Alge - World Encyclopedia - Ek wil alles weet - 2020
alge (enkelvoud alg) is 'n groot en uiteenlopende groep fotosintetiese, eukariotiese, plantagtige organismes wat chlorofil gebruik om ligenergie vas te lê, maar het nie kenmerkende plantstrukture soos blare, wortels, blomme, vaatweefsel en sade nie. Die benaming alge bevat verskillende filums, insluitend diatome (goue alge), groen alge, euglenoïede (flagellate), bruin alge en rooi alge, en wissel van eensellige organismes tot reuse seewier. Die naam alg (meervoud alge) kom van die Latynse woord vir seewier. Die studie van alge word fisologie of algologie genoem.
Alge wissel van eensellige organismes tot multi-sellulêre organismes, sommige met 'n redelik ingewikkelde gedifferensieerde vorm en, indien mariene, seewier genoem. Sommige van die eensellige organismes kan so klein soos een mikrometer wees. Meersellige alge kan bestaan ​​uit 'n ry selle wat verskyn as 'n gloeidraad, of as 'n dun plaat selle, of selfs 'n paar groter kan liggame met 'n rudimentêre verdeling van arbeid hê. Die multisellulêre reuse-kelp bereik 60 meter lank. Seewier het baie vorme, insluitend plante wat lyk asof grondplante met blare en stingels lyk soos mos, sampioene, blaarslaai of selfs palmbome.
Die verskillende soorte alge speel 'n belangrike rol in die ekologie. Alge vorm die basis van die akwatiese voedselketting. Mikroskopiese vorms wat in die waterkolom, sogenaamde fitoplankton, woon, vorm die voedselbasis vir die meeste mariene voedselkettings. Daar word vermoed dat die fotosintetiese werk wat alge verrig meer as driekwart van die suurstof in die aardatmosfeer produseer; veel meer as wat deur landplante geproduseer word.
In baie hoë digthede (sogenaamde algblomme) kan alge die water verkleur en ander lewensvorme oorleef of vergiftig.
Algemene eienskappe en ekologie
Alge word meestal op klam plekke of waterliggame aangetref en kom dus gereeld voor in wateromgewings, maar dit word ook in landelike gebiede aangetref. Die meeste eensellige en koloniale alge is in water, en dryf naby die wateroppervlak. Die seewier groei meestal in vlak seewater, maar sommige, soos die rooi alge, kan redelik diep in die oseaan groei. Landalge is gewoonlik taamlik opvallend en kom baie meer voor in klam, tropiese streke as droë, omdat alge nie vaatweefsel en ander aanpassings het om op land te leef nie. Alge kan droogheid en ander toestande verduur in simbiose met 'n swam as korstmos.
Alle alge het fotosintetiese masjinerie wat beskou word as afkomstig van die sianobakterieë, en produseer dus suurstof as 'n neweproduk van fotosintese, anders as die nie-sianobakteriële fotosintetiese bakterieë. Daar word geglo dat meer as driekwart van die suurstof in die atmosfeer afkomstig is van alge en sianobakterieë, eerder as van plante. Alhoewel alge chlorofil gebruik, is ander pigmente soms die groen kleur, wat lei tot organismes met rooi en bruin kleure.
In gematigde sones kan die fotosintese van alge die enigste suurstofbron in ysbedekte mere en damme wees. As die ys dun en helder bly, kan sulke fotosintese help om suurstofvlakke hoog genoeg te hou om vis dood te maak deur te vergoed vir suurstof wat deur asemhaling en ontbinding verlore gaan. As sonlig deur sneeubedekking of dik ys verminder word, kan die fotosintese van alge verminder word tot die bedreiging van die oorlewing van visse.
Sommige alge reproduseer beide seksueel en ongeslagtelik, soos die groen alge (byvoorbeeld Chlamydomonas, 'n eensellige groen alge). Die teenwoordigheid van seksuele voortplanting in een of ander vorm is 'n byna universele eienskap onder lewende organismes, selfs op hierdie eenvoudige vlak.
