Chlorophitic jsou druh řasy a jedna ze složek linie zelené rostliny, spolu s suchozemských rostlin. Tyto zelené řasy jsou rozmanitou skupinou organismů přítomných na vodních stanovištích a někdy i na pozemských stanovištích.
Tyto organismy hrály klíčovou roli v ekosystémech po stovky milionů let. Předpokládá se, že vývoj rostlinných rostlin pochází z předchůdců chlorofytu. Jednalo se o klíčovou událost ve vývoji života na Zemi, která vedla k drastické změně prostředí planety a iniciovala úplný rozvoj pozemských ekosystémů.
Zelené řasy na skále na pláži na Korfu. Od Kritzolina
Nejuznávanější teorií v současnosti o výskytu chlorofytů je endosymbiotická. Tato teorie hájí, že heterotrofní organismus zachytil cyanobakterium, se kterým byl stabilně integrován.
Zelené řasy mají vlastnosti podobné suchozemským rostlinám, jako například dvojmembránové chloroplasty s laminovanými thylakoidy obsahující chlorofyl aab, spolu s dalšími pomocnými pigmenty, jako jsou karoteny a xantophyly.
vlastnosti
Tato skupina zelených řas vykazuje výraznou změnu v morfologii, která odráží ekologické a evoluční vlastnosti stanoviště, kde se vyskytly. Rozsah morfologické rozmanitosti sahá od nejmenších volně žijících eukaryot, Ostreococcus tauri, po různé mnohobuněčné formy života.
Chlorofyty jsou organismy, které sdílejí několik buněčných charakteristik s rostlinami. Tyto organismy mají chloroplasty uzavřené dvojitou membránou s laminovanými thylakoidy.
Chloroplasty chlorofytů mají obecně strukturu ve stromě nazývané pyrenoid. Pyrenoid je protein hmota bohatá na enzym ribulosa-1,5-bisfosfát-karboxylasy-oxygenázy (RuBisCO), který je zodpovědný za fixaci CO 2.
Většina chlorofytů má pevnou buněčnou stěnu s matricí, která je vyrobena z celulózových vláken. Bičíkovité buňky mají pár bičíků, které mají podobnou strukturu, ale mohou mít různou délku. Zóna bičíkovitých přechodů (oblast mezi bičíkem a základním tělem) je obvykle charakterizována jako mající devítimístný tvar hvězdy.
Habitat a distribuce
Chlorofyty jsou obvykle hojné ve sladkovodních prostředích, včetně jezer, rybníků, potoků a mokřadů. Na těchto místech se mohou stát obtížnými podmínkami kontaminace živinami.
V mořském prostředí byly nalezeny pouze dvě skupiny chlorofytů. Mořské zelené řasy (Ulvophyceae) oplývají pobřežními stanovišti. Některé mořské zelené řasy (hlavně Ulva) mohou tvořit rozsáhlé plovoucí pobřežní květy nazývané „zelený příliv“. Jiné druhy, jako je Caulerpa a Codium, jsou známé svou invazivní povahou.
Některé skupiny chlorofytů, například Trentepohliales, jsou výhradně suchozemské a nikdy se nenacházejí ve vodním prostředí.
Caulerpa geminata Harv. Aucklandské muzeum
Některé linie chlorofytů lze nalézt v symbióze s rozmanitou škálou eukaryot, včetně hub, lišejníků, ciliatů, foraminifér, cnidariánů, měkkýšů (nudibranchů a obřích škeblí) a obratlovců.
Jiní se vyvinuli k povinnému heterotrofnímu životnímu stylu jako paraziti nebo volně žijící druhy. Například zelené řasy Prototheca rostou v odpadních vodách a půdě a mohou způsobovat infekce u lidí a zvířat známých jako protothekóza.
Krmení
Jak je uvedeno výše, chlorofyty jsou autotrofní organismy, což znamená, že jsou schopny si vyrobit vlastní jídlo. Tato zvláštnost je sdílena s pozemskými rostlinami a dosahují ji biochemickým procesem zvaným fotosyntéza.
Nejprve je sluneční energie zachycena skupinou pigmentů (chlorofyl aab), která se později transformuje na chemickou energii prostřednictvím sady oxidačně redukčních reakcí.
