EUGLENOPHYTA: EIGENSCHAFTEN, FORTPFLANZUNG, ERNÄHRUNG, KLASSIFIZIERUNG - BIOLOGIE - 2024

Euglenophyta ist eine Teilung des Königreichs Protista, die grüne und farblose Flagellen-Protozoenorganismen umfasst. Die Euglenidae und damit die Euglenophyten gehören zur Supergruppe Excavata und zum Stamm Euglenozoa, einem sehr vielfältigen Stamm, insbesondere hinsichtlich seiner Ernährungseigenschaften.

Die ersten Euglenophyten wurden in den 1830er Jahren von Ehrenberg beschrieben und seitdem eingehend untersucht, hauptsächlich aufgrund ihrer relativ großen Zellgröße, einfachen Kultur und Sammlung.

Allgemeine Skizze einer Euglena (Quelle:
Claudio Miklos über Wikimedia Commons)

Das Protista-Königreich ist ein polyphyletisches Königreich, dessen Mitglieder sich größtenteils durch einzellige eukaryotische Organismen mit heterotrophen und autotrophen Vertretern auszeichnen. In diesem Königreich befinden sich neben den Euglenidae auch die Kinetoplasten, Apikomplexe, Chlorophyten und andere.

Es ist erwähnenswert, dass Euglenophyta der Begriff ist, der verwendet wird, um eine robuste phylogenetische Klade zu definieren, die die photoautotrophen Formen mit Plastiden gruppiert, während der Begriff "Euglenid" verwendet wird, um alle Organismen des Euglenozoa-Phylums zu benennen, sowohl Photoautotrophen als auch Heterotrophen.

Die meisten Organismen der Euglenophytengruppe sind Süßwasserorganismen, obwohl es Berichte über einige Salzwasserarten gibt. Dies waren die ersten Protisten, die im Detail entdeckt und beschrieben wurden. Ihr Name leitet sich von der Gattung Euglena ab, deren Art die ersten im 17. Jahrhundert beschriebenen Euglenidae waren.

Eigenschaften

Euglenophyten haben eine Vielzahl von Formen: Sie können länglich, oval oder kugelförmig und sogar blattförmig sein. Phylogenetische Studien zeigen jedoch, dass die Spindelzellform innerhalb dieser Gruppe am häufigsten vorkommt.

Im Inneren befindet sich ein großes Netzwerk von Proteinbanden, die unter der Plasmamembran verbunden sind und eine Struktur bilden, die als Film bekannt ist.

Sie haben ein einzelnes verzweigtes Mitochondrium, das im gesamten Zellkörper verteilt ist. Die meisten Arten haben einen Ocellus oder "Augenfleck", der es ihnen ermöglicht, unterschiedliche Wellenlängen zu erfassen.

Flagella

Sie haben normalerweise zwei Flagellen als Fortbewegungsorgane. Diese Flagellen entstehen anterior innerhalb einer zellulären Invagination, die aus einem röhrenförmigen Kanal besteht. Die Basis der Flagellen ist an der Wand der Invagination abgestützt.

Der austretende Teil jedes Flagellums hat eine einseitige Haarreihe. Das Photorezeptororgan befindet sich in einer Verdickung an der Basis des Flagellums.

Plastiden

Die verschiedenen Gattungen von Euglenophyten unterscheiden sich hinsichtlich der Morphologie der Chloroplasten sowie ihrer Position in der Zelle, ihrer Größe, Anzahl und Form. Verschiedene Autoren sind sich einig, dass Euglenophyten Plastiden sekundären Ursprungs haben.

Paramil

Die Hauptreservesubstanz der Euglenidae, einschließlich der Euglenophyten, ist Paramil. Dies ist ein stärkeähnliches Makromolekül, das aus Glucoseresten besteht, die durch β-1,3-Bindungen verbunden und als festes Granulat mit einer helikalen Organisation abgeschieden sind.

Paramyl kann als Granulat im Zytoplasma gefunden werden oder mit Chloroplasten assoziiert sein, die das bilden, was einige Autoren "Paramylzentren" nennen. Die Größe und Form des Granulats ist sehr unterschiedlich und hängt oft von der betrachteten Art ab.

Ader

Euglenophyten sowie die anderen Mitglieder des Stammes haben einen einzigen chromosomalen Kern und ihre Kernmembran ist keine Fortsetzung des endoplasmatischen Retikulums. Die Teilung des Kerns erfolgt als intranukleäre Mitose ohne Beteiligung der Zentriolen.

Reproduktion

Asexuelle Reproduktion

Die Vermehrung von Euglenophyten erfolgt hauptsächlich asexuell. Die Mitose in diesen Organismen unterscheidet sich etwas von der bei Tieren, Pflanzen und sogar anderen Protisten beobachteten.

Der Beginn der Zellteilung ist durch die Wanderung des Kerns zur Basis der Flagellen gekennzeichnet. Während der Teilung verschwinden in diesen Organismen weder die Kernhülle noch die Nukleolen.

Wenn sie die richtige Position erreichen, verlängern sich beide Strukturen gleichzeitig, wenn sich die Chromosomen in die Mitte des Kerns bewegen und eine Metaphasenplatte in Form eines Fadens bilden. Das Zentrum der Platte wird von den Nukleolen durchdrungen.