Taksonomie van alge
Die term alge word hoofsaaklik gebruik vir gemak, eerder as vir taksonomiese doeleindes, omdat daar min verband tussen die verskillende filums voorkom. Alhoewel hulle histories as eenvoudige plante beskou is, word alge in die algemeen Protista eerder as Plantae geklassifiseer. Alge word soms gedefinieer as "fotosintetiese protiste"; sommige taksonomiese skemas beperk hulle egter nie tot hierdie koninkryk nie.
Alge word onderskei van die ander hoofprotiste, die protosoë, deurdat hulle foto-outotrofies is (slegs energie verkry uit fotosintese), hoewel dit nie 'n vinnige en vinnige onderskeid is nie, aangesien sommige groepe lede bevat wat mixotrofies is, wat energie verkry uit fotosintese en opname. organiese koolstof deur middel van osmotrofie (deur osmose) of fagotrofie (omhul deur die selmembraan). Sommige wetenskaplikes sluit die prokariotiese (eenvoudige selstruktuur sonder kern of organelle) sianobakterieë in, soos akvatiese, fotosintetiese en algemeen bekend as 'blougroen alge'. Oor die algemeen is die benaming van alge egter beperk tot eukariotiese (selstruktuur met 'n gedifferensieerde kern en organelle), fotosintetiese organismes.
Soms is die prokariotiese sianobakterieë, gegewe hul akwatiese en fotosintetiese kenmerk, by die alge ingesluit en word dit die cyanophytes of blougroen alge. Onlangse behandelings oor alge sluit dit dikwels uit en word slegs eukariotiese organismes as alge beskou. Sianobakterieë is van die oudste organismes wat in die fossielverslag verskyn het, wat ongeveer 3,8 miljard jaar terug is (Precambrian). Antieke sianobakterieë het waarskynlik baie suurstof in die aarde se atmosfeer opgelewer.
Sianobakterieë kan eensellige, koloniale of gloeidraad wees. Hulle het 'n prokariotiese selstruktuur wat tipies van bakterieë is en voer fotosintese direk binne die sitoplasma, eerder as in gespesialiseerde organelle. Sommige filamentagtige blougroen alge het gespesialiseerde selle, wat heterosiste genoem word, waarin stikstofbinding voorkom.
Soos algemeen gedefinieër, is alge eukariote en voer fotosintese binne membraangebonde strukture (organelle), wat chloroplaste genoem word. Chloroplaste bevat DNA en is soortgelyk aan struktuur as sianobakterieë, met die bespiegeling dat dit verminderde sianobakteriële endosimbiote verteenwoordig. Die presiese aard van die chloroplaste verskil tussen die verskillende lyne van alge, wat moontlik verskillende endosimbiotiese gebeure weerspieël.
Daar is drie groepe primêre chloroplaste:
Groen alge (saam met hoër plante)
In hierdie groepe is twee membrane rondom die chloroplast. Die chloroplaste van rooi alge het 'n min of meer tipiese sianobakteriële pigmentasie, terwyl die groen alge en hoër plante chloroplaste met chlorofil het. 'n en blaasgenoemde word in sommige sianobakterieë aangetref, maar nie die meeste nie. Daar is ondersteuning vir die siening dat hierdie drie groepe afkomstig is van 'n gemeenskaplike gepigmenteerde voorouer; d.w.s. chloroplaste ontwikkel in 'n enkele endosimbiotiese gebeurtenis.
Rooi en groen alge het 'n "afwisseling van geslagte" se lewensiklus. Dit is dieselfde lewensiklus as die mosse, wat daarop dui dat groen alge voorvaderlik was vir mossies. Groen akwaties, die mees uiteenlopende alge met meer as sewe duisend geïdentifiseerde spesies, is gewoonlik akwaties, en die meerderheid is varswaterorganismes. Dit wissel van eensellige organismes tot mariene spesies van groot, meersellige seewier. Die meeste seewiere van die warm oseane is rooi alge. Hulle absorbeer die diep, deurdringende blou lig, waardeur hulle dieper as ander alge kan bestaan.
