Algen - Algae


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Algen
Eine informelle Bezeichnung für eine vielfältige Gruppe von Photosynthese Eukaryoten
Zeitbereich: Mesoproterozoischen-present
Eine Vielzahl von Algen auf dem Meeresboden in flachen Gewässern wachsen
Eine Vielzahl von Algen auf dem Meeresboden in flachen Gewässern wachsen
Wissenschaftliche Klassifikation
Domain: Eukaryota , Bacteria
Gruppen enthalten

Typischerweise ausgeschlossen:

Algae ( / æ l i , æ l ɡ i / ; Singular Alge / æ l ɡ ə / ) ist ein informeller Begriff für eine große, vielfältige Gruppe von Photosynthese eukaryotischen Organismen , die nicht unbedingt eng miteinander verwandt sind, und ist somit polyphyletic . Inklusive Organismen reichen von einzelligem Mikroalge Genera, wie Chlorella und dem Diatomeen , zu vielzelligen Formen, wie zum Beispiel des Riesentang , eine große Braunalge der bis zu 50 m Länge aufwachsen kann. Die meisten sind Wasser- und autotrophen und fehlt vielen der verschiedenen Zell- und Gewebetypen, wie Stomata , Xylem und Phloem , das zu finden sind Landpflanzen . Der größte und komplexeste Meeresalgen heißen Meeresalgen , während die komplexeste Süß- Formen sind die Charophyta , eine Division von Grünalgen , die, zum Beispiel, enthält Spirogyra und die Armleuchteralgen .

Keine Definition von Algen ist allgemein anerkannt. Eine Definition ist , dass Alge „hat Chlorophyll als ihr primäre Photosynthese Pigment und ermangeln eine sterile Abdeckung der Zellen rund um ihre Reproduktions cells“. Obwohl Cyanobakterien oft als bezeichnet werden „Blaualgen“, ausschließen meisten Behörden alle Prokaryoten aus der Definition der Alge.

Algen bilden eine polyphyletic Gruppe , da sie nicht einen gemeinsamen Vorfahren sind, und obwohl ihre Plastiden scheinen einen einzigen Ursprung zu haben, von Cyanobakterien, wurden sie auf verschiedene Weise erworben. Grünalgen sind Beispiele für Algen , die Primär haben Chloroplasten abgeleitet endosymbiotische Cyanobakterien. Diatomeen und Braunalgen sind Beispiele für Algen mit sekundären Chloroplasten abgeleitet von einem endosymbiotische Rotalge .

Algen zeigen ein breites Spektrum von Fortpflanzungsstrategien, von der einfachen asexuelle Zellteilung bis hin zu komplexen Formen der sexuellen Fortpflanzung .

Algae fehlt die verschiedenen Strukturen , die Landpflanzen, wie die phyllids (blattartige Strukturen) von prägen Moosen , Rhizoiden in nonvascular Pflanzen , und die Wurzeln , Blättern und anderen Organen gefunden tracheophytes ( Gefässpflanzen ). Die meisten sind phototrophen , obwohl manche mixotrophen , Herleiten Energie sowohl aus der Photosynthese und die Aufnahme von organischem Kohlenstoff entweder durch osmotrophy , myzotrophy oder phagotrophy . Einige einzellige Arten von grünen Algen , viele Goldalgen , euglenids , Dinoflagellaten und Tange haben sich heterotrophs (auch farblos oder apochlorotic Alge genannt), manchmal parasitär, die sich gänzlich von externen Energiequellen und haben nur begrenzte oder gar keine Photosyntheseapparats. Einige andere heterotrophe Organismen, wie zum Beispiel der apicomplexans , sind auch aus Zellen , deren Vorfahren besaß Plastiden abgeleitet, sind aber nicht traditionell als Alge in Betracht gezogen. Algae haben Photosynthese Maschinen schließlich von abgeleiteten Cyanobakterien , die produzieren Sauerstoff als Nebenprodukt der Photosynthese, im Gegensatz zu anderen photosynthetischen Bakterien wie lila und grüne Schwefelbakterien . Versteinerte Fadenalgen aus dem Vindhya Becken wurden vor zu 1,6-1700000000 Jahre zurück.

Etymologie und Studium

Die singuläre Alge ist das lateinische Wort für „Seetang“ und behält diese Bedeutung in Englisch. Die Etymologie ist unklar. Obwohl einige spekulieren , dass es auf Latein verwendet ist Algere , „kalt“ ist , wird kein Grund , Seegras mit Temperatur zu assoziieren bekannt. Eine wahrscheinlichere Quelle ist Alliga „verbindlich, entwining“.

