Algák Biológia-ökológia alapok 5. előadás 2007. október 10.
Az algák testfelépítése • Ősi, egyszerű testfelépítés, a természetben mindenütt megtalálható növények • Lehetnek: – Egysejtűek és többsejtűek – Mikroszkópikus méretűek és több száz méteresek
• Legfejlettebbek testében sem találunk igazi szöveteket – legfeljebb néhány sejtféleségből álló összetett telep • Sosincs valódi gyökerük, száruk és levelük
• A sejteket szilárd sejtfal veszi körül • Sejtmagjukat sejthártya veszi körül – kivéve: kékmoszatok • Asszimiláló anyaguk a klorofill + más jellemző festékanyagok • Kloroplasztiszaik általában nagyok és fejletlenek • Túlnyomó többségük fototróf szervezet
Testfelépítés A legegyszerűbb moszatok az egyetlen sejtből állók Ha osztódás után néhány sejt együtt marad: sejttársulás Ha az osztódás kizárólag egyirányú: sejtfonal Sejtfonalak elágazása és rendezett elhelyezkedése: teleptest – pl.: a Földön élő leghosszabb növény a tengeri barnamoszat
Mozgásuk: az ostorral rendelkezők aktív helyváltoztatásra is képesek → pozitív és negatív taxisok
Az algák kialakulása • Kezdetleges klorofill nélküli formákból – eltérő környezeti viszonyok mellett fejlődhettek tovább – több típus (algatörzsek) • Nagy fejlődéstani jelentőség: az élővilág fejlődési centruma Zöldalgák fejlettebb növények felé Ostorosok állatvilág felé
Algák szaporodása • Vegetatíve: fonalak, teleprészek feldarabolódásával • Ivartalanul: kettéosztódással • Ivaros • Kivételesen szűznemzés is lehet
Ivaros és ivartalan szaporodás szabályos váltakozása Megtermékenyített petesejt
Ivarsejt (ivaros szaporodás)
Ivartalan nemzedék (2n)
A növény kétszeres információtartalmú, ivartalan szaporodásra képes állapota (sporofiton)
A növény egyszeres információtartalmú, ivaros szaporodásra képes állapota (gametofiton)
Spóra (ivartalan szaporodás) Ivaros nemzedék (n)
Az algák elterjedése • Ősidőben, óidőben az egyedszámuk jóval nagyobb volt – a környezet hátrányukra változott • Főképp a vizek lakói ami napig, de fejlettebb alakjaik a szárazföldre is kiléptek • Vizekben: – – – –
Neuston Plankton Benthos Periphyton
Az algák jelentősége 1. Reduktív légkörből oxidatív légkör kialakítása az asszimiláció hatására – vízből oxigén a légkörbe és a vizekbe is 2. Elsősorban vízi szervezetek – trofitásfok indikátorai! eutrofizáció kérdése, tápláléklánc termelői 3. Szennyvíztisztítás 4. Ökológiai indikáció, biológiai vízminősítés 5. Űrkutatás 6. Takarmányozás 7. Emberi táplálék
Az algák rendszerezése • Rendszerezésük alapja: testfelépítés, tartaléktápanyagok, szaporodásmód • Ma ismert fajok száma: több mint 40 000
színanyagok,
Cyanobaktériumok – Kékmoszatok törzse • A legegyszerűbb felépítésű és legősibb algák – prokarióták!!! • Több mint 2 milliárd éves fosszíliák • Egysejtűek és soksejtűek • Legtöbbjük mozdulatlan • Sejtalak: Sejtalak – Az egyedül élő sejtek ősi alapformája gömb – a fejlettebb fajoknál ez módosult
• Általában kis sejtűek, a baktériumok után a legkisebb méretűek (2-6 mikrom) ret
• A sejtfal anyaga pektin – nyálkásodik, kocsonyásodik: az utódsejtek együtt maradnak az anyasejttel a közös nyálkaburokban • Színanyag: nanyag kékeszöld a-klorofill, a kék fikocián, b-klorofill nincs benne • Táplálkozás: főleg autotrófok, de hajlamosak heterotróf életre is (szerves anyagokkal szennyezett vizekben) • Szaporodás: osztódással, kromoszómáik nincsenek
• Előfordulásuk: suk egész Földön – Nagy alkalmazkodási képesség, igénytelenek – Főleg édes vizekben, tengerekben ritkábban – főleg tápanyagdús, melegebb vizekben – Talajban, sötét barlangokban – heterotróf táplálkozás – Nyirkos fák kérgén, sziklákon – Hőforrásokban, jeges vidéken – legtágabb hőhatárok között előforduló szervezetek – Szimbiózisban más növényekkel – nitrogén-megkötés!