Twee ander groepe het groen chloroplaste wat chlorofil bevat b:
Daar is onderskeidelik drie en vier membrane omring, en daar word bespiegel dat hulle van 'n ingeneemde groenalge gehou is. Die van die chloorarchniofiete bevat 'n klein nukleomorf, wat die oorblyfsel van die kern van die alge is.
Die oorblywende alge het almal chloroplaste wat chlorofille bevat 'n en c. Laasgenoemde chlorofil tipe is nie bekend by enige prokariote of primêre chloroplaste nie, maar genetiese ooreenkomste met die rooi alge dui daarop dat daar 'n verwantskap is. Hierdie groepe sluit in:
Heterokonts (bv. Goue alge, diatome, bruin alge)
Haptofiete (bv. Kokolithofore)
In die eerste drie van hierdie groepe (saamgestel in die supergroep Chromista, tesame met verskillende kleurlose vorms), het die chloroplast vier membrane wat 'n nukleomorf in kriptomonades behou, en daar word bespiegel dat hulle 'n gemeenskaplike gepigmenteerde voorouer het. Die tipiese dinoflagellaatchloroplast het drie membrane, maar daar is 'n groot verskeidenheid tussen chloroplaste in die groep. Die Apicomplexa, 'n groep nou verwante parasiete, het ook plastiede, hoewel nie werklike chloroplaste nie, wat ooreenkomste met dié van dinoflagellate het. Die bruin alge bevat die belangrikste seewier wat in die gematigde sones aan die oewers voorkom en die groot, buitelandse beddens van kelpe.
Let daarop dat baie van hierdie groepe sommige lede bevat wat nie fotosinteties is nie, maar wat beskou word as eens fotosinteties. Sommige behou plastiede, maar nie chloroplaste nie, terwyl ander beskou word as hulle heeltemal verloor het.
Vorme van alge
Die meeste van die eenvoudiger alge is eensellige flagellate of amoeboïede, maar koloniale en nie-beweeglike vorme het onafhanklik ontwikkel tussen verskillende groepe. Sommige van die meer algemene organisatoriese vlakke, waarvan meer as een in die lewensiklus van 'n spesie kan voorkom, is:
koloniale - klein, gereelde groepe beweeglike selle
Capsoid - individuele nie-beweeglike selle ingebed in die slym (dik, gomagtige, suikeragtige stof)
Coccoid - individuele nie-beweeglike selle met selwande
Palmelloid - nie-beweeglike selle wat in die slym ingebed is
filamentagtige - 'n string nie-beweeglike selle wat aan mekaar verbind is, soms vertak
Parenchymatous - selle wat 'n thallus vorm met gedeeltelike onderskeiding van weefsels
In drie reëls word selfs hoër organisasievlakke bereik, wat lei tot organismes met volledige weefseldifferensiasie. Dit is die bruin alge - waarvan sommige 60 meter lank kan wees (kelpe) - die rooi alge, en die groen alge. Die mees ingewikkelde vorme kom onder die groen alge voor, in 'n geslagslyn wat uiteindelik tot die hoër landplante gelei het. Die punt waar hierdie nie-alge plante begin en alge stop, word gewoonlik beskou as die teenwoordigheid van geslagsorgane met beskermende sellae, 'n eienskap wat nie in die ander alggroepe voorkom nie.
Alge en simbiose
Alge vorm dikwels deel van 'n simbiose met ander organismes. In 'n simbiotiese verhouding, fotosintetiseer die alge en lewer dit fotosintate aan die gasheer. Die gasheerorganisme kan dan sommige of al sy energiebehoeftes van die al aflei. Voorbeelde sluit in:
ligene - 'n swam is die gasheer, gewoonlik met 'n groen alge of 'n sianobakterium as die simbiont. Beide swamme en alge wat in ligene voorkom, kan onