Nama pigmen alga coklat. Alga Coklat dan Merah

Apa fenomena spirulina? Ratusan ilmuwan dari seluruh dunia telah melakukan studi menyeluruh terhadap komposisi kimia dan efek biologisnya pada tubuh hewan dan manusia. Hasil penelitian tersebut dapat diketahui berkat karya Hiroshi Nakamuro (Jepang), Christopher Hills dan Robert Henrichson (AS).

Keunikan spirulina adalah didasarkan pada fotosintesis - proses penyerapan energi langsung dari sinar matahari, yang merupakan ciri khas bentuk kehidupan tumbuhan. Pada saat yang sama, komposisi biokimia sel spirulina sampai batas tertentu mirip dengan komposisi sel hewan. Kombinasi sifat organisme tumbuhan dan hewan dalam sel mikroalga merupakan faktor lain yang menentukan tingginya nilai biologis spirulina.

Biomassa spirulina benar-benar mengandung semua zat yang dibutuhkan seseorang untuk kehidupan normal. Sejumlah zat khusus - bioprotektor, biokorektor, dan biostimulan - tidak ditemukan pada produk lain yang berasal dari alam. Hal ini menentukan khasiat spirulina yang benar-benar fenomenal sebagai produk makanan dan agen terapi spektrum luas.

Alga biru-hijau yang termasuk dalam spirulina memiliki dinding sel yang terdiri dari mukopolimer murein yang mudah dicerna oleh cairan pencernaan manusia, berbeda dengan misalnya alga hijau bersel tunggal chlorella yang memiliki cangkang selulosa yang hanya dapat dimusnahkan oleh mikroflora ruminansia.

Dinding selnya yang lunak menjadikannya makanan yang paling mudah dicerna di dunia. Penelitian telah menunjukkan bahwa spirulina tidak ada bandingannya karena kualitas protein tertinggi yang berasal dari tumbuhan, daya cerna tertinggi dari unsur-unsur makanan, dan kejenuhan dengan vitamin dan mineral yang paling penting.

Kandungan protein spirulina (60–70%) jauh lebih tinggi dibandingkan produk makanan tradisional lainnya. Sebagai perbandingan: telur mengandung 47% protein, daging sapi - 18-21%, bubuk kedelai - 37%. Selain itu, protein spirulina mengandung semua asam amino yang diperlukan (tidak tergantikan) untuk fungsi normal tubuh manusia, memastikan perkembangan normal sel-sel yang sedang tumbuh dan kebutuhan vital sel-sel yang sudah terbentuk dan menua.

Spirulina mengandung 10 hingga 20% gula, yang mudah dicerna dengan jumlah insulin minimal. Spirulina mengandung sangat sedikit kolesterol (32,5 mg/100 g), sedangkan telur mengandung 300 mg dengan jumlah protein yang sama, sehingga konsumsi spirulina secara teratur dapat menurunkan kolesterol dalam tubuh. Komposisinya mencakup hingga 8% lemak, diwakili oleh asam lemak terpenting (laurat, palmitat, stearat, oleat, linoleat, β-linolenat, β-linolenat, dll.). Secara khusus, asam ?-linolenat sangat bermanfaat dalam pengobatan impotensi pada pria, frigiditas, kurangnya libido pada wanita, dll. Dalam kombinasi dengan vitamin E, komponen-komponen ini meningkatkan fungsi organ reproduksi, meningkatkan permulaan dan perjalanan normal. kehamilan, dan setelah melahirkan meningkatkan produksi susu Spirulina diperkaya dengan unsur makro dan mikro yang diperlukan untuk proses normal metabolisme dalam tubuh. Dan yang paling penting, spirulina mengandung vitamin terpenting - A, B, B, B, B - dalam proporsi optimal. 6 , DI DALAM 12 , PP, biotin, asam folat, pantotenat, C dan E.

Spirulina paling kaya kandungan betakarotennya, kandungannya 10 kali lebih banyak dibandingkan wortel. Beta-karoten adalah salah satu antioksidan dan imunostimulan paling kuat yang mencegah perkembangan penyakit kardiovaskular dan kanker. Dalam kondisi budidaya yang optimal, spirulina mengakumulasi beta-karoten dalam jumlah 3000 mcg/g atau lebih, yang jauh lebih tinggi dibandingkan konsentrasinya pada produk tradisional. Tingkat normal beta-karoten dalam plasma darah manusia (0,5–1,5 µmol/l) dapat dicapai dengan asupan tambahan harian (selain makanan) sebesar 2–6 mg vitamin per hari. Jumlah beta-karoten ini hanya terkandung dalam 1-2 g spirulina. Di mana Efek terapeutik dan profilaksis beta-karoten spirulina beberapa kali lebih besar dibandingkan beta-karoten sintetis yang saat ini digunakan dalam pengobatan.

Spirulina mengandung lebih banyak vitamin B daripada produk daging, kacang-kacangan, dan berbagai sereal, selama pengolahan kuliner yang hingga 40% dari sereal tersebut dihancurkan. 1 g spirulina kering mengandung: tiamin (B 1 ) – 30–50 mcg, riboflavin (B 2 ) – 5,5–35 mcg, piridoksin (B 6 ) – 3–8 mcg, sianokobolamin (B 12 ) – 1–3 mcg. Spirulina sangat kaya akan vitamin B 12 (dengan mempertimbangkan daya cerna, 1 g spirulina sama dengan 100 g daging rebus). Ini tinggi vitamin B 12 menjelaskan efek terapeutik positif tinggi yang dicatat ketika mengonsumsi spirulina pada pasien dengan gangguan hematopoietik (terutama anemia dari berbagai sifat), metabolisme lipid (hiperkolesterolemia), degenerasi lemak hati, polineuritis dan neuralgia. Spirulina juga mengandung asam folat (vitamin B 9 ) (0,1–0,5 mcg/g), niasin (vitamin B 3 ) (118 mcg/g), inositol (vitamin B) (350–640 mcg/g), biotin (vitamin H) (0,012–0,05 mcg/g), asam askorbat (vitamin C) (2120 mcg/g), β -tokoferol (vitamin E) (190 μg/g). Dari segi kandungan vitamin PP, spirulina jauh lebih unggul dibandingkan hati sapi, ginjal, lidah, unggas, dan daging kelinci.

Kegunaan vitamin spirulina terletak pada keseimbangan kompleksnya. Menurut gagasan modern, kompleks antioksidan alami yang seimbang (beta-karoten, alfa-tokoferol, asam folat, zat besi, selenium, dll.) terkandung dalam makanan nabati, seperti spirulina. meskipun konsentrasinya rendah (tidak sebanding dengan kebutuhan harian yang direkomendasikan saat ini), vitamin ini memiliki efek perlindungan yang lebih nyata pada tubuh manusia dibandingkan vitamin sintetik individu atau campurannya dalam dosis besar, yang tidak selalu memberikan efek positif yang nyata dan terkadang membahayakan. Hal ini, menurut banyak peneliti, sangat menentukan sifat imunostimulasi, radioprotektif, dan antitumor spirulina yang telah berulang kali dikonfirmasi.

Spirulina mengandung hampir seluruh mineral yang dibutuhkan seseorang. Selain itu, mereka ditemukan dalam spirulina dalam bentuk yang mudah dicerna. Kandungan fosfor, kalsium dan magnesium dalam spirulina jauh lebih tinggi (sekitar 2-3 kali lipat) dibandingkan produk nabati dan hewani yang kaya akan unsur-unsur ini (kacang polong, kacang tanah, kismis, apel, jeruk, wortel, ikan, daging sapi, dll.) Namun yang terpenting adalah mineral yang terkandung dalam makanan nabati dan daging olahan (ikan) yang dimasak lebih sedikit terserap dibandingkan yang terkandung dalam spirulina. Zat besi, yang penting untuk sistem hematopoietik manusia (bagian dari hemoglobin, sel darah merah, mioglobin otot, dan enzim), diserap oleh tubuh 60% lebih baik dibandingkan suplemen lain seperti besi sulfat. Mengonsumsi 4 g spirulina per hari memberikan peningkatan cepat hemoglobin dalam darah. Meningkatnya kandungan unsur mikro seperti seng, selenium, kromium, yodium, besi, tembaga, dan mangan pada spirulina patut mendapat perhatian khusus.

Spirulina mengandung tiga pigmen pewarna: karotenoid, klorofil dan phycocyanin, yang membantu tubuh mensintesis banyak enzim yang diperlukan untuk mengatur metabolisme tubuh. Yang paling penting bagi manusia adalah pigmen biru phycocyanin. Penelitian yang dilakukan oleh dokter Jepang dan Amerika menunjukkan bahwa phycocyanin memperkuat sistem kekebalan tubuh dan meningkatkan aktivitas sistem limfatik tubuh. Fungsi utamanya adalah pelindung, bertujuan untuk menjaga kesehatan organ dan jaringan tubuh serta melindungi dari infeksi dan penyakit lainnya.

Klorofil Spirulina memiliki struktur dan komposisi kimia yang mendekati molekul heme dalam darah. Dikombinasikan dengan zat kompleks yang terkandung dalam spirulina, ia mendorong biosintesis hemoglobin, yang memungkinkan Anda menormalkan fungsi organ hematopoietik dalam waktu singkat.

Jadi, spirulina, yang mengandung protein lengkap, karbohidrat, lemak, unsur mikro dan makro, vitamin, fikosianin, beta-karoten, asam β-linoleat dan komponen aktif biologis lainnya, mampu memberikan efek yang kuat masing-masing secara individu, dan terutama bersama-sama. efek positif pada tubuh manusia dan berkontribusi pada normalisasi gangguan yang ada, jika perlu, atau meningkatkan pertahanan tubuh dan, sebagai hasilnya, kinerja dan ketahanannya terhadap faktor lingkungan yang merugikan.

Kelp

Ganggang coklat adalah bahan baku yang sangat baik untuk produksi sejumlah obat-obatan dan bahan tambahan makanan yang aktif secara biologis.

Ciri komposisi alga coklat, termasuk rumput laut, adalah tingginya kandungan asam alginat dan garamnya (13–54% residu kering), yang tidak terdapat pada alga hijau dan merah. Selain asam alginat, rumput laut juga mengandung polisakarida lain: fucoidan dan laminarin.

Penemuan sensasional yang dilakukan di Jepang dikaitkan dengan fucoidan. Para ilmuwan telah memperhatikan bahwa pulau Okinawa memiliki tingkat kanker paling rendah. Banyak penelitian telah dilakukan. Ternyata penduduk pulau Okinawa memakan rumput laut coklat mentah, sedangkan orang Jepang lainnya memakannya dengan cara direbus. Ternyata penyebabnya adalah polisakarida fukoidan dan laminarin. Ketika mereka memasuki tubuh manusia, sel-sel kanker mulai mati. Tapi fucoidan rusak saat direbus. Fucoidan mencegah proses adhesi sel dan mencegah metastasis. Dengan merangsang fagositosis, alginat, fucoidan dan laminarin memiliki efek antitumor, tidak hanya menghancurkan sel kanker, tetapi juga metastasis pada stadium kanker selanjutnya. Fucoidan dan laminarin efektif tidak hanya melawan berbagai macam bentuk kanker, tetapi juga membantu memulihkan fungsi tubuh pasien yang telah menjalani kemoterapi dan terapi radiasi intensif. Proses pemulihan jauh lebih cepat, kondisi tubuh secara umum membaik, rambut rontok tumbuh kembali, dan fungsi hati pulih.

Khasiat lain dari polisakarida fukoidan dan laminarin adalah pencegahan dan pengobatan penyakit kardiovaskular. Penyakit-penyakit ini sangat bergantung pada keseimbangan lipid, yang ketidakseimbangannya menyebabkan peningkatan kecenderungan pembentukan plak aterosklerotik di pembuluh darah. Polisakarida fukoidan dan laminarin membantu memperbaiki keadaan, terutama bila penyakit belum berkembang. Laminarin juga memiliki efek hipotensi dan menunjukkan aktivitas antikoagulan, yaitu 30% aktivitas heparin, mencegah manifestasi penyakit radiasi, dan melindungi dari efek destruktif radiasi pengion.

Sekarang diketahui bahwa fukoidan merupakan pengatur proses metabolisme dan imunokorektor, yang tindakannya didasarkan pada aktivasi mekanisme pertahanan alami terhadap mikroorganisme patogen. Polisakarida fucoidan dan laminarin merangsang fagositosis. Sel fagosit adalah pengatur utama dalam tubuh; mereka menangkap dan mencerna mikroorganisme dan produk pembusukannya.

Tapi tetap saja, bahan aktif utama rumput laut adalah asam alginat. Asam alginat pertama kali ditemukan pada tahun 1883 oleh Stanford. Signifikansi terapan asam alginat dan turunannya ditentukan oleh strukturnya, yang terbentuk dalam proses biosintesis alami pada alga coklat di berbagai wilayah lautan dunia. Saat ini, sejumlah peneliti menyatakan bahwa itu adalah polisakarida dengan berat molekul tinggi yang terdiri dari asam D-mannuronic dan L-hyaluronic. Rasio alginat yang ditambang di berbagai negara sangat berbeda, yang pada gilirannya menentukan perbedaan sifat fisikokimia. Kompleks dari sifat-sifat alginat ini, khususnya kemampuan untuk membentuk larutan berair kental, bahkan pasta, sifat homogenisasi dan emulsi, kemampuan membentuk film dan sejumlah lainnya, yang menjadi dasar meluasnya penggunaan zat-zat ini. di berbagai industri, termasuk farmasi.

Dalam pengobatan modern, ada tiga bidang utama penggunaan alginat:

1) sebagai bahan kimia dan farmasi penolong untuk produksi berbagai bentuk sediaan obat;

2) sebagai alat kesehatan berupa kain kasa, kapas, serbet, spons dan lain-lain untuk hemostasis lokal pada perdarahan luar dan intrakaviter;

3) sebagai obat-obatan dan suplemen makanan dengan berbagai arah tindakan.

Meluasnya penggunaan alginat karena praktisnya tidak berbahaya dan dapat ditoleransi dengan baik.

Asam alginat dan garamnya memiliki sejumlah khasiat yang bermanfaat, tetapi pada saat yang sama mereka dibedakan oleh kualitas unik yang melekat pada asam alginat tersebut. Secara eksternal, alginat adalah zat seperti jeli, kekuatan rekatnya 14 kali lebih besar dari pati, dan gom arab 37 kali lipat. Sifat ini memungkinkannya digunakan di berbagai industri sebagai pengental dan bahan pembentuk gel.

Asam alginat dan garamnya memiliki sejumlah khasiat penyembuhan yang unik, beberapa di antaranya karena konsistensinya yang seperti jeli. Khasiat asam alginat dan garamnya untuk menghentikan pendarahan telah terbukti bermanfaat dalam pengobatan lesi ulseratif pada saluran pencernaan.

Garam asam alginat, bila dikonsumsi secara oral, memiliki sifat antasida (mengurangi hiperasiditas agresif jus lambung) dan merangsang penyembuhan lesi ulseratif pada mukosa lambung dan usus. Begitu berada di saluran pencernaan, alginat berinteraksi dengan asam klorida dari jus lambung dan membentuk gel yang menutupi selaput lendir, melindunginya dari paparan lebih lanjut terhadap asam klorida dan pepsin, dan menghentikan pendarahan.

Efek positif pada saluran pencernaan dan proses pencernaan juga dikaitkan dengan kemampuan alginat untuk memiliki efek penyerapan yang nyata. Mereka mampu mengikat dan menghilangkan produk pemecahan karbohidrat, lemak dan protein, garam logam berat dan radionuklida dari tubuh. Hal ini juga memungkinkan penggunaan alginat dalam pengobatan disbiosis yang kompleks, menetralkan produk sampingan yang mengganggu perkembangan flora usus alami normal. Penelitian telah menemukan bahwa alginat mempertahankan mikroflora ususnya sendiri, menekan aktivitas bakteri patogen seperti staphylococcus, jamur Candida, dll. Alginat menunjukkan efek antimikroba bahkan dalam konsentrasi kecil.

Alginat mampu meningkatkan peristaltik usus dan saluran kandung empedu yang melemah, yang memungkinkan penggunaannya dalam kasus melemahnya aktivitas motorik usus (perut kembung dan kembung), serta dalam kasus diskinesia bilier.

Alginat banyak digunakan untuk memelihara dan memulihkan sistem kekebalan tubuh yang rusak, karena memiliki kemampuan imunostimulan yang unik. Pertama-tama, alginat merangsang fagositosis. Stimulasi pertahanan fagositik memberikan aktivitas antimikroba, antijamur dan antivirus dari sediaan rumput laut. Alginat mampu menyerap (mengikat) kelas imunoglobulin (E) khusus dalam jumlah berlebih, yang terlibat dalam perkembangan penyakit dan reaksi alergi akut. Efek hipoalergenik terutama melekat pada kalsium alginat, yang karena kandungan ion kalsium, mencegah pelepasan zat aktif biologis (histamin, serotonin, bradikinin, dll.), sehingga peradangan alergi tidak berkembang.

Alginat merangsang sintesis antibodi pertahanan spesifik lokal (imunoglobulin kelas A). Hal ini pada gilirannya membuat kulit dan selaput lendir saluran pernapasan dan saluran pencernaan lebih tahan terhadap efek patogen mikroba.

Alginat juga digunakan secara topikal untuk pengobatan periodontitis, erosi serviks, tukak lambung dan duodenum.

Ahli bedah banyak menggunakan pembalut penyembuhan luka yang dapat diserap sendiri yang dibuat berdasarkan alginat untuk mengobati luka, luka bakar, tukak trofik, dan luka baring. Pembalut alginat memiliki sifat drainase yang baik, menyerap eksudat luka, mempercepat pembersihan luka, dan mengurangi keracunan tubuh. Pembalut memiliki sifat hemostatik dan merangsang proses regenerasi jaringan.

Efek anti-sklerotik rumput laut dijelaskan oleh adanya antagonis kolesterol - betasitosterol dalam komposisinya. Ini membantu melarutkan timbunan kolesterol yang tersimpan di dinding pembuluh darah. Selain itu, komponen alga yang aktif secara biologis mengaktifkan sistem enzim manusia, yang juga membantu membersihkan pembuluh darah. Penurunan kadar kolesterol dalam darah sebagian besar disebabkan oleh adanya asam lemak tak jenuh ganda pada rumput laut. Zat mirip hormon dengan efek anti-sklerotik telah ditemukan pada alga. Efek pencahar dikaitkan dengan kemampuan bubuk rumput laut untuk membengkak dan, meningkatkan volumenya, mengiritasi reseptor mukosa usus, yang meningkatkan gerak peristaltik. Efek membungkus asam alginat membantu menunda penyerapan air di usus, yang menyebabkan normalisasi tinja. Kombinasi serat dan garam mineral yang baik dalam rumput laut tidak hanya menghilangkan sembelit, tetapi juga mengatur gangguan fungsi organ pencernaan dalam waktu lama.

Produk pangan yang terbuat dari rumput laut secara signifikan lebih rendah kandungan dan komposisi kualitatif protein dan karbohidratnya dibandingkan produk pangan yang dibuat dari tumbuhan terestrial, namun produk tersebut memiliki khasiat berharga yang tidak dimiliki oleh bahan baku pangan nabati yang berasal dari terestrial. Properti ini meliputi yang berikut:

1) kemampuan menyerap air dalam jumlah besar dan meningkatkan volume;

3) kandungan berbagai unsur makro dan mikro yang lebih tinggi dibandingkan pada tumbuhan darat.

Dalam hal ini, rumput laut dalam makanan sebaiknya tidak dianggap sebagai sumber untuk menutupi biaya energi tubuh, tetapi sebagai bahan makanan.

Alga, lebih dari makhluk hidup lain di kerajaan bawah laut, memiliki kemampuan untuk mengekstrak dan mengakumulasi banyak elemen dari air laut. Dengan demikian, konsentrasi magnesium dalam rumput laut melebihi konsentrasi dalam air laut sebanyak 9-10 kali lipat, belerang sebanyak 17 kali lipat, dan bromin sebanyak 13 kali lipat. 1 kg rumput laut mengandung yodium sebanyak yang dilarutkan dalam 100.000 liter air laut.

Dalam hal kandungan banyak unsur kimia, alga jauh lebih unggul daripada tumbuhan darat. Jadi, boron dalam alga 90 kali lebih banyak dibandingkan gandum, 4-5 kali lebih banyak dibandingkan kentang dan bit. Jumlah yodium dalam rumput laut beberapa ribu kali lebih besar dibandingkan flora terestrial. Zat mineral alga terutama (75–85%) diwakili oleh garam kalium dan natrium (klorida, sulfat) yang larut dalam air. Rumput laut mengandung kalsium dalam jumlah yang cukup besar: 100 g rumput laut mengandung 155 mg. Rumput laut kering rata-rata mengandung 0,43% fosfor, sedangkan kentang kering dan wortel kering mengandung hampir setengahnya.

Alga terakumulasi dalam jumlah besar tidak hanya berbagai unsur mikro dan makro, tetapi juga banyak vitamin. Kelp mengandung sejumlah provitamin A yang sesuai dengan kandungannya pada buah-buahan pada umumnya: apel, plum, ceri, jeruk. Berdasarkan kandungan vitamin B 1 rumput laut tidak kalah dengan ragi kering. 100 g ganggang coklat kering mengandung hingga 10 mcg vitamin B 12 . Alga sangat diminati sebagai sumber vitamin C dalam makanan. Kelp mengandung vitamin ini dalam jumlah yang cukup besar: 100 g rumput laut kering mengandung 15 hingga 240 mg, dan ganggang mentah mengandung 30–47 mg. Dari segi kandungan vitaminnya, alga coklat tidak kalah dengan jeruk, nanas, stroberi, gooseberry, daun bawang, dan coklat kemerah-merahan. Selain vitamin di atas, ditemukan pula vitamin lain pada alga, khususnya vitamin D, K, PP (asam nikotinat), pantotenat, dan asam folat.

Tumbuhan laut mengandung yodium dalam jumlah besar. Jadi, dalam 100 g rumput laut kering, kandungan yodium berkisar antara 160 hingga 800 mg. Diketahui bahwa dalam alga coklat yang dapat dimakan, hingga 95% yodium berbentuk senyawa organik, dimana sekitar 10% di antaranya terikat dengan protein, yang tidak kalah pentingnya. Selain itu, kangkung laut mengandung sejumlah mono dan diiodotyrosine - zat hormonal tidak aktif yang terkandung dalam jaringan tiroid, yang juga merupakan produk organik.

Dengan demikian, produk yang dibuat secara artifisial tidak dapat bersaing dengan satwa liar: rumput laut tidak hanya mengandung banyak yodium - ia juga mengandung zat aktif biologis yang membantu menyerap yodium ini. Senyawa yodium organik dalam rumput laut membantu menormalkan fungsi tiroid lebih cepat dibandingkan natrium iodida dalam jumlah yang setara. Dan hal ini tidak hanya dijelaskan oleh yodium, tetapi juga oleh kandungan unsur makro dan mikro (molibdenum, tembaga, kobalt, dll) serta vitamin pada tumbuhan laut yang penting untuk proses metabolisme.

Rumput laut merah

Tersebar luas di laut Timur Jauh, ganggang merah, yang telah lama digunakan dalam makanan dan praktik medis, mengandung berbagai hidrokoloid, termasuk karagenan. Karagenan, polisakarida sulfat, hanya ditemukan pada rumput laut merah, tidak memiliki analogi dengan polisakarida tumbuhan lainnya dan banyak digunakan baik dalam industri farmasi maupun makanan. Minat industri terhadap karagenan disebabkan oleh kemampuannya membentuk gel, meningkatkan viskositas larutan berair, serta aktivitas biologisnya yang serba guna.

Ada beberapa jenis karagenan yang dapat dibedakan menjadi karagenan pembentuk gel dan non pembentuk gel. Setiap spesies tumbuhan mungkin mengandung beberapa jenis karagenan. Selain itu, komposisi dan jumlah karagenan yang diekstraksi bergantung pada lokasi alga, fase siklus hidupnya, dan musim. Kegunaan praktis karagenan sangat ditentukan oleh sifat fisikokimianya. Perbedaan struktur karagenan berpengaruh signifikan terhadap aktivitas biologisnya. Karagenan menunjukkan aktivitas antikoagulan yang tinggi pada konsentrasi rendah. Mereka digunakan sebagai enterosorben dan radioprotektor. Ada hasil positif bila menggunakan karagenan pada pasien dengan aterosklerosis dan tukak duodenum.

Khasiat karagenan yang bermanfaat membuka peluang unik untuk menciptakan produk terapeutik dan profilaksis berdasarkan karagenan. Untuk kebutuhan produksi, telah dikembangkan resep aneka confectionery jelly berbahan dasar karagenan yang dapat digunakan untuk nutrisi makanan.

Semua alga berbeda dalam kumpulan pigmen fotosintesisnya. Kelompok-kelompok seperti itu dalam taksonomi tumbuhan berstatus divisi.

Pigmen utama dari semua alga adalah pigmen hijau klorofil. Ada empat jenis klorofil yang diketahui, yang berbeda dalam strukturnya: klorofil a– terdapat di semua alga dan tumbuhan tingkat tinggi; klorofil b– ditemukan pada alga hijau, charophyte, euglenoid dan tumbuhan tingkat tinggi: tumbuhan yang mengandung klorofil ini selalu memiliki warna hijau cerah; klorofil c– ditemukan pada alga heterokont; klorofil d– bentuk langka, ditemukan pada ganggang merah dan biru-hijau. Kebanyakan tumbuhan fotosintesis mengandung dua klorofil berbeda, salah satunya selalu klorofil A. Dalam beberapa kasus, bukan klorofil kedua yang ada biliprotein. Ada dua jenis biliprotein yang ditemukan pada alga biru-hijau dan merah: fikosianin– pigmen biru, fikoeritrin- pigmen merah.

Pigmen wajib yang termasuk dalam membran fotosintesis adalah pigmen kuning - karotenoid. Mereka berbeda dari klorofil dalam spektrum cahaya yang diserap dan diyakini melakukan fungsi pelindung, melindungi molekul klorofil dari efek destruktif oksigen molekuler.

Selain pigmen tersebut, alga juga mengandung: fucoxanthin– pigmen emas; xantofil- pigmen coklat.

Akhir pekerjaan -

Topik ini termasuk dalam bagian:

Rumput laut

Universitas Perikanan.. Institut Biologi Kelautan dinamai A. di Zhirmunsky Dvor Ran.. l l Arbuzov..

Jika Anda memerlukan materi tambahan tentang topik ini, atau Anda tidak menemukan apa yang Anda cari, kami sarankan untuk menggunakan pencarian di database karya kami:

Apa yang akan kami lakukan dengan materi yang diterima:

Jika materi ini bermanfaat bagi Anda, Anda dapat menyimpannya ke halaman Anda di jejaring sosial:

Semua topik di bagian ini:

Penutup sel
Penutup sel memberikan ketahanan isi internal sel terhadap pengaruh eksternal dan memberikan bentuk tertentu pada sel. Penutupnya permeabel terhadap air dan molekul rendah terlarut di dalamnya

Flagela
Sel vegetatif monadik dan tahapan monadik dalam siklus hidup (zoospora dan gamet) alga dilengkapi dengan flagela - pertumbuhan sel yang panjang dan agak tebal, yang bagian luarnya ditutupi dengan plasmalemma. DAN

Mitokondria
Mitokondria ditemukan dalam sel alga eukariotik. Bentuk dan struktur mitokondria pada sel alga lebih beragam dibandingkan mitokondria pada tumbuhan tingkat tinggi. Bentuknya mungkin bulat

Plastida
Pigmen dalam sel alga eukariotik terletak di plastida, seperti pada semua tumbuhan. Ada dua jenis plastida pada alga: kloroplas berwarna (kromatofor) dan leukoplas tidak berwarna (ami

Peralatan inti dan mitosis
Inti alga memiliki struktur khas eukariota. Jumlah inti sel dapat bervariasi dari satu hingga beberapa. Di bagian luar, inti ditutupi oleh cangkang yang terdiri dari dua membran, yaitu membran luar

Jenis struktur thallus monadik (flagellar).
Ciri paling khas yang menentukan jenis struktur ini adalah adanya flagela, yang dengannya organisme monadik bergerak secara aktif di lingkungan perairan (Gbr. 9, A). Bergerak w

Jenis struktur rhizopodial (amoeboid).
Ciri paling signifikan dari tipe struktur amoeboid adalah tidak adanya penutup sel yang kuat dan kemampuan pergerakan amoeboid, dengan bantuan qi yang sementara terbentuk di permukaan sel.

Jenis struktur palmelloid (hemimonadal).
Ciri khas dari jenis struktur ini adalah kombinasi gaya hidup tumbuhan yang tidak bergerak dengan adanya organel seluler yang menjadi ciri organisme monadik: vakuola kontraktil, kepala putik, tourniquet.

Jenis struktur kokoid
Jenis ini menggabungkan alga uniseluler dan kolonial, tidak bergerak dalam keadaan vegetatif. Sel tipe coccoid ditutupi dengan membran dan memiliki protoplas tipe tumbuhan (tonoplas tanpa socrates

Jenis struktur trikal (berfilamen).
Ciri khas dari jenis struktur berfilamen adalah susunan sel-sel yang tidak bergerak seperti benang, yang terbentuk secara vegetatif sebagai hasil pembelahan sel, yang sebagian besar terjadi.

Jenis struktur heterotrikal (non-filamen).
Tipe heterofilamen muncul berdasarkan tipe berserabut. Thallus heterofilamen sebagian besar terdiri dari benang horizontal yang merambat di sepanjang substrat, melakukan fungsi perlekatan, dan benang vertikal, sepanjang

Jenis struktur parenkim (jaringan).
Salah satu arah evolusi thallus heterofilamen dikaitkan dengan munculnya thallus parenkim. Kemampuan pertumbuhan dan pembelahan sel tanpa batas ke berbagai arah menyebabkan evolusi

Jenis struktur siphonal
Jenis struktur siphonal (non-seluler) dicirikan oleh tidak adanya sel di dalam thallus, yang mencapai ukuran yang relatif besar, biasanya makroskopis, dan tingkat diferensiasi tertentu.

Jenis struktur siphonokladal
Ciri utama dari tipe struktur siphonocladal adalah kemampuannya untuk membentuk thallus yang tersusun rumit, terutama terdiri dari segmen berinti banyak, dari thallus nonseluler primer. DI DALAM

Reproduksi aseksual
Reproduksi alga secara aseksual dilakukan dengan bantuan sel khusus - spora. Sporulasi biasanya disertai dengan pembelahan protoplas menjadi beberapa bagian dan pelepasan produk fisi

Pembagian sederhana
Metode reproduksi ini hanya ditemukan pada alga bersel tunggal. Pembelahan terjadi paling sederhana pada sel yang memiliki struktur tubuh tipe amoeboid. Pembagian bentuk amoeboid

Fragmentasi
Fragmentasi melekat pada semua kelompok alga multiseluler dan memanifestasikan dirinya dalam berbagai bentuk: pembentukan hormogonium, regenerasi bagian thallus yang terlepas, hilangnya cabang secara spontan, pertumbuhan kembali

Reproduksi dengan tunas, stolon, tunas induk, bintil, akinetes
Dalam bentuk jaringan alga hijau, coklat dan merah, reproduksi vegetatif mengambil bentuk lengkapnya, yang sedikit berbeda dengan reproduksi vegetatif tumbuhan tingkat tinggi. Menjaga jalan

Reproduksi seksual
Reproduksi seksual pada alga dikaitkan dengan proses seksual yang terdiri dari peleburan dua sel sehingga terbentuk zigot yang tumbuh menjadi individu baru atau menghasilkan zoospora.

Perubahan fase nuklir
Selama proses seksual, sebagai hasil peleburan gamet dan intinya, jumlah kromosom dalam inti menjadi dua kali lipat. Pada tahap tertentu dari siklus perkembangan, selama meiosis, terjadi penurunan jumlah kromosom

Endofit/endozoit, atau endosimbion
Endosimbion, atau simbion intraseluler, adalah alga yang hidup di jaringan atau sel organisme lain (hewan invertebrata atau alga). Mereka membentuk semacam kelompok ekologi

Departemen ganggang biru-hijau (cyanobacteria) – cyanophyta
Nama departemen (dari bahasa Yunani cyanos - biru) mencerminkan ciri khas alga ini - warna thallus, terkait dengan kandungan pigmen biru phycocyanin yang relatif tinggi. Sianogen

Ordo – Chroococcales
Mereka muncul sebagai individu “sederhana” bersel tunggal atau lebih sering membentuk koloni lendir. Ketika sel membelah dalam dua bidang, koloni pipih satu lapis muncul. Pembagian dalam tiga poin

Departemen ganggang merah – rhodophyta
Nama departemen berasal dari kata Yunani rhodon ("rodon") - merah muda. Warna alga merah disebabkan oleh kombinasi pigmen yang berbeda. Muncul dalam warna abu-abu dan ungu

Ordo Banguiaceae – Bangiales
Genus Porphyra mempunyai thallus berupa lempengan tipis mengkilat dengan tepi licin atau terlipat, terdiri atas satu atau dua lapis sel yang bersambung rapat. Pangkal pelat biasanya masuk ke dalam

Pesan Rhodymeniales
Genus Sparlingia (Rodimenia) - pelat datar setinggi 45 cm, berbentuk daun dan baji, melebar dan dibedah dengan telapak tangan di bagian atas, dari merah muda muda atau oranye muda hingga

Pesan Coralline - Corallinales
Genus Coralline merupakan semak beruas-ruas, berbentuk kipas, bercabang hingga tinggi 10 cm, bercabang, berkapur, dari merah jambu-ungu hingga hampir putih. Bereproduksi secara aseksual dan seksual. spo

Pesan Gigartinales – Gigartinales
Genus Hondrus - semak bertulang rawan kasar yang lebat setinggi 20 cm, bercabang 3-4 kali, kuning muda, merah muda muda, ungu-merah tua. Tumbuh di bagian bawah zona pesisir dan

Ordo Ceramiaceae – Ceramiales
Genus Ceramium adalah semak halus, halus, beruas-ruas hingga setinggi 10 cm, bercabang dikotomis atau bergantian, berwarna kuning tua dengan semburat merah muda. Bercabang dua hingga empat ordo tentunya

Divisi diatom - bacillariophyta
Bagian tersebut disebut Diatom (dari bahasa Yunani di - two, tome - cut, dissection), atau Bacillaria (bacillum - stick). Termasuk organisasi soliter atau kolonial uniseluler.

Pembagian alga heterokont (heterokontophyta)
Semua heterokont memiliki struktur alat flagellar yang serupa. Ada 2 flagela, dan salah satunya memiliki pertumbuhan berbulu berbentuk tabung beranggota tiga yang sangat khas, atau rambut - mastigonema. Tepatnya uang tunai

Taksonomi
Fosil coccolith diketahui dari endapan Mesozoikum dan melimpah sepanjang periode Jurassic dan Cretaceous. Prymnesiophytes mencapai keanekaragaman maksimumnya pada Zaman Kapur Akhir,

Departemen alga cryptophyte (cryptomonads) – cryptophyta
Departemen ini dinamai berdasarkan jenis genus Cryptomonas (dari bahasa Yunani kryptos - tersembunyi, monas - individu). Termasuk organisme bersel tunggal, motil, dan monadik. sel kriptofit

A B C D E
Beras. 53. Kemunculan alga kriptofit (menurut: G.A. Belyakova dkk., 2006): A – Rodomonas, B – Chroomonas, C – Cryptomonas, D – Chilomonas, E – Goniomonas bisa untuk

Departemen ganggang hijau – chlorophyta
Ganggang hijau adalah divisi alga yang paling luas, menurut berbagai perkiraan, berjumlah 4 hingga 13 - 20 ribu spesies. Semuanya memiliki warna thalli hijau, karena dominasi klorin

Ordo Ulothrixales – Ulotrichales
Genus Ulothrix (Gbr. 54). Spesies Ulotrix lebih sering hidup di air tawar, lebih jarang di laut, air payau, dan di tanah. Mereka menempel pada objek bawah air, membentuk semak hijau cerah.

Ordo Bryopsidae – Bryopsidales
Sebagian besar spesies ditemukan di perairan tawar dan air payau. Beberapa di antaranya tumbuh di tanah, di bebatuan, pasir, dan terkadang di rawa asin. Genus Bryopsis - semak berserabut hingga 6-8 detik

Pesan Volvocales - Volvocales
Genus Chlamydomonas (Gbr. 57) mencakup lebih dari 500 spesies alga uniseluler yang hidup di perairan segar, kecil, berpemanas baik, dan tercemar: kolam, genangan air, parit, dll. Dll

Divisi Charophyta (Characeae) – Charophyta
Charophytes adalah barisan ganggang hijau air tawar yang mengarah ke tumbuhan tingkat tinggi. Ini adalah bentuk yang didominasi dengan thallus berserabut. Seringkali thallus berbentuk vertikal, dibedah dan dibawa kemana-mana

Divisi dinofit (dinoflagellata) – dinophyta
1. Nama departemen berasal dari bahasa Yunani. dineo - untuk memutar. Menyatukan sebagian besar monadik uniseluler, lebih jarang coccoid, amoeboid atau palmelloid, terkadang kolonial

Divisi euglenozoa - euglenovae
Departemen ini dinamai berdasarkan jenis genus - Euglena (dari bahasa Yunani eu - berkembang dengan baik, glen - pupil, mata). Menyatukan perwakilan monadik atau amoeboid tunggal. Sesekali bertemu

Daftar Istilah
Autogami adalah reproduksi seksual di mana dua inti haploid bersaudara menyatu dalam sitoplasma yang sama. Autospora adalah struktur reproduksi aseksual, yaitu

Saat ini, ganggang hijau dianggap sebagai kelompok paling luas, yang mencakup sekitar 20 ribu spesies. Ini termasuk organisme uniseluler dan bentuk kolonial, serta tumbuhan dengan thallus multiseluler besar. Ada perwakilan yang hidup di air (laut dan air tawar), serta organisme yang beradaptasi untuk bertahan hidup di darat dalam kondisi kelembaban tinggi.

Departemen Ganggang Hijau: deskripsi singkat

Ciri pembeda utama dari perwakilan kelompok ini adalah warnanya - semua spesies dicirikan oleh warna hijau atau hijau-kuning. Hal ini disebabkan pigmen utama sel - klorofil.

Seperti yang telah disebutkan, departemen ini menyatukan perwakilan yang sangat berbeda. Ada bentuk uniseluler dan kolonial, serta organisme multiseluler dengan thallus besar yang berdiferensiasi. Beberapa perwakilan uniseluler bergerak dengan bantuan flagela, yang multiseluler, biasanya, menempel di dasar atau hidup di kolom air.

Meskipun ada organisme dengan sel telanjang, sebagian besar perwakilannya memiliki dinding sel. Komponen struktural utama membran sel adalah selulosa, yang dianggap sebagai karakteristik sistematis yang penting.

Jumlah, ukuran dan bentuk kloroplas dalam suatu sel dapat berbeda-beda tergantung jenis tumbuhan. Pigmen utamanya adalah klorofil, khususnya bentuk a dan b. Sedangkan untuk karotenoid, plastida sebagian besar mengandung beta-karoten dan lutein, serta sejumlah kecil neosanthin, zeaxanthin dan violaxanthin. Menariknya, sel-sel beberapa organisme memiliki warna kuning pekat atau bahkan oranye - hal ini disebabkan oleh akumulasi karoten di luar kloroplas.