Das altgriechischen Wort für Algen war φῦκος ( phŷcos ), die entweder die Algen bedeuten könnte (wahrscheinlich Rotalgen) oder einen roten Farbstoff daraus abgeleitet. Die Latinisierung, Fucus , bedeutete in erster Linie die kosmetische Schminke. Die Etymologie ist unsicher, aber ein starker Kandidat ist seit langem einig Wort zu der biblischen פוך (bezogen gewesen PUK ), „Farbe“ (wenn nicht das Wort selbst), eineine kosmetischen Lidschatten von den alten Ägyptern und anderen Bewohnern der östlichen verwendet Mittelmeer. Schwarz, Rot, Grün oder Blau: Es könnte eine beliebige Farbe sein.

Dementsprechend ist die moderne Studie der Meeres- und Süßwasseralgen entweder genannt phycology oder Algologie, je nachdem , ob die griechischen oder lateinischen Wurzel verwendet. Der Name Fucus erscheint in einer Reihe von Taxa .

Einstufung

Falschfarbenrasterelektronenmikroskopische Aufnahme des einzellige Coccolithophor Gephyrocapsa oceanica

Die Alge enthält Chloroplasten , die in ihrer Struktur Cyanobakterien ähnlich sind. Chloroplasten enthält kreisförmige DNA wie in Cyanobakterien und wird als Darstellung reduzierte endosymbiotische Cyanobakterien interpretiert. Allerdings ist der genaue Ursprung der Chloroplasten unterschiedliche unter getrennten Linien von Algen, deren Anschaffung während unterschiedlicher endosymbiontischen Ereignisse reflektiert. Die nachfolgende Tabelle beschreibt die Zusammensetzung der drei großen Gruppen von Algen. Ihre Abstammung Beziehungen sind in der Figur in der oberen rechten Ecke angezeigt. Viele dieser Gruppen enthalten einige Mitglieder, die nicht mehr Photosynthese. Einige behalten Plastiden, aber nicht Chloroplasten, andere Plastiden gänzlich verloren haben.

Phylogenie basierend auf Plastiden nicht nukleozytoplasmatischen Genealogie:

Cyanobakterien

Glaucophyta

Rhodoplasten

Rhodophytes

Heterokonten

Kryptophyten

Haptophyten

Chloroplasten

Euglenophytes

Chlorophyten

Characeen

Landpflanzen (Embryophyta)

Chlorarachniophyta

Supergruppe Zugehörigkeit Mitglieder Endosymbiont Zusammenfassung
Primoplantae /
Archaeplastida
Cyanobakterien Diese Algen haben ‚primären‘ Chloroplasten , dh die Chloroplasten von zwei Membranen umgeben sind und vermutlich durch ein einziges endosymbiontischen Ereignis entwickelt. Die Chloroplasten von Rotalgen haben Chlorophyll a und c (oft) und Phycobiline , während diejenigen der Grünalge haben Chloroplasten mit Chlorophyll a und b ohne Phycobiline. Landpflanzen sind in ähnlicher Weise zu Grünalge pigmentiert und wohl aus ihnen entwickelt, so dass die Chlorophyten ist eine Schwestergruppe zu den Pflanzen; manchmal die Chlorophyten, die Charophyta und Landpflanzen werden zusammen als der gruppierten Viridiplantae .
Excavata und Rhizaria Grüne Algen

Diese Gruppen haben grüne Chloroplasten enthalten Chlorophyll a und b . Ihre Chloroplasten werden von vier und drei Membranen umgeben sind, und wurden wohl von eingenommenen Grünalgen erhalten.

Chlorarachniophyta , die zum Stamm gehören cercozoa , enthalten eine kleine Nucleomorph , das ist ein Relikt der die Alge Nukleus .

Euglenids , die zum Stamm gehören Euglenozoa , lebt vor allem im Süßwasser und hat Chloroplasten mit nur drei Membranen. Die endosymbiontischen Grünalge kann durch erworben wurden Myzozytose statt Phagozytose .

Chromista und Alveolata Rotalgen

Diese Gruppen haben Chloroplasten enthalten Chlorophyll a und c , und Phycobiline. Die Form ändert sich von Anlage zu Anlage; sie von discoid sein können, plattenartig, netzartig, becherförmigen, spiralförmigen oder bandförmigen. Sie haben ein oder mehr Pyrenoide Protein und Stärke zu bewahren. Letztere Chlorophylltyp wird nicht von irgendwelchen Prokaryoten oder primären Chloroplasten bekannt, aber genetische Ähnlichkeiten mit Rotalgen ein Verhältnis vorzuschlagen.

In den ersten drei diese Gruppen (Chromista), haben die Chloroplasten vier Membranen, einen Halt Nucleomorph in Cryptomonaden , und sie einen gemeinsamen pigmentierte Vorfahren wahrscheinlich teilen, auch wenn andere Beweise in Zweifeln aufkommen lassen, dass Heterokonten , Haptophyta und Cryptomonaden in der Tat mehr eng miteinander verwandt sind als mit anderen Gruppen.

