Algas
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| Algas | ||
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 Laurencia, um género de algas vermelhas do Havaí | ||
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Algas ( / æ l dʒ Eu / Ou / æ l ɡ Eu /; alga singular / æ l ɡ ə /, latim para "algas") são um grupo muito grande e diversificada de simples, tipicamente organismos autotróficos, variando de unicelular para formas multicelulares, tais como o kelps gigantes que crescem até 65 metros de comprimento. A maioria são fotossintética como plantas , e "simples" porque faltam as células e órgãos diversos tipos distintos encontrados em plantas terrestres. As formas marinhas maiores e mais complexos são chamados algas.
Embora o procariótica cianobactérias são informalmente referido como algas verde-azuladas, este uso é incorreto, pois são considerados como bactérias . O termo algas agora está restrito a eucarióticas organismos. Todos os verdadeiros algas, portanto, têm um núcleo encerrado dentro de um e membrana plastídios ligado em uma ou mais membranas. As algas constituem um polyphyletic grupo, uma vez que não incluem um ancestral comum, embora os seus plastídios parecem ter uma única origem. As diatomáceas são também exemplos de algas.
Algas exibem uma ampla gama de estratégias reprodutivas, a partir de simples, divisão celular assexuada de formas complexas de reprodução sexual.
Algas faltam as várias estruturas que caracterizam as plantas terrestres, tais como os phyllids semelhantes a folhas de briófitas, rhizoids em plantas não vasculares e a raízes, folhas e outros órgãos que são encontrados em (tracheophytes plantas vasculares). Muitos são fototrófico, embora alguns grupos que são membros contêm mixotrophic, derivando de energia, tanto de fotossíntese e absorção de carbono orgânico, quer por osmotrophy, myzotrophy, ou phagotrophy. Alguns unicelulares espécies confiar inteiramente em fontes de energia externas e têm pouco ou nenhum aparato fotossintético.
Quase todas as algas têm máquinas fotossintética derivada finalmente cianobactérias, e assim produzem oxigênio como um subproduto da fotossíntese, ao contrário de outros fotossintéticos bactérias , tais como roxo e bactérias verdes de enxofre. Algas filamentosas fossilizado do Bacia Vindhya foram datados para 1,6-1700000000 anos atrás.
Etimologia e estudo
A alga singular é a palavra latina para uma alga especial e mantém que o significado em Inglês. O etimologia é obscura. Embora alguns especulam que ele está relacionado com algēre Latina, "ser frio", não há nenhuma razão para associar alga conhecida com a temperatura. A fonte mais provável é alliga, "vinculativo, entrelaçando."
O grego antigo palavra para algas foi φῦκος (fūkos ou phykos), o que pode significar tanto as algas (provavelmente algas vermelhas) ou um corante vermelho derivada dela. O latinização, fucus, destinam-se principalmente a rouge cosmética. A etimologia é incerta, mas um forte candidato tem sido alguma palavra relacionada ao bíblica פוך (PUK), "pintar" (se não a própria palavra), um olho-sombra cosmético usado pelos antigos egípcios e outros habitantes do leste Mediterrâneo. Pode ser de qualquer cor: preto, vermelho, verde, azul.
Por conseguinte, o estudo moderno de algas marinhas e de água doce é chamado quer ficologia ou Algologia, dependendo se a raiz grego ou latim é usado. O nome Fucus aparece num número de táxons.
Classificação
Enquanto cianobactérias têm sido tradicionalmente considerados algas, obras recentes geralmente excluí-los devido às grandes diferenças, como a falta de membrana-limite organelas, a presença de uma única circular cromossoma, na presença de peptidoglycan nas paredes celulares, e ribossomos diferentes em tamanho e conteúdo das do eucariotas . Ao invés de em cloroplastos, eles realizam a fotossíntese nas membranas citoplasmáticas infolded especializadas chamadas tilacóides. Portanto, eles diferem significativamente a partir de algas apesar de ocupar semelhante nichos ecológicos.
Por definições modernas, as algas são Eukaryotes e realizar fotossíntese dentro de organelas ligada à membrana chamada cloroplastos. Cloroplastos contêm circular DNA e são semelhantes em estrutura para as cianobactérias, presumivelmente representando redução de cianobactérias endosymbionts. A natureza exata dos cloroplastos é diferente entre as linhagens separadas de algas, que refletem diferentes eventos endosymbiotic. O quadro que se segue descreve a composição dos três grupos principais de algas. Suas relações de linhagem são mostrados na figura no canto superior direito. Muitos destes grupos contêm alguns membros que não são mais fotossintética. Alguns reter plastids, mas não cloroplastos, enquanto outros perderam plastids inteiramente.
Filogenia com base em plastídeo genealogia não nucleocitoplasmático:
As cianobactérias | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Supergrupo filiação | Deputados | Endosimbionte | Resumo |
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| Primoplantae / Archaeplastida |
| As cianobactérias | Estas algas têm primária cloroplastos, ou seja, os cloroplastos são rodeados por duas membranas e, provavelmente, desenvolvido através de um único evento endosymbiotic. Os cloroplastos das algas vermelhas têm clorofilas a e c (frequência), e ficobilinas, enquanto aqueles de algas verdes têm cloroplastos com clorofila ae b. As plantas superiores são pigmentadas de forma semelhante a algas verdes e, provavelmente, desenvolvido a partir deles, e, assim, Chlorophyta é uma irmã taxon às plantas; Às vezes, eles são agrupados como Viridiplantae. |
| Excavata e Rhizaria |
| As algas verdes | Estes grupos têm cloroplastos verde contendo clorofilas a e b. Os cloroplastos são rodeadas por quatro e três membranas, respectivamente, e foram, provavelmente, reteve a partir de algas verdes ingerido. Chlorarachnea, pertencentes ao filo Cercozoa, contêm uma pequena nucleomorfo, que é um relíquia das algas de núcleo. Euglenoidea, pertencentes ao filo Euglenozoa, vivem principalmente em água doce e têm cloroplastos com apenas três membranas. Tem sido sugerido que as algas verdes endossimbiótica foram adquiridos através myzocytosis em vez de fagocitose. |
| Chromista e Alveolados |
| Algas vermelhas | Estes grupos têm cloroplastos contendo clorofilas A e C, e forma phycobilins.The varia de planta para planta. eles podem ser de discóide, placa, reticulada, em forma de taça, espiral ou fita em forma. Eles têm um ou mais pyrenoids para preservar proteína e amido. O último tipo de clorofila não é conhecida a partir de quaisquer procariotas ou cloroplastos primária, mas as semelhanças genéticas com algas vermelhas sugerem uma relação lá. No primeiro destes três grupos (Chromista), o cloroplasto tem quatro membranas, retendo uma nucleomorfo em Criptofíceas, e eles provavelmente compartilham um ancestral comum pigmentado, embora outras evidências lança dúvidas sobre se o Heterokonts, Haptophyta, e Criptofíceas são de fato mais intimamente relacionados entre si do que os outros grupos. O cloroplasto dinoflagellate típico tem três membranas, mas há uma diversidade considerável nos cloroplastos dentro do grupo, e parece que houve uma série de eventos endosymbiotic. O Apicomplexa, um grupo de parasitas estreitamente relacionados, também têm plastids chamado apicoplasts. Apicoplasts não são fotossintética mas parecem ter uma origem comum com Cloroplastos de dinoflagelados. |
WHHarvey (1811-1866) foi o primeiro a dividir-se em quatro divisões de algas com base na sua pigmentação. Esta é a primeira utilização de um critério bioquímico na sistemática de plantas. Quatro divisões de Harvey são: algas vermelhas (Rhodophyta), algas marrons (Heteromontophyta), algas verdes (Chlorophyta) e diatomáceas.
Relação com plantas superiores
As primeiras plantas na terra provavelmente evoluiu a partir de algas de água doce rasas bem como Chara cerca de 400 milhões de anos atrás. Estes provavelmente teve um isomorphic alternância de gerações e foram, provavelmente, filamentosas. Os fósseis de esporos de plantas isoladas terra sugerem plantas terrestres pode ter sido em torno enquanto 475 milhões anos atrás.
Morfologia
Uma gama de algas morfologias estão expostos, e convergência de recursos em grupos independentes é comum. Os únicos grupos a apresentar três multicelular dimensional talos são o vermelhos e marrons, e alguns clorofíceas. Crescimento apical é restringida a subconjuntos destes grupos: o reds florideophyte, vários marrons, e os Carófitas. A forma de Carófitas é bastante diferente aos dos vermelhos e marrons, porque temos nós distintos, separados por internode 'deriva'; espirais de ramos lembram o horsetails ocorrer nos nós. Conceptáculos são outro traço polyphyletic; eles aparecem na algas calcárias e da Hildenbrandiales, bem como os marrons.
A maioria das algas são mais simples unicelular flagelados ou amoeboids, mas colonial e formas não-móveis têm desenvolvido de forma independente entre os vários grupos. Alguns dos níveis organizacionais mais comuns, mais do que uma das quais podem ocorrer no ciclo de vida de uma espécie, são
- Colonial: pequenos grupos regulares de células móveis
- Capsoid: células não-móveis individuais incorporados em mucilagem
- Cocóide: células não-móveis individuais com paredes celulares
- Palmelloid: células não-móveis incorporado em mucilagem
- Filamentosa: uma cadeia de células não-móveis ligados entre si, por vezes ramificação
- Parenquimatosas: células que formam um talo com diferenciação parcial de tecidos
Em três linhas até níveis mais elevados de organização ter sido alcançado, com a diferenciação de tecidos completo. Estes são o marrom algas, algumas das quais podem atingir 50 m de comprimento ( kelps) -a algas vermelhas, eo algas verdes. As formas mais complexas encontram-se entre as algas verdes (ver Charales e Charophyta), numa linhagem que levou à maior plantas terrestres. O ponto onde essas plantas não-algas começar e parar de algas é geralmente considerado como sendo a presença de órgãos reprodutivos com camadas de células protetoras, uma característica não encontrada nos outros grupos alga.
Fisiologia
Muitas algas, particularmente membros do Characeae, serviram como modelo organismos experimentais para compreender os mecanismos da permeabilidade à água de membranas, osmoregulation, regulação turgor, tolerância ao sal, de streaming citoplasmática, ea geração de potenciais de ação .
Algas simbióticas
Algumas espécies de algas forma relações simbióticas com outros organismos. Nesses simbioses, os fotossintatos abastecimento de algas (substâncias orgânicas) para o organismo hospedeiro uma protecção para as células de algas. O organismo hospedeiro deriva algumas ou todas as suas necessidades de energia a partir das algas. Exemplos são como se segue.
Líquenes
Os líquenes são definidos pela Associação Internacional para Liquenologia a ser "uma associação de um fungo e um fotossintética symbiont resultando em um corpo vegetal estável tendo uma estrutura específica. "O fungos, ou mycobionts, são do Ascomycota com alguns da Basidiomycota. Eles não são encontrados somente na natureza, mas quando eles começaram a associar não é conhecido. Se associa micobionte com as mesmas espécies phycobiont, raramente dois, a partir do algas verdes, excepto que, alternativamente, o micobionte pode associar-se com as mesmas espécies de cianobactérias (daí o "photobiont" é o termo mais preciso). A photobiont pode estar associado com muitos mycobionts específicas ou viver de forma independente; em conformidade, os líquenes são nomeados e classificados como espécies fúngicas. A associação é denominado um morfogénese porque o líquen tem uma forma e capacidades não possuída pelos espécies simbióticas sozinho (que pode ser experimentalmente isolado). É possível que o fotobionte desencadeia genes de outro modo latentes na micobionte.