Beberapa ganggang hijau uniseluler memiliki struktur khusus - mata, yang bereaksi terhadap cahaya dalam spektrum biru dan hijau.

Produk penyimpanan utama adalah pati, butirannya terutama terkandung dalam plastida. Hanya beberapa perwakilan ordo yang memiliki zat cadangan yang disimpan di sitoplasma.

Departemen Ganggang Hijau: Metode Reproduksi

Faktanya, perwakilan ordo ini dicirikan oleh hampir semua kemungkinan metode reproduksi. dapat terjadi melalui (perwakilan uniseluler tanpa membran sel), fragmentasi thallus (metode ini khas untuk bentuk multiseluler dan kolonial). Pada beberapa spesies, nodul spesifik terbentuk.

Reproduksi aseksual diwakili oleh bentuk-bentuk berikut:

zoospora - sel dengan flagela, mampu bergerak aktif;
aplanospora - spora tersebut tidak memiliki alat flagela, tetapi sel yang berkembang dengan baik tidak mampu bergerak aktif;
autospora - jenis spora ini terutama dikaitkan dengan adaptasi terhadap lingkungan eksternal. Dalam bentuk ini, tubuh bisa menunggu kondisi kering dan kondisi buruk lainnya.

Reproduksi seksual juga bisa beragam - termasuk oogami, heterogami, hologami, serta isogami dan konjugasi.

Ordo Ganggang Hijau: karakteristik beberapa perwakilan

Kelompok ini mencakup banyak perwakilan terkenal dunia tumbuhan. Misalnya sprogyra dan chlorella juga termasuk dalam ordo tersebut.

Chlamydomonas adalah genus ganggang hijau yang cukup terkenal, yang sangat penting secara praktis. Kelompok ini mencakup organisme bersel tunggal dengan mata merah dan kromatofor besar yang mengandung pigmen. Chlamydomonas-lah yang menyebabkan “mekarnya” kolam, genangan air, dan akuarium. Dengan adanya sinar matahari, bahan organik diproduksi melalui fotosintesis. Namun organisme ini mampu menyerap zat-zat dari lingkungan luar. Oleh karena itu, Chlamydomonas sering digunakan untuk menjernihkan air.

Merah - fikoeritrin , oranye - karotin Dan " xantofil". Pigmen tambahan mempengaruhi warna alga dan berfungsi sebagai fitur sistematis yang penting. Alga terbagi menjadi beberapa jenis. Perwakilan khas alga mikroskopis ditunjukkan pada gambar.

Alga mikroskopis.
A. Diatom B. Ganggang biru-hijau, C. Ganggang hijau (Chlamydomonas)

Ganggang hijau

Alga hijau tersebar luas di permukaan perairan. Diantaranya ada yang uniseluler, multiseluler, dan kolonial. Pigmen terkonsentrasi dalam badan plasma khusus dengan berbagai bentuk - kromatofor. Mereka bereproduksi dengan pembelahan sitoplasma untuk membentuk sel anak atau secara seksual. Beberapa spesies berkembang biak dengan menghasilkan spora yang bergerak. Koloni terbentuk melalui pembelahan aseksual di mana sel anak tetap berhubungan satu sama lain. Sel alga hijau mempunyai bentuk yang bermacam-macam: bulat, lonjong, berbentuk bulan sabit, segitiga, dll. Sel-selnya mengandung organel yang merupakan ciri khas sel tumbuhan tingkat tinggi. Inti berdiferensiasi. Cangkangnya terdiri dari selulosa. Sitoplasma mungkin mengandung butiran pati, yang merupakan produk fotosintesis. Bentuk chlorella uniseluler yang paling umum ( Klorella vulgaris), Chlamydomonas ( Chlamidomonas), dari kolonial - Volvox ( Volvox aureus), gonium ( Gonium pectorale), dari multiseluler - ulothrix. Alga hijau terdapat di waduk-waduk yang airnya bersih dan kotor, arusnya lambat dan deras, di berbagai lubang, genangan air yang terisi setelah hujan, dan juga di dalam tanah.

Ganggang biru-hijau

Alga biru-hijau ( sianobakteri ) dianggap sebagai tanaman tertua yang ada saat ini. Ini adalah organisme tunggal atau multiseluler, yang paling terorganisir sederhana, dicirikan oleh struktur sel khusus. Ia tidak memiliki inti dan kromatofor yang khas. Protoplasma ganggang biru-hijau berdiferensiasi menjadi lapisan berwarna perifer - kromotoplasma , dan bagian tengah – sentroplasma . Pigmen fotosensitif yang berasimilasi adalah klorofil, phycocin, phycoerythrin dan karoten. Tergantung pada rasio kuantitatif pigmen, warna sel juga berubah. Sel mengandung badan khusus - endoplast konsistensi padat atau kental. Di dinding plasma sel di antara endoplas terdapat “zat kromatin” yang diwarnai dengan pewarna nuklir. Sel-sel ganggang biru-hijau tidak memiliki vakuola yang berisi getah sel. Dalam hal ini, selama plasmolisis, sel menyusut seluruhnya. Sel-sel organisme ini mengandung vakuola gas, yang memudahkan mereka mengapung ke permukaan. Sel alga biru-hijau memiliki membran. Ini bisa tipis dan hampir tidak terlihat atau menebal. Membran sel seringkali tertutup lendir, sehingga menyebabkan terbentuknya koloni akibat penggumpalan lendir tersebut. Komposisi cangkangnya sebagian besar terdiri dari pektin. Biasanya koloni tidak memiliki bentuk tertentu. Pada sel berfilamen, deretan sel dibungkus dalam selubung silinder berongga yang menutupi seluruh baris sel. Kumpulan sel yang mempunyai selubung disebut filamen. Sel-sel dalam filamen yang sama dapat memiliki ukuran dan bentuk yang sama atau berbeda. Sel-sel filamen ditutupi dengan selubung lendir umum di atasnya. Pada beberapa spesies, benangnya mampu bercabang. Formasi sering diamati heterokista terletak di benang melalui sejumlah sel tertentu. Heterokista terbentuk dari sel vegetatif, tetapi ukurannya jauh lebih besar. Mereka memiliki cangkang padat, tetapi berkomunikasi dengan sel tetangga melalui pori-pori. Dipercayai bahwa heterokista adalah sel khusus yang melakukan fiksasi nitrogen.

Banyak spesies cyanobacteria yang mampu membentuk spora. Pada beberapa spesies, spora, seperti halnya bakteri sejati, adalah bentuk yang paling tahan terhadap kondisi buruk. Dalam hal ini, hanya satu spora yang terbentuk dari satu sel. Pada cyanobacteria lain, spora, seperti jamur, berfungsi sebagai metode reproduksi. Dalam hal ini, banyak spora kecil terbentuk di dalam sel induk, dilepaskan ketika membran pecah. Ganggang biru-hijau sangat umum di alam: mereka tumbuh di perairan asin dan air tawar, di tanah dan bebatuan, di Arktik dan gurun. Hal ini difasilitasi oleh ketahanan ekstrim terhadap kondisi buruk dan kebutuhan nutrisi yang rendah.

Diatom

Diatom ( Diatomea). Mereka adalah organisme mikroskopis bersel tunggal. Beberapa spesies membentuk koloni berupa benang, pita, dan semak. Ukuran sel berkisar antara 4 hingga 1500 mikron, dan koloni terkadang mencapai beberapa sentimeter. Sel diatom mengandung nukleus dan kloroplas yang terbentuk. Yang terakhir, selain klorofil, mengandung pigmen coklat, sehingga warna alganya kekuningan atau coklat tua. Sel-selnya memiliki cangkang pektin dan cangkang yang terdiri dari silika. Membran sel terdiri dari dua bagian yang tidak menyatu dan dapat bergerak terpisah. Protoplasma terletak pada lapisan tipis di sepanjang dinding, membentuk jembatan protoplasma di tengah sel pada banyak spesies, sisa ruang sel diisi dengan getah sel, hanya terdapat satu inti. Bentuk kromatofor bervariasi. Produk asimilasinya adalah minyak, volutin, leukosin. Mereka berkembang biak dengan pembelahan sederhana dan spora. Selama pembelahan vegetatif, setiap bagian menerima katup ibu, dan katup yang hilang tumbuh lagi selama perkembangan sel. Struktur cangkang silikon merupakan ciri khas spesies ini. Kelompok diatom hukuman ditemukan terutama di antara benda-benda dasar yang kotor dan di dalam tanah.

Teknis Negara Bagian Timur Jauh

universitas perikanan

Institut Biologi Kelautan dinamai. A.V. Zhirmunsky Cabang Timur Jauh dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia

II. Arbuzova

saya. Levenet

Rumput laut

Peninjau:

– V.G. Chavtur, Doktor Ilmu Biologi, Profesor Departemen Biologi Kelautan dan Budidaya Perairan, Universitas Negeri Timur Jauh

– S.V. Nesterova, Ph.D., peneliti senior di Laboratorium Flora Timur Jauh, Institut Kebun Raya, Cabang Timur Jauh dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia

Arbuzova L.L., Levenets I.R. Alga: Belajar. desa Vladivostok: Dalrybvtuz, IBM FEB RAS, 2010. 177 hal.

Manual ini memberikan informasi modern tentang anatomi, morfologi, taksonomi, gaya hidup dan signifikansi praktis alga.

Buku teks ini ditujukan untuk mahasiswa sarjana di bidang “Sumber Daya Hayati Perairan dan Budidaya Perairan” dan “Ekologi dan Pengelolaan Lingkungan” penuh waktu dan paruh waktu, master ekologi, biologi, ilmu pengetahuan tentang ikan dan budidaya ikan.

©Negara Bagian Timur Jauh

teknis perikanan

universitas, 2010

©Institut Biologi Kelautan dinamai. A.V. Zhirmunsky Cabang Timur Jauh dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, 2010

ISBN…………………..

Perkenalan…………………………………………………………………………………

1. Struktur sel alga……………………………………

2. Ciri-ciri umum alga……………………………

2.1. Jenis makanan………………………………………………………

2.2. Jenis-jenis thalli…………………………………………………..

2.3. Reproduksi alga………………………………………..

2.4. Daur hidup alga…………………………….

3. Kelompok ekologi alga…………………………….

3.1. Alga habitat perairan…………………………..

3.1.1. Fitoplankton………………………………………………….

3.1.2. fitobenthos..................................................................................

3.1.3. Alga ekosistem perairan ekstrim………

3.2. Alga habitat non-akuatik…………………

3.2.1. Alga aerofilik…………………………………….

3.2.2. Alga edafilik…………………………………….

3.2.3. Alga litofilik……………………………………..

4. Peran alga di alam dan signifikansi praktisnya………

5. Taksonomi alga modern…………………..

5.1. Alga prokariotik..................................................

5.1.1. Departemen Ganggang biru-hijau…………………

5.2. Alga eukariotik…………………………………….

5.2.1. Departemen Alga Merah…………………………….

5.2.2. Diatom Divisi…………………..

5.2.3. Alga Departemen Heterokont……………….

Kelas Alga Coklat …………………………………

Kelas Alga Emas ………………………

Alga kelas Sinura ………………………..

Alga Kelas Pheotamnia…………………

Alga Kelas Raphid ……………………….

Alga kelas Eustigma ………………………

Kelas Alga Kuning-hijau…………………

5.2.4. Alga Departemen Prymnesiophyta……………….

5.2.5. Alga Cryptophyte Departemen………………

5.2.6. Departemen Ganggang Hijau………………….………

5.2.7. Divisi Characeae…………………………….

5.2.8. Alga Departemen Dinofit…………………

5.2.9. Bagian Ganggang Euglena ………………………

Literatur………………………………………………………………………………

Daftar Istilah……………………………………………………….

Lamaran .............................................................................

PERKENALAN

Alga secara tradisional terdiri dari beragam kelompok thallus, organisme fotosintetik, pembawa spora, dan avaskular. Seperti semua tumbuhan tingkat rendah, organ reproduksi alga tidak memiliki integumen, tubuh tidak terbagi menjadi organ, dan tidak memiliki jaringan. Di antara alga terdapat bentuk eukariotik dan prokariotik. Yang terakhir, tidak seperti klorobakteri, melepaskan oksigen bebas ke lingkungan selama fotosintesis.

Alga menempati posisi dominan baik di perairan tawar maupun laut. Sebagai produsen utama, mereka sangat menentukan produktivitas ikan di ekosistem perairan. Berkat aktivitas fotosintesis, alga memperkaya air dengan oksigen dan mengurangi jumlah karbon dioksida. Mereka memiliki kemampuan unik untuk mengakumulasi berbagai zat berbahaya dari lingkungan perairan sekitar, serta melepaskan metabolit ke lingkungan yang menekan pertumbuhan mikroorganisme patogen. Alga, dengan mengubah komposisi kimia air, sering kali berkontribusi pada pemurniannya. Komposisi kualitatif dan kuantitatif kelompok alga merupakan indikator penting dari keadaan ekologi badan air. Sejumlah spesies digunakan sebagai indikator pencemaran perairan.

Studi tentang alga merupakan tahapan penting dalam pelatihan spesialis di bidang budidaya laut, budidaya ikan dan ekologi kelautan. Pengetahuan tentang struktur, ekologi dan sistematika alga merupakan dasar untuk studi higrobiologi, ilmu pengetahuan tentang ikan, ekologi, iktiotoksikologi; mereka juga diperlukan untuk menilai bahan baku waduk dan menyusun prakiraan penangkapan ikan.

Baru-baru ini, berkat teknik metodologi modern, informasi baru telah diperoleh tentang struktur halus, fisiologi dan biokimia alga, yang menyebabkan revisi gagasan tradisional. Taksonomi tumbuhan tingkat rendah, termasuk alga, telah mengalami perubahan terbesar. Pada saat yang sama, informasi modern tentang sistematika dan struktur alga tidak tercermin dalam literatur pendidikan tentang botani, dan literatur khusus tentang phycology tidak tersedia untuk khalayak luas.

Buku teks ini memberikan informasi terkini tentang struktur, morfologi, taksonomi, ekologi dan signifikansi praktis alga. Penerangan mengenai taksa alga yang paling ketara diberikan.

Buku teks ini ditujukan untuk mahasiswa sarjana di bidang “Sumber Daya Hayati Perairan dan Budidaya Perairan” dan “Ekologi dan Pengelolaan Lingkungan” dalam bentuk studi penuh waktu dan paruh waktu, master di bidang ekologi, ilmu pengetahuan tentang ikan, budidaya ikan dan budidaya perairan.

Guru dari Dalrybvtuz dan spesialis di bidang hidrobiologi dan fikologi dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia Cabang Timur Jauh mengambil bagian dalam persiapan materi untuk manual ini.

1. STRUKTUR SEL ALGA

Alga prokariotik memiliki struktur sel yang mirip dengan bakteri: mereka tidak memiliki organel membran, seperti nukleus, kloroplas, mitokondria, retikulum endoplasma, dan aparatus Golgi.

Alga eukariotik mengandung elemen struktural yang merupakan karakteristik sel tumbuhan tingkat tinggi (Gbr. 1).

Beras. 1. Sel tumbuhan dewasa tanpa penebalan dinding sekunder (direncanakan) pada perbesaran maksimum mikroskop cahaya (dengan: 1 – dinding sel, 2 – pelat median, 3 – ruang antar sel, 4 – plasmodesmata, 5 – plasmalemma, 6 – tonoplast, 7 – vakuola pusat, 9 - inti, 10 - selubung inti, 11 - pori dalam selubung inti, 12 - nukleolus, 13 - kromatin, 14 - kloroplas, 15 - grana dalam kloroplas, 16 - butiran pati dalam kloroplas, 17 - mitokondria, 18 - diktiosom, 19 – retikulum endoplasma granular, 20 – tetesan lemak cadangan (lipid) di sitoplasma, 21 – mikroba, 22 – sitoplasma (hialoplasma)

Diagram sel tumbuhan di atas umumnya mencerminkan struktur sel alga, namun banyak alga, bersama dengan organel tumbuhan yang khas (plastida, vakuola dengan getah sel), mengandung struktur yang merupakan ciri khas sel hewan (flagela, kepala putik, membran yang tidak khas untuk sel tumbuhan. ).

Penutup sel

Penutup sel memberikan ketahanan isi internal sel terhadap pengaruh eksternal dan memberikan bentuk tertentu pada sel. Penutupnya permeabel terhadap air dan zat berbobot molekul rendah yang terlarut di dalamnya dan mudah mentransmisikan sinar matahari. Penutup sel alga sangat beragam secara morfologi dan kimia. Mereka termasuk polisakarida, protein, glikoprotein, garam mineral, pigmen, lipid, dan air. Berbeda dengan tumbuhan tingkat tinggi, tidak ada lignin di cangkang alga.

Struktur penutup sel didasarkan pada plasmalemma, atau membran sitoplasma. Pada banyak perwakilan flagellar dan amoeboid, sel-sel di bagian luar hanya ditutupi dengan plasmalemma, yang tidak mampu memberikan bentuk tubuh yang konstan. Sel-sel tersebut dapat membentuk pseudopodia. Berdasarkan morfologinya, dibedakan beberapa jenis pseudopodia. Paling sering ditemukan pada alga rhizopodia, yang merupakan proyeksi sitoplasma yang panjang, tipis, bercabang, terkadang beranastomosis. Ada mikrofilamen di dalam rhizopodia. Lobopodia– tonjolan sitoplasma bulat lebar. Mereka ditemukan pada alga dengan diferensiasi thallus tipe amoeboid dan monadik. Kurang umum pada alga filopodia- formasi bergerak tipis menyerupai tentakel yang dapat ditarik ke dalam sel.

Banyak dinoflagellata memiliki tubuh yang ditutupi sisik yang terletak di permukaan sel. Sisiknya bisa tunggal atau tertutup rapat - mengalir. Mereka mungkin organik atau anorganik. Sisik organik ditemukan di permukaan alga hijau, emas, kriptofit. Komposisi serpihan anorganik dapat mencakup kalsium karbonat atau silika. Serpihan kalsium karbonat – coccolith– ditemukan terutama pada alga primnesiophyte laut.

Seringkali, sel-sel alga berflagel dan amoeboid terletak di rumah-rumah yang sebagian besar berasal dari organik. Dindingnya bisa tipis dan transparan (genus Dinobryon) atau lebih tahan lama dan berwarna karena pengendapan garam besi dan mangan di dalamnya (genus Trakelomonas). Rumah biasanya memiliki satu lubang untuk keluarnya flagel, terkadang ada beberapa lubang. Ketika alga berkembang biak, rumah tersebut tidak hancur, paling sering salah satu sel yang dihasilkan meninggalkannya dan membangun rumah baru.

Sel yang menutupi alga euglenoid disebut pelikel. Pelikel adalah kumpulan membran sitoplasma dan pita protein, mikrotubulus, dan tangki retikulum endoplasma yang terletak di bawahnya.

Pada alga dinofit, penutup sel diwakili oleh amfiesma. Amfiesma terdiri dari plasmalemma dan sekumpulan vesikel pipih yang terletak di bawahnya, di bawahnya terdapat lapisan mikrotubulus. Vesikel sejumlah dinofit mungkin mengandung pelat selulosa; ini disebut amfiesma saat ini, atau kerang(kelahiran Ceratium, Peridinium).

Pada diatom, penutup sel khusus terbentuk di atas plasmalemma - kerang, terutama terdiri dari silika amorf. Selain silika, cangkangnya mengandung campuran senyawa organik dan beberapa logam (besi, aluminium, magnesium).

Pada dinding sel alga hijau, kuning-hijau, merah dan coklat, komponen struktural utamanya adalah selulosa, yang membentuk kerangka (dasar struktural) yang direndam dalam matriks (medium semi cair) yang terdiri dari pektin, hemiselulosa, asam alginat dan zat organik lainnya.

Flagela

Sel vegetatif monadik dan tahapan monadik dalam siklus hidup (zoospora dan gamet) alga dilengkapi dengan flagela - pertumbuhan sel yang panjang dan agak tebal, yang bagian luarnya ditutupi dengan plasmalemma. Jumlah, panjang, morfologi, tempat perlekatan, dan pola pergerakannya cukup beragam pada alga, namun konstan dalam kelompok terkait.

Flagela mungkin menempel di ujung anterior sel (apikal) atau mungkin sedikit digerakkan ke samping (subapikal); mereka dapat menempel pada sisi sel (lateral) dan pada sisi ventral sel (ventral). Flagela yang identik morfologinya disebut isomorfis, jika berbeda - heteromorfik. Isokont- ini adalah flagela dengan panjang yang sama, heterokontnye– panjang yang berbeda.

Flagela memiliki rencana struktur tunggal. Dapat dibedakan bagian bebas (undulipodium), zona transisi, dan badan basal (kinetosom). Bagian flagel yang berbeda berbeda dalam jumlah dan susunan mikrotubulus yang membentuk kerangka (Gbr. 2).

Beras. 2. Skema struktur flagela alga (menurut: L.L. Velikanov et al., 1981): 1 – bagian memanjang dari flagela; 2, 3 – potongan melintang melalui ujung flagel; 4 – potongan melintang melalui undulipodium; 5 – zona transisi; 6 – potongan melintang pangkal flagel – kinetosome

Undulipodium(diterjemahkan dari bahasa Latin sebagai “wavepod”) mampu membuat gerakan berirama seperti gelombang. Undulipodium adalah aksonema berlapis membran. Aksonema terdiri dari sembilan pasang mikrotubulus yang tersusun melingkar dan sepasang mikrotubulus di tengah (Gbr. 2). Flagela bisa halus atau ditutupi sisik atau mastigonema (rambut), dan pada dinofit dan kriptofit ditutupi dengan sisik dan rambut. Flagela prymnesiophyte, cryptophyte, dan alga hijau dapat ditutupi sisik dengan berbagai bentuk dan ukuran.

Zona transisi. Secara fungsional berperan dalam memperkuat flagel di tempat keluarnya dari sel. Pada alga terdapat beberapa jenis struktur zona transisi: pelat melintang (dinofita), struktur berbentuk bintang (hijau), spiral transisi (heterokontin), silinder transisi (primnesiofita dan dinofit).

Tubuh basal atau kinetosome. Bagian flagel ini mempunyai struktur berbentuk silinder berongga yang dindingnya dibentuk oleh sembilan kembar tiga mikrotubulus. Fungsi kinetosome adalah menghubungkan flagel dengan plasmalemma sel. Badan basal sejumlah alga dapat mengambil bagian dalam pembelahan nuklir dan menjadi pusat organisasi mikrotubulus.

Mitokondria

Mitokondria ditemukan dalam sel alga eukariotik. Bentuk dan struktur mitokondria pada sel alga lebih beragam dibandingkan mitokondria pada tumbuhan tingkat tinggi. Bentuknya bisa bulat, seperti benang, berbentuk jaringan, atau bentuknya tidak beraturan. Bentuknya dapat bervariasi dalam sel yang sama pada berbagai tahap siklus hidup. Mitokondria ditutupi dengan cangkang dua membran. Matriks mitokondria mengandung ribosom dan DNA mitokondria. Membran bagian dalam membentuk lipatan - Krista(Gbr. 3).

Beras. 3. Struktur mitokondria tumbuhan (menurut:): A – gambar volumetrik; B—bagian memanjang; B – bagian krista dengan tonjolan berbentuk jamur: 1 – membran luar, 2 – membran dalam, 3 – krista, 4 – matriks, 5 – ruang antar membran, 6 – ribosom mitokondria, 7 – butiran, 8 – DNA mitokondria, 9 – ATP-beberapa

Krista alga mempunyai berbagai bentuk: berbentuk cakram (alga Euglenoid), berbentuk tabung (alga Dinophyte), pipih (alga hijau, merah, cryptomonad) (Gbr. 4).

Beras. 4. Berbagai jenis krista mitokondria (menurut:): A – pipih; B – berbentuk tabung; B – berbentuk cakram; k - krista

Krista berbentuk cakram dianggap paling primitif.

Pigmen

Semua alga berbeda dalam kumpulan pigmen fotosintesisnya. Kelompok-kelompok seperti itu dalam taksonomi tumbuhan berstatus divisi.

Pigmen utama dari semua alga adalah pigmen hijau klorofil. Ada empat jenis klorofil yang diketahui, yang berbeda dalam strukturnya: klorofilA– terdapat di semua alga dan tumbuhan tingkat tinggi; klorofil b– ditemukan pada alga hijau, charophyte, euglenoid dan tumbuhan tingkat tinggi: tumbuhan yang mengandung klorofil ini selalu memiliki warna hijau cerah; klorofil c– ditemukan pada alga heterokont; klorofil d– bentuk langka, ditemukan pada ganggang merah dan biru-hijau. Kebanyakan tumbuhan fotosintesis mengandung dua klorofil berbeda, salah satunya selalu klorofil A. Dalam beberapa kasus, bukan klorofil kedua yang ada biliprotein. Ada dua jenis biliprotein yang ditemukan pada alga biru-hijau dan merah: fikosianin– pigmen biru, fikoeritrin- pigmen merah.

Selain pigmen tersebut, alga juga mengandung: fucoxanthin– pigmen emas; xantofil- pigmen coklat.

Plastida

Pigmen dalam sel alga eukariotik terletak di plastida, seperti pada semua tumbuhan. Ada dua jenis plastida pada alga: kloroplas berwarna (kromatofor) dan leukoplas tidak berwarna (amiloplas). Kloroplas alga, berbeda dengan tumbuhan tingkat tinggi, jauh lebih beragam dalam bentuk dan struktur (Gbr. 5).

Beras. 5. Skema struktur kloroplas pada alga eukariotik (menurut:): 1 – ribosom; 2 – cangkang kloroplas; 3 – ikat pinggang tilakoid; 4 – DNA; 5 – phycobilisome; 6 – pati; 7 – dua membran EPS kloroplas; 8 – dua membran cangkang kloroplas; 9 – lamela; 10 – produk cadangan; 11 – inti; 12 – satu membran EPS kloroplas; 13 – lemak; 14 – biji-bijian; 15 – pirenoid. A – tilakoid terletak satu per satu, tidak ada CES - retikulum endoplasma kloroplas (Rhodophyta); B – lamela dua tilakoid, dua membran CES (Cryptophyta); B – lamela trithylakoid, satu membran CES (Dinophyta. Euglenophyta); D – lamela trithylakoid, dua membran CES (Heterokontophyta, Prymnesiophyta); D – lamela dua, enam tilakoid, tanpa CES (Chlorophyta)

Unit fotosintesis struktural eukariota dan prokariota adalah tilakoid- kantung membran datar. Membran tilakoid mengandung sistem pigmen dan pembawa elektron. Fase terang fotosintesis berhubungan dengan tilakoid. Fase gelap fotosintesis terjadi di stroma kloroplas. Cangkang alga hijau dan merah terdiri dari dua membran. Pada alga lain, kloroplas dikelilingi oleh satu atau dua tambahan membran retikulum endoplasma kloroplas(DIA). Pada euglenaceae dan sebagian besar dinofit, kloroplas dikelilingi oleh tiga membran, dan pada heterokontaceae dan kriptofit - oleh empat membran (Gbr. 5).

Peralatan inti dan mitosis

Inti alga memiliki struktur khas eukariota. Jumlah inti sel dapat bervariasi dari satu hingga beberapa. Di bagian luar, nukleus ditutupi dengan cangkang yang terdiri dari dua membran, membran luar ditutupi dengan ribosom. Ruang antar membran inti disebut perinuklear. Ini mungkin mengandung kloroplas atau leukoplas, seperti pada heterokont dan kriptofit. Matriks inti mengandung kromatin, yang mewakili DNA dalam kompleks dengan protein utama - histon. Pengecualiannya adalah dinofit, yang jumlah histonnya sedikit dan tidak ada organisasi kromatin nukleosom. Benang kromatin alga ini tersusun dalam bentuk angka delapan. Ada satu hingga beberapa nukleolus di dalam nukleus, yang hilang atau bertahan selama mitosis.

Mitosis - pembelahan alga tidak langsung dapat terjadi dengan cara yang berbeda, tetapi secara umum skema proses ini dengan 4 tahap tetap dipertahankan (Gbr. 6).

Beras. 6. Fase mitosis berturut-turut: 1 – interfase; 2-4 – profase; 5 – metafase; 6– anafase; 7-9–telofase; 10– sitokinesis

Profase– fase mitosis terpanjang. Transformasi paling penting terjadi di dalamnya: nukleus bertambah volumenya, alih-alih jaringan kromatin yang nyaris tak terlihat, kromosom muncul di dalamnya dalam bentuk benang tipis, panjang, melengkung dan spiral lemah, membentuk semacam bola. Sejak awal profase terlihat jelas bahwa kromosom terdiri dari 2 untai (hasil replikasinya pada interfase). Separuh kromosom (kromatid) terletak sejajar satu sama lain. Seiring berkembangnya profase, benang-benang tersebut menjadi semakin terpilin, dan kromosom yang dihasilkan menjadi semakin memendek dan memadat.

Pada akhir profase, karakteristik morfologi individu kromosom terungkap. Kemudian nukleolus menghilang, membran inti terpecah menjadi tangki pendek yang terpisah, tidak dapat dibedakan dari unsur EPS, akibatnya nukleoplasma bercampur dengan hialoplasma dan terbentuklah miksoplasma; Filamen akromatik — gelendong fisi — terbentuk dari substansi nukleus dan sitoplasma.

Spindel fisi bersifat bipolar dan terdiri dari kumpulan mikrotubulus yang membentang dari satu kutub ke kutub lainnya. Setelah membran inti hancur, setiap kromosom melekat pada benang gelendong menggunakan sentromernya sendiri. Setelah kromosom menempel pada gelendong, mereka berbaris pada bidang ekuator sel sehingga semua sentromer berada pada jarak yang sama dari kutubnya.

Metafase. Pada fase mitosis ini, kromosom mencapai pemadatan maksimum dan memperoleh bentuk khas yang khas dari setiap spesies tumbuhan. Biasanya mereka berlengan ganda, dan dalam kasus ini, pada titik belok, disebut sentromer, kromosom terhubung ke filamen akromatin gelendong. Pada metafase terlihat jelas bahwa setiap kromosom terdiri dari dua kromatid anak. Letaknya kurang lebih sejajar pada bidang ekuator sel. Pada akhir tahap, setiap kromosom terbagi menjadi dua kromatid, yang tetap terhubung hanya pada sentromernya. Belakangan, sentromer juga terpecah menjadi dua sentromer bersaudara; sedangkan sentromer dan kromatid saudaranya menghadap kutub yang berlawanan.

Anafase. Fase mitosis terpendek. Kromosom anak perempuan - kromatid - menyimpang ke kutub sel yang berlawanan. Sekarang ujung bebas kromatid diarahkan ke ekuator, dan kinetokor diarahkan ke kutub. Dipercaya bahwa kromatid terpisah karena kontraksi filamen gelendong akromatin, yang dekat dengan sentromer. Kromosom menjadi kurang terlihat karena pelepasan dan pemanjangan. Di tengah sel (sepanjang khatulistiwa), kadang-kadang pada tahap ini fragmen dinding sel - phragmoplast - muncul.

Telofase. Proses pelepasan berlanjut - despiralisasi dan pemanjangan kromosom. Akhirnya, mereka hilang dalam bidang pandang mikroskop optik. Membran inti dan nukleolus dipulihkan. Proses yang sama terjadi seperti pada profase, hanya dalam urutan terbalik. Kromosom sekarang memiliki satu kromatid masing-masing. Struktur inti interfase dipulihkan, gelendong berubah dari berbentuk tong menjadi berbentuk kerucut.

Beginilah akhirnya karyotomi– fisi nuklir, lalu datang plasmatomi. Organel sitoplasma didistribusikan di antara sel anak, dan beberapa di antaranya (diktiosom, mitokondria, dan plastida) mengalami modifikasi signifikan. Akhirnya hal itu terjadi sitokinesis– pembentukan dinding sel antara inti anak. Dari sel sebelumnya terbentuk dua sel baru; masing-masing memiliki nukleus yang mengandung sejumlah kromosom diploid.

Tergantung pada perilaku membran inti pada alga, ada tertutup, setengah tertutup Dan membuka mitosis. Pada mitosis tertutup, pemisahan kromosom terjadi tanpa gangguan pada membran inti. Pada mitosis semi tertutup, selubung inti dipertahankan sepanjang mitosis, kecuali di zona kutub. Pada mitosis terbuka, membran inti menghilang pada profase. Tergantung pada bentuk spindel, pembagiannya dibedakan pleuromitosis Dan ortomitosis.

Pada pleuromitosis, pelat metafase tidak terbentuk dalam metafase dan gelendong diwakili oleh dua setengah gelendong yang terletak pada sudut satu sama lain di luar atau di dalam nukleus. Selama ortomitosis dalam metafase, kromosom sejajar dengan ekuator gelendong bipolar. Tergantung pada kombinasi sifat-sifat ini, jenis mitosis berikut dibedakan pada alga (Gbr. 7, 8):

Mitosis ekstranuklear tertutup

Mitosis intranuklear tertutup

Mitosis semi tertutup

Buka mitosis

Beras. 7. Skema jenis utama mitosis pada alga (menurut: S.A. Karpov, tahun). Garis di dalam atau di luar nukleus - mikrotubulus gelendong

Pusat pengorganisasian mikrotubulus gelendong mitosis pada ortomitosis semi tertutup dapat berupa kinetosom dan struktur lainnya:

– ortomitosis terbuka, ditemukan pada cryptophytes, goldensea, characeae;

– ortomitosis semi tertutup, ditemukan dalam warna hijau, merah, coklat, dll.;

– ortomitosis tertutup, ditemukan pada euglenoids;

– pleuromitosis tertutup, intranuklear atau ekstranuklear, terjadi pada beberapa dinofit;

– mitosis semi tertutup, selama metafase sentriol tidak berada di kutub, tetapi di daerah pelat metafase; dapat diamati pada trebuxiaceae hijau.

Beras. 8. Diagram perbandingan mitosis (A) tertutup, (B) metasentrik dan (C) terbuka (menurut: L.E. Graham, L.W. Wilcox, 2000)

Selama mitosis, bentuk gelendong dan bentuk kutub gelendong juga berbeda-beda, begitu pula lamanya keberadaan gelendong interzonal. Puncak mitosis terjadi pada siang hari. Pada sel berinti banyak, pembelahan inti dapat terjadi secara serempak. secara asinkron, dalam gelombang.

Pertanyaan kontrol

1. Sebutkan unsur-unsur struktur utama sel tumbuhan.

2. Perbedaan struktur sel alga dengan sel tumbuhan tingkat tinggi.

3. Penutup sel alga.

4. Apa itu teka? Di alga apa saja ditemukan?

5. Pigmen utama alga. Lokasi pigmen dalam sel alga.

6. Struktur plastida.

7. Ciri-ciri struktur plastida alga.

8. Struktur mitokondria.

9. Ciri-ciri struktur mitokondria alga.

10. Struktur inti dan membran inti. Fitur membran inti pada sel alga.

11. Skema mitosis. Ciri-ciri fase mitosis.

12. Jenis mitosis pada sel alga.

13. Apa perbedaan antara pleuromitosis dan ortomitosis?

14. Jenis alga pseudopodia.

2. KARAKTERISTIK UMUM ALGA

2.1. Jenis kekuatan

Jenis nutrisi utama pada alga adalah fototrofik jenis. Di semua departemen alga ada perwakilan yang merupakan fototrof yang ketat (wajib). Namun, banyak alga dengan mudah beralih dari jenis nutrisi fototrofik ke asimilasi zat organik, atau heterotrofik jenis makanan. Namun, seringkali transisi ke nutrisi heterotrofik pada alga tidak menyebabkan penghentian total fotosintesis, yaitu, dalam kasus seperti itu kita dapat membicarakannya mixotrofik, atau jenis nutrisi campuran.

Kemampuan untuk tumbuh pada media organik dalam gelap atau terang tanpa adanya karbon dioksida telah ditunjukkan pada banyak tanaman biru-hijau, hijau, kuning-hijau, diatom, dll. Telah diketahui bahwa pada alga, pertumbuhan heterotrofik lebih lambat. daripada pertumbuhan autotrofik dalam cahaya.

Keanekaragaman dan plastisitas metode pemberian makan alga memungkinkan mereka tersebar luas dan menempati berbagai relung ekologi.

2.2. Jenis thali

Tubuh vegetatif alga terwakili thallus, atau thallus, tidak dibedakan menjadi organ - akar, batang, daun. Dalam struktur thallus, alga dibedakan berdasarkan keanekaragaman morfologi yang sangat besar (Gbr. 9). Mereka diwakili oleh organisme uniseluler, multiseluler, dan nonseluler. Ukurannya sangat bervariasi: dari organisme bersel tunggal terkecil hingga organisme raksasa multi-meter. Bentuk tubuh alga juga beragam: dari bentuk bulat paling sederhana hingga bentuk membedah rumit yang mengingatkan pada tumbuhan tingkat tinggi.

Keanekaragaman alga yang sangat besar dapat direduksi menjadi beberapa jenis struktur morfologi: mengandung satu unsur, rhizopodial, palmelloids, kokoid, trikal, heterotrikal, parenkim, siphonal, siphonocladal.

Jenis struktur thallus monadik (flagellar).

Ciri paling khas yang menentukan jenis struktur ini adalah adanya flagela, yang dengannya organisme monadik bergerak secara aktif di lingkungan perairan (Gbr. 9, A). Bentuk flagela motil tersebar luas di alga. Bentuk flagellata mendominasi di antara banyak kelompok alga: euglenofit, dinofit, kriptofit, raphidae, alga emas, dan ditemukan pada alga kuning-hijau dan hijau. Alga coklat tidak memiliki tipe struktur monadik dalam keadaan vegetatif, tetapi tahapan monadik terbentuk selama reproduksi (reproduksi). Jumlah flagela, panjangnya, sifat penempatan dan pergerakannya bervariasi dan mempunyai signifikansi sistematis yang penting.

Beras. 9. Tipe morfologi struktur thalli pada alga (menurut :): A- mengandung satu unsur ( Chlamydomonas); B– amoeboid ( Rhizokrisis); DI DALAM– palmelloids ( Hidrorus); G– kokoid ( Pediastrum); D– sarsinoid ( Klorosarcina); E– berserabut ( ulotrix); DAN– multi-filamen ( Fritchiela); Z, saya- kain ( Furcellaria, Laminaria); KE– menyedot ( Caulerpa); L– sifonokladal ( Cladofora)

Mobilitas alga monad menentukan polaritas struktur sel dan koloninya. Flagela biasanya menempel pada kutub anterior sel atau di dekatnya. Bentuk dasar sel berbentuk tetesan air mata dengan kutub flagela anterior yang kurang lebih menyempit. Namun, organisme monadik sering kali menyimpang dari bentuk dasar ini dan mungkin asimetris, berbentuk spiral, memiliki ujung posterior yang meruncing, dll.

Bentuk sel sangat bergantung pada penutup sel yang sangat beragam (plasmalemma; pelikel; teka; terdiri dari sisik organik, silika atau berkapur; rumah; dinding sel). Garis aneh sel-sel beberapa ganggang emas membentuk semacam kerangka intraseluler, yang terdiri dari tabung silika berongga. Membran sel biasanya halus, terkadang memiliki berbagai tonjolan atau dilapisi garam besi atau kalsium dan kemudian menyerupai rumah. Hanya lubang-lubang kecil yang terbentuk di cangkang untuk keluarnya flagela.

Polaritas organisme monadik juga dimanifestasikan dalam susunan struktur intraseluler. Di ujung anterior sel seringkali terdapat susunan yang bervariasi tekak, biasanya melakukan fungsi ekskresi. Hanya beberapa flagelata fagotrofik yang memiliki faring yang berfungsi sebagai mulut sel - sitostom.

Ciri khas organel alga yang berstruktur monad adalah vakuola kontraktil, melakukan fungsi osmoregulasi, badan lendir Dan struktur yang menyengat. Kapsul penyengat ditemukan pada alga dinofit, euglenoid, emas, raphidophyte, cryptophyte dan melakukan fungsi perlindungan. Inti tunggal menempati posisi sentral dalam sel. Kloroplas, bervariasi dalam bentuk dan warna, dapat berbentuk aksial atau dinding.

Kecenderungan bertambahnya ukuran tubuh diwujudkan dalam terbentuknya berbagai koloni. Dalam kasus yang paling sederhana, koloni terbentuk karena nondisjungsi sel yang membelah. Koloni berbentuk cincin, lebat, seperti pohon, dan bulat diamati. Organisme monadik hijau sebagian besar dicirikan oleh jenis koloni orang cenobia dengan jumlah sel yang konstan untuk setiap jenis.

Dalam kondisi yang tidak menguntungkan, organisme monadik melepaskan atau menarik kembali flagelanya, kehilangan mobilitas, dan mengelilingi dirinya dengan banyak lendir.

Jenis struktur monadik ternyata menjanjikan. Atas dasar itu, struktur lain yang lebih kompleks berkembang.

Jenis struktur rhizopodial (amoeboid).

Ciri paling signifikan dari tipe struktur amoeboid adalah tidak adanya penutup sel yang kuat dan kemampuannya amoeboid gerakan, dengan bantuan pertumbuhan sitoplasma yang sementara terbentuk di permukaan sel - pseudopodium. Ada beberapa jenis pseudopodia, yang mana alga paling sering diamati rhizopodia Dan lodopodia, lebih jarang axopodia(Gbr. 9, B).

Tidak ada perbedaan mendasar dalam struktur dan mekanisme kerja sistem kontraktil yang menentukan mobilitas organisme monadik dan amoeboid pada tingkat molekuler. Pergerakan amoeboid mungkin muncul sebagai akibat adaptasi sel flagela terhadap kondisi kehidupan yang disederhanakan, yang menyebabkan penyederhanaan struktur tubuh.

Sel-sel ganggang amoeboid mengandung inti, plastida, mitokondria, dan organel lain yang merupakan karakteristik eukariota: vakuola kontraktil, kepala putik, dan badan basal yang mampu membentuk flagela sering diamati.

Banyak organisme amoeboid menjalani gaya hidup melekat. Mereka dapat membangun rumah dengan berbagai bentuk dan struktur: tipis, halus, atau kasar, berdinding tebal.

Tipe tubuh amoeboid tidak seluas tipe tubuh monadik. Ini hanya diamati pada ganggang emas dan kuning-hijau.

Jenis struktur palmelloid (hemimonadal).

Ciri khas dari jenis struktur ini adalah kombinasi gaya hidup tumbuhan yang tidak bergerak dengan adanya organel seluler yang menjadi ciri organisme monadik: vakuola kontraktil, kepala putik, flagela. Jadi, sel vegetatif mungkin memiliki flagela, yang dengannya mereka bergerak di dalam lendir kolonial sampai batas tertentu, atau flagela disimpan dalam sel yang tidak bergerak dalam bentuk yang sangat berkurang.

Sel dengan tipe palmelloid (hemimonad) bercirikan struktur polar. Terkadang kandang ditempatkan di dalam rumah.

Alga hemimonad sering membentuk koloni. Dalam kasus yang paling sederhana, lendir tidak berstruktur, dan sel-sel tersusun di dalamnya tanpa urutan tertentu. Kompleksitas lebih lanjut dari koloni tersebut diwujudkan dalam diferensiasi lendir dan susunan sel yang lebih teratur di dalam lendir. Koloni tipe dendritik (genus Hidrorus) (Gbr. 9, DI DALAM).

Jenis struktur palmelloid (hemimonad) merupakan tahap penting dalam evolusi morfologi alga menuju dari bentuk monadik yang bergerak ke bentuk yang biasanya tidak bergerak pada tumbuhan.

Jenis struktur kokoid

Jenis ini menggabungkan alga uniseluler dan kolonial, tidak bergerak dalam keadaan vegetatif. Sel tipe coccoid ditutupi membran dan memiliki protoplas tipe tumbuhan (tonoplas tanpa vakuola kontraktil, stigma, flagela). Hilangnya ciri-ciri struktur monadik dalam struktur sel pada organisme yang menjalani gaya hidup nabati dan menetap, dan perolehan struktur baru yang menjadi ciri sel tumbuhan merupakan langkah besar berikutnya dalam evolusi alga menurut jenis tumbuhan.

Beragamnya jenis struktur alga coccoid dikaitkan dengan keberadaan penutup sel. Integumen menentukan keberadaan berbagai sel: bulat, bulat telur, fusiform, ellipsoidal, silindris, lobus bintang, spiral, berbentuk buah pir, dll. Keragaman bentuk juga berlipat ganda berkat dekorasi pahatan integumen sel - duri, duri, bulu, proses tanduk.

Alga coccoid membentuk koloni dengan berbagai bentuk, di mana sel-selnya bersatu dengan atau tanpa lendir.

Tipe struktur coccoid tersebar luas di hampir semua divisi alga eukariotik (kecuali Euglenaceae).

Dalam istilah evolusi, struktur kokoid dapat dianggap sebagai awal munculnya thalli multiseluler, serta jenis struktur siphonal dan siphonocladal (Gbr. 9, G, D).

Jenis struktur trikal (berfilamen).

Ciri khas dari jenis struktur berfilamen adalah susunan sel-sel yang tidak bergerak seperti benang, yang terbentuk secara vegetatif sebagai hasil pembelahan sel yang terjadi terutama pada satu bidang. Sel filamen mempunyai struktur polar dan hanya dapat tumbuh pada satu arah, bertepatan dengan sumbu gelendong inti.

Dalam kasus yang paling sederhana, struktur thalli berserabut terdiri dari sel-sel yang secara morfologis mirip satu sama lain. Pada saat yang sama, pada banyak alga, di area filamen yang menjadi lebih tipis atau lebih lebar ke arah ujung, bentuk selnya berbeda dari yang lain. Dalam hal ini, seringkali sel bagian bawah, tanpa kloroplas, berubah menjadi rizoid atau kaki yang tidak berwarna. Utasnya bisa sederhana atau bercabang, baris tunggal atau banyak, hidup bebas atau melekat.

Jenis struktur berserabut diwakili di antara ganggang hijau, merah, kuning-hijau, dan emas (Gbr. 9, E).

Jenis struktur heterotrikal (non-filamen).

Tipe heterofilamen muncul berdasarkan tipe berserabut. Thallus heterofilamen sebagian besar terdiri dari benang horizontal yang merambat di sepanjang substrat, melakukan fungsi perlekatan, dan benang vertikal yang naik di atas substrat, melakukan fungsi asimilasi. Yang terakhir ini mengandung organ reproduksi.

Pada beberapa alga, filamen vertikal dibedakan menjadi ruas Dan node, dari mana lingkaran cabang lateral memanjang, yang juga memiliki struktur tersegmentasi. Selain itu, benang tambahan dapat tumbuh dari simpul, membentuk lapisan kerak pada ruas. Fungsi perlekatan pada substrat dilakukan oleh rizoid yang tidak berwarna. Struktur ini dapat ditemukan pada alga charophytes, hijau, coklat, merah, beberapa kuning-hijau dan emas (Gbr. 9, DAN).

Jenis struktur parenkim (jaringan).

Salah satu arah evolusi thallus heterofilamen dikaitkan dengan munculnya thallus parenkim. Kemampuan untuk pertumbuhan tak terbatas dan pembelahan sel dalam arah yang berbeda menyebabkan pembentukan thallus makroskopis yang banyak dengan diferensiasi morfofungsional sel tergantung pada posisinya di thallus (korteks, lapisan perantara, empulur).

Dalam tipe ini, terdapat komplikasi bertahap thalli dari pelat sederhana hingga thalli berdiferensiasi kompleks dengan jaringan dan organ primitif. Jenis struktur parenkim adalah tahap evolusi tertinggi dari diferensiasi morfologi tubuh alga. Ini banyak terwakili dalam alga besar: coklat, merah dan hijau - yang disebut alga makrofit (Gbr. 10).

Beras. 10. Penampang thallus alga coklat (menurut:): 1 – kulit bagian luar; 2 – korteks bagian dalam; 3 – inti

Jenis struktur siphonal

Jenis struktur siphonal (non-seluler) dicirikan oleh tidak adanya partisi seluler di dalam thallus, yang mencapai ukuran yang relatif besar, biasanya makroskopis dan tingkat diferensiasi tertentu, dengan adanya sejumlah besar organel. Partisi pada thallus tersebut hanya dapat muncul secara tidak sengaja, pada saat rusak, atau pada saat pembentukan organ reproduksi. Dalam kedua kasus tersebut, proses pembentukan partisi berbeda dengan pembentukan organisme multiseluler.

Jenis struktur siphonal terdapat pada beberapa alga hijau dan kuning-hijau. Namun arah evolusi morfologi ini ternyata menemui jalan buntu.

Jenis struktur siphonokladal

Ciri utama dari tipe struktur siphonocladal adalah kemampuannya untuk membentuk thallus yang tersusun rumit, terutama terdiri dari segmen berinti banyak, dari thallus nonseluler primer. Pembentukan thallus tersebut didasarkan pada divisi segregasi, dimana mitosis tidak selalu berakhir dengan sitokinesis.

Jenis struktur siphonocladal hanya diketahui pada sekelompok kecil ganggang hijau laut.

2.3. Perbanyakan alga

Reproduksi adalah properti utama makhluk hidup. Esensinya terletak pada reproduksi jenisnya sendiri. Pada alga, reproduksi dapat dilakukan secara aseksual, vegetatif dan seksual.

Reproduksi aseksual

Reproduksi alga secara aseksual dilakukan dengan menggunakan sel khusus - sengketa. Sporulasi biasanya disertai dengan pembelahan protoplas menjadi beberapa bagian dan keluarnya produk pembelahan dari cangkang sel induk. Selain itu, sebelum pembelahan protoplas, terjadi proses di dalamnya yang mengarah pada peremajaannya. Pelepasan produk pembelahan dari cangkang sel induk merupakan perbedaan paling signifikan antara reproduksi aseksual sejati dan reproduksi vegetatif. Kadang-kadang hanya satu spora yang terbentuk di dalam sel, tetapi tetap saja ia meninggalkan cangkang induknya.

Spora biasanya diproduksi di sel khusus yang disebut sporangia, berbeda dari sel vegetatif biasa dalam ukuran dan bentuk. Mereka muncul sebagai hasil dari sel biasa dan hanya melakukan fungsi pembentukan spora. Terkadang spora terbentuk dalam sel yang bentuk dan ukurannya tidak berbeda dengan sel vegetatif biasa. Spora juga berbeda dengan sel vegetatif dalam bentuk dan ukuran yang lebih kecil. Jumlah spora dalam satu sporangium berkisar antara satu hingga beberapa ratus. Spora adalah tahap penyebaran dalam siklus hidup alga.

Tergantung pada strukturnya, ada:

zoospora– spora motil ganggang hijau dan coklat, mungkin memiliki satu, dua, empat atau banyak flagela, dalam kasus terakhir flagela terletak di mahkota di ujung depan spora atau berpasangan di seluruh permukaan;

hemizoospora– zoospora yang kehilangan flagela namun masih mempertahankan vakuola kontraktil dan stigma;

aplanospora– spora non-motil yang menutupi dirinya dengan membran di dalam sel induk;

olahraga motor– aplanospora, berbentuk sel induk;

hipnospora– Spora non-motil dengan cangkang menebal, dirancang untuk bertahan dalam kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan.

Pada alga merah, reproduksi aseksual terjadi dengan menggunakan monospora, bispor, tetraspora atau polispora. Monospora tidak memiliki flagel atau membran. Setelah meninggalkan sel induk, mereka mampu melakukan pergerakan amoeboid. Monospora berbeda dari sel vegetatif karena bentuknya bulat telur atau bulat, kaya nutrisi dan berwarna pekat.

Struktur spora dan jenis sporulasi sangat penting bagi sistematika alga, karena mencerminkan perbedaan dalam organisasi bentuk nenek moyang berbagai kelompok alga.

Perbanyakan secara vegetatif

Perbanyakan vegetatif pada alga dapat terjadi melalui beberapa cara: pembelahan sederhana menjadi dua, pembelahan ganda, tunas, fragmentasi thallus, stolon, tunas induk, paraspora, bintil, akinetes.

Pembagian sederhana.

Metode reproduksi ini hanya ditemukan pada alga bersel tunggal. Pembelahan terjadi paling sederhana pada sel yang memiliki struktur tubuh tipe amoeboid.

Pembagian bentuk amoeboid. Pembelahan amoeboid dimungkinkan ke segala arah. Ini dimulai dengan pemanjangan tubuh amuba, dan kemudian dibuat sekat di ekuator, yang membagi tubuh menjadi dua bagian yang kurang lebih sama. Pembelahan sitoplasma disertai dengan pembelahan nukleus. Kadang-kadang pembelahan didahului dengan transisi ke keadaan diam karena pencabutan kaki, dan sel memperoleh bentuk bola. Pada saat yang sama, protoplasma kehilangan transparansi dan vakuola kontraktil menghilang. Menjelang akhir pembelahan, sel diregangkan, diikat, dan kemudian muncul pseudopoda.

Pembagian bentuk-bentuk yang ditandai. Dalam bentuk flagela, jenis perbanyakan vegetatif yang paling kompleks terjadi. Jenis reproduksi ditentukan oleh tingkat organisasi dan derajat polaritas sel. Pada beberapa kriptofit, ganggang emas dan hijau, reproduksi dengan pembelahan sederhana menjadi dua terjadi dalam keadaan bergerak hanya sepanjang sumbu memanjang dan dimulai dari kutub anterior sel. Dalam hal ini, flagela hanya dapat berpindah ke satu sel atau terbagi rata di antara sel-sel baru. Sebuah sel yang tidak memiliki flagel akan membentuk sel itu sendiri. Pada sebagian besar alga Volvox dan Euglena, selama reproduksi, membran sel menjadi lendir dan pembelahan terjadi dalam keadaan diam. Dalam semua bentuk flagela yang memiliki cangkang, sel-selnya terbagi menjadi dua bagian yang sama atau tidak sama. Setelah pemisahan, cangkang lama terlepas dan cangkang baru terbentuk.

Pembagian bentuk coccoid. Pada alga dengan struktur sel tipe coccoid, reproduksi vegetatif memperoleh ciri khas pembelahan sel tumbuhan stasioner dengan dinding sel yang jelas. Dalam kesederhanaannya, ini mendekati jenis reproduksi vegetatif amoeboid dan dilakukan dengan pembelahan sel sederhana menjadi dua.

pemula.

Sel-sel ganggang bercabang berserabut dicirikan oleh dua cara reproduksi vegetatif: pembelahan sederhana menjadi dua dan tunas. Kombinasi metode reproduksi ini menyebabkan percabangan lateral alga berserabut.

Fragmentasi.

Fragmentasi melekat pada semua kelompok alga multiseluler dan memanifestasikan dirinya dalam berbagai bentuk: pembentukan hormogonium, regenerasi bagian thallus yang terlepas, hilangnya cabang secara spontan, pertumbuhan kembali rizoid. Penyebab fragmentasi mungkin karena faktor mekanis (gelombang, arus, gigitan hewan), atau kematian beberapa sel. Contoh metode fragmentasi yang terakhir adalah pembentukan hormogonia pada alga biru-hijau. Setiap hormogonium dapat memunculkan individu baru. Reproduksi dengan bagian thalli, ciri khas alga merah dan coklat, tidak selalu mengarah pada kembalinya tumbuhan normal. Rumput laut yang tumbuh di bebatuan dan bebatuan seringkali hancur sebagian atau seluruhnya oleh gelombang. Fragmennya yang terpisah atau seluruh thalli tidak dapat menempel kembali pada tanah padat karena pergerakan air yang konstan. Selain itu, organ perlekatannya pun tidak terbentuk lagi. Jika thalli tersebut berada di tempat yang tenang dengan dasar berlumpur atau berpasir, mereka akan terus tumbuh sambil berbaring di tanah. Seiring berjalannya waktu, bagian-bagian yang lebih tua mati dan cabang-cabang yang menjulur darinya berubah menjadi thalli yang berdiri sendiri; dalam kasus seperti itu mereka berbicara tentang bentuk-bentuk spesies yang tidak terikat atau hidup bebas. Alga sangat berubah: cabangnya menjadi lebih tipis, lebih sempit, dan cabangnya lebih lemah. Bentuk alga yang tidak terikat tidak membentuk organ reproduksi seksual dan aseksual dan hanya dapat berkembang biak secara vegetatif.

Reproduksi dengan tunas, stolon, tunas induk, bintil, akinetes.

Dalam bentuk jaringan alga hijau, coklat dan merah, reproduksi vegetatif mengambil bentuk lengkapnya, yang sedikit berbeda dengan reproduksi vegetatif tumbuhan tingkat tinggi. Sambil mempertahankan kemampuan untuk meregenerasi bagian thallus, bentuk jaringan memperoleh formasi khusus yang menjalankan fungsi perbanyakan vegetatif. Banyak spesies ganggang coklat, merah, hijau dan chara memiliki tunas tempat tumbuhnya thalli baru. Pada thalli beberapa alga coklat dan merah, tunas induk (propagul) berkembang, yang rontok dan tumbuh menjadi thalli baru.

Dengan bantuan nodul musim dingin uniseluler atau multiseluler, pembaruan musiman alga karofitik terjadi. Beberapa alga berfilamen (misalnya, alga ulothrix hijau) berkembang biak dengan akinet - sel khusus dengan cangkang menebal dan sejumlah besar cadangan nutrisi. Mereka mampu bertahan dalam kondisi buruk.

Reproduksi seksual

Reproduksi seksual pada alga dikaitkan dengan proses seksual yang terdiri dari peleburan dua sel sehingga terbentuk zigot yang tumbuh menjadi individu baru atau menghasilkan zoospora.

Ada beberapa jenis reproduksi seksual pada alga:

hologami(konjugasi) – tanpa pembentukan sel khusus;

gametogami– dengan bantuan sel khusus – gamet.

Hologami. Dalam kasus yang paling sederhana, proses ini terjadi melalui peleburan dua sel vegetatif yang tidak bergerak dan tidak memiliki membran sel. Pada alga berflagel uniseluler, proses seksual dilakukan melalui peleburan dua individu.

Ketika isi dua sel vegetatif yang berflagel bergabung, disebut proses seksual konjugasi. Selama konjugasi, terjadi peleburan dua sel, yang menjalankan fungsi sel germinal - gamet. Penggabungan isi sel terjadi melalui saluran konjugasi yang dibentuk khusus, sehingga menghasilkan zigot, yang selanjutnya ditutupi dengan membran tebal dan berubah menjadi zigospora. Jika laju aliran isi sel sama, maka terbentuklah zigot di saluran konjugasi. Dalam hal ini, pembelahan sel menjadi jantan dan betina bersifat kondisional.

Gametogami. Reproduksi seksual pada alga, termasuk alga uniseluler, paling sering terjadi dengan pembelahan isi sel dan pembentukan sel germinal khusus di dalamnya - gamet. Pada semua alga hijau dan coklat, gamet jantan memiliki flagela, namun gamet betina tidak selalu memilikinya. Pada alga primitif, gamet terbentuk di sel vegetatif. Dalam bentuk yang lebih terorganisir, gamet terletak di sel khusus yang disebut gametangia. Sel vegetatif atau gametangium dapat berisi satu hingga beberapa ratus gamet. Tergantung pada ukuran gamet yang menyatu, beberapa jenis gametogami dibedakan: isogami, heterogami, oogami.

Jika gamet yang menyatu mempunyai bentuk dan ukuran yang sama, disebut proses seksual isogami.

Jika gamet yang menyatu mempunyai bentuk yang sama, tetapi ukurannya berbeda (gamet betina lebih besar dari gamet jantan), maka disebut sebagai heterogami.

Suatu proses seksual di mana sel besar yang tidak bergerak menyatu - telur dan sel jantan kecil yang bergerak - sperma, ditelepon oogami. Gametangia dengan telur disebut arkegonia atau oogonia, dan dengan spermatozoa – anteridia. Gamet jantan dan betina dapat berkembang pada individu yang sama (monoecious) atau pada individu yang berbeda (dioecious). Zigot yang terbentuk sebagai hasil peleburan gamet, setelah beberapa perubahan, berubah menjadi zigospora. Yang terakhir ini biasanya ditutupi dengan cangkang padat. Zygospore dapat tetap tidak aktif untuk waktu yang lama (hingga beberapa bulan) atau berkecambah tanpa masa tidak aktif.

Autogami. Jenis proses seksual khusus. Terdiri dari fakta bahwa inti sel membelah secara meiosis, dari empat inti yang terbentuk, dua dihancurkan, dan dua inti yang tersisa bergabung, membentuk zigot, yang, tanpa waktu istirahat, bertambah besar dan berubah menjadi auksospora. Beginilah cara individu meremajakan.

2.4. Siklus hidup alga

Siklus hidup, atau siklus pengembangan, adalah seperangkat semua tahap perkembangan organisme, sebagai akibatnya, dari individu-individu tertentu atau dasar-dasarnya, terbentuklah individu-individu baru dan dasar-dasar yang serupa dengannya. Tahap penuaan, yang menyebabkan kematian individu, dan periode istirahat melampaui siklus hidup. Siklus perkembangan bisa sederhana atau kompleks, yang berhubungan dengan rasio fase inti diploid dan haploid, atau bentuk-bentuk pembangunan(Gbr. 11).

Beras. 11. Daur hidup alga (menurut :): I – haplobion dengan reduksi zigotik; II – haplodiplobiont dengan reduksi sporik; III – diplobion dengan reduksi gamet; IV – haplodiplobiont dengan reduksi somatik. Fase dominan pada kasus I dan III adalah multiseluler; jika uniseluler, maka ia tahan lama dan mampu bereproduksi secara mitosis; 1 – fase haploid; 2 – fase diploid

Konsep siklus hidup dikaitkan dengan pergantian generasi. Di bawah generasi memahami totalitas individu yang dipertimbangkan dalam kaitannya dengan nenek moyang dan keturunan yang hidup dalam waktu yang berdekatan, dan secara genetis berkaitan dengannya.

Siklus hidup yang sederhana merupakan ciri khas cyanobacteria, di mana reproduksi seksual tidak ditemukan. Siklus hidup mereka lengkap ( besar) Dan kecil. Siklus hidup kecil berhubungan dengan cabang-cabang tertentu dari siklus besar dan mengarah pada pembentukan berulang-ulang keadaan usia menengah individu cyanobacteria . Siklus perkembangan cyanobacteria, dengan demikian, mencakup segmen perkembangan tertentu dari satu atau beberapa generasi berturut-turut dari bentuk sistematis tertentu: dari primordium individu hingga munculnya primordia baru dari jenis yang sama.

Pada sebagian besar alga, melalui proses seksual, tergantung pada musim dan kondisi eksternal, berbagai bentuk reproduksi diamati (seksual dan aseksual), dengan perubahan fase inti haploid dan diploid. Perubahan-perubahan yang dialami individu antara fase-fase perkembangan yang sama merupakan siklus hidupnya.

Organ reproduksi seksual dan aseksual dapat berkembang pada individu yang sama maupun pada individu yang berbeda. Tumbuhan yang menghasilkan spora disebut sporofit, dan gamet pembentuknya adalah gametofit. Tumbuhan yang dapat menghasilkan spora dan gamet disebut gametosporofit. Gametosporofit merupakan ciri khas banyak alga: hijau (Ulvacaceae), coklat (Ectocarpaceae) dan merah (Bangieaceae). Perkembangan organ reproduksi suatu jenis ditentukan oleh suhu lingkungan. Misalnya pada thalli pipih alga merah Porfira Tenera pada suhu di bawah 15–17 °C, organ reproduksi seksual terbentuk, dan pada suhu yang lebih tinggi, organ reproduksi aseksual terbentuk. Secara umum, pada banyak alga, gamet berkembang pada suhu yang lebih rendah dibandingkan spora. Perkembangan organ reproduksi tertentu juga dipengaruhi oleh faktor lain: intensitas cahaya, lama hari, komposisi kimiawi air, termasuk salinitasnya.

Gametofit, gametosporofit, dan sporofit alga mungkin tidak berbeda penampilan atau memiliki perbedaan morfologi yang jelas. Membedakan isomorfis(serupa) dan heteromorfik(berbeda) perubahan bentuk pembangunan, yang diidentikkan dengan pergantian generasi. Pada sebagian besar gametosporofit, pergantian generasi tidak terjadi. Kadang-kadang gametofit dan sporofit, tanpa perbedaan morfologi, berada pada kondisi lingkungan yang berbeda; dalam beberapa kasus mereka berbeda secara morfologis. Misalnya pada alga merah Porfira Tenera sporofit berbentuk filamen satu baris bercabang yang tertanam pada substrat berkapur (cangkang moluska, batuan). Mereka tumbuh secara istimewa dalam cahaya redup dan menembus substrat hingga sangat dalam. Gametofit alga ini berbentuk lempengan dan tumbuh dalam cahaya yang baik di dekat tepi air dan di zona pasang surut.

Dengan pergantian generasi heteromorfik, struktur sporofit dan gametofit dalam beberapa kasus berbeda cukup signifikan. Jadi, pada ganggang hijau dari genera Akrosifoni Dan Spongomorfa gametofitnya multiseluler, tingginya beberapa sentimeter, dan sporofitnya uniseluler, mikroskopis. Rasio ukuran gametofit dan sporofit lainnya juga dimungkinkan. Pada alga coklat Gula gametofitnya mikroskopis, dan panjang sporofitnya mencapai 12 m.Pada sebagian besar alga, gametofit dan sporofit adalah tumbuhan mandiri. Pada sejumlah spesies alga merah, sporofit tumbuh pada gametofit, dan pada beberapa spesies alga coklat, gametofit berkembang di dalam thallus sporofit.

Perubahan heteromorfik dalam bentuk perkembangan, ketika ada pemisahan sporofit dari gametofit yang jelas, merupakan karakteristik kelompok alga yang lebih terorganisir. Dalam hal ini, salah satu bentuknya, paling sering gametofit, bersifat mikroskopis. Dipercaya bahwa siklus perkembangan alga heteromorfik muncul dari siklus isomorfik. Metode perkembangan gametofit dan sporofit sangat penting dalam taksonomi alga. Siklus perkembangan yang paling kompleks dan beragam, tidak ditemukan pada alga lain, merupakan ciri khas alga merah.

Perubahan fase nuklir.

Selama proses seksual, sebagai hasil peleburan gamet dan intinya, jumlah kromosom dalam inti menjadi dua kali lipat. Pada tahap tertentu dari siklus perkembangan, selama meiosis, jumlah kromosom berkurang, akibatnya inti yang dihasilkan menerima satu set kromosom. Sporofit banyak alga bersifat diploid, dan meiosis dalam siklus perkembangannya bertepatan dengan saat pembentukan spora, dari mana gametosporofit atau gametofit haploid berkembang. Meiosis ini disebut pengurangan sporik. Sporofit dari alga merah yang lebih primitif (genera Cladophora, Ectocarpus dan masih banyak lainnya) bersama dengan spora haploid membentuk spora diploid, yang kembali berkembang menjadi sporofit. Spora yang muncul pada gametosporofit berfungsi untuk pembaharuan diri tanaman induk. Sporofit dan gametofit alga pada tahap evolusi tertinggi bergantian tanpa pembaharuan diri.

Pada sejumlah alga, meiosis terjadi pada zigot. Meiosis ini disebut reduksi zigotik dan ditemukan di sejumlah spesies alga hijau dan charophyte. Pada alga volvox dan ulothrix air tawar, sporofit diwakili oleh zigot uniseluler, yang menghasilkan hingga 32 zoospora, yang massanya berkali-kali lebih besar daripada gamet induknya, yaitu. pada dasarnya pengurangan sporik diamati.

Beberapa kelompok alga mempunyai pengurangan gamet, yang merupakan ciri hewan, dan bukan ciri organisme tumbuhan. Pada alga ini, meiosis terjadi selama pembentukan gamet, sedangkan sel thallus yang tersisa tetap diploid. Perubahan fase nuklir seperti itu melekat pada diatom dan ganggang fucus coklat, yang tersebar luas di seluruh dunia (termasuk spesies ganggang laut yang paling tersebar luas), dan di antara ganggang hijau, dalam genus besar. Cladofora. Perkembangan dengan reduksi inti gamet diyakini memberikan keunggulan tertentu pada alga ini dibandingkan yang lain.

Jika pembelahan reduksi terjadi pada sporangia sebelum pembentukan spora reproduksi aseksual (reduksi sporik), maka terjadi pergantian generasi - sporofit diploid dan gametofit haploid. Siklus hidup seperti ini disebut halobion dengan sporik pengurangan. Ini adalah ciri khas beberapa alga hijau, banyak alga coklat dan merah.

Akhirnya, pada beberapa alga, meiosis terjadi pada sel vegetatif thallus diploid (reduksi somatik), yang kemudian berkembang menjadi thallus haploid. Seperti siklus hidup dengan reduksi somatik diketahui dari alga merah dan hijau.

Pertanyaan kontrol

Jenis nutrisi alga.

Jenis alga thallus.

Ciri-ciri struktur morfologi monadik.

Ciri-ciri struktur morfologi rhizopodial. Jenis proses sitoplasma.

Ciri-ciri struktur morfologi palmelloid.

Ciri-ciri struktur morfologi kokoid.

Ciri-ciri struktur morfologi trikal.

Ciri-ciri struktur morfologi heterotrikal.

Ciri-ciri struktur morfologi parenkim.

Ciri-ciri struktur morfologi siphonal.

Ciri-ciri struktur morfologi siphonocladal.

12. Reproduksi aseksual. Jenis perselisihan.

13. Jenis perbanyakan vegetatif alga.

14. Jenis reproduksi seksual alga.

15. Apa perbedaan sporofit dan gametofit?

16. Apa yang dimaksud dengan perubahan generasi heteromorfik dan isomorfik?

17. Perubahan fase inti dalam siklus hidup alga. Reduksi spora, zigotik, dan gamet.

3. KELOMPOK EKOLOGI ALGA

Alga tersebar di seluruh dunia dan ditemukan di berbagai biotop perairan, darat dan tanah. Berbagai kelompok ekologi diketahui: ganggang habitat perairan, ganggang darat, ganggang tanah, ganggang mata air panas, ganggang salju dan es, ganggang mata air hipersalin.

3.1. Alga habitat perairan

3.1.1. fitoplankton

Istilah “fitoplankton” berarti kumpulan organisme tumbuhan yang mengambang di kolom air. Alga planktonik adalah yang utama, dan dalam beberapa kasus satu-satunya, penghasil bahan organik primer, yang menjadi dasar keberadaan semua kehidupan di perairan. Produktivitas fitoplankton bergantung pada berbagai faktor yang kompleks.

Alga planktonik hidup di berbagai perairan - dari laut hingga genangan air. Selain itu, keragaman kondisi lingkungan yang lebih besar di perairan pedalaman dibandingkan dengan laut juga menentukan keragaman komposisi spesies dan kompleks ekologi plankton air tawar yang jauh lebih besar.

Fitoplankton ekosistem air tawar ditandai dengan musiman yang jelas. Pada setiap musim, satu atau beberapa kelompok alga mendominasi suatu reservoir, dan selama periode perkembangan intensif, seringkali hanya satu spesies yang mendominasi. Jadi di musim dingin, di bawah es (terutama saat es tertutup salju), fitoplankton sangat buruk atau hampir tidak ada karena kurangnya cahaya. Perkembangan vegetatif alga plankton sebagai sebuah komunitas dimulai pada bulan Maret - April, ketika tingkat sinar matahari cukup untuk fotosintesis alga bahkan di bawah es. Pada saat ini, cukup banyak flagellata kecil yang muncul - euglenofit, dinofit, emas, serta diatom yang menyukai dingin. Selama periode pemecahan es sebelum stratifikasi suhu terbentuk, yang biasanya terjadi ketika lapisan atas air dipanaskan hingga 10–12C°, perkembangan pesat kompleks diatom yang menyukai dingin dimulai. Di musim panas, ketika suhu air di atas 15C°, produktivitas maksimum ganggang biru-hijau, euglenoid, dan hijau diamati. Tergantung pada tipe trofik dan limnologi reservoir, “mekarnya” air dapat terjadi saat ini, yang disebabkan oleh perkembangan alga biru-hijau dan hijau.

Salah satu ciri penting fitoplankton air tawar adalah banyaknya alga planktonik sementara di dalamnya. Sejumlah spesies, yang umumnya dianggap khas planktonik, di kolam dan danau memiliki fase dasar atau perifiton (menempel pada suatu objek) dalam perkembangannya.

fitoplankton laut terutama terdiri dari diatom dan dinofit. Dari diatom, perwakilan genera sangat banyak Chaetoceros, Rhizosolenia, Thalassiosira dan beberapa lainnya tidak ada di plankton air tawar. Komposisi alga dinofit bentuk flagellar pada fitoplankton laut sangat beragam. Perwakilan primnesiofita sangat banyak di fitoplankton laut, di perairan tawar mereka hanya diwakili oleh beberapa spesies. Meskipun lingkungan laut relatif homogen di wilayah yang luas, homogenitas serupa tidak terlihat pada distribusi fitoplankton laut. Perbedaan komposisi dan kelimpahan spesies sering kali terlihat jelas bahkan di wilayah perairan laut yang relatif kecil, tetapi hal ini terutama terlihat jelas dalam zonasi distribusi geografis berskala besar. Di sini pengaruh ekologis dari faktor lingkungan utama terwujud: salinitas air, suhu, cahaya dan kandungan nutrisi.

Alga planktonik biasanya mempunyai adaptasi khusus untuk hidup dalam suspensi. Beberapa memiliki berbagai jenis pertumbuhan dan pelengkap tubuh - duri, bulu, pertumbuhan bertanduk, selaput. Yang lain membentuk koloni yang mengeluarkan banyak lendir. Yang lain lagi mengakumulasi zat di dalam tubuhnya yang meningkatkan daya apungnya (tetesan lemak dalam diatom, vakuola gas dalam warna biru-hijau). Formasi ini jauh lebih berkembang di fitoplankter laut dibandingkan di fitoplankter air tawar. Salah satu adaptasi terhadap keberadaan alga planktonik yang tersuspensi di kolom air adalah ukuran tubuh yang kecil.

3.1.2. fitobenthos

Phytobenthos mengacu pada sekumpulan organisme tumbuhan yang beradaptasi untuk hidup dalam keadaan menempel atau tidak terikat di dasar waduk dan pada berbagai benda, organisme hidup dan mati di dalam air.

Kemungkinan tumbuhnya alga bentik pada habitat tertentu ditentukan oleh faktor abiotik dan biotik. Di antara faktor biotik, persaingan dengan alga lain dan kehadiran konsumen memegang peranan penting. Hal ini mengarah pada fakta bahwa jenis alga bentik tertentu tidak tumbuh di semua kedalaman dan tidak di semua perairan dengan kondisi cahaya dan hidrokimia yang sesuai. Cahaya sangat penting untuk pertumbuhan alga bentik sebagai organisme fotosintetik. Namun derajat penggunaannya dipengaruhi oleh faktor lingkungan lain: suhu, kandungan zat biogenik dan aktif biologis, sumber oksigen dan karbon anorganik, dan yang terpenting, laju masuknya zat tersebut ke dalam thallus, yang bergantung pada konsentrasinya. zat dan kecepatan pergerakan air. Biasanya, tempat dengan pergerakan air yang intens ditandai dengan perkembangan alga bentik yang subur.

Alga bentik tumbuh dalam kondisi aktif pergerakan air, mendapatkan keuntungan dibandingkan alga yang tumbuh di perairan yang tidak banyak bergerak. Tingkat fotosintesis yang sama dapat dicapai oleh organisme fitobenthos dalam kondisi aliran dengan sedikit cahaya, yang mendorong pertumbuhan thalli yang lebih besar. Selain itu, pergerakan air mencegah pengendapan partikel lumpur pada batuan dan bebatuan, yang mengganggu fiksasi tunas alga, mendukung pertumbuhan alga dasar, dan menghanyutkan hewan pemakan alga dari permukaan tanah. Terakhir, meskipun pada saat arus kuat atau ombak yang kuat, thalli alga rusak atau terkoyak dari tanah, pergerakan air tetap tidak menghalangi pemukiman spesies mikroskopis alga atau tahapan mikroskopis alga makrofit.

Pengaruh pergerakan air terhadap perkembangan alga bentik terutama terlihat di sungai, aliran sungai, dan aliran pegunungan. Di waduk ini terdapat sekelompok organisme bentik yang lebih menyukai tempat yang arusnya kuat. Di danau yang tidak memiliki arus kuat, pergerakan gelombang menjadi hal yang sangat penting. Di lautan, gelombang juga mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap kehidupan alga bentik, khususnya distribusi vertikalnya.

Di laut utara, sebaran dan kelimpahan alga bentik dipengaruhi oleh Es. Tergantung pada ketebalan, pergerakan, dan hummockingnya, semak alga dapat dihancurkan (terhapus) hingga kedalaman beberapa meter. Oleh karena itu, misalnya, di Kutub Utara, ganggang coklat abadi ( Fukus, Laminaria) paling mudah ditemukan di dekat pantai di antara batu-batu besar dan tepian batu yang menghalangi pergerakan es.

Kehidupan alga bentik sangat dipengaruhi oleh suhu. Selain faktor-faktor lain, hal ini juga menentukan laju pertumbuhannya, kecepatan dan arah perkembangannya, waktu pembentukan organ reproduksinya, dan zonasi geografis sebarannya.

Perkembangan alga yang intensif juga difasilitasi oleh kandungan air yang moderat. nutrisi. Di perairan tawar, kondisi seperti itu tercipta di kolam dangkal, di zona pesisir danau, di daerah aliran sungai, di laut - di teluk kecil.

Jika di tempat seperti itu terdapat penerangan yang cukup, tanah keras dan pergerakan air yang lemah, maka akan tercipta kondisi optimal bagi kehidupan fitobenthos. Dengan tidak adanya pergerakan air dan pengayaan nutrisi yang tidak mencukupi, alga bentik tumbuh dengan buruk. Kondisi seperti itu terjadi di teluk berbatu dengan kemiringan dasar yang besar dan kedalaman yang signifikan di tengahnya, karena nutrisi dari sedimen dasar tidak terbawa ke cakrawala atas. Selain itu, rumput laut makroskopis, yang berfungsi sebagai substrat bagi banyak alga bentik kecil, mungkin tidak ada di habitat tersebut.

Sumber nutrisi dalam air adalah limpasan pantai dan sedimen dasar. Peran yang terakhir ini sangat besar sebagai akumulator residu organik. Di sedimen dasar, sebagai akibat dari aktivitas vital bakteri dan jamur, terjadi mineralisasi residu organik; zat organik kompleks diubah menjadi senyawa anorganik sederhana yang tersedia untuk digunakan oleh tanaman fotosintesis.

Selain cahaya, pergerakan air, suhu dan kandungan nutrisi, pertumbuhan alga bentik juga bergantung pada keberadaan hewan air herbivora– bulu babi, gastropoda, krustasea, ikan. Hal ini terutama terlihat pada semak rumput laut yang berukuran besar. Di laut tropis, di beberapa tempat, ikan memakan alga hijau, coklat dan merah dengan thallus yang lembut. Gastropoda, merangkak di sepanjang dasar, memakan alga mikroskopis dan bibit kecil spesies makroskopis.

