Algues

Algues
Laurencia, un genre de algue rouge d'Hawaï
Classification scientifique
Domaine: Eucaryotes
Groupes Inclus
Archaeplastida Chlorophyta (algues vertes) Rhodophyta (algues rouges) Glaucophyta Rhizaria, Excavata Chlorarachniophytes Euglénides Chromista, Alveolata Hétérokontes Bacillariophyceae (diatomées) Axodine Bolidomonas Eustigmatophyceae Phaeophyceae (algues brunes) Chrysophyceae (algues or) Raphidophyceae Synurophyceae Xanthophyceae (jaune-vert algues) Cryptophyta Dinoflagellés Haptophyta
Les groupes exclus
Cyanobactéries Plantae

La lignée des algues selon Thomas Cavalier-Smith. Le nombre et le placement des exacte événements endosymbiotiques est actuellement inconnu, donc ce schéma peuvent être prises que comme un guide général Il représente la façon la plus parcimonieuse d'expliquer les trois types d'origines endosymbiotiques de plastes. Ces types comprennent les événements endosymbiotiques de cyanobactéries, algues rouges et les algues vertes, conduisant à l'hypothèse des supergroupes Archaeplastida, Chromalveolata et Cabozoa respectivement. Cependant, la monophylie des Cabozoa a été réfutée et les monophylies de Archaeplastida et Chromalveolata sont actuellement fortement contestée. Événements endosymbiotiques sont notés par des lignes en pointillés.

Algues ( / æ l dʒ Je / Ou / æ l ɡ Je /; algue singulier / æ l ɡ ə /, latine pour "algues") sont un groupe très vaste et diversifié de simple, généralement organismes autotrophes, allant de unicellulaire à formes multicellulaires tels que la laminaires géantes qui poussent à 65 mètres de longueur. La plupart sont photosynthétiques comme les plantes , et «simple» parce qu'ils ne ont pas les nombreux types de cellules et d'organes distincts trouvés dans plantes terrestres. Les formes de marins les plus importants et les plus complexes sont appelés algues.

Bien que le procaryote cyanobactéries sont officieusement appelé algues bleu-vert, cet usage est incorrect, car ils sont considérés comme des bactéries . Le terme algues se limite désormais à eucaryotes organismes. Tous les algues véritables ont donc un enfermé dans un noyau membrane et plastides liés à une ou plusieurs membranes. Les algues constituent un groupe polyphylétique, car ils ne comprennent pas un ancêtre commun, bien que leurs plastes semblent avoir une origine unique. Les diatomées sont également des exemples d'algues.

Les algues présentent un large éventail de stratégies de reproduction, de la simple, la division cellulaire asexuée à des formes complexes de la reproduction sexuée.

Les algues ne ont pas les différentes structures qui caractérisent les plantes terrestres, comme les phyllids semblables à des feuilles de bryophytes, rhizoïdes dans plantes non vasculaires et la racines, feuilles et autres les organes qui se trouvent dans (trachéophytes plantes vasculaires). Beaucoup sont phototrophe, bien que certains groupes contient les membres qui sont mixotrophe, dérivant à la fois l'énergie de la photosynthèse et l'absorption de carbone organique, soit par Osmotrophie, myzotrophy, ou phagotrophie. Certains unicellulaires espèces reposent entièrement sur les sources d'énergie externes, ont peu ou pas d'appareil photosynthétique.

Presque toutes les algues ont appareil photosynthétique finalement dérivé de cyanobactéries, et ainsi produire de l'oxygène en tant que sous-produit de la photosynthèse, à la différence d'autres photosynthétiques bactéries telles que pourpre et les bactéries du soufre vertes. Algues filamenteuses fossilisé de la Vindhya bassin ont été remonte à il ya 1,6 à 1700000000 ans.

Étymologie et l'étude

Page de titre Samuel Gottlieb Gmelin, Historia fucorum, daté 1768.

L'algue singulière est le mot latin pour une algue particulière et conserve ce sens en anglais. Le étymologie est obscure. Bien que certains spéculent qu'il est lié à algēre latine, "être froid", il n'y a pas de raison connue à associer algues avec la température. Une source la plus probable est alliga, "contraignant, enlaçant."

