BRUNALGER: EGENSKAPER, TAXONOMI, LIVSMILJÖ, REPRODUKTION - BIOLOGI - 2025

De bruna alger är eukaryoter. Dess karakteristiska färg ges av närvaron av karotenoid fucoxanthin i kloroplaster. De producerar laminarin som reservämne och kan också ha fula tanniner.

Phaeophyceae ligger i phyllum Ochrophyta i underriket Heterokonta inom riket Protista. Sju beställningar, 307 släkter och cirka 2000 arter erkänns.

Sargassum på en strand på Kuba. Författare: Bogdan Giușcă (Bogdan Giuşcă (samtal)), från Wikimedia Commons

De flesta brunalger bor i marina miljöer. Endast åtta släktingar är kända för att vara närvarande i sötvattenkroppar. De tenderar att växa i kyliga, hackiga, luftiga vatten. Sargasoshavet (Atlanten) har sitt namn till de stora massorna av arter av släkten Sargassum som växer i dess vatten.

En stor mängd alginsyra produceras i cellväggen i Phaeophyceae och står för 70% av vikten av algerna. Denna fykokolloid används i stor utsträckning inom industrin som stabilisator och emulgator i livsmedel, medicin och textilier. Världsskörden av bruna alger når tre miljoner ton per år.

egenskaper

Brunalger är flercelliga organismer. Dess storlek sträcker sig från några millimeter till mer än 60 meter eller mer för Macrocystis pyrifera.

Cellvägg

Cellerna omges av en cellvägg bestående av minst två lager. Det innersta lagret består av cellulosamikrofibriller som bildar huvudstrukturen.

Det yttersta lagret är slemhinnigt och består av kolloidala ämnen som kallas fykokolloider. Dessa inkluderar fucodiano (sulfaterade polysackarider) och alginsyra. Den relativa mängden av båda fykokolloiderna kan variera mellan arter, olika delar av växten och miljön där den växer.

I vissa fall kan cellväggen ha avlagringar av kalciumkarbonat i form av aragonit (Padina pavonia).

kloroplaster

Kloroplaster kan vara från en till många. Formen är varierande, från laminär till discoidal eller linsformig.

De består av grupper om tre thylakoider som är sammankopplade av en zonalamella. De har fyra membranenheter. De två yttersta membranen är endoplasmatisk retikulum (ER).

Membranen i kloroplasthöljet och de i endoplasmatisk retikulum är förbundna med tubuli. I vissa grupper är det yttersta membranet i endoplasmatisk retikulum anslutet till kärnmembranet.

Klorofyll a, c ₁ och c ₂ är närvarande i dessa plastider . Dessutom finns det en stor mängd karotenoid fucoxanthin tillsammans med violaxanthin. Dessa två sista pigmenten är ansvariga för den bruna färgen på dessa alger.

I nästan alla grupper finns representanter med pyrenoider. Dessa strukturer är massor av färglösa proteiner som innehåller det enzym som är nödvändigt för vissa faser av fotosyntes.

Pyrenoiderna i Phaeophyceae ligger utanför kloroplasten. De innehåller en granulär substans och omges av membranet i den endoplasmatiska retikulum som är förknippad med kloroplasten. Ett band av reservpolysackarider bildas runt pyrenoid.

Florotannins (fula tanniner)

Brunalger producerar speciella tanniner som finns i små intracellulära inneslutningar. Dessa flurotanniner bildas i diktyosomerna i Golgi-apparaten. De är produkten av polymerisationen av floroglucinol.

Dessa tanniner innehåller inte socker och minskar starkt. De är mycket ansträngande att smaka. De oxiderar snabbt i luftproducerande phycophaein, ett svart pigment som ger torra bruna alger deras karakteristiska färg.

Det föreslås att florotanniner kan absorbera ultraviolett strålning och att de är komponenter i cellväggar. Dess mest framträdande funktion är skydd mot växtätande. Det är känt att de kan hämma glukosidaser som produceras av gastropoder som kommer att äta på dessa alger.

Thallus utveckling

Thallus av bruna alger är relativt stor och komplex. Olika typer av utveckling kan förekomma:

-Diffus : alla celler i växtkroppen kan delas. Uniseriate, mer eller mindre grenad thallus (Ectocarpus) bildas.