Alga dasar yang dominan di perairan kontinental adalah diatom, alga berserabut hijau, biru-hijau, dan kuning-hijau, menempel atau tidak menempel pada substrat.

Alga bentik utama laut dan samudera berwarna coklat dan merah, kadang-kadang hijau, bentuk thallus yang melekat secara makroskopis. Semuanya bisa ditumbuhi diatom kecil, alga biru-hijau dan lainnya.

Tergantung pada tempat tumbuhnya, kelompok ekologi berikut dibedakan di antara alga bentik:

epilit– tumbuh di permukaan tanah keras (batuan, bebatuan);

epipelit– menghuni permukaan tanah gembur (pasir, lanau);

epifit– epizoit– hidup di permukaan tumbuhan/hewan;

endofit– endozoit atau endosimbion– hidup di dalam tubuh tumbuhan/hewan, tetapi makan secara mandiri (mempunyai kloroplas dan berfotosintesis);

endolit– hidup di substrat berkapur (batuan, cangkang moluska, cangkang krustasea).

Terkadang sekelompok organisme diisolasi pengotoran, atau perifiton. Organisme yang termasuk dalam kelompok ini hidup pada benda-benda yang sebagian besar bergerak atau diterbangkan oleh air. Selain itu, mereka dikeluarkan dari dasar dan terkena cahaya, makanan, dan kondisi suhu yang berbeda dengan organisme yang benar-benar hidup di dasar.

Komposisi fouling meliputi mikroalga dan alga makrofit. Alga mikroskopis (biru-hijau dan diatom) membentuk lapisan bakteri-alga-detrital lendir pada substrat yang dimasukkan ke dalam lingkungan perairan. Kemudian makroalga (merah, coklat dan hijau) menetap di mikrofilm primer bersama dengan hewan. Hal ini menimbulkan gangguan serius terhadap aktivitas ekonomi manusia. Akibat pengotoran, kecepatan kapal dan efisiensi perangkat hidroakustik menurun, konsumsi bahan bakar meningkat, dan struktur bawah air menjadi lebih berat dan menimbulkan korosi. Selain itu, lapisan lendir yang terbentuk akibat pengotoran dapat mengganggu pengoperasian pipa air, menyumbat bukaan saluran masuk air dan saluran pipa, serta mengganggu proses pertukaran panas pada unit pendingin.

Organisme pengotoran yang hidup pada struktur bawah air di zona intertidal dan pada kedalaman hingga 1 m biasanya dihilangkan di musim dingin melalui pengeringan yang berkepanjangan dan abrasi oleh es. Oleh karena itu, setiap tahun pada periode musim semi-musim panas, komunitas pengotoran terbentuk di sini, yang merupakan ciri tahap pionir suksesi biologis. Spesies dominan dari komunitas tersebut, bersama dengan teritip dan moluska, seringkali merupakan alga makrofit. Di zona sublitoral struktur bawah air - dari kedalaman 0,7-0,9 m hingga dasarnya (6-12 m) - pengotoran abadi berkembang. Komposisinya didominasi oleh alga coklat dari genera tersebut Sakarina Dan Kostaria. Biomassa alga besar di daerah beriklim sedang bisa sangat signifikan, mencapai puluhan kilogram per meter persegi.

Alga pengotoran juga bisa ada di udara ( aerophyton). Dari jumlah tersebut, ganggang hijau dan biru-hijau mendominasi. Dalam kondisi tertentu, alga aerophyton dapat merusak bahan industri dan bangunan, monumen arsitektur, lukisan, dll jika tidak dilindungi oleh lapisan beracun. Penyebab kerusakan adalah produk metabolik dari zat pengotoran, terutama asam organik. Alga aerophyton sangat umum ditemukan di daerah tropis lembab, di mana terdapat cukup panas, kelembapan, dan debu yang berasal dari organik, yang merupakan tempat berkembang biaknya. Kerusakan biologis yang diakibatkannya bisa sangat signifikan.

Epilit. Kelompok ini termasuk alga yang menempel. Mereka menghuni permukaan batu, membentuk penutup seperti kerak atau bantalan datar, atau memiliki organ perlekatan khusus - rizoid. Perkembangan epilit yang intensif diamati di reservoir dengan dasar yang keras dan air yang mengalir deras. Epilit khas adalah perwakilan ganggang emas dari genus Hidrorus, ganggang coklat dari genera Sakarina, Kelp, Costaria dan sebagainya.

Epipelit. Alga lepas menyebar di sepanjang dasar, mengikat dan memperkuat substrat. Mereka sering diwakili oleh diatom, aureus, euglenoid, kriptofit, dan dinofit yang merayap bebas di substrat. Organ perlekatan epipelit terkadang berupa rizoid pendek yang tidak dapat berakar dalam. Hanya alga charophyte dengan rizoidnya yang panjang yang tumbuh dengan baik di dasar berlumpur.

Biasanya, organ perlekatan epilit dan epipelit adalah formasi khusus - telapak kaki, tungkai, kaki, tali mukosa atau bantalan lendir, bantalan, dll.

Epifit/epizoit. Alga menggunakan organisme hidup sebagai substrat. Epizoit adalah alga yang menetap pada hewan. Pada permukaan cangkang moluska terdapat warna-warna kecil berwarna hijau ( Edogonium, Cladophora, Ulva) dan merah ( Gelidium, Palmaria,) rumput laut; pada spons - hijau, biru-hijau dan diatom. Epizoit hidup pada krustasea, rotifera, lebih jarang pada serangga atau larva akuatik, cacing, dan bahkan hewan yang lebih besar. Epizoit termasuk spesies alga hijau dan charophyte dari genera tersebut Klorangiella, Charatiokloris, Korzhikoviella, Klorangiopsis dll. Kebanyakan epizoit tidak dapat hidup terpisah dari substrat. Alga biasanya mati pada hewan yang mati atau pada cangkangnya yang terlepas saat ganti kulit.

Epifit adalah alga yang hidup pada tumbuhan. Hubungan jangka pendek timbul antara tumbuhan substrat (basifit) dan tumbuhan epifit. Fenomena epifitisme yang kompleks dan menarik masih kurang dipahami. Kasus epifitisme ganda atau bahkan tripel sering terjadi, ketika beberapa alga yang menetap di bentuk lain yang lebih besar menjadi substrat bagi spesies lain yang lebih kecil atau mikroskopis. Terkadang keadaan fisiologis tanaman substrat penting untuk perkembangan epifit. Jumlah epifit biasanya meningkat seiring bertambahnya usia alga basifit. Misalnya, kekayaan spesies alga aedogonia epifit terbesar diamati pada tanaman air mati ( Manna, Reed, Sedge).

Endofit/endozoit, atau endosimbion

Endosimbion, atau simbion intraseluler - alga yang hidup di jaringan atau sel organisme lain (hewan invertebrata atau alga). Mereka membentuk semacam kelompok ekologi. Simbion intraseluler tidak kehilangan kemampuan untuk berfotosintesis dan bereproduksi di dalam sel inang. Beragam jenis alga dapat menjadi endosimbion, namun yang paling banyak adalah endosimbiosis alga hijau uniseluler dan alga kuning-hijau dengan hewan uniseluler. Alga yang ikut serta dalam simbiosis tersebut disebut zooklorella Dan zooxanthellae. Ganggang hijau dan kuning-hijau membentuk endosimbiosis dengan organisme multiseluler: spons, hydra, dll. Endosimbiosis ganggang biru-hijau dengan protozoa disebut sinkronisasi. Seringkali, jenis cyanobacteria lain dapat menetap di lendir beberapa spesies biru-hijau. Mereka biasanya menggunakan senyawa organik siap pakai, yang terbentuk dalam jumlah besar selama penguraian lendir koloni tanaman inang, dan berkembang biak secara intensif.

Endofit yang paling umum adalah perwakilan dari emas (spesies dari genera Chromulina, Myxochloris) dan hijau (genus Klorokitrium, Klamidomiks) ganggang yang menetap di tubuh lumut duckweed dan sphagnum. Genus alga hijau carteria mengendap di sel epidermis cacing bersilia Membelit, satu spesies dari genus Klorella– dalam vakuola protozoa, dan spesies genus Klorokokus– dalam sel alga kriptofit sianofora.

3.1.3. Alga ekosistem perairan ekstrim

Ganggang mata air panas. Alga yang tumbuh pada suhu 35–85 °C disebut termofilik. Seringkali, suhu lingkungan yang tinggi dikombinasikan dengan tingginya kandungan garam mineral atau zat organik (air limbah panas yang sangat terkontaminasi dari pabrik, pabrik, pembangkit listrik atau pembangkit listrik tenaga nuklir). Penghuni khas perairan panas adalah ganggang biru-hijau dan, pada tingkat lebih rendah, diatom dan ganggang hijau.

Alga salju dan es. Alga yang tumbuh di permukaan es dan salju disebut kriofilik. Ketika berkembang dalam jumlah besar, mereka dapat menyebabkan “mekar” salju atau es berwarna hijau, kuning, biru, merah, coklat atau hitam. Di antara alga kriofilik, alga hijau, biru-hijau, dan diatom mendominasi. Hanya sedikit dari alga ini yang memiliki tahap tidak aktif; sebagian besar tidak memiliki adaptasi morfologi khusus untuk mentolerir suhu rendah.

Alga dari badan air asin mendapat namanya halofilik atau halobion. Alga tersebut tumbuh pada konsentrasi garam tinggi di air, mencapai 285 g/l di danau dengan dominasi garam meja dan 347 g/l di danau Glauberian. Ketika salinitas meningkat, jumlah spesies alga berkurang; Hanya sedikit dari mereka yang mampu mentolerir salinitas yang sangat tinggi. Di perairan yang terlalu asin (hiperhalin), ganggang hijau bergerak uniseluler mendominasi - hiperhalob, yang selnya tidak memiliki membran dan dikelilingi oleh plasmalemma ( Asteromonas, Pedinomonas). Mereka dibedakan oleh peningkatan kandungan natrium klorida dalam protoplasma, tekanan osmotik intraseluler yang tinggi, dan akumulasi karotenoid dan gliserol di dalam sel. Di beberapa waduk yang menetap, alga tersebut dapat menyebabkan “mekarnya” air menjadi merah atau hijau. Dasar reservoir hiperhalin terkadang seluruhnya tertutup ganggang biru-hijau; Di antara mereka, spesies dari genera mendominasi Osilatorium, spirulina dll. Dengan penurunan salinitas, peningkatan keanekaragaman spesies alga diamati: selain alga biru-hijau, diatom muncul (spesies dari genera Navicula, Nietzsche).

3.2. Alga habitat non-akuatik

Meskipun lingkungan hidup utama bagi sebagian besar alga adalah air, karena sifat eurytopic dari kelompok organisme ini, mereka berhasil menjajah berbagai habitat di luar air. Di hadapan kelembaban berkala, banyak dari mereka berkembang di berbagai objek tanah - batu, kulit pohon, pagar, dll. Habitat yang menguntungkan bagi alga adalah tanah. Selain itu, komunitas alga endolit juga diketahui, lingkungan hidup utamanya adalah substrat berkapur di sekitarnya.

Komunitas yang dibentuk oleh alga di habitat ekstra akuatik dibagi menjadi aerofilik, edafilik, dan litofilik.

3.2.1. Alga aerofilik

Lingkungan hidup utama alga aerofilik adalah udara di sekitarnya. Habitat yang khas adalah permukaan berbagai substrat keras ekstra tanah (batuan, bebatuan, kulit pohon, dinding rumah, dll.). Tergantung pada tingkat kelembapannya, mereka dibagi menjadi dua kelompok: udara dan air-udara. Ganggang udara Mereka hidup hanya dalam kondisi kelembapan atmosfer dan mengalami perubahan kelembapan dan pengeringan yang konstan. Ganggang air-udara terkena irigasi konstan dengan air (di bawah semburan air terjun, di zona selancar, dll.).

Kondisi kehidupan alga ini sangat aneh dan dicirikan, pertama-tama, oleh seringnya perubahan dua faktor - kelembaban dan suhu. Alga yang hidup dalam kondisi kelembapan atmosfer yang eksklusif sering kali terpaksa beralih dari kondisi kelembapan berlebih (misalnya, setelah hujan badai) ke kondisi kelembapan minimal selama musim kemarau, saat alga mengering sedemikian rupa sehingga dapat digiling menjadi tanah. bubuk. Ganggang air hidup dalam kondisi kelembaban yang relatif konstan, namun mereka juga mengalami fluktuasi yang signifikan pada faktor ini. Misalnya, alga yang hidup di bebatuan yang diairi oleh semburan air terjun mengalami defisit kelembapan di musim panas, saat aliran berkurang secara signifikan. Komunitas aerofilik juga rentan terhadap fluktuasi suhu yang konstan. Mereka menjadi sangat panas di siang hari, menjadi dingin di malam hari, dan membeku di musim dingin. Benar, beberapa alga aerofilik hidup dalam kondisi yang cukup konstan (di dinding rumah kaca). Namun secara umum, relatif sedikit alga, yang diwakili oleh bentuk alga biru-hijau dan hijau uniseluler mikroskopis, kolonial dan berserabut dan, pada tingkat lebih rendah, diatom, telah beradaptasi dengan kondisi yang tidak menguntungkan bagi keberadaan kelompok ini. Bentuk aerofilik juga dikenal di antara alga merah dari genus tersebut Porfiridium dan sebagainya.; mereka ditemukan di batu dan dinding tua rumah kaca. Jumlah spesies yang ditemukan dalam kelompok aerofilik mendekati 300. Ketika alga aerofilik berkembang dalam jumlah besar, mereka biasanya berbentuk endapan tepung atau berlendir, massa seperti kempa, lapisan lunak atau keras, dan kerak.

Di kulit pohon, pemukim yang biasa adalah ganggang hijau yang ada di mana-mana dari genera tersebut Pleurokokus, Klorella, Klorokokus. Ganggang biru-hijau dan diatom lebih jarang ditemukan di pohon. Terdapat bukti bahwa sebagian besar alga hijau tumbuh di gymnospermae.

Komposisi sistematis kelompok alga yang hidup di permukaan batuan terbuka berbeda-beda. Diatom dan beberapa, sebagian besar uniseluler, ganggang hijau berkembang di sini, tetapi perwakilan ganggang biru-hijau paling banyak ditemukan di habitat ini. Alga dan bakteri yang menyertainya membentuk “mountain tan” (lapisan batuan dan kerak) pada batuan kristal di berbagai pegunungan. Puing-puing yang menumpuk di ceruk batuan biasanya dihuni oleh alga hijau bersel tunggal dan alga biru-hijau. Pertumbuhan alga sangat melimpah di permukaan batuan basah. Mereka membentuk film dan pertumbuhan berbagai warna. Biasanya, spesies yang memiliki selaput lendir tebal tinggal di sini. Tergantung pada intensitas cahaya, lendir dapat diwarnai lebih atau kurang intens, yang menentukan warna pertumbuhannya. Warnanya bisa hijau cerah, emas, coklat, ungu, hampir hitam, tergantung spesies pembentuknya. Ciri khas batuan beririgasi adalah perwakilan ganggang biru-hijau, seperti spesies genera Gleocapsa, Tolipotrix, Spirogira dll. Pada pertumbuhan di batuan basah Anda juga dapat menemukan diatom dari genera Frustulia, Akhnantes dan sebagainya.

Dengan demikian, komunitas alga aerofilik sangat beragam dan muncul baik dalam kondisi yang menguntungkan maupun dalam kondisi ekstrim. Adaptasi eksternal dan internal terhadap gaya hidup ini bervariasi dan mirip dengan adaptasi alga tanah, terutama yang berkembang di permukaan tanah.

3.2.2. Alga edafilik

Lingkungan hidup utama alga edafofilik adalah tanah. Habitat yang khas adalah permukaan dan ketebalan lapisan tanah, yang mempunyai pengaruh fisik dan kimia terhadap biont. Tergantung pada lokasi alga dan gaya hidupnya, tiga kelompok dibedakan dalam jenis ini: alga terestrial, berkembang secara besar-besaran di permukaan tanah dalam kondisi kelembaban atmosfer; air-terestrial rumput laut, berkembang secara massal di permukaan tanah, terus-menerus jenuh dengan air; ganggang tanah, menghuni ketebalan lapisan tanah.

Tanah sebagai biotope mirip dengan habitat perairan dan udara: tanah mengandung udara, tetapi jenuh dengan uap air, yang memastikan pernafasan udara atmosfer tanpa ancaman kekeringan. Properti. yang secara mendasar membedakan tanah dari biotop yang disebutkan di atas adalah opasitasnya. Faktor ini mempunyai pengaruh yang menentukan terhadap perkembangan alga. Namun, dalam ketebalan tanah, di mana cahaya tidak menembus, alga yang hidup ditemukan pada kedalaman hingga 2 m di lahan perawan dan hingga 2,7 m di lahan subur. Hal ini dijelaskan oleh kemampuan beberapa alga untuk beralih ke nutrisi heterotrofik dalam kegelapan.

Sejumlah kecil alga ditemukan di lapisan dalam tanah. Untuk mempertahankan kelangsungan hidupnya, alga tanah harus memiliki kemampuan untuk mentolerir kelembapan yang tidak stabil, fluktuasi suhu yang tiba-tiba, dan insolasi yang kuat. Sifat-sifat ini disediakan oleh sejumlah ciri morfologi dan fisiologis. Misalnya, telah diketahui bahwa alga tanah berukuran relatif kecil dibandingkan dengan bentuk perairan dari spesies yang sama. Ketika ukuran sel berkurang, kapasitas menahan air dan ketahanan terhadap kekeringan meningkat. Peran penting dalam ketahanan alga tanah terhadap kekeringan dimainkan oleh kemampuannya menghasilkan lendir yang melimpah - koloni berlendir, penutup dan pembungkus yang terdiri dari polisakarida hidrofilik. Karena adanya lendir, alga dengan cepat menyerap air saat dibasahi dan menyimpannya, sehingga memperlambat pengeringan. Ganggang tanah yang disimpan dalam keadaan kering di udara dalam sampel tanah menunjukkan kelangsungan hidup yang luar biasa. Jika tanah tersebut ditempatkan pada media nutrisi setelah beberapa dekade, perkembangan alga dapat diamati.

Ciri khas alga tanah adalah “kefanaan” musim tanam - kemampuan untuk dengan cepat berpindah dari keadaan dormansi ke kehidupan aktif dan sebaliknya. Mereka juga mampu menahan fluktuasi suhu dalam rentang yang sangat luas: dari -200 hingga +84°C. Alga tanah (kebanyakan biru-hijau) tahan terhadap radiasi ultraviolet dan radioaktif.

Sebagian besar alga tanah berbentuk mikroskopis, namun sering kali dapat dilihat di permukaan tanah dengan mata telanjang. Perkembangan alga tersebut secara masif dapat menyebabkan penghijauan pada lereng jurang dan pinggir jalan hutan.

Dilihat dari komposisi sistematisnya, alga tanah cukup beragam. Di antara mereka, ganggang biru-hijau dan hijau terwakili dalam proporsi yang kira-kira sama. Ganggang kuning-hijau dan diatom kurang beragam di dalam tanah.

3.2.3. Alga litofilik

Lingkungan hidup utama alga litofilik adalah substrat berkapur padat buram yang mengelilinginya. Habitat khasnya berada jauh di dalam batuan keras dengan komposisi kimia tertentu, dikelilingi oleh udara atau terendam air. Ada dua kelompok alga litofilik: pengeboran alga, yang secara aktif menembus substrat batu kapur; alga pembentuk tufa, menyimpan kapur di sekitar tubuhnya dan hidup di lapisan perifer lingkungan yang mereka simpan, dalam batas yang dapat diakses oleh air dan cahaya. Ketika sedimen menumpuk, ia mati.