Die typische Dinoflagellaten Chloroplasten hat drei Membranen, aber beträchtliche Unterschiede gibt es in Chloroplasten innerhalb der Gruppe, und eine Reihe von endosymbiontischen Ereignisse offenbar. Die Apikomplexa , eine Gruppe von eng miteinander verwandt Parasiten, haben auch Plastiden genannt apicoplasts , die nicht Photosynthese sind, scheinen aber einen gemeinsamen Ursprung mit haben Dinoflagellaten Chloroplasten.

Titelseite von Gmelin Historia Fucorum , datiert 1768

Linnaeus , in Species Plantarum (1753), der Ausgangspunkt für die moderne botanische Nomenklatur anerkannten, 14 Gattungen von Algen, von denen nur vier sind zur Zeit unter Algen berücksichtigt. In Systema Naturae beschrieben Linnaeus den Genera Volvox und Corallina , und eine Art von Acetabularia (als Madrepora ), unter den Tieren.

Im Jahre 1768, Samuel Gottlieb Gmelin veröffentlicht (1744-1774) , um die Historia Fucorum , die erste Arbeit zu Meeresalgen gewidmet und das erste Buch auf meeresbiologischen die dann neue binomische Nomenklatur von Linné zu nutzen. Es enthielt aufwendige Illustrationen von Algen und Meeresalgen auf gefalteten Blättern.

WHHarvey (1811-1866) und Lamouroux (1813) waren die ersten makroskopischen Algen in vier Divisionen auf ihre Pigmentierung Basis zu spalten. Dies ist die erste Verwendung eines biochemischen Kriterium in Pflanzensystematik. Harveys vier Divisionen sind: Rotalgen (Rhodospermae), Braunalge (Melanospermae), Grünalge (Chlorospermae) und Diatomeen.

Zu dieser Zeit wurden mikroskopisch kleine Algen entdeckt und von einer anderen Gruppe von Arbeitern berichteten ( zum Beispiel von Müller und Ehrenberg ) dem Studium der Infusoria (mikroskopische Organismen). Im Gegensatz zu Makroalge , die als Pflanzen klar angezeigt wurden, Mikroalge wurden die Tiere häufig in Betracht gezogen , weil sie oft beweglich sind. Auch die unbewegliche (coccoid) Mikroalge manchmal wurden bloß als Stufen des Lebenszyklus von Pflanzen, Makroalgen, oder Tiere zu sehen.

Obwohl als taxonomische Kategorie in einigen Pre-darwinistischen Einstufungen verwendet, zB Linnaeus (1753), de Jussieu (1789), Horaninow (1843), Agassiz (1859), Wilson & Cassin (1864), in weiteren Einstufungen, die „Alge "werden als künstliche, polyphyletic Gruppe festgestellt.

Im Laufe des 20. Jahrhunderts behandelt die meisten Einstufungen die folgenden Gruppen als Geschäftsbereichen oder Klassen von Algen: Cyanophyten , rhodophytes , Chrysophyceen , xanthophytes , bacillariophytes , phaeophytes , pyrrhophytes ( Kryptophyten und dinophytes ), euglenophytes und Chlorophyten . Später, viele neue Gruppen entdeckt wurden (zB Bolidophyceae ), und andere wurden von den älteren Gruppen zersplittert: Characeen und Glaucophyta (von Chlorophyten), viele heterokontophytes (zB synurophytes von Chrysophyceen oder eustigmatophytes von xanthophytes), Kalkalgen (von Chrysophyceen), und Chlorarachniophyta (von xanthophytes).

Mit dem Verzicht auf Pflanzentier dichotomous Klassifikation, die meisten Gruppen von Algen (manchmal alle) wurden in inbegriffen Protisten , später auch für verlassene Eukaryota . Aber als Vermächtnis des älteren Pflanzen Schemas, einige Gruppen , die auch als behandelt wurden Protozoen in der Vergangenheit immer noch haben Einstufungen vervielfältigen (siehe ambiregnal Protisten ).

Einige parasitäre Algen (zB die Grünalgen Protothekenmastitis und Helicosporidium , Parasiten von metazoans oder Cephaleuros , Parasiten der Pflanzen) wurden ursprünglich als klassifiziert Pilze , Sporentierchen oder Protisten von incertae sedis , während andere (zB die Grünalgen Phyllosiphon und Rhodochytrium , Parasiten von Pflanzen oder die Rotalgen Pterocladiophila und Gelidiocolax mammillatus , Parasiten anderer Rotalgen oder der Dinoflagellaten Oodinium , Parasiten von Fischen) hatten mit Algen ihre Beziehung früh gemutmaßt. In anderen Fällen wurden einige Gruppen ursprünglich als parasitäre Algen gekennzeichnet (zB Chlorochytrium ), aber später wurden gesehen endophytisch Algen. Einige fadenförmige Bakterien (zB Beggiatoa ) wurden ursprünglich als Alge gesehen. Außerdem Gruppen wie die apicomplexans auch sind Parasiten von Vorfahren abgeleitet , die Plastiden besessen, sind jedoch nicht in jeder Gruppe , die traditionell als Alge gesehen enthalten.