Os recifes de coral
Os recifes de coral são acumuladas a partir do calcário exoesqueletos de invertebrados marinhos da ordem Scleractinia (pedregoso corais). Como animais eles metabolizar o açúcar e oxigênio para obter energia para os seus processos de construção de células, incluindo secreção do exoesqueleto, com água e dióxido de carbono como subprodutos. À medida que o recife é o resultado de um equilíbrio favorável entre a construção pelos corais e destruição por marinho erosão , a taxa na qual o metabolismo pode prosseguir determina o crescimento ou a deterioração do recife.
Dinoflagelados (algas protistas) são frequentemente endosymbionts nas células de invertebrados marinhos, onde eles acelerar o metabolismo da célula hospedeira através da geração de açúcar imediatamente disponível e oxigénio através da fotossíntese utilizando luz incidente e o dióxido de carbono produzido pelo hospedeiro. Corais duros que são os corais construtores de recifes ( corais hermatípicos) requerem endosymbiotic algas do gênero Symbiodinium para estar em uma condição saudável. A perda de Symbiodinium do host é conhecido como branqueamento de corais, uma condição que leva à deterioração de um recife.
Esponjas do mar
As algas verdes vivem perto da superfície de algumas esponjas, por exemplo, esponja de trilha ( Halichondria panicea). A alga é, portanto, protegidos dos predadores; a esponja é fornecido com oxigénio e de açúcares, que podem ser responsáveis por 50 a 80% de crescimento de esponja em algumas espécies.
Vida útil
Rhodophyta, Chlorophyta e Heterokontophyta, os três algas principal Filos, têm ciclos de vida que mostram uma enorme variação com uma complexidade considerável. Em geral há uma fase assexuada onde as células da alga são diplóide, uma fase sexual em que as células são haplóides seguido por fusão do masculino e feminino gametas. A reprodução assexuada é vantajosa na medida em que permite a eficiente aumento da população, mas menos variação é possível. A reprodução sexual permite mais variação, mas é mais dispendioso. Muitas vezes não há alternância estrita entre o esporófito e também porque há muitas vezes uma fase assexuada, que poderia incluir a fragmentação do talo.
Números
A coleção de algas de os EUA National Herbarium (localizado na Museu Nacional de História Natural) consiste de aproximadamente 320.500 exemplares secos, que, embora não exaustiva (sem recolha exaustiva existe), dá uma ideia da ordem de grandeza do número de espécies de algas (esse número permanece desconhecido). As estimativas variam muito. Por exemplo, de acordo com um livro de texto padrão, nas Ilhas Britânicas do Reino Unido da Biodiversidade Steering Relatório de Grupo estima que haja 20 mil espécies de algas no Reino Unido. Outra lista de verificação relata apenas cerca de 5000 espécies. Com relação à diferença de cerca de 15 mil espécies, o texto conclui: "Isso vai exigir muitas pesquisas de campo detalhadas antes que seja possível fornecer uma estimativa confiável do número total de espécies ..."
Estimativas grupo regional e foram feitas assim:
- 5000-5500 espécies de algas vermelhas em todo o mundo
- "Uns 1300 em mares australianos"
- 400 espécies de algas para a costa ocidental do sul da África , e 212 espécies da costa de KwaZulu-Natal. Alguns destes são duplicatas como o intervalo se estende por ambas as costas, eo total registrado é provavelmente cerca de 500 espécies. A maioria destes estão listados em Lista de algas da África do Sul. Estes excluem fitoplâncton e da crosta algal coralinas.
- 669 espécies marinhas da Califórnia (EUA)
- 642 no check-list da Grã-Bretanha e da Irlanda
e assim por diante, mas sem qualquer base científica ou fontes confiáveis, estes números não têm mais credibilidade do que os britânicos mencionados acima. A maioria das estimativas também omitir algas microscópicas, tais como fitoplâncton.
A estimativa mais recente sugere um número total de 72.500 espécies de algas em todo o mundo.