Le grec ancien mot pour les algues était φῦκος (fūkos ou phykos), ce qui pourrait signifier soit l'algue (probablement d'algue rouge) ou un colorant rouge dérivé. La latinisation, fucus, signifiait surtout la rouge cosmétique. L'étymologie est incertaine, mais un candidat solide a longtemps été un mot lié à la biblique פוך (PUK), "peinture" (si ce ne est que ce mot lui-même), un fard à paupières cosmétique utilisé par les anciens Egyptiens et d'autres habitants de l'est Méditerranée. Il pourrait être ne importe quelle couleur: noir, rouge, vert, bleu.

En conséquence, l'étude moderne des algues marines et d'eau douce est appelé soit phycologie ou algologie, selon que la racine grecque ou latine est utilisé. Le nom Fucus apparaît dans un certain nombre de taxons.

Classification

Fausses couleurs micrographie électronique à balayage de la unicellulaires coccolithophore, Gephyrocapsa oceanica.

Tandis que cyanobactéries ont été traditionnellement considérés comme les algues, les œuvres récentes excluent généralement en raison de grandes différences telles que le manque de membranaire organites, la présence d'un seul circulaire chromosome, la présence de peptidoglycane dans les parois cellulaires, et ribosomes différents en taille et le contenu de celles du eucaryotes . Plutôt que de chloroplastes, ils effectuent la photosynthèse sur les membranes cytoplasmiques spécialisés appelés infolded membranes thylacoïdes. Par conséquent, ils diffèrent sensiblement des algues malgré occupant similaires niches écologiques.

En définitions modernes, les algues sont eucaryotes et de mener la photosynthèse dans les organites membranaires appelées chloroplastes. Les chloroplastes contiennent circulaire l'ADN et sont de structure similaire aux cyanobactéries, représentant vraisemblablement cyanobactéries réduite endosymbiontes. La nature exacte des chloroplastes est différente entre les lignages distincts d'algues, reflétant différents événements endosymbiotiques. Le tableau ci-dessous décrit la composition des trois principaux groupes d'algues. Leurs relations de lignage sont présentés dans la figure en haut à droite. Beaucoup de ces groupes contiennent certains membres qui ne sont plus photosynthétique. Certains conservent plastes, mais pas les chloroplastes, tandis que d'autres ont perdu plastes entièrement.

Phylogénie basée sur la généalogie plaste pas nucléocytoplasmique:

WHHarvey (1811-1866) fut le premier à diviser les algues en quatre divisions en fonction de leur pigmentation. Ce est la première utilisation d'un critère biochimique systématique des plantes. Quatre divisions de Harvey sont: algues rouges (Rhodophyta), algues brunes (Heteromontophyta), les algues vertes (Chlorophyta) et diatomées.

Relations avec les plantes supérieures

Les premières plantes sur la terre probablement évolué à partir d'algues d'eau douce peu profondes tout comme Chara il ya environ 400 millions d'années. Ceux-ci avaient probablement isomorphe alternance des générations et étaient probablement filamenteux. Les fossiles de spores de plantes isolées des terres suggèrent plantes terrestres peuvent avoir été aussi longtemps que il ya 475.000.000 années.

Morphologie

Le les forêts de fucus exposition au Monterey Bay Aquarium. A, thalle pluricellulaire tridimensionnel.

Une gamme de algues morphologies sont exposées, et convergence des fonctions dans des groupes indépendants est commun. Les seuls groupes présentent trois dimensions multicellulaire thalles sont le rouges et bruns, et certains chlorophytes. La croissance apicale est contraint de sous-ensembles de ces groupes: la floridéophytes rouges, bruns, divers et les charophytes. La forme de charophytes est tout à fait différents de ceux des rouges et des bruns, parce que nœuds distincts, séparés par entrenœud 'tiges'; verticilles de branches rappellent le prêles se produisent au niveau des nœuds. Conceptacles sont un autre trait polyphylétique; ils apparaissent dans la corallines et la Hildenbrandiophycidae, ainsi que les bruns.

La plupart des algues sont simples unicellulaire flagellés amoeboids, mais coloniale et formes non mobiles ont développé indépendamment parmi plusieurs groupes. Certains de ces niveaux d'organisation plus communs, plus d'un d'entre eux pouvant se produire dans le cycle de vie d'une espèce, sont

• Colonial: petits groupes réguliers de cellules mobiles
• Capsoid: cellules non-mobiles individuels intégrés dans mucilage
• Cocciforme: cellules non-mobiles individuelles avec des parois cellulaires
• Palmelloid: cellules non-mobiles embarqués en mucilage
• Filamenteuse: une chaîne de cellules non-mobiles reliés entre eux, parfois ramification
• Parenchymateuses: cellules formant un thalle avec une différenciation partielle de tissus

Les cyanobactéries Merismopedia

En trois lignes même des niveaux plus élevés de l'organisation ont été atteints, avec une différenciation de tissu complet. Il se agit de la algues brunes, les uns pouvant atteindre 50 m de longueur ( laminaires) -la algues rouges, et la algues vertes. Les formes les plus complexes se trouvent parmi les algues vertes (voir Charales et Charophyta), dans une lignée qui a finalement conduit à la plus élevée plantes terrestres. Le point où ces plantes non-algues commencent et l'arrêt des algues est habituellement considérée comme la présence des organes reproducteurs avec des couches de cellules de protection, une caractéristique ne se trouve pas dans les autres groupes d'algues.

Physiologie

Beaucoup d'algues, en particulier les membres de la Characées, ont servi de modèle organismes expérimentaux de comprendre les mécanismes de la perméabilité à l'eau des membranes, osmorégulation, la réglementation de turgescence, tolérance sel, mouvement cytoplasmique, et la génération de potentiels d'action .

Algues symbiotiques

Certaines espèces d'algues se forment relations symbiotiques avec d'autres organismes. Dans ces symbioses, les produits de la photosynthèse des algues d'approvisionnement (matières organiques) à l'organisme hôte offrant une protection aux cellules d'algues. L'organisme hôte dérive une partie ou la totalité de ses besoins en énergie à partir de l'algue. Des exemples sont comme suit.

Lichens

Roche lichens en Irlande.

Les lichens sont définis par l'Association internationale pour lichénologie être «une association d'un champignon et un photosynthétique symbiotes résultant en un corps végétatif stable ayant une structure spécifique. "Les champignons, ou mycobiontes, sont issus du Ascomycota avec un peu de la Basidiomycota. Ils ne sont pas trouvés seuls dans la nature, mais quand ils ont commencé à associer ne est pas connue. On associe mycobionte avec les mêmes espèces de phycobiont, rarement deux, à partir de la les algues vertes, à l'exception que la variante mycobionte peuvent se associer avec les mêmes espèces de cyanobactéries (d'où "photobionte" est le terme plus précis). Un photobionte peut être associé à de nombreux mycobiontes spécifiques ou vivre de façon autonome; en conséquence, les lichens sont nommées et classées comme espèces fongiques. L'association est appelé une morphogenèse parce que le lichen a une forme et des capacités pas possédé par les espèces de symbiotes seul (ils peuvent être isolés expérimentalement). Il est possible que les gènes photobionte déclenche sinon latentes dans la mycobionte.

Les récifs coralliens

Floride récif corallien

Les récifs coralliens sont accumulées à partir de la calcaire exosquelettes de invertébrés marins de l'ordre Scleractinia (pierreux coraux). Comme les animaux qu'ils métaboliser le sucre et l'oxygène pour obtenir l'énergie pour leurs processus de renforcement de la cellule, y compris sécrétion de l'exosquelette, avec de l'eau et du dioxyde de carbone comme sous-produits. Comme le récif est le résultat d'un équilibre favorable entre la construction par les coraux et la destruction par Marine érosion , la vitesse à laquelle le métabolisme peut procéder détermine la croissance ou de la détérioration du récif.

Dinoflagellés (algues protistes) sont souvent endosymbiontes dans les cellules d'invertébrés marins, où ils accélèrent le métabolisme de la cellule hôte en générant sucre immédiatement disponible et oxygène par la photosynthèse en utilisant la lumière incidente et le dioxyde de carbone produit par l'hôte. Coraux durs qui sont les coraux constructeurs de récifs ( coraux hermatypiques) Exiger algues endosymbiotiques du genre Symbiodinium d'être dans un état sain. La perte de Symbiodinium de l'hôte est connu comme blanchissement des coraux, une condition qui conduit à la détérioration d'un récif.

éponges de mer

Les algues vertes vivent près de la surface de certaines éponges, par exemple, le fil d'ariane éponge ( Halichondria panicea). L'algue est ainsi protégé contre les prédateurs; l'éponge est munie d'oxygène et des sucres qui peuvent représenter 50 à 80% de la croissance de la mousse dans certaines espèces.

Cycle de vie

Rhodophyta, Chlorophyta et Heterokontophyta, trois algues principale Phylums, ont des cycles de vie qui montrent d'énormes variations d'une complexité considérable. En général, il ya une phase asexuée où les cellules de l'algue sont une phase diploïde sexuelle où les cellules sont haploïde suivie par fusion du mâle et femelle gamètes. La multiplication végétative est avantageux en ce qu'il permet la population augmente efficaces, mais moins de variation est possible. La reproduction sexuée permet plus de variations, mais est plus coûteuse. Souvent il n'y a pas une stricte alternance entre le sporophyte et aussi parce qu'il est souvent une phase asexuée, qui pourrait inclure la fragmentation du thalle.

Nombres

Les algues sur les rochers côtiers à Shihtiping dans Taiwan

La collection d'algues de l'Herbier national américain (situé dans le Musée National d'Histoire Naturelle) se compose d'environ 320 500 spécimens secs, qui, bien que non exhaustive (pas de collecte exhaustive existe), donne une idée de l'ordre de grandeur du nombre des espèces d'algues (ce nombre reste inconnu). Les estimations varient largement. Par exemple, selon un manuel de référence, dans les îles britanniques de la biodiversité UK direction Rapport du Groupe estime qu'il y ait 20 000 espèces d'algues au Royaume-Uni. Une autre liste de contrôle signale seulement environ 5000 espèces. En ce qui concerne la différence d'environ 15 000 espèces, le texte conclut: «Il faudra de nombreuses enquêtes de terrain détaillées avant qu'il ne soit possible de fournir une estimation fiable du nombre total d'espèces ..."

Les estimations régionales et de groupe ont été faites ainsi:

• 5000-5500 espèces d'algues rouges dans le monde entier
• «Certains 1300 dans les mers australiennes"
• 400 espèces d'algues pour la côte ouest du sud de l'Afrique , et 212 espèces de la côte du KwaZulu-Natal. Certains d'entre eux sont des doublons que la gamme se étend sur les deux côtes, et le total enregistré est probablement environ 500 espèces. La plupart d'entre eux sont énumérés dans Liste des algues de l'Afrique du Sud. Ces excluent phytoplancton et crustacés corallines.
• 669 espèces marines de la Californie (États-Unis)
• 642 dans la check-list de Bretagne et d'Irlande

et ainsi de suite, mais sans aucun fondement scientifique ou sources fiables, ces chiffres ne ont pas plus de crédibilité que ceux mentionnés ci-dessus britanniques. La plupart des estimations omettent aussi des algues microscopiques, comme phytoplancton.

L'estimation la plus récente suggère un nombre total de 72 500 espèces d'algues dans le monde entier.

Distribution

Le sujet de la distribution des espèces d'algues a été assez bien étudiée depuis la fondation de phytogéographie dans le milieu du 19e siècle de notre ère. Algues propage principalement par la dispersion de spores analogue à la dispersion des Plantae par graines et de spores. Les spores sont partout dans toutes les parties de la Terre: les eaux douces et marines, l'atmosphère, flottant librement et dans les précipitations ou en mélange avec de la poussière, l' humus et dans d'autres organismes, tels que les humains. Que ce soit une spore est de croître dans un organisme dépend de la combinaison des espèces et les conditions d'environnement de l'endroit où les terres de spores.