-Apiskt : en cell som är belägen i ett apikalt läge delar sig för att bilda växtens kropp. Thallus är dikotom plattad eller flabelate (Dictyota).

- Trikotalisk : en cell delar upp och bildar en trichom uppåt och tallusen nedåt (Cutleria).

- Meristem intercalary r: zonen för meristematiska celler delar både uppåt och nedåt. Thallusen är uppdelad i rhizoider, stöd och lamina. Tjocklek kan uppstå i stödet eftersom meristemoiden delar sig i alla riktningar (Laminaria, Macrocystis).

- Meristodermis : det finns ett perifert lager som är uppdelat parallellt med thallus. Vävnader bildas under meristodermis (cortex). Thallierna är dikotona, avsmalnande och centralt tjocka (Fucus).

Livsmiljö

Brunalger är nästan uteslutande marina. Endast ett fåtal arter av åtta släkter växer i sötvattenkroppar.

De är bentiska organismer (de lever i botten av vattenlevande ekosystem). Några arter av släkten Sargassum är pelagiska (de utvecklas nära ytan).

Sötvattenarter finns på den norra halvklotet, med undantag av Ectocarpus siliculosus. Denna kosmopolitiska art är vanligen marina, men har visat sig växa i sötvattenkroppar i Australien.

De marina Phaeophyceae är komponenter i den lilla marinfloraen. De distribueras från subpolära områden till ekvatorn. Dess största mångfald förekommer i kalla vatten i den tempererade zonen.

Kelp (mestadels Laminariales-arter) bildar sub-littoralskogar i tempererade zoner, med undantag av Arktis. De pelagiska arterna Sargassum bildar stora områden i det välkända Sargassohavet i Atlanten.

Taxonomi och underklasser

Brunalger erkändes först som en grupp 1836. Botaniker WH Harvey segregerade dem som Melanospermeae-underklassen av Algeklassen.

Senare 1881 fick de klasskategori under namnet Phaeophyceae. Senare 1933 delade Kylin de bruna algerna i tre klasser: Isogeneratae, Heterogeneratae och Cyclosporeae. Detta förslag förkastades av Fristsch 1945 och betraktades återigen bara som en klass.

För närvarande är Phaeophyceae en klass inom phyllum Ochrophyta i Heterokonta-underriket i Protistas rike. De anses vara en mycket gammal avstamning som har sitt ursprung för 150 - 200 miljoner år sedan.

Förmodligen hade de forntida bruna algerna en apikal thallusutveckling. Systergrupperna är Xanthophyceae och Phaeothamniophyceae.

Med information från molekylära studier föreslog Silberfeld och kollaboratörer 2014 att dela Phaeophyceae i fyra underklasser, baserade på skillnaderna i topologierna i de fylogenetiska träden.

Inom dem erkänns 18 beställningar och 54 familjer. Cirka 2000 arter fördelade på 308 släkter har beskrivits.

Underklasserna av bruna alger är följande:

Discosporangiophycidae

Uniseriate och grenade filamentösa thallus, med apikal utveckling. Många kloroplaster, utan pyrenoider. Endast en order presenteras, med två monogeneriska familjer.

Ishigeophycidae

Thallusen är grenad, terete eller foliose. Det är pseudoparenchymal, med närvaro av medulla och cortex. Apical utveckling av thallus. Discoidkloroplaster och närvaron av få pyrenoider. Bildas av en order, med två familjer.

Dictyotophycidae

De har filamentös eller pseudoparenchymal thallus. Med terminal eller apikal utveckling. Discoidkloroplaster och frånvaro av pyrenoider. Det är indelat i fyra order och 9 familjer.

Fucophycidae

Det är den största gruppen inom bruna alger. Thallusen är ganska varierande mellan grupper. Den typ av utveckling av förfäder thallus är intercalary. Pyrenoider förekommer i vissa representativa för alla grupper. Det har delats upp i 12 order och 41 familjer.

Fortplantning

Brunalger kan uppvisa sexuell eller asexuell reproduktion. Alla har pyriforma reproduktionsceller som är mobila via flagella.

Fortplantningsceller

Fortplantningscellerna presenterar två flageller som införs i sidled eller i grunden. Den ena riktas mot cellens bakre pol och den andra mot den främre polen. Det främre flagellumet är täckt med små filament strukturerade i två rader.