Beziehungen zu Landpflanzen

Die ersten Landpflanzen wahrscheinlich aus flachen Süßwasser Charophyta Algen viel wie entwickelte sich Chara vor fast 500.000.000 Jahre. Dazu hatte wohl einen isomorph Wechsel der Generationen und waren vermutlich faserig. Fossilien von isolierten Landpflanze Sporen vorschlagen Landpflanzen um als 475.000.000 Jahre vor , so lange gewesen sein mag.

Morphologie

Die Kelpwald Ausstellung im Monterey Bay Aquarium: Ein dreidimensionaler, vielzelliger Thallus

Eine Reihe von Algen Morphologien wird gezeigt, und die Konvergenz der Merkmale in unabhängigen Gruppen gemeinsam ist. Die einzigen Gruppen dreidimensionaler vielzelligen zeigen Thalli sind die Rot- und Brauntönen , und einige Chlorophyten . Spitzenwachsthum wird auf Teilmengen dieser Gruppen beschränkt: die florideophyte Rottönen, verschiedene Brauntöne, und die Characeen. Die Form der Characeen ist ganz verschieden von denen der Rot- und Brauntöne, weil sie verschiedene Knoten haben, durch internode getrennt ‚Stämme‘; Quirle von Verzweigungen der erinnernd Schachtelhalm an dem Knoten auftreten. Conceptacles ist ein weiteres polyphyletic Merkmal; sie erscheinen in den Kalkalgen und der Hildenbrandiales sowie die Braun.

Die meisten der einfacheren Algen sind einzellige Flagellaten oder amoeboids , aber Kolonial und unbewegliche Formen haben unabhängig unter mehreren der Gruppen entwickelt. Einige der gemeinsamen Organisationsebenen, mehr als eine davon in der auftreten kann Lebensdauer einer Spezies, sind

  • Colonial : klein, regelmäßige Gruppen von frei beweglichen Zellen
  • Kapsoid: einzelne unbewegliche in eingebetteten Zellen mucilage
  • Coccoid: einzelne unbewegliche Zellen mit Zellwänden
  • Palmelloid: unbewegliche in mucilage eingebetteten Zellen
  • Filamentösen: eine Kette von unbeweglichen Zellen miteinander verbunden ist, manchmal Verzweigung
  • Parenchymatösen: Zellen, die eine Thallus mit partiellen Differenzierung von Gewebe bildende

In drei Linien, noch höhere Ebene der Organisation erreicht worden ist , mit voller Gewebsdifferenzierung. Dies sind die Braunalge, -some davon 50 m in der Länge (erreichen kann Kelp ) -Das Rotalgen und Grünalgen. Die komplexesten Formen sind unter den Charophyta Algen (siehe findet Charales und Charophyta ), in einer Linie , die schließlich zu den höheren Landpflanzen. Die Innovation , die diese Pflanzen nonalgal definiert , ist das Vorhandensein von weiblichen reproduktiven Organe mit schützenden Zellschichten , die der Zygote und sich entwickelnde Embryo schützen. Daher werden die Landpflanzen als die genannten Landpflanzen .

Physiologie

Viele Algen, besonders Mitglieder der Characeae haben als Modellversuch Organismen dienen dazu , die Mechanismen der Wasserdurchlässigkeit von Membranen zu verstehen osmoregulation , turgor Regulierung , Salztoleranz , Plasmaströmung , und die Erzeugung von Aktionspotentialen .

Phytohormone sind nicht nur in höheren Pflanzen gefunden, aber in Alge auch.

symbiotische Algen

Einige Arten von Algen bilden symbiotische Beziehungen mit anderen Organismen. In dieser Symbiose und bietet die Alge Zufuhr Photosynthese (organische Substanzen) zum Wirtsorganismus Schutz für die Algenzellen. Der Wirtsorganismus leitet sich einige oder alle ihren Energiebedarf aus der Alge. Beispiele hierfür sind:

Lichens

Rock Flechten in Irland

Flechten werden durch die definierten International Association for Lichenology als „eine Vereinigung eines Pilzes und eine photo symbiont in stabilem vegetativen Körper resultierenden mit einer spezifischen Struktur.“ Die Pilze oder Mycobionten, sind in erster Linie von der Ascomycota mit einem paar von der Basidiomycota . In der Natur sie treten nicht getrennt von Flechten. Es ist unbekannt , wenn sie zu verbinden begann. Ein mycobiont Mitarbeiter mit den gleichen Phycobiont Arten, selten zwei, aus der Grünalge, mit der Ausnahme , dass alternativ die mycobiont mit einer Spezies von Cyanobakterien verbinden kann (daher „photobiont“ ist umso genauer Begriff). A photobiont kann mit vielen verschiedenen Mycobionten verbunden sein oder unabhängig leben können; dementsprechend sind Flechten genannt und als Pilzarten klassifiziert. Der Verein ist eine Morphogenese bezeichnet , weil die Flechte hat eine Form und Fähigkeiten nicht durch die Symbionten Spezies allein besaß (sie können experimentell isoliert werden). Die photobiont eventuell löst nicht anders latent Gene im mycobiont.