Les spores d'algues d'eau douce sont dispersées principalement par l'eau et le vent la course, ainsi que par les transporteurs vivant. Les plans d'eau dans lesquels ils sont transportés sont chimiquement sélective. Marine spores sont dispersées par les courants. L'eau de mer est la température sélective, résultant dans les zones phytogéographiques, régions et provinces.

Dans une certaine mesure la répartition des algues est soumise à des discontinuités floristiques causés par leurs caractéristiques géographiques, comme l'Antarctique , les longues distances de l'océan ou des masses générales terrestres. Il est donc possible d'identifier les espèces présentes par localité, comme "Pacific algues" ou "algues de mer du Nord". Quand ils se produisent hors de leurs localités, il est généralement possible de faire l'hypothèse d'un mécanisme de transport, tels que les coques des navires. Par exemple, Ulva reticulata et Ulva fasciata venus de la partie continentale à Hawaii de cette manière.

La cartographie est possible pour certaines espèces seulement: "il ya de nombreux exemples valides de modèles de distribution restreints." Par exemple, Clathromorphum est un genre arctique et ne est pas mappé loin au sud de là. D'autre part, les scientifiques considèrent les données globales comme insuffisante en raison des «difficultés d'entreprendre de telles études."

Emplacements

Le phytoplancton, Lac Chuzenji

Les algues sont de premier plan dans les plans d'eau, courant dans les environnements terrestres et se trouvent dans des environnements inhabituels, tels que sur la neige et sur la glace. Les algues se développent principalement dans les eaux marines peu profondes, moins de 100 mètres (330 pi); mais certains ont été enregistrés à une profondeur de 360 mètres (1180 pieds).

Les différentes sortes d'algues jouent un rôle important dans l'écologie aquatique. Formes microscopiques qui vivent en suspension dans la colonne d'eau ( phytoplancton) fournir la base de la nourriture pour la plupart marine les chaînes alimentaires. Dans des densités très élevées ( proliférations d'algues) ces algues peuvent décolorer l'eau et supplanter, poison, ou asphyxier autres formes de vie.

Les algues sont diversement sensibles à différents facteurs, qui a fait utiles comme indicateurs biologiques de la Ballantine échelle et sa modification.

Utilisations

La récolte des algues

Gélose

Agar, une dérivé de la substance gélatineuse algues rouges, a un certain nombre d'utilisations commerciales. Ce est un bon moyen pour les bactéries.

Alginates

Entre 100 000 et 170 000 tonnes humides de Macrocystis sont récoltées chaque année en Californie pour extraction de l'alginate et alimentation de l'ormeau.

Engrais

Les algues sont utilisées comme engrais.

Pendant des siècles, les algues a été utilisé comme engrais; George Owen Henllys écrit au 16ème siècle se référant à la dérive dans les mauvaises herbes Galles du Sud:

Ce type de minerai, ils se rassemblent souvent et pondent sur les grands heapes, où il heteth et rotteth, et aura une odeur forte et répugnante; quand être si pourri ils jetèrent sur le terrain, comme ils le font de leur fumier, et celui-ci jaillit bonne maïs, l'orge en particulier ... Après printemps-tydes ou grandes plates-formes de la mer, ils vont chercher dans des sacs sur Backes de chevaux, et la carie mêmes trois, quatre, ou cinq miles, et le jeta sur la lande, qui doth très beaucoup mieux le terrain pour le maïs et l'herbe.

Aujourd'hui, les algues sont utilisées par les humains à bien des égards; par exemple, comme engrais , amélioration des sols et l'alimentation du bétail. Les espèces aquatiques et microscopiques sont cultivées dans des réservoirs ou des étangs clairs et sont soit récoltées ou utilisées pour traiter les effluents pompés à travers les étangs. Algoculture sur une grande échelle est un type important de aquaculture dans certains endroits. Maërl est couramment utilisé en tant que conditionneur de sol.

Nutrition

jardins d'algues sur Inisheer.

Naturellement algues croissance sont une source importante de nourriture, en particulier en Asie. Ils fournissent beaucoup de vitamines, notamment: A, B ₁ , B _2, B _6, la niacine et C , et sont riches en iode , potassium , fer , magnésium et calcium . En outre cultivées commercialement microalgues, y compris les algues et cyanobactéries, sont vendus comme suppléments nutritionnels, tels que Spiruline, Chlorella et le supplément de vitamine C, Dunaliella, élevé dans bêta-carotène.

Les algues sont des aliments nationaux de nombreux pays: la Chine consomme plus de 70 espèces, y compris choy gras, un cyanobactérie considéré comme un légume; le Japon , plus de 20 espèces; l'Irlande , dulse, le Chili , cochayuyo. Laver est utilisé pour faire «pain de laver" dans le Pays de Galles , où il est connu comme bara LAWR; en Corée , GIM; dans Japon , nori et Aonori. Il est également utilisé le long de la côte ouest de l'Amérique du Nord de la Californie à Colombie-Britannique, dans Hawaï et par le Maoris de Nouvelle-Zélande . Ulve et Alaria esculenta sont un ingrédient de salade dans l'Ecosse , l'Irlande , du Groenland et de l'Islande .

Dulse, un aliment.

Les huiles de certaines algues ont des niveaux élevés d' acides gras insaturés . Par exemple, Parietochloris incisa est très élevé dans l'acide arachidonique, où elle atteint jusqu'à 47% du pool de triglycéride. Certaines variétés d'algues favorisées par le végétarisme et véganisme contient à longue chaîne, essentiels oméga-3 les acides gras , L'acide docosahexaénoïque (DHA) et L'acide eicosapentaénoïque (EPA). L'huile de poisson contient des acides gras oméga-3, mais la source originale est algues ( microalgues en particulier), qui sont mangés par la vie marine comme copépodes et sont passés dans la chaîne alimentaire. Algues a émergé ces dernières années comme une source de populaire oméga-3 acides gras pour végétariens qui ne peuvent pas obtenir à longue chaîne EPA et de DHA à partir d'autres sources telles que les végétariens l'huile de lin, qui ne contient que la chaîne courte L'acide alpha-linolénique (ALA).

Lutte contre la pollution

• Les eaux usées peuvent être traitées avec des algues, réduisant le besoin de plus grandes quantités de produits chimiques toxiques que sont déjà utilisés.
• Les algues peuvent être utilisé pour capturer des engrais dans les eaux de ruissellement provenant des fermes. Quand ensuite récoltées, les algues enrichi elle-même peut être utilisé comme engrais.
• Aquariums et bassins peuvent être filtrés en utilisant des algues, qui absorbent les nutriments de l'eau dans un dispositif appelé épurateur d'algues, également connu comme un "ATS".

Des scientifiques du Service de recherche agricole ont constaté que 60 à 90% des eaux de ruissellement d'azote et de 70 à 100% de ruissellement du phosphore peuvent être capturées à partir effluents de fumier à l'aide d'un laveur de gazon algues (ATS). Les scientifiques ont développé le ATS, qui sont peu profonds, chemins de roulement de 100 pieds de filet en nylon où les colonies d'algues peuvent former, et étudié son efficacité pendant trois ans. Ils ont constaté que les algues peut facilement être utilisé pour réduire le ruissellement des éléments nutritifs des terres agricoles et d'accroître la qualité de l'eau qui coule dans les rivières, les ruisseaux et les océans. Les algues enrichi elle-même peut également être utilisé comme engrais. Les chercheurs ont recueilli et séchées algues riches en nutriments de l'ATS et étudié son potentiel comme engrais organique. Ils ont constaté que concombre et maïs plants ont augmenté aussi bien en utilisant ATS engrais organique comme ils le faisaient avec des engrais commerciaux.

Pigments

Les naturels pigments produites par les algues peuvent être utilisés comme une alternative aux produits chimiques des colorants et des agents colorants.

La stabilisation de substances

Le carraghénane, à partir de l'algue rouge Chondrus crispus, est utilisé comme stabilisant dans les produits laitiers.