Im Gegensatz zu den übrigen Eukaryoten verlängert sich der Kern in den Eugleniden zunächst senkrecht zur Länge der Zellachse und trennt so die Schwesterchromatiden. Erst wenn die Dehnung des Kerns abgeschlossen ist, verkürzen sich die Spindelfasern und die Chromosomen bewegen sich in Richtung der Pole.

Wenn Zellen die Telophase erreichen, wird der Kern über die gesamte Zelle gespannt. Die Strangulation der Kernmembran endet mit der Teilung des Nukleolus und der Trennung der Tochterkerne.

Die Zytokinese erfolgt durch die Bildung einer Teilungsrille, die sich im vorderen Bereich der Zelle bildet und sich in Richtung des hinteren Bereichs bewegt, bis sich die beiden neuen Zellen trennen.

Sexuelle Fortpflanzung

Lange Zeit wurde angenommen, dass Flagellat-Euglenoid-Arten keine sexuelle Reproduktion aufweisen. Neuere Studien haben jedoch gezeigt, dass viele von ihnen während ihres gesamten Lebenszyklus eine Art Meiose aufweisen, obwohl die Berichte nicht sehr sind klar darüber.

Ernährung

Euglenophyten sind in Süßwasserkörpern mit reichlich vorhandenen Ablagerungen von zersetzendem organischem Material leicht verfügbar.

Die Chloroplasten von Euglenophyten sind von drei Membranen umgeben und ihre Thylakoide sind in einem Trio gestapelt. Diese Organismen verwenden als Photosynthesepigmente zusätzlich zu den Chlorophyllen a und b Phycobiline, β-Carotine und die Xanthophylle Neoxanthin und Diadinoxanthin.

Trotz ihrer Auxotrophie müssen bestimmte Euglenophyten einige Vitamine wie Vitamin B1 und Vitamin B12 aus ihrer Umgebung aufnehmen, da sie diese nicht selbst synthetisieren können.

Einstufung

Das Phylum Euglenozoa ist ein monophyletisches Phylum, das aus den Gruppen Euglenida, Kinetoplaste, DIplonemea und Symbiontida besteht. Eugleneide sind durch das Vorhandensein eines filmartigen Zytoskeletts gekennzeichnet und umfassen phototrophe, heterotrophe und mixotrophe Organismen.

Die Gruppe der Euglenophyten ist in drei Ordnungen und insgesamt 14 Gattungen unterteilt. Die Orden werden von Rapaza, den Eutrepiales und den Euglenales vertreten. Die Rapaza-Ordnung enthält nur eine Meeresspezies, R. viridis, die sich durch mixotrophe Zellen und einen anderen Nahrungsapparat auszeichnet als die Arten der anderen Ordnungen.

Die Eutrepiales besitzen bestimmte Eigenschaften, die darauf hindeuten, dass diese Organismen Vorfahren sind, darunter die Fähigkeit, sich an marine Gewässer anzupassen, und das Vorhandensein von zwei emergenten Flagellen. Innerhalb der Ordnung der Eutrepiales sind die Gattungen Eutreptia und Eutreptiella.

Beide Gattungen haben phototrophe oder photoautotrophe Zellen mit einem flexiblen Zytoskelett und einem Mangel an Nahrungsapparat.

Die Euglenales sind eine vielfältigere Gruppe und haben ein einziges emergentes Flagellum. Es wird angenommen, dass es sich ausschließlich um Süßwasser handelt. Diese Reihenfolge umfasst phototrophe und heterotrophe Spezies mit Filmen oder starren Zytoskeletten.

Die Ordnung ist in zwei Familien monophyletischen Ursprungs unterteilt: Euglenaceae und Phacaceae.

Die Familie der Euglenaceae umfasst acht Gattungen: Euglena (polyphyletische Gruppe), Euglenaria, Euglenaformis, Cryptoglena, Monomorphina, Colacium, Trachelomonas und Strombomonas. Sie variieren stark in Bezug auf Form, Position und Anzahl der Plastiden und die allgemeine Zellmorphologie.

Die Familie der Phacaceae umfasst drei Gattungen: Phacus (paraphyletische Gruppe), Lepocinclis und Discoplastis. Mitglieder der Familien Phacus und Lepocinclis haben einen abgeflachten starren Film, der ihnen eine helikale Form verleiht.

Beispiele für Arten

Die repräsentativste Gattung der Euglenophyten ist zweifellos die Gattung Euglena. Innerhalb dieser Gattung befindet sich die Art Euglena gracilis.

Dieser Organismus wurde zur Durchführung von Photosynthesestudien verwendet, da er eine für höhere Pflanzen typische Photosynthese darstellt und verschiedene organische Verbindungen für das Wachstum im Dunkeln verwenden kann, was ihn zu einem phototropen Modellorganismus für die Forschung macht.

Organismen dieser Art und andere der gleichen Gattung wurden auch für biotechnologische Zwecke verwendet, da ihre Chloroplasten und ihr Zytoplasma Orte der reichlichen Synthese verschiedener Verbindungen mit biotechnologischer Bedeutung sind, wie Vitamin E, Paramilon, Wachsester, mehrfach ungesättigte Fettsäuren, Biotin und einige Aminosäuren.

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