase-Oxygenase (RuBisCO) ist, das für die Fixierung von CO 2 verantwortlich ist .
Die meisten Chlorophyten haben eine feste Zellwand mit einer Matrix aus Cellulosefasern. Flagellatzellen besitzen ein Flagellenpaar, das eine ähnliche Struktur aufweist, jedoch unterschiedlich lang sein kann. Die Flagellenübergangszone (der Bereich zwischen dem Flagellum und dem Basalkörper) ist typischerweise durch eine neunzackige Sternform gekennzeichnet.
Lebensraum und Verbreitung
Chlorophyten kommen normalerweise in Süßwasserumgebungen vor, einschließlich Seen, Teichen, Bächen und Feuchtgebieten. An diesen Stellen können sie die Nährstoffkontamination stören.
In Meeresumgebungen wurden nur zwei Gruppen von Chlorophyten gefunden. Meeresgrünalgen (Ulvophyceae) sind in Küstenlebensräumen reichlich vorhanden. Einige Meeresgrünalgen (hauptsächlich Ulva) können ausgedehnte schwimmende Küstenblüten bilden, die als „grüne Flut“ bezeichnet werden. Andere Arten wie Caulerpa und Codium sind für ihre invasive Natur berüchtigt.
Einige Gruppen von Chlorophyten, zum Beispiel die Trentepohliales, sind ausschließlich terrestrisch und kommen in Gewässern nie vor.
Caulerpa geminata Harv. Auckland Museum
Einige Abstammungslinien von Chlorophyten können in Symbiose mit einer Vielzahl von Eukaryoten gefunden werden, darunter Pilze, Flechten, Ciliaten, Foraminiferen, Nesseltiere, Weichtiere (Nacktschnecken und Riesenmuscheln) und Wirbeltiere.
Andere haben sich zu einem obligaten heterotrophen Lebensstil als Parasiten oder frei lebende Arten entwickelt. Beispielsweise wächst die Grünalge Prototheca in Abwasser und Boden und kann bei Menschen und Tieren Infektionen verursachen, die als Protothekose bekannt sind.
Füttern
Wie oben erwähnt, sind Chlorophyten autotrophe Organismen, was bedeutet, dass sie in der Lage sind, ihre eigene Nahrung herzustellen. Diese Besonderheit wird mit Landpflanzen geteilt und sie erreichen sie durch einen biochemischen Prozess, der als Photosynthese bezeichnet wird.
Zunächst wird Sonnenenergie von einer Gruppe von Pigmenten (Chlorophyll a und b) eingefangen, die später durch eine Reihe von Oxidreduktionsreaktionen in chemische Energie umgewandelt werden.
Dieser Prozess wird in der Thylakoidmembran (innerhalb der Chloroplasten) durchgeführt, die in den Proteinkomplex eingebettet ist, der für die Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie verantwortlich ist.
Das Licht wird zuerst von den Pigmenten innerhalb des Antennenkomplexes empfangen, die die Energie auf Chlorophyll a lenken, das für die Bereitstellung der photochemischen Energie in Form von Elektronen für den Rest des Systems verantwortlich ist. Dies führt zur Produktion von Molekülen mit hohem Energiepotential wie ATP und NADPH.
Als nächstes werden ATP und NADPH im Calvin-Zyklus verwendet, in dem das Enzym Ribulose-1,5-Bisphosphat-Carboxylase-Oxygenase (RuBisCO) für die Umwandlung von atmosphärischem CO 2 in Kohlenhydrate verantwortlich ist. Dank der Untersuchung eines Chlorophyten, Chlorella, wurde der Calvin-Zyklus zum ersten Mal aufgeklärt.
Reproduktion
Einzellige Chlorophyten vermehren sich ungeschlechtlich durch binäre Spaltung, während sich filamentöse und koloniale Arten durch Fragmentierung des Algenkörpers vermehren können.
Sexuell können sie durch Hologamie reproduziert werden, die auftritt, wenn die gesamte Alge als Gamete fungiert und mit einer anderen gleich verschmilzt. Dies kann bei einzelligen Algen auftreten.
Die Konjugation ist ein weiteres sehr verbreitetes Mittel zur sexuellen Fortpflanzung bei filamentösen Arten, bei denen eine Alge als Spender (männlich) und eine andere als Empfänger (weiblich) fungiert.
Die Übertragung des Zellinhalts erfolgt mittels einer Brücke, die als Konjugationsröhre bezeichnet wird. Dadurch entsteht eine Zygospore, die lange Zeit ruhen kann.
Eine andere Art der sexuellen Fortpflanzung ist die Planogamie, bei der sowohl männliche als auch weibliche mobile Gameten hergestellt werden. Schließlich ist Oogamie eine Art der sexuellen Fortpflanzung, die aus dem Auftreten einer unbeweglichen weiblichen Gamete besteht, die von einer mobilen männlichen Gamete befruchtet wird.
Anwendungen
Chlorophyten sind photosynthetische Organismen, die zahlreiche bioaktive Komponenten produzieren können, die für die kommerzielle Verwendung verwendet werden können.
Das Potenzial der Photosynthese von Mikroalgen bei der Herstellung von Bauteilen mit hohem wirtschaftlichen Wert oder zur Energieverwendung ist aufgrund ihrer Effizienz bei der Nutzung des Sonnenlichts im Vergleich zu höheren Pflanzen allgemein anerkannt.
Chlorophyten können zur Herstellung einer Vielzahl von Metaboliten wie Proteinen, Lipiden, Kohlenhydraten, Carotinoiden oder Vitaminen für Gesundheit, Ernährung, Lebensmittelzusatzstoffe und Kosmetika verwendet werden.
Der Süßwasserchlorophyt Haematococcus pluvialis. Wiedehopf20
Die Verwendung von Chlorophyten durch Menschen reicht 2000 Jahre zurück. Die mit Chlorophyten verbundene Biotechnologie begann sich jedoch Mitte des letzten Jahrhunderts zu entwickeln.
Die kommerziellen Anwendungen dieser Grünalgen reichen heute von der Verwendung als Nahrungsergänzungsmittel bis zur Herstellung von konzentriertem Tierfutter.
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