Vetikad

Vetikad on suur ja heterogeenne fotosünteesivõimeliste organismide rühm. Vetikate koondnimetus tuleneb funktsionaalsest (st mitte fülogeneetilisest) jaotusest. Seetõttu kuulub vetikate hulka taksonoomiliselt väga kaugeid (eluslooduse eri riikidesse kuuluvaid) rühmi: baktereist tsüanobakterid (ehk sinivetikad), protistidest punavetikad, pruunvetikad jt, taimedest rohevetikad. Suur osa vetikaist elab veekeskkonnas. Vetikaid uuriv teadusharu on algoloogia, vastavat eriteadlast nimetatakse algoloogiks. Kuna vetikaid käsitleti botaanikas pikka aega ühtse rühmana, kujunes välja ka suuresti seniajani kasutusel olev ühine terminoloogia nende morfoloogia, anatoomia ja ontogeneesi kirjeldamisel. Vetikate hulkrakset keha nimetatakse talluseks ehk rakiseks. Suuruselt on enamik vetikaid mikroskoopilised. Paljud vetikad on nii väikesed, et palja silmaga pole nad nähtavad. Leidub ka suuremaid, makroskoopilisi vetikaid. Mõned neist võivad olla isegi nii suured, et nende pikkust mõõdetakse meetrites, näiteks lehtadru. Ehituse keerukuse alusel eritatakse üherakulisi ja hulkrakseid vetikaid. Paljud vetikad on koondunud kolooniatesse (koloniaalsed). Vetikad hangivad vett ja toitaineid kogu keha pinnaga. Kõik vetikad sisaldavad klorofülli, kuigi osa neist ei ole rohelised. Vetikate pruunikas ja punakas värvus on tingitud teistest pigmentidest, mis rohelise klorofülli ära varjavad. Pigmente sisaldavaid rakuosi vetikates nimetatakse kromatofoorideks. Sõltumata värvusest toimub kõigis vetikates fotosüntees. Olgugi et vetikad sünteesivad nagu taimed (kuigi, vetikatel toimub fotosüntees kogu talluses, taimel vaid lehtedes ja puitumata, rohtses varres), ei kuulu nad tegelikult taimeriiki, kuna neil puuduvad taimedele iseloomulikud organid ja koed (juured, varred, lehed). Kuigi mõned vetikad meenutavad välimuselt varsi ja lehti, on see sarnasus vaid visuaalne. Erinevast pigmentide sisaldusest tulenev valdav värvus on olnud aluseks vetikate suurrühmade nimetamisel: rohevetikad, punavetikad ja pruunvetikad, aga ka varasem nimetus sinivetikad (sinikud ehk tsüanobakterid). Vetikad on kõige lihtsaimaid taimeriigi esindajaid, neid leidub kõikides veekogudes ja ka mõnedes niisketes paikades kuival maal. Veekogu pinna lähedal, kuhu jõuab palju valgust, kasvavad rohevetikad, sügavamal pruunvetikad ja veel halvemates valgustingimustes punavetikad. Vetikad elavad põhiliselt vees. Nad kasvavad nii mage-, riim- kui ka merevees. Vetikad võivad hõljuda vabalt ja moodustada taimse hõljumi ehk fütoplanktoni või kinnituda veekogu põhja ja kuuluda bentose elustikku või kinnituda kõigele vees elavale ja olevale. Nende levik sõltub vee läbipaistvusest, sest nagu teisedki taimed vajavad nad fotosünteesiks valgust. Üksikud vetikaliigid suudavad kasvada mulla pindmistel kihtidel, puutüvedel ja kividel. Vähesed vetikad on kohastunud eluks polaaralade jää- ja lumeväljadel. Paljud üherakulised vetikad elavad sümbioosis teiste organismidega. Näiteks samblikud võivad koosneda seentest ja rohevetikatest. Samblike ebatavaline vastupidavus on tingitud sellest, et nad koosnevad kahest elusorganismist: seeneniidistikust ja selle vahele põimunud vetikarakkudest. Seeneniidid on võimelised endasse imema õhuniiskust ja võtma ümbritsevast keskkonnast vett, mineraaltoiteaineid ja süsihappegaasi. Seeneniidistik ise pole aga võimeline valmistama toitaineid. Samblikus elavad vetikad sisaldavad nn päikesepatareisid ehk kloroplaste. Vetikad saavad seeneniidistikust vajalikud ained ning toodavad valgusenergiat, kasutades toitaineid, mida seen vetikatest imeb. Nii toimub seene ja vetika vahel kooselu ehk sümbioos. Samblikud paljunevad rakisetükikestega ning rakise pinnalt eralduvate osakeste abil. Iga osake koosneb vetikarakust ja seda ümbritsevatest seeneniitidest. Levimine toimub tuule ja vee abil. Seeneniidid võivad moodustada ka eoseid. Kui aga eosest arenev seeneniit uues kohas vajalikku vetikarakku ei leia, siis ta hukkub. Vetikad paljunevad suguliselt ja mittesuguliselt, vähesed vetikad ka vegetatiivselt. Üherakulised vetikad paljunevad vegetatiivselt pooldumise teel, hulkraksed aga talluse tükikestega. Mittesuguline paljunemine toimub eostega või vegetatiivselt. Eosed on enamasti ühe kuni mitme viburiga zoospoorid, mida nimetatakse ka rändeosteks. Mõnede vetikaliikide eostel viburid puuduvad. Neid nimetatakse autospoorideks. Vegetatiivne paljunemine toimub raku või talluse jagunemisel ning sigipungade abil. Viimased moodustuvad mõnede liikide risoididel. Suguline paljunemine annab elusolenditele suuri eeliseid ja enamik elusolendeid paljunebki suguliselt. Mõned organismid on sellised, mis paljunevad enamasti mittesuguliselt, kuid neil on siiski olemas ka võimalus suguliseks paljunemiseks. Suguline protsess on avastatud ka ränivetikatel. Vetikate emas- ja isassuguorganid arenevad kas samal taimel või eri taimedel. Sugurakud moodustuvad gametofüüdi keharakkudes. Munarakud tekivad keharakkudes, mida nimetatakse oogoonideks. Viburitega isassugurakud – spermatosoidid – tekivad isassuguorganites, mida nimetatakse anteriidideks. Oogoonid ning anteriidid on vetikate sugulise paljunemise organid. Viljastumisel ühinevad spermatosoid ja munarakk. Selle tulemusena moodustub sügoot. Suguline paljunemine võib toimuda ka konjugatsioonil. Sel juhul moodustub sügoot kahe vetika keharakkude ühinemisel. Nii paljuneb osa rohevetikaid. Mõnel vetikate rühmal puuduvad sugulise paljunemise elundid, ehkki neil esineb regulaarne suguline paljunemine. Sügoot tekib neil spetsialiseerumata rakkude või lülide liitumise tulemusena. Sellist sugulise paljunemise viisi nimetatakse sügogaamiaks. Kui kaks üherakulist isendit liituvad ilma gameete moodustamata, siis nimetatakse seda hologaamiaks. Nii sugulisel kui suguta paljunemisel järgneb sügoodi moodustumisele puhkeperiood (näiteks talvel). Selle lõppedes jaguneb sügoot meioosi teel neljaks uueks vetikataimeks – gametofüüdiks. Mõnel juhul võib sügoot areneda otse uueks sporofüüdiks. Sporofüüdi keharakkudest moodustuvad sporangiumid, milles tekivad viburitega zoospoorid või viburiteta autospoorid. Eostest arenevad taas gametofüüdid. Mõnede vetikaliikide sporofüüt ja gametofüüt on kujult ja suuruselt sarnased. Eestile ainuomased vetikaliigid puuduvad. Magevetes on kõige enam üherakulisi ja niitjaid rohevetikaid. Läänemeres esinevatest on tuntuim pruunvetikas põisadru. Tavaline vetikas puutüvedel ja vanadel kivimüüridel on üherakuline pleurokokk. Arvatakse, et Eestis kasvavate liikide arv on umbes 2500[viide?].  Pikemalt artiklis Veeõitseng Planktonvetikate ajutine vohamine veekogus, tuntud ka veeõitsenguna, on veekogule kahjulik nähtus. Ehkki vetikate vohangud võivad esineda ka looduslikult, siis intensiivsemate ja laiaulatuslikemate vetikavohangute korral on mängus inimtegevus. Sagedasimaks põhjuseks on veekokku jõudvad taimetoitained ehk biogeenid, eeskätt lämmastiku- ja fosforiühendid. Veeõitsenguga võivad kaasneda kalade ja teiste veeloomade hukkumine, sest suure hulga vetikate lagunemisel tekib hapnikupuudus, mis muudab veekogu gaasirežiimi. See omakorda aga vähendab vee läbipaistvust ja kiireneb muda settimine. Vetikate süstemaatika on aegade jooksul palju muutunud, eriti alates 20. sajandi teisest poolest. Et nüüdseks hõlmab sõna "vetikad" suhteliselt piiritletud ökoloogilist organismide rühma, siis on vaidlused suuresti taandunud vetikarühmi moodustavate taksonite juurde. Ehkki nüüdisajal on vetikate fülogeneesis tehtud suuri edusamme (eriti tänu Thomas-Cavalier Smithi jpt töödele), jäävad vaidlused ilmselt pikaks kestma. Üks variant nüüdisaja vetikasüstemaatikast: Archaeplastida Chlorophyta (rohevetikad) Rhodophyta (punavetikad) Glaucophyta (liitvetikad) Rhizaria, Excavata Chlorarachniophytes Euglenids Chromista, Alveolata (alveolaadid) Heterokontophyta (heterokondid ehk stramenopiilid) Bacillariophyceae (ränivetikad) Axodine Bolidomonas Eustigmatophyceae Phaeophyceae (pruunvetikad) Chrysophyceae (koldvetikad) Raphidophyceae Synurophyceae Xanthophyceae (eriviburvetikad) Cryptophyta (neelvetikad) Dinoflagellates (vaguviburvetikad) Haptophyta (haptofüüdid) Tavaliselt jäetakse siit välja samuti fotoautotroofsed rühmad: Cyanobacteria (sinivetikad ehk tsüanobakterid) Plantae (täpsemalt taimed s. str. ehk maismaataimed (embrüfüüdid)) Kõige suuremat poleemikat on tekitanud tsüanobakterite paigutamine. Varem laialt kasutatud klassifikatsioon on järgmine. Hk. Chlorarachnida. Kuulusid varem koldvetikate hulka. Pigmentidelt sarnanevad rohevetikatega, eluviisilt koldvetikatega (oluline osa heterotroofsusel). Amöboidsed. Hk. Dinomastigota – vaguviburvetikad. 4000 liiki. Eriti soojades meredes, fütoplanktonina. Mõnedes toksiine (kalanduslikult halvad!). Hk. Cryptophyta – krüptomonaadid ehk neelvetikad. Jahedamates ja vähetoitelistes vetes. Mõned võivad ka heterotroofselt toituda. Unikaalsed pigmendid: Chl a ja Chl c2, unikaalseid fükobiliine jm. Sugulist paljunemist ei teata. Hk. Discimitochondria – silmviburvetikad jt lähedased rühmad. 1000 liiki. Ilmselt kunstlik rühm. Hk. Chrysomonada – koldvetikad. 1000 liiki, mis peamiselt elavad parasvöötme magevees. Kalduvad ka hulkraksusele. Meioosi ja sugulist paljunemist pole teada. Hk. Xantophyta – eriviburvetikad. On teada vaid mõnisada liiki. On teada ka liike, mis elavad maismaal. Enamik paljuneb sugutult. Hk. Eustigmatophyta. Raku ehitus erineb eriviburvetikate omast, nt 1 vibur ja silmtäpp. Hk. Bacillariophyta – ränivetikad. Umbes 10 000 liiki. Ränivetikaid võib kohata kõikjal. Suguline paljunemine. Hk. Phaeophyta – pruunvetiktaimed. Teada on umbes 900 liiki. Elutsevad meres ja on hulkraksed. Suguline paljunemine, ka sugude eristumist. Hk. Rhodophyta – punavetikad. Teada on umbes 4000 liiki. Elavad meres, teinekord harva ka magevees või maismaal. Enamik punavetikaid on hulkraksed. Suguline paljunemine. Hk. Glaucocystophyta – liitvetikad. 13 liiki. Elavad vaid happelises puhtas magevees. Hk. Gamophyta – ikkesvetikad. Umbes 10 000–12 000 liiki, elutsevad magevetes. Hk. Chlorophyta – rohevetikad (sh mändvetikad). Teada on 16 000 liiki ja elutsevad kõikjal. Suguline paljunemine. Mõned liigid meenutavad teiste sugurakke (viburitega). algitsiid algotest fükofloora jäävetikad vetikate heterotroofne toitumine vetikakasvatus