Pertanyaan kontrol

1. Jelaskan kelompok ekologi utama alga di habitat perairan: fitoplankton dan fitobentos.

2. Perbedaan fitoplakton air tawar dan laut. Perwakilan fitoplankton laut dan air tawar.

3. Adaptasi morfologi alga terhadap gaya hidup planktonik.

4. Perubahan musiman indikator kualitatif dan kuantitatif fitoplankton air tawar.

5. Perbedaan fitobentos air tawar dan laut. Komposisi sistematis fitobentos laut dan air tawar.

6. Kelompok ekologi fitobentos dalam hubungannya dengan substrat (epilit, epipelit, epifit, endofit).

7. Apa yang dimaksud dengan pengotoran? Alga apa yang dapat membentuk kelompok ekologi ini?

8. Alga aerofilik. Adaptasi terhadap kondisi lingkungan ekstrim. Komposisi sistematis alga udara.

9. Alga edafilik. Adaptasi terhadap kondisi lingkungan. Komposisi sistematis alga tanah.

10. Alga litofilik.

4. PERAN ALGA DI ALAM DAN PENTINGNYA PRAKTIS

Peran alga dalam ekosistem alami. Dalam biocenosis perairan, alga berperan sebagai produsen. Dengan menggunakan energi cahaya, mereka mampu mensintesis zat organik dari zat anorganik. Menurut penanggalan radiokarbon, rata-rata produksi primer lautan akibat aktivitas vital alga adalah 550 kg karbon per 1 hektar per tahun. Nilai total produksi primernya adalah 550,2 miliar ton (dalam biomassa mentah) per tahun dan, menurut para ilmuwan, kontribusi alga terhadap total produksi karbon organik di planet kita berkisar antara 26 hingga 90%. Alga memainkan peran penting dalam siklus nitrogen. Mereka mampu menggunakan sumber nitrogen organik (urea, asam amino, Amida) dan anorganik (ion amonium dan nitrat). Kelompok uniknya adalah ganggang biru-hijau, yang mampu memfiksasi gas nitrogen, mengubahnya menjadi senyawa yang tersedia untuk tanaman lain.

Alga merupakan penghasil oksigen. Alga, dalam proses aktivitas hidupnya, melepaskan oksigen yang diperlukan untuk respirasi organisme akuatik. Di lingkungan perairan (terutama di laut dan samudera), alga praktis merupakan satu-satunya penghasil oksigen bebas. Selain itu, lautan berperan besar dalam keseimbangan oksigen di bumi secara keseluruhan, karena lautan berfungsi sebagai pengatur utama keseimbangan oksigen di atmosfer bumi.

Alga merupakan media bagi organisme perairan lainnya. Dengan membentuk hutan bawah air, alga makrofit menciptakan ekosistem yang sangat produktif yang menyediakan makanan, tempat berlindung, dan perlindungan bagi banyak organisme hidup lainnya. Diketahui kolom air dengan volume 5 liter berisi satu spesimen alga coklat Kistoseira berisi hingga 60 ribu individu dari berbagai hewan invertebrata, termasuk moluska, tungau, dan krustasea.

Alga adalah pelopor tumbuh-tumbuhan. Alga darat dapat menetap di bebatuan gundul, pasir, dan tempat tandus lainnya. Setelah mereka mati, lapisan pertama tanah di masa depan terbentuk. Alga tanah berpartisipasi dalam proses pembentukan struktur dan kesuburan tanah.

Alga sebagai faktor geologi. Perkembangan alga pada zaman geologi masa lalu telah menyebabkan terbentuknya sejumlah batuan. Bersama dengan hewan, alga berperan dalam pembentukan terumbu di lautan. Menetap lebih dekat ke permukaan air, mereka membentuk punggung terumbu tersebut. Struktur terumbu ganggang merah dikenal di Krimea sebagai puncak Yayla dan lain-lain.Ganggang biru-hijau berpartisipasi dalam pembentukan batugamping stromatolit, ganggang chara - dalam pembentukan batugamping karosit (endapan serupa ditemukan di Tuva). Cocolithophores mengambil bagian dalam pembentukan batuan Kapur (95% batuan Kapur terdiri dari sisa-sisa cangkang alga ini). Akumulasi besar-besaran cangkang diatom menyebabkan terbentuknya diatomit (tepung gunung), yang sebagian besar depositnya ditemukan di Wilayah Primorsky, Ural, dan Sakhalin. Alga adalah bahan awal untuk senyawa cair dan padat seperti minyak bumi - sapropel, serpih panas, batu bara.

Aktivitas aktif alga dalam pembentukan batuan telah tercatat di beberapa daerah saat ini. Mereka menyerap kalsium karbonat dan membentuk produk mineralisasi. Proses-proses ini terutama aktif di perairan tropis dengan suhu tinggi dan tekanan parsial rendah.

Alga yang membosankan adalah yang paling penting dalam penghancuran batu. Mereka secara perlahan dan terus-menerus melonggarkan substrat berkapur, menjadikannya siap untuk pelapukan, keruntuhan, dan erosi.

Hubungan simbiosis dengan organisme lain. Alga membentuk beberapa simbiosis penting. Pertama, mereka membentuk lumut kerak dengan jamur, dan kedua, sebagai zooxant mereka hidup bersama dengan beberapa hewan invertebrata, seperti spons, ascidian, dan karang karang. Sejumlah sianofit membentuk asosiasi dengan tumbuhan tingkat tinggi.

Alga memiliki kepentingan praktis yang besar dalam kehidupan sehari-hari dan aktivitas ekonomi manusia, membawa manfaat dan kerugian. Rumput laut berukuran besar telah dikenal sejak zaman kuno dan telah lama digunakan dalam pertanian manusia.

Alga sebagai produk pangan. Manusia kebanyakan memakan rumput laut, terutama rumput laut yang banyak dikonsumsi oleh penduduk Asia Tenggara dan Kepulauan Pasifik. Di Cina, penggunaan alga dalam makanan sudah dikenal sejak abad ke-9 SM. e. Di antara alga makrofit (hijau multiseluler, coklat dan merah) tidak ada spesies beracun, karena tidak mengandung alkaloid - zat dengan efek narkotika dan toksik. Sekitar 160 spesies alga berbeda digunakan sebagai makanan. Dalam hal kualitas nutrisi, alga tidak kalah dengan banyak tanaman pertanian. Mereka mengandung banyak protein, karbohidrat dan lemak. Alga adalah sumber vitamin C, A, D, kelompok B, riboflavin, pantotenat dan asam folat, serta unsur mikro yang sangat baik.

Dari alga mikroskopis, spesies terestrial biru-hijau dari genus tersebut digunakan sebagai makanan. Nostok, yang dijadikan makanan di Cina dan Amerika Selatan. Di Jepang, mereka makan roti jelai "tengu" - ini adalah lapisan tebal massa agar-agar padat di lereng beberapa gunung berapi, terdiri dari ganggang biru-hijau dari genera Gleocapsa, Geoteke, Mikrokistik dengan campuran bakteri. spirulina digunakan oleh suku Aztec pada abad ke-16, membuat kue dari rumput laut kering, dan penduduk wilayah Danau Chad di Amerika Utara masih menyiapkan produk yang disebut dihe dari rumput laut ini. spirulina mengandung protein dalam jumlah tinggi dan dibudidayakan secara luas di sejumlah negara.

Alga sebagai pupuk. Alga mengandung zat organik dan mineral dalam jumlah yang cukup sehingga telah lama digunakan sebagai pupuk. Keunggulan pupuk tersebut adalah tidak mengandung bibit gulma dan spora jamur fitopatogen, serta kandungan kaliumnya lebih unggul dari hampir semua jenis pupuk yang digunakan. Ganggang biru-hijau pengikat nitrogen banyak digunakan di sawah sebagai pengganti pupuk nitrogen. Telah terbukti bahwa pupuk alga dapat meningkatkan perkecambahan benih, hasil, dan ketahanan terhadap penyakit.

Sifat obat alga. Alga banyak digunakan dalam pengobatan tradisional sebagai obat cacing dan untuk pengobatan sejumlah penyakit, seperti penyakit gondok, gangguan saraf, sklerosis, rematik, rakhitis, dll. Telah terbukti bahwa ekstrak berbagai jenis alga mengandung zat antibiotik dan dapat menurunkan tekanan darah. Ekstrak dari Sargassum, Kelp dan Saharina dalam percobaan pada tikus, mereka menekan pertumbuhan sarkoma dan sel leukemia. Di AS dan Jepang, obat-obatan telah diperoleh dari mereka yang membantu menghilangkan radionuklida dari tubuh. Efisiensi sorben tersebut mencapai 90–95%.

Alga sebagai sumber bahan baku industri. Sejak abad terakhir, alga telah digunakan untuk memproduksi soda dan yodium. Saat ini, asam alginat dan garamnya - alginat, serta karagenan dan agar-agar diperoleh dari alga.

Alkohol manitol diperoleh dari ganggang coklat - bahan baku yang diperlukan untuk industri farmasi dan makanan dalam pembuatan obat-obatan dan produk makanan untuk penderita diabetes.

Peran negatif alga. Sejumlah alga (biru-hijau, dinofit, emas, hijau) menghasilkan racun yang dapat menyebabkan berbagai penyakit pada hewan, tumbuhan dan manusia, beberapa di antaranya dapat berakibat fatal. Di antara alga dinofit yang menyebabkan “pasang merah” di wilayah laut yang luas, spesies dari genera tersebut beracun Gimnodinium, Noctiluca, Amphidinium dll. Jumlah spesies beracun terbesar diidentifikasi di antara ganggang biru-hijau. Aksi racun alga biru-hijau beberapa kali lebih besar dibandingkan racun seperti curare dan botulin. Toksisitas alga dimanifestasikan dalam kematian massal organisme air, unggas air, keracunan dan penyakit manusia lainnya yang terjadi melalui penghirupan, penggunaan air, konsumsi kerang, ikan, dll.

Dengan perkembangan yang kuat - “mekarnya badan air”, beberapa alga (emas, kuning-hijau, biru-hijau) dapat memberikan bau dan rasa yang tidak sedap pada air, sehingga air tidak layak untuk diminum.

Pertumbuhan alga yang berlebihan dapat mencegah air melewati filter pada bangunan pemasukan air. Diketahui bahwa pengotoran alga pada kapal secara signifikan meningkatkan biaya operasional. Makrofit dapat berkontribusi terhadap korosi material pada anjungan minyak dan struktur laut bawah air lainnya.

Masalah pengotoran mungkin merupakan masalah tertua dalam eksplorasi laut. Benda apa pun yang bersentuhan dengan lingkungan laut akan segera ditutupi oleh organisme yang menempel padanya: hewan dan alga. Luas total substrat yang terendam adalah sekitar 20% dari luas permukaan rak paling atas. Total biomassa pengotoran berjumlah jutaan ton, kerusakan yang ditimbulkannya mencapai miliaran dolar (Zvyagintsev, 2005). Dalam aspek biologis, hal ini merupakan proses alami yang merupakan bagian integral dari kehidupan hidrosfer. Pada saat yang sama, fenomena pengotoran mendorong manusia pada gagasan untuk membudidayakan sejumlah spesies moluska yang berharga dalam perikanan laut dalam skala industri ( Tiram, Kerang, Kerang, Kerang Mutiara) dan ganggang ( Sakarin, Porfiri, Gracilaria, Euchema dan sebagainya.). Alga adalah organisme pelopor pengotoran. Mikroalga bersama dengan bakteri membentuk mikrofilm primer pada permukaan substrat buatan yang ditambahkan ke air, yang berfungsi sebagai substrat untuk sedimentasi hidrobion lainnya. Makroalga, bersama dengan krustasea, moluska, hidroid, dan hewan lainnya, sering kali membentuk tahap awal komunitas pengotoran abadi.

Pertanyaan kontrol

1. Peran alga dalam meningkatkan kesuburan lahan.

2. Peran alga dalam ekosistem perairan.

3. Peran alga dalam ekosistem darat.

4. Pentingnya alga dalam proses geologi.

5. Nilai gizi dan biologis alga. Rumput laut apa yang bisa dimakan?

6. Sifat obat alga.

7. Mengapa pertumbuhan alga emas dan kuning-hijau di perairan tidak diinginkan? Apa yang dimaksud dengan “mekarnya” badan air?

8. Alga penyebab keracunan pada hewan dan manusia.

9. Fenomena pengotoran. Peran alga dalam komunitas pengotoran.

5. SISTEMATIS ALGA MODERN

Klasifikasi organisme hidup telah memenuhi pikiran manusia sejak zaman Aristoteles. Ahli botani Swedia Carl Linnaeus adalah orang pertama yang menerapkan nama Alga pada sekelompok tumbuhan pada abad ke-18 dan mulai ilmu fisika(dari bahasa Yunani phycos – ganggang dan logo – mengajar) sebagai ilmu. Di antara alga, Linnaeus hanya membedakan empat genera: Chara, Fucus, Ulva dan Conferva. Pada abad ke-19, sebagian besar (beberapa ribu) genera alga modern telah dideskripsikan. Banyaknya genera baru mengharuskan mereka dikelompokkan ke dalam taksa yang berperingkat lebih tinggi. Upaya awal klasifikasi hanya didasarkan pada ciri-ciri eksternal thallus. Orang pertama yang mengusulkan warna thallus alga sebagai karakter dasar pembentukan kelompok taksonomi besar, atau megataxa, adalah ilmuwan Inggris W. Harvey (Harvey, 1836). Dia mengidentifikasi seri besar: Klorospermeae - ganggang hijau, Melanospermeae - ganggang coklat dan Rhodospermeae - ganggang merah. Mereka kemudian berganti nama menjadi Chlorophyceae, Phaeophyceae, dan Rhodophyceae.

Fondasi taksonomi alga modern diletakkan pada paruh pertama abad ke-20 oleh ilmuwan Ceko A. Pascher. Ia menetapkan 10 kelas alga: Biru-hijau, Merah, Hijau, Emas, Kuning-hijau, Diatom, Coklat, Dinophyte, Cryptophyte dan Euglenaceae. Setiap kelas dicirikan oleh serangkaian pigmen tertentu, produk cadangan, dan struktur flagela. Perbedaan konstan antara taksa besar ini mendorong kami untuk menganggapnya sebagai kelompok filogenetik independen, tidak berhubungan, dan meninggalkan konsep alga – Alga sebagai unit taksonomi tertentu.

Jadi, kata “alga” sebenarnya bukanlah sebuah sistematika, melainkan sebuah konsep ekologis dan secara harafiah berarti “apa yang tumbuh di air”. Alga adalah tumbuhan tingkat rendah yang mengandung sebagian besar klorofil, mampu melakukan nutrisi fototrofik dan hidup terutama di air. Semua alga, kecuali charophyta, tidak seperti tumbuhan tingkat tinggi, tidak memiliki organ reproduksi multiseluler dengan penutup sel steril.

Sistem modern berbeda terutama dalam jumlah dan volume megataxa - divisi dan kerajaan. Jumlah departemen bervariasi dari 4 hingga 10-12. Dalam literatur psikologi Rusia, hampir setiap kelas di atas berhubungan dengan suatu departemen. Dalam sastra asing, ada kecenderungan konsolidasi departemen dan, karenanya, penurunan jumlahnya.

Skema klasifikasi yang paling umum adalah skema Parker (Parker, 1982). Ia mengakui pembagian antara bentuk prokariotik dan eukariotik. Bentuk prokariotik tidak memiliki organel yang dikelilingi membran di dalam selnya. Prokariota termasuk Bakteri dan Cyanophyta (Cyanobacteria). Bentuk eukariotik mencakup semua alga dan tumbuhan lainnya. Pembagian alga telah lama menjadi bahan perdebatan. Harvey (1836) membagi alga berdasarkan warnanya. Meskipun sekarang lebih banyak pembelahan yang diketahui, komposisi pigmen, fitur biokimia dan struktur struktur sel sangat penting. P. Silva (1982) membedakan 16 kelas utama. Kelas-kelas tersebut berbeda dalam pigmentasi, produk penyimpanan, fitur dinding sel dan ultrastruktur flagela, nukleus, kloroplas, pirenoid, dan oselus.

Informasi baru tentang ultrastruktur alga, yang diperoleh dalam beberapa dekade terakhir dengan menggunakan metode mikroskop elektron, genetika, dan biologi molekuler, memungkinkan untuk mempelajari detail terkecil dari struktur sel. “Ledakan” informasi secara berkala mendorong para ilmuwan untuk mempertimbangkan kembali gagasan tradisional yang sudah ada tentang taksonomi alga. Aliran informasi baru yang terus-menerus merangsang pendekatan baru terhadap klasifikasi, dan setiap skema yang diusulkan tetap bersifat perkiraan. Menurut data modern, organisme yang secara tradisional dianggap sebagai tumbuhan tingkat rendah melampaui lingkup Kerajaan Tumbuhan. Mereka termasuk dalam sejumlah besar kelompok yang berkembang secara independen. Tabel tersebut menunjukkan megataxa, termasuk alga, dalam berbagai interpretasi. Seperti yang dapat dilihat, taksa alga yang berbeda dapat ditemukan di filum yang berbeda; filum yang sama dapat menyatukan kelompok organisme ekologi dan trofik yang berbeda (tabel).

Lebih dari 100 tahun yang lalu K.A. Timiryazev dengan tajam mencatat bahwa “tidak ada tumbuhan atau hewan, tetapi ada satu dunia organik yang tidak dapat dipisahkan. Tumbuhan dan hewan hanyalah nilai rata-rata, hanya gagasan khas yang kita bentuk, mengabstraksikan karakteristik organisme yang diketahui, mementingkan hal tertentu, mengabaikan yang lain.” Sekarang kita tidak bisa tidak mengagumi intuisi biologisnya yang menakjubkan.

Sistem alga modern yang diuraikan dalam buku teks ini mencakup 9 divisi: Biru-hijau, Merah, Diatom, Heterokonts, Haptophytes, Cryptophytes, Dinophytes, Green, Charophytes dan Euglenophytes. Kesamaan komposisi pigmen, struktur alat fotosintesis dan flagela menjadi dasar untuk menyatukan kelas alga berwarna coklat keemasan menjadi satu kelompok besar - Heterokontae, atau alga heteroflagellata (Ochrophyta).

Megasistem organisme yang tergolong tumbuhan tingkat rendah

Kerajaan	Kerajaan	Departemen (Jenis)	Trofogrup
Eubakteria/Prokariota	Sianobakteri/Bakteri	Cyanophyta/ Cyanobakteria	Rumput laut
Penggali/Eukariota	Euglenobiontes/ Protozoa	Euglenophyta/Euglenozoa Acrasiomycota	Rumput laut Myxomycetes
Rhizaria/Eukariota	Cercozoa/Plantae	Klorarachniophyta Plasmodiophoromy-cota	Alga Myxomycetes
Rhizaria/Eukariota		Myxogasteromycota Dictyosteliomycota	Myxomycetes Myxomycetes
Choromalveola-tes/ Eukaryota	Straminopilae/ Chromista/ Heterokontobiontes	Labirinthulomycota -Oomycota Heterokontophyta	Alga Jamur Myxomycetes
Choromalveola-tes/ Eukaryota	Haptofita/ Chromista	Prymnesiophyta/Haptophyta	Rumput laut
Choromalveola-tes/ Eukaryota	Kriptofit/ Chromista		Rumput laut
Choromalveola-tes/ Eukaryota	Alveolat/Protozoa	Dinophyta/Myzozoa	Rumput laut
Plantae / Eukariota	Glaukofita/ Plantae	Glaucocystophyta/ Glaucophyta	Rumput laut
Plantae / Eukariota	Rhodobiontes/ Plantae	Cyanidiophyta Rhodophyta	Alga Alga
Plantae / Eukariota	Klorobion/ Plantae	Klorofita Charophyta	Alga Alga