Trentepohlia ist ein Beispiel einer gemeinsamen Grünalge Gattung weltweit, die auf eigene oder werden lichenised wachsen kann. Lichen daher einen Teil des Lebensraumes teilen und oft ähnlichen Erscheinungsbild mit spezialisierten Algenart ( aerophytes ) auf freiliegenden Flächen wie Baumstämme und Felsen wachsen und verfärben sie manchmal.

Korallenriffe

Floridian Korallenriffs

Korallenriffen werden aus dem gesammelten kalkhaltigen exoskeletons von wirbellosen Meerestieren in der Größenordnung Scleractinia (steinige Korallen ). Diese Tiere metabolisieren Zucker und Sauerstoff Energie für ihre Zellbildungsprozesse zu erhalten, einschließlich der Sekretion des Exoskelett, mit Wasser und Kohlendioxid als Nebenprodukte. Dinoflagellaten (Algen Protisten) oft endosymbionts in den Zellen der Koralle bildende marinen Invertebraten, wo sie Wirt-Zellstoffwechsel durch Erzeugen von Zucker und Sauerstoff sofort verfügbar durch Photosynthese unter Verwendung von einfallendem Licht und das Kohlendioxid durch den Wirt produziert beschleunigen. Riffbildenden Steinkorallen ( riffbildenden Korallen ) erfordern endosymbiontischen Alge der Gattung Symbiodinium in einem gesunden Zustand zu sein. Der Verlust von Symbiodinium vom Host wird als bekannt Koralle Bleichen , eine Bedingung , die auf die Verschlechterung eines Riffs führt.

Meeresschwämme

Endosymbiontischen Grünalgen leben in der Nähe der Oberfläche einiger Schwämme zum Beispiel Brotkrümel Schwämme ( Brotkrumenschwamm ). Die Alge wird daher vor Räubern geschützt; Der Schwamm wird mit Sauerstoff und Zucker versehen ist, die für 50 bis 80% des schwamm Wachstums in einigen Arten entfallen kann.

Lebenszyklus

Rhodophyta , Chlorophyta und Heterokontophyta , die drei wichtigsten Algen Divisionen , haben Lebenszyklen , die beträchtliche Variation und Komplexität zeigen. In der Regel besteht eine asexuelle Phase , in der die Zellen des Algen sind diploide , eine sexuelle Phase , in der die Zellen haploide , gefolgt von Fusion der männlichen und weiblichen Gameten . Asexuelle Reproduktion ermöglicht eine effiziente Bevölkerung zunimmt, aber weniger Variation ist möglich. Üblicherweise machen bei der sexuellen Fortpflanzung von einzelligen und Kolonial Algen, zwei spezialisierte, sexuell kompatibel, haploiden Gameten physischen Kontakt und Sicherung zur Bildung einer Zygote . Um eine erfolgreiche Paarung, die Entwicklung und die Freisetzung von Gameten sicherstellen wird dringend synchronisiert und geregelt; Pheromone können eine entscheidende Rolle bei diesen Prozessen spielen. Die geschlechtliche Fortpflanzung sorgt für mehr Abwechslung und bietet den Vorteil einer effizienten rekombinatorisches Reparatur von DNA - Schäden , die während der Meiose, eine entscheidende Phase des Sexualzyklus. Allerdings ist die sexuelle Fortpflanzung teurer als asexuelle Reproduktion. Die Meiose ist in vielen verschiedenen Arten von Algen auftreten gezeigt.

Zahlen

Algae auf Küsten-Felsen bei Shihtiping in Taiwan

Die Algal Sammlung des US - amerikanischen National Herbarium (befindet sich im National Museum of Natural History ) besteht aus ca. 320.500 getrocknet Proben, die, obwohl sie nicht vollständig (kein Anspruch auf Vollständigkeit Sammlung vorhanden ist ), eine Vorstellung von der Größenordnung der Anzahl von Algen gibt Arten (diese Zahl ist nicht bekannt). Schätzungen weit auseinander. Zum Beispiel, nach einem Standard - Lehrbuch, in den britischen Inseln die britische Biodiversity Konzernbericht Lenkung geschätzt , gibt es 20.000 Algenart in Großbritannien zu sein. Ein weiterer Prüfliste berichtet nur etwa 5000 Arten. In Bezug auf den Unterschied von etwa 15.000 Arten, schließt der Text: „Es wird viele detaillierten Feldstudien erfordern , bevor es möglich ist , eine verlässliche Schätzung der Gesamtzahl der Arten zur Verfügung zu stellen ...“

Regionale und Gruppe Schätzungen vorgenommen wurden, ebenso:

  • 5000-5500 Arten von Rotalgen weltweit
  • „Some 1300 in der australischen Meere“
  • 400 Algenart für die westliche Küste von Südafrika, und 212 Arten von der Küste von KwaZulu-Natal. Einige davon sind Duplikate, da der Bereich über beiden Küsten erstreckt, und die Gesamt aufgezeichnet ist wahrscheinlich etwa 500 Arten. Die meisten davon sind in aufgelistet Liste der Meeresalgen Südafrika . Davon ausgenommen sind Phytoplankton und crustose Kalkrotalgen.
  • 669 marine Arten von Kalifornien (US)
  • 642 in der Prüfliste von Großbritannien und Irland

und so weiter, aber keine wissenschaftliche Grundlage oder verlässliche Quellen fehlen, diese Zahlen haben nicht mehr Glaubwürdigkeit als die britischen oben erwähnten. Die meisten Schätzungen auslassen auch mikroskopisch kleinen Algen, wie Phytoplankton.

Die jüngsten Schätzungen zufolge 72.500 Algenarten weltweit.

Verteilung

Die Verteilung der Algenarten ist ziemlich gut seit der Gründung des studierten Phytogeographie in der Mitte des 19. Jahrhunderts. Alge verbreitete vor allem durch die Verbreitung von Sporen in Analogie zur Zerstreuung von Plantae von Saatgut und Sporen. Diese Streuung kann durch Luft, Wasser oder andere Organismen erreicht werden. Aufgrund dieser Tatsache kann Sporen in einer Vielzahl von Umgebungen zu finden: Süß- und Meerwasser, Luft, Boden und in oder auf anderen Organismen. Ob eine Spore ist in einen Organismus zu wachsen , hängt von der Kombination der Arten und den Umgebungsbedingungen , wo die Spore Länder.

Die Sporen von Süßwasseralgen sind in erster Linie verteilt durch Wasser und Wind läuft, sowie von lebenden Träger. Allerdings sind nicht alle Gewässer können alle Arten von Algen tragen, wie die chemische Zusammensetzung bestimmter Gewässer begrenzt die Algen, die in ihnen überleben können. Meer Sporen werden oft von Meeresströmungen verteilen. Das Meerwasser bietet viele sehr unterschiedliche Lebensräume basierend auf der Temperatur und Nährstoffverfügbarkeit, die sich in phytogeographische Bereiche, Regionen und Provinzen.

Bis zu einem gewissen Grad ist die Verteilung von Algen unterliegen Floristik Diskontinuitäten von geografischen Merkmalen verursacht, wie die Antarktis , weiten Strecken des Ozeans oder allgemeiner Landmassen. Es ist daher möglich , Arten nach Ort, wie zum Beispiel „Pazifik Alge“ oder „Nordsee Alge“ auftreten , zu identifizieren. Als sie aus ihren Orten auftreten, ist ein Transportmechanismus hypothesizing in der Regel möglich, wie die Rümpfe von Schiffen. Zum Beispiel Ulva reticulata und U. fasciata vom Festland reisten nach Hawaii auf diese Weise.

Mapping ist möglich für ausgewählte Arten nur: „Es gibt viele gültige Beispiele beschränkt Verteilungsmuster sind.“ Zum Beispiel Clathromorphum ist eine arktische Gattung und ist nicht weit südlich von dort abgebildet. Allerdings betrachten die Wissenschaftler die gesamten Daten als unzureichend aufgrund der „Schwierigkeiten eines solchen Fächerkombinationen .“

Ökologie

Phytoplankton, Lake Chuzenji

Algen sind prominent in Gewässern, gemeinsam in terrestrischen Umgebungen und sind in ungewöhnlichen Umgebungen wie auf gefunden Schnee und Eis . Meeresalgen anwachsen hauptsächlich in flachen Meeresgewässern, weniger als 100 m (330 Fuß) tief; Jedoch einige wie Navicula pennata wurden bis zu einer Tiefe von 360 m (1.180 ft) aufgezeichnet.

Die verschiedenen Sorten von Algen spielen eine bedeutende Rolle in der Gewässerökologie. Mikroskopische Formen , die in der Wassersäule (suspendiert leben Phytoplankton ) stellen die Nahrungsmittelgrundlage für die meisten Meeresnahrungsketten . In sehr hohen Dichten ( Algenblüte ), können diese Algen das Wasser verfärben und outcompete, Gift oder ersticken andere Lebensformen.

Algae kann verwendet werden als Indikator - Organismen Verunreinigung in diversen Wassersystemen zu überwachen. In vielen Fällen ist das Algen Metabolismus zu verschiedenen Schadstoffen empfindlich. Dadurch verschiebt sich die Artenzusammensetzung der Algenpopulationen können von chemischen Schadstoffen in der Gegenwart. Um diese Änderungen zu erkennen, Alge aus der Umgebung und gewartet werden in Labors mit relativer Leichtigkeit zu beproben.