Distribuição
O tema da distribuição de espécies de algas tem sido bastante bem estudada desde a fundação da fitogeografia no século de mid-19th. Algas espalhado principalmente pela dispersão de esporos de forma análoga à dispersão de Plantae por sementes e esporos. Esporos estão em toda parte em todas as partes da Terra: as águas doce e salgada, a atmosfera, de livre flutuação e na precipitação ou misturado com poeira, o húmus e em outros organismos, tais como os seres humanos. Se um esporo é crescer num organismo depende da combinação das espécies e as condições ambientais do local onde as terras de esporos.
Os esporos de algas de água doce estão dispersos principalmente por água e vento em execução, bem como pelos transportadores residentes. Os corpos de água em que são transportados são quimicamente seletivos. Esporos marinhos estão espalhados por correntes. A água do oceano é a temperatura seletiva, resultando em zonas fitogeográficas, regiões e províncias.
Até certo ponto a distribuição de algas está sujeita a descontinuidades florísticos causados pelas suas características geográficas, como a Antártida , as longas distâncias de mar ou terra massas em geral. Por conseguinte, é possível identificar as espécies que ocorrem por localidade, tais como "Pacific Algas" ou "Algas do Mar do Norte". Quando ocorrem fora de suas localidades, geralmente é possível levantar a hipótese de um mecanismo de transporte, como os cascos dos navios. Por exemplo, Ulva fasciata reticulata e Ulva viajou do continente para Hawaii desta maneira.
O mapeamento é possível apenas para espécies seletas: "há muitos exemplos válidos de padrões de distribuição confinados." Por exemplo, Clathromorphum é um género ártico e não está mapeado extremo sul de lá. Por outro lado, os cientistas consideram os dados globais como insuficiente devido às "dificuldades de realizar tais estudos."
Locais
As algas são proeminentes em corpos de água, comum em ambientes terrestres e são encontrados em ambientes incomuns, tais como na neve e no gelo. As algas crescem principalmente em águas marinhas rasas, menos de 100 metros (330 pés); no entanto, alguns foram gravados a uma profundidade de 360 metros (1180 pés).
Os vários tipos de algas desempenham papéis significativos na ecologia aquática. Formas microscópicas que vivem suspensas na coluna de água ( fitoplâncton) fornece a base alimentar para a maioria marinho cadeias alimentares. Em densidades muito altas ( proliferação de algas) estas algas podem descolorir a água e outcompete, veneno, ou asfixiar outras formas de vida.
As algas são de diversas sensíveis a diferentes fatores, que os tornou úteis como indicadores biológicos no Ballantine Escala e sua modificação.
Usos
Agar
Agar, uma substância gelatinosa derivado algas vermelhas, tem um número de utilizações comerciais. É um bom meio para bactérias.
Alginatos
Entre 100.000 e 170.000 toneladas molhado de Macrocystis são colhidas anualmente em Califórnia para extracção e alginato alimentação abalone.
Fertilizante
Durante séculos alga tem sido usada como um fertilizante; George Owen de Henllys escrita no século 16 se referindo à deriva de plantas daninhas em South Wales:
Este tipo de minério eles costumam se reunir e colocar em grandes Heapes, onde heteth e rotteth, e terá um cheiro forte e repugnante; quando ser tão podre lançaram na terra, como eles fazem o seu muck, e mesmo brota milho bom, especialmente da cevada ... Depois de primavera-tydes ou grandes plataformas do mar, eles buscá-lo em sacos num backes cavalo, e Carie o mesmos três, quatro, ou cinco milhas, e lançá-lo no lande, o que o faz muito melhor o terreno para milho e grama.
Hoje em dia, as algas são usados por seres humanos de várias maneiras; por exemplo, como fertilizantes , adubos e alimentos para o gado. Espécies aquáticas e microscópicas são cultivadas em tanques ou lagoas claras e sejam colhidas nem utilizadas para o tratamento de efluentes bombeada através das lagoas. Algaculture em grande escala é um importante tipo de aquicultura em alguns lugares. Maerl é vulgarmente usado como um condicionador do solo.
Nutrição
Naturalmente algas que crescem são uma fonte importante de alimentos, especialmente na Ásia. Eles fornecem muitas vitaminas, incluindo: A, B 1 , B 2, B 6, niacina e C , e são ricos em iodo , potássio , ferro , magnésio e cálcio . Além disso cultivada comercialmente microalgas, incluindo tanto algas e cianobactérias, são comercializados como suplementos nutricionais, tais como Spirulina, Chlorella eo suplemento de vitamina-C, Dunaliella, no alto beta-caroteno.
As algas são comidas nacionais de muitos países: China consome mais de 70 espécies, incluindo choy gordo, um cianobactéria considerado um vegetal; Japão , mais de 20 espécies; a Irlanda , dulse; Chile , cochayuyo. Laver é usado para fazer "pão pia" no País de Gales , onde é conhecido como bara Lawr; na Coréia , gim; no Japão , nori e aonori. Ele também é usado ao longo da costa oeste da América do Norte da Califórnia de British Columbia, em Hawaii e pelo Maori da Nova Zelândia . Mar alface e badderlocks são um ingrediente salada na Escócia , Irlanda , Groenlândia e Islândia .
Os óleos de algumas algas têm altos níveis de ácidos graxos insaturados . Por exemplo, Parietochloris incisa é muito alta em ácido araquidónico, onde atinge até 47% do conjunto de triglicéridos. Algumas variedades de algas favorecidos por vegetarianismo e veganismo conter a de cadeia longa, essenciais omega-3 ácidos graxos , Ácido docosahexaenóico (DHA) e Ácido eicosapentaenóico (EPA). O óleo de peixe contém ômega-3 ácidos graxos, mas a fonte original é de algas ( microalgas em particular), que são comidos pela vida marinha, como copépodes e são passados para a cadeia alimentar. Algas emergiu nos últimos anos como uma fonte popular de ômega-3 ácidos graxos para vegetarianos que não pode ficar de cadeia longa EPA e DHA a partir de outras fontes vegetais, tais como óleo de linhaça, que contém apenas o de cadeia curta O ácido alfa-linolênico (ALA).
Controle de poluição
- Esgoto podem ser tratadas com algas, reduzindo a necessidade de uma maior quantidade de produtos químicos tóxicos do que já são utilizados.
- As algas podem ser utilizadas para capturar fertilizantes em escoamento de fazendas. Quando subsequentemente colhida, a própria algas enriquecido pode ser utilizado como fertilizante.
- Aquários e lagos podem ser filtradas usando algas, que absorvem nutrientes da água em um dispositivo chamado purificador algas, também conhecido como um "ATS".
Cientistas Serviço de Pesquisa Agrícola descobriu que 60-90% do escoamento de azoto e 70-100% do escoamento de fósforo pode ser capturado a partir de efluentes de usando um purificador relvado de algas (ATS). Os cientistas desenvolveram a ATS, que são rasas, canais adutores 100 pés de rede de nylon, onde colônias de algas podem formar, e estudou sua eficácia por três anos. Eles descobriram que as algas podem facilmente ser utilizados para reduzir o escoamento de nutrientes a partir de campos agrícolas e aumentar a qualidade da água que flui para os rios, riachos e oceanos. O próprio algas enriquecido também pode ser usado como um fertilizante. Os pesquisadores coletaram e seca as algas rico em nutrientes do ATS e estudou seu potencial como fertilizante orgânico. Eles descobriram que, pepino e milho mudas cresceu tão bem usando ATS adubo orgânico como fizeram com fertilizantes comerciais.
Pigmentos
Os naturais pigmentos produzidos por algas pode ser usado como uma alternativa à química corantes e agentes de coloração.
Estabilizar substâncias
A carragenina, a partir da alga vermelha Chondrus crispus, é utilizado como um estabilizador em produtos lácteos.