• Mo-on (300): tápanyagdús tavakban nyár végén, ősszel elszaporodnak – vízszíneződés, vízvirágzás
• Gyakorlati vonatkozás – – – – – –
Táplálék – halak, kisebb vízi élőlények Víztisztítás Pionírok – talaj- és kőzetalkotás Nitrogén-megkötés Víztisztasági indikátorok Kiváló fehérjeforrások
• Rendszerezésük – Túlnyomóan morfológiai jellegeken alapul
• 1. Rend: legegyszerűbbek – egysejtűek, gömb vagy elipszoid alakúak, sosem fonalasak, laza sejtcsaládokat alkotnak – Legismertebb tagjai a vízvirágzás alkotói: Microcystisek – Merismopediák: táblás kolóniáikban a sejtek szabályos sorokban
Microcystis flos-aquae
Merismopedia ssp.
• 2. Rend: egysejtűek vagy rövid fonalú, helyhez kötött sejtcsoportosulások – Hazánkból alig egy-két fajuk ismert
• 3. Rend: fonalas, ritkábban talajhoz rögzült, többnyire szabadon úszó soksejtű szervezetek – Parti köveken, nedves talajon, sziklákon – Nostoc-fajok
Nostoc ssp
Szárazföldi moszat
– Vízvirágzás okozói: Anabaena-fajok – Spirulinák: csavart alak – Oscillatoria fajok: helyüket változtatják, állóés folyóvízben igen gyakori
Anabaena ssp.
Spirulina ssp.
Oscillatoria ssp
Euglenophyta – Ostorosmoszatok törzse • Az eukarióták legősibb képviselői • Sejtalak: Sejtalak – Lehetnek csupaszak – mozgékonyabbak – Tokba zártak – az ostor a váz nyílásán hatol a szabadba – házukkal együtt változtatják helyüket – Az ostorok száma legtöbbször egy, ritkábban kettő, ostor nélküli formák ritkák – Fényérzékelő szemfolt – vörös színű – Sejtmagjuk centrális elhelyezkedésű
• Színanyag: nanyag sok a-klorofill, kevés b-klorofill, sok béta-karotin a zöld színtestben
• Táplálkozás: – Színtesteket tartalmazók fototrófok – Színtelenek szaprofóbok és fagotrófok – Mixotrófok
Az állat- és növényvilág határán
• Szaporodás: kettéosztódással • Előfordulás: szerves vegyületekben bővelkedő édesvizekben – – – –
Állóvizekben, szikes tavakban Pocsolyákban Brakkvízben Kevés fajuk vízi szervezetekben – hüllőkben, kétéltűekben – Mo-on mintegy 500 faj
• Gyakorlati vonatkozás: – Vízvirágzás – Víztisztító szerep – Állati táplálék
• Rendszerezésük: • 1. Rend: fototróf, mixotróf és színtelen szaprotróf alakok tartoznak – Euglenák: édesvizekben, redukált második ostor, Moon 200 fajuk él – Phacus: lapos, lencseszerű, Mo-on 150 fajnál több él
Euglena ssp
Euglena ssp
Phacus ssp.
• 2. Rend: színtelenek, fagotróf táplálkozásúak • 3. Rend: bizonytalan rendszertani helyzetű színtelen ostorosok
Chrysophyta – Sárgásmoszatok törzse • Testfelépítés: – ide tartoznak a sárgászöld és a sárgásbarna algák – sejtfaluk rendszerint pektinből vagy cellulózból áll – testükbe kova vagy mész rakódhat le
• Színanyag: nanyag a-klorofill, karotinoidok, b-klorofill hiányzik • Szaporodás: ivartalanul és ivarosan is • Már az óidő devon időszakában is éltek • Édesvizekben, tengerekben mindenhol előfordulnak
1. Osztály: ly Sárgászöld moszatok • • • • • •
Zöld, sárgászöld színűek Asszimilációs termékük olaj Ivartalanul, kettéosztódással szaporodnak Lehetnek egy- és többsejtűek is A sejtmagvak kicsik Főként édesvizekben él, de néhány fajuk nyirkosabb talajon és talajban, nedves falakon is • Mo-on 50 faj • Legelterjedtebb rendjük a Botrydiales
Botrydium
• nyirkos iszapon, nedves homokon • szabad szemmel is smaragdzöld gömböcskék
látható
• legismertebb faj: fejesmoszat
2. Osztály: Sárgamoszatok • Aranysárga, barna színűek – klorofillt elfedő karotinoidoktól • Egy vagy többsejtűek • Ostorokkal mozgók vagy mozdulatlanok • Egyedül élők, kolóniás vagy fonalas algák • Fototrófok és heterotrófok • Édesvizekben általánosan elterjedtek
Mallomonas ssp
3. Osztály: Kovamoszatok • A sejthártya pektin vagy pektin-cellulóz – erre SiO2-ből álló szilárd kovahéj borul • Legelterjedtebb és legváltozatosabb felépítésű moszatok • Kivétel nélkül egysejtűek • Igen változatos sejtalak – alapvetően két alaptípusra vezethető vissza: – Sugaras szimmetria alak – Kétoldali részarányosak vagy aszimmetrikus alak
• Méretük igen változó lehet (néhány mikorm – 0,1 mm)
• Testfelépítés: – Egyenként szabadon vagy kocsonya-nyálkaanyagba ágyazva kolóniákban
• Szaporodás: ivartalanul és ivarosan is – Ivartalan: kettéosztódás – Ivaros gyakoribb
• Előfordulás: – – – – –
Mindenféle vizekben (édes, sós, brakk) Hideg tengerekben különösen elszaporodtak – táplálék! Talajon, talajban, sziklákon Főleg bentoszlakók – kis fényigény (heterotrófok) Vízi növényzeten is megtelepednek
• Gyakorlati vonatkozás – Elpusztuló, fenékre süllyedő vázaikból diatomaföld, kovaföld, hegyi liszt – palás szerkezet – Fontos tápanyagok – Vizek öntisztulása – Talajképzők – Ipar – Indikátor szervezetek
• Rendszerezés – Alapja a szimmetriaviszonyok alakulása
1. Rend: a borítólemez szimmetrikus (Centrales) –
Cyclotellák: Mo-on igen elterjedt
sugarasan
2.