Tento proces se provádí v thylakoidové membráně (uvnitř chloroplastů), která je zabudována do proteinového komplexu a je zodpovědná za přeměnu světelné energie na chemickou energii.
Světlo je nejprve přijímáno pigmenty uvnitř anténního komplexu, který směruje energii k chlorofylu a, který je zodpovědný za dodávání fotochemické energie ve formě elektronů do zbytku systému. To vede k produkci molekul s vysokým energetickým potenciálem, jako jsou ATP a NADPH.
Dále, ATP a NADPH se používají v Calvinově cyklu, ve kterém je enzym ribulosa-1,5-bisfosfát-karboxylasy-oxygenázy (RuBisCO), má na starosti přeměnu atmosférického CO 2 do sacharidů. Ve skutečnosti díky studiu chlorofytu Chlorella byl Calvinův cyklus objasněn poprvé.
Reprodukce
Jednobuněčné chlorofyty se rozmnožují asexuálně binárním štěpením, zatímco vláknité a koloniální druhy se mohou rozmnožovat fragmentací těla řas.
Pohlavně je lze reprodukovat hologií, ke které dochází, když celá řasa funguje jako gameta, spojuje se s jinou rovnou. K tomu může dojít v jednobuněčných řasách.
Konjugace je zatím dalším velmi běžným prostředkem sexuální reprodukce u vláknitých druhů, u nichž jedna řasa funguje jako dárce (samec) a druhá jako příjemce (samice).
Přenos buněčného obsahu se provádí pomocí můstku nazývaného konjugační trubice. Tím vznikne zygospora, která může zůstat spící po dlouhou dobu.
Dalším typem sexuální reprodukce je planogamie, která spočívá v produkci mobilních gamet, mužů i žen. Konečně, oogamy je druh sexuální reprodukce, která spočívá ve vzhledu imobilní ženské gamety, která je oplodněna mobilní samčí gametou.
Aplikace
Chlorofyty jsou fotosyntetické organismy schopné produkovat četné bioaktivní složky, které mohou být použity pro komerční použití.
Potenciál fotosyntézy prováděné mikrořasami při výrobě komponentů s vysokou ekonomickou hodnotou nebo pro využití energie je široce uznáván díky své účinnosti při používání slunečního světla ve srovnání s vyššími rostlinami.
Chlorofyty lze použít k produkci široké škály metabolitů, jako jsou proteiny, lipidy, uhlohydráty, karotenoidy nebo vitaminy pro zdraví, výživu, potravinářské přídatné látky a kosmetiku.
Sladkovodní chlorofyt Haematococcus pluvialis. Wiedehopf20
Používání chlorofytů u lidí se datuje 2000 let. Biotechnologie související s chlorofyty se však skutečně začala vyvíjet v polovině minulého století.
V dnešní době se komerční využití těchto zelených řas pohybuje od použití jako potravinového doplňku po výrobu koncentrovaného krmiva pro zvířata.
Reference
- Round, FE, 1963. Taxonomie Chlorophyta, British Fycological Bulletin, 2: 4, 224-235, DOI: 10.1080 / 00071616300650061
- Eonseon, J., Lee, CG, Pelle, JE, 2006. Sekundární akumulace karotenoidů v hematococcus (Chlorophyceae): Biosyntéza, regulace a biotechnologie. Journal of Microbiology and biotechnology, 16 (6): 821-831
- Fang, L., Leliaert, F., Zhang, ZH, Penny, D., Zhong, BJ, 2017. Evoluce chlorofyty: Pohledy z fylogenomických analýz chloroplastů. Journal of Systematika a evoluce, 55 (4): 322-332
- Leliaert, F., Smith, DR, Moreau, H., Herron, MD, Verbruggen, H., Delwiche, CF, De Clerck, O., 2012. Phylogeny a molekulární vývoj zelených řas. Kritické recenze ve vědě o rostlinách, 31: 1-46
- Priyadarshani, I., Rath, B., 2012. Komerční a průmyslové aplikace mikrořas - přehled. Využití časopisu Algal Biomass, 3 (4): 89-100