: Auf der Grundlage ihres Lebensraumes, Algen als kategorisieren Wasser ( planktonischen , benthic , marinen , Süß- , lentic , lotic ), terrestrisch , Antenne (subareial), lithophytic , halophytic (oder euryhalinen ), Psammon , thermophiles , kryophiles , epibiont ( epiphytic , epizoic ), endosymbiont ( endophytischen , endozoic), parasitische , calcifilic oder lichenic (Phycobiont).

Kulturvereine

In der klassischen chinesischen , das Wort wird sowohl für „Algen“ und (in der bescheidenen Tradition des kaiserlichen Gelehrten ) für „literarisches Talent“. Die dritte Insel in Kunming - See neben dem Sommerpalast in Peking als Zaojian Tang Dao bekannt , das bedeutet daher gleichzeitig „Insel der Alge-Viewing - Halle“ und „Insel des Saals zum Nachdenken über Bücher Talent“.

Verwendet

Ernten Alge

Agar

Agar , eine gallertartige Substanz aus Rotalgen abgeleitet, hat eine Reihe von kommerziellen Anwendungen. Es ist ein gutes Medium , auf dem Bakterien und Pilze wachsen, da die meisten Mikroorganismen nicht Agar verdauen kann.

Alginate

Algininsäure, Alginate oder wird aus Braunalgen extrahiert. Ihre Einsatzgebiete reichen von Agenten in Lebensmitteln, zu medizinischen Verbänden Gelieren. Algininsäure wird auch auf dem Gebiet der verwendet worden Biotechnologie als biokompatibles Medium für die Zell Verkapselung und Zellimmobilisierung. Molecular Küche ist auch ein Benutzer der Substanz auf ihre Geliereigenschaften, womit es ein Abgabevehikel für Aromen wird.

Zwischen 100.000 und 170.000 Tonnen Nass Macrocystis werden jährlich in geerntet New Mexico für Alginat - Extraktion und Abalone - Feed.

Energiequelle

Um wettbewerbsfähig zu sein und unabhängig von schwankender Unterstützung von (lokaler) einer Regelung für Langfristig sollten Biokraftstoffen gleich oder das Kostenniveau von fossilen Brennstoffen spielen. Hier algenbasierten Kraftstoffe vielversprechend, in direktem Zusammenhang mit dem Potential mehr Biomasse pro Flächeneinheit in einem Jahr als alle andere Arten von Biomasse zu produzieren. Der Break-even-Punkt für algen Biobrennstoffe wird geschätzt, bis 2025 auftreten.

Dünger

Algen fruchtete Gärten auf Inisheer

Seit Jahrhunderten Seetang hat als Bodendünger eingesetzt worden ist ; George Owen von Henllys im 16. Jahrhundert schriftlich bezieht Unkraut in driften South Wales :

Diese Art von Erz sammeln sie oft und liegen auf große heapes, wo es heteth und rotteth, und wird einen starken und widerlichen Geruch; wenn so faul zu sein warfen sie auf dem Land, da sie ihren Dreck tun, und davon springeth gute Getreide, vor allem Gersten ... Nach feder tydes oder großem Rigs des Meeres, sie es in Säcken auf das Pferd backes holen, und Carie die gleiche drei, vier oder fünf Meilen, und werfen es auf dem Land, die für Getreide und Gras sehr viel besser auf den Boden tut.

Heute Algen werden von Menschen in vielerlei Hinsicht verwendet werden; zum Beispiel als Düngemittel , Bodenverbesserer und Viehfutter. Aquatic und mikroskopische Spezies kultiviert in klaren Tanks oder Teichen und entweder geerntet oder Abwässer verwendet durch die Teiche gepumpt zu behandeln. Algenkultur in großem Maßstab ist eine wichtige Art der Aquakultur in einigen Orten. Maerl wird häufig als Bodenverbesserer eingesetzt.

Ernährung

Dulse, eine Art von essbaren Algen

Natürlich wachsen Meeresalgen sind eine wichtige Nahrungsquelle, vor allem in Asien. Sie bieten viele Vitamine einschließlich: A, B 1 , B 2 , B 6 , Niacin und C , und sind reich an Jod , Kalium , Eisen, Magnesium und Calcium . Darüber hinaus kommerziell angebaut Mikroalge, die sowohl Algen und Cyanobakterien, werden als Nahrungsergänzungsmittel vertrieben, wie Spirulina , Chlorella und die Vitamin-C - Ergänzungsmittel von Dunaliella , hoch in der Beta-Carotin .

Algae sind nationalen Speisen vielen Nationen: China mehr als 70 Arten verbraucht, einschließlich Fett Choy , ein Cyanobakterium eines Gemüses betrachtet; Japan, mehr als 20 Arten; Irland, dulse ; Chile , Cochayuyo . Laver wird verwendet „laver Brot“ in machen Wales , wo es bekanntlich bara lawr ; in Korea , gim ; in Japan, Nori und Aonori . Es ist auch an der Westküste von Nordamerika von Kalifornien bis verwendet British Columbia , in Hawaii und von den Maori von Neuseeland . Meersalat und Flügeltang sind Salatzutaten in Schottland , Irland, Grönland und Island . Algen werden eine mögliche Lösung für das Welthungerproblem betrachtet.

Die Öle von einigen Algen haben ein hohes Maß an ungesättigten Fettsäuren . Zum Beispiel Parietochloris incisa ist sehr hoch in Arachidonsäure , wo es bis zu 47% des Triglycerid - Pools erreicht. Einige Sorten von Algen begünstigt durch Vegetarismus und Veganismus enthalten langkettige, essentielle Omega-3 - Fettsäuren , Docosahexaensäure (DHA) und Eicosapentaensäure (EPA). Fischöl enthält die Omega-3 - Fettsäuren, aber die ursprüngliche Quelle ist Algen (Mikroalgen), insbesondere die durch Meereslebewesen gegessen werden wie copepods und werden in die Nahrungskette weitergegeben werden. Algen haben in den letzten Jahren als eine beliebte Quelle für Omega-3 - Fettsäuren für Vegetarier entstanden , die nicht langkettige EPA und DHA aus anderen vegetarischen Quellen wie bekommen kann Leinöl , das enthält nur die kurzkettigen Alpha-Linolensäure (ALA) .

Umweltschutz

  • Abwasser kann mit Alge behandelt werden, die Verwendung von großen Mengen an toxischen Chemikalien verringern, die sonst benötigt würden.
  • Alge kann verwendet werden, Düngemittel aus der Landwirtschaft in Abfluss zu erfassen. Wenn anschließend geerntet, können die angereicherten Algen als Dünger verwendet werden.
  • Aquarien und Teiche können unter Verwendung von Algen filtriert, die Nährstoffe aus dem Wasser in einer Vorrichtung absorbiert ein genannten Algen Wäscher , der auch als Algenrasen Wäscher bekannt.

Agricultural Research Service Wissenschaftler herausgefunden , dass 60-90% des Stickstoffs Abfluss- und 70-100% des Phosphors Abflusses aus erfasst werden Gülle Ausflüsse mit Hilfe eines horizontalen Algen Wäscher, auch genannt ein Algenbett - Reinigungs (ATS). Die Wissenschaftler entwickelten die ATS, die aus flachen, 100-Fuß - Laufbahn aus Nylon Netting wo Algen Kolonien bilden können, und studierten seine Wirksamkeit für drei Jahre bestehen. Sie fanden heraus , dass Alge kann ohne weiteres den Nährstoffabfluss von landwirtschaftlichen Flächen zu reduzieren , verwendet werden und erhöhen die Qualität des Wassers fließt in die Flüsse, Bäche und Ozeanen. Forschern gesammelt und getrocknet , um die nährstoffreichen Algen aus dem ATS und studierte ihr Potenzial als organischen Dünger. Sie fanden heraus , dass Gurke und Maissämlinge gewachsen genausogut ATS organische Dünger , wie sie mit Handelsdünger taten. Algae Wäscher, Blasenbildung Sumpf- oder vertikal Wasserfall Versionen verwenden, werden jetzt auch Aquarien und Teichen zum Filtern verwendet werden.

Polymere

Verschiedene Polymere können aus Algen geschaffen werden, die bei der Erzeugung von Biokunststoffen vor allem nützlich sein kann. Diese schließen Hybrid Plastics, auf Zellulose basierende Kunststoffe, Poly-Milchsäure, und Bio-Polyethylen. Mehrere Unternehmen haben auch in Flip-Flop und in Surfbretter für den Einsatz im Handel, Algen zur Herstellung von Polymeren begonnen.

Bioremediation

Die Alge Stichococcus bacillaris wurde Siliconharze bei archäologischen Stätten gesehen kolonisieren verwendet; biologischer Abbau die synthetische Substanz.

Pigmente

Die natürlichen Pigmente ( Carotinoiden und Chlorophyllen ) durch Algen produziert können als Alternativen zu chemischen verwendet werden , Farbstoffe und Färbemittel. Das Vorhandensein von bestimmten einzelnen Algen Pigmenten, zusammen mit spezifischen Pigmenten Konzentrationsverhältnissen, sind taxonspezifische: Analyse ihrer Konzentrationen mit verschiedenen analytischen Methoden, insbesondere Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie kann daher tiefen Einblick in die taxonomische Zusammensetzung und die relative Häufigkeit von natürlichen anbieten Algenpopulationen in Meerwasserproben.

stabilisierende Substanzen

Carrageen, aus der Rotalge Chondrus crispus , als Stabilisator in der Milch - Produkten verwendet.

zusätzliche Bilder

Siehe auch

Verweise

Literaturverzeichnis

Allgemeines

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Externe Links