Rend: kétoldali részarányosak aszimmetrikusak (Pennales)
vagy
– Asterionellák: sejtjeik csillag alakban rendeződtek – Navicula: a legnagyobb kovaalga-genus Asterionella
– Diatoma: zegzugos kocsonyapárnába ágyazottak – Cymbela: édesvizekre jellemző Diatoma
Cymbela
elrendeződés,
Pyrrophyta – Barázdásmoszatok törzse • Testfelépítés: – – – – –
Barna, zöldesbarna, sárga vagy zöld szín Főképp egysejtűek, egyedül élők Két ostoruk van – aktív mozgás Legtöbbjük testén két barázda húzódik Feltűnően nagy és jellegzetes sejtmagjuk van
• Táplálkozás: autotrófok, mixotrófok és heterotrófok • Szaporodás: kettéosztódással és spórákkal • A fajok száma mintegy 1300
Peridinium
• Rendszerezés: 3 osztályuk ismert – Ősbarázdás ostorosok – Kétbarázdás ostorosok – Egybarázdás moszatok
• A kétbarázdás ostorosok legnagyobb rendje a Peridinales – Tengerekben és édesvizekben is – Vannak köztük paraziták és szimbiózisban élők is – Balatonban nyáron jellemző fecskemoszat
Barázdásmoszatok
Ceratium hirundinella/fecskemoszat
Chlorophyta – Zöldmoszatok törzse • Testfelépítés: – Színük zöld – ugyanazokat a színanyagokat tartalmazzák, mint a legfejlettebb virágos növények – Egysejtűek, egyedül élők, csoportosult vagy valódi soksejtű növények – 2, 4 vagy 8 ostoruk van – aktív mozgás, de mozdulatlanok is lehetnek
• Főleg az édesvizek felső rétegeiben élnek, de talajban, tengerekben is • Belőlük származtathatók a fejlettebb növények • Rendszerezésük: számos osztály és rend – Legfontosabb, Mo-on is előforduló családok:
Chlamydomonas
Volvox
Micrasterias
Closterium
Spirogyra ssp
Chara
Phaeophyta – Barnamoszatok törzse • Testfelépítés: – Színük barnás – Sosem egysejtűek, mindig soksejtű telep – magasabb fejlettség – Sok sejtben jelentős mennyiségű jód – Nagyon változatos testfelépítés: mikroszkópikustól a 300400 m hosszúságúig – Belső felépítésük sokban hasonlít a hajtásos növényekhez
• Szaporodás: vegetatíve, ivarosan és ivartalanul is • A legtöbb mérsékelt és hideg óceánokban a parti sziklákon vagy lebegve, esetleg epiphyton – búvóhelyek, értékes táplálék, ipar • Mo-on nem élnek, fajaik száma meghaladja az 1500at
Barnamoszatok Fucus
• északi félgömb tengereiben • méretük elérheti az 1 m-t • levélszerű teleprészeiken úszóhólyagok lehetnek
Fucus
• tenger alatti bozótokat hozhatnak létre
Rhodophyta – Vörösmoszatok törzse • Testfelépítés: – – – – – –
Színük rózsaszív, vörös, ibolyaszínű A legfejlettebb moszatok Kétrétegű sejtfal Egy vagy két színtest Kevés egysejtű, legtöbbször többsejtű A telep mérete, alakja nagyon változatos, de a barnamoszat méreteit nem érik el
• Táplálkozás: autotrófok, szaprofiták, paraziták • Szaporodás: nagyon változatos és sokszor bonyolult – vegetatíve, ivarosan és ivartalanul is
• Előfordulásuk: suk – Melegebb tengerek part menti részein akár 200 m mélységig – A bentosz lakói, de vannak alámerült növényeken élők és színtelen paraziták is – A Földön 4000 fajuk ismert – 50 fajuk édesvizekben is él – Mo-on alig néhány
• Gyakorlati vonatkozás: – – – –
Táplálék, búvó- és költőhely Emberi táplálék és takarmány Élelmiszeripar, gyógyszeripar Kőzetképzés
• hazánkban is él a Balatonban
Bangia