Nära botten av flagellen finns en rödaktig ögonfläck. Ögonfläckar är fotoreceptorer som gör det möjligt att upptäcka ljusets intensitet och riktning. Det gör det lättare för cellen att flytta för att vara mer effektiv i fotosyntesen.

Denna ögonfläck består av lipidkulor mellan tylakoidbanden och kloroplasthöljet. De fungerar som en konkav spegel som koncentrerar ljus. Våglängder mellan 420 - 460 nm (blått ljus) är de mest effektiva i bruna alger.

Asexuell fortplantning

Det kan uppstå genom fragmentering eller genom spridningar. Propagler är specialiserade cellstrukturer med apikala celler. Dessa celler delar sig och bildar en ny individ.

Zoosporer (rörliga asexuella sporer) produceras också. Dessa produceras i ett sporangium där de haploida cellerna frigörs. De ger upphov till den gametofytiska (haploida) generationen.

Sexuell fortplantning

Det kan bero på isogamy (lika gameter) eller anisogamy (olika gameter). Oogamy (immobil kvinnlig och mobil manlig gamete) kan också förekomma.

Livscykeln är haplodipontisk (växlande diploid och haploid generation). Det kan vara isomorf (båda generationerna är likartade) eller heteromorfa (morfologiskt olika generationer). Beroende på gruppen kan gametofyt (haploid) eller sporofyt (diploid) dominerar.

I vissa grupper, såsom ordningen Fucales, är livscykeln diplontisk (den haploida fasen är begränsad till gameterna).

Brunalger har två typer av strukturer för sexuell reproduktion. Vissa är multilocular, närvarande i gametophytes och sporophytes, producerar mobila celler. Andra är unilokulära, finns bara i sporofyter och producerar rörliga haploida sporer.

Könshormoner

Könshormoner (feromoner) är ämnen som produceras under sexuell reproduktion. I bruna alger har de funktionen att utföra det explosiva utsläppet av de manliga gameterna från antheridian. De lockar också de manliga gameterna till de kvinnliga.

Dessa hormoner är omättade kolväten. De är mycket flyktiga och hydrofoba. Mycket få mängder släpps per cell per timme.

Uppfattningen av feromoner är förknippad med deras hydrofoba natur som uppfattas av mottagarcellen (manlig gamete). Attraktionen fungerar inte längre än 0,5 mm från den kvinnliga gameten.

Matning

Brunalger är autotrofiska organismer. Den ackumulerade produkten av fotosyntes är mannitol. Den långsiktiga reservföreningen är laminarin (glukan-polysackarid).

Mannitolkoncentrationen i cellerna kan öka eller minska i samband med saltets salthet. Detta bidrar till algernas osmoreguleringsprocesser och är uppenbarligen inte betingade av fotosyntes.

Brunalgars fotosyntetiska kapacitet stimuleras av blått ljus. Detta fenomen förekommer endast i denna grupp och förbättrar dess effektivitet för att fånga upp koldioxid. Detta kan relateras till den typ av pigment som finns i dina kloroplaster.

referenser

1. Forster RM och MJ Dring (1994) Påverkan av blått ljus på den fotosyntetiska kapaciteten för marina växter från olika taxonomiska, ekologiska och morfologiska grupper, europeiska. Journal of Phycology, 29: 21-27.
2. Lee R (2008) Phycology. Fjärde upplagan. Cambridge University Press, Storbritannien. 547 sid.
3. Reviers B, F Rousseau och S Draisma (2007) Klassificering av Phaeophyceae från tidigare till nuvarande och nuvarande utmaningar. I: Brodie J och J Lewis. Upptäcka alger, det förflutna, nuet och framtiden för alger systematiskt. CRC Press, London. P 267-284.
4. Silberfeld T, M Racault, R. Fletcher, A Couloux, F Rousseau och B De Reviers (2011) Systematik och evolutionär historia av pyrenoidbärande taxa i bruna alger (Phaeophyceae), European Journal of Phycology, 46: 361-377.
5. Silberfeld T, F Rousseau och B De Reviers (2014) En uppdaterad klassificering av bruna alger (Ochrophyta, Phaeophyceae). Cryptogamie, Algologie 35: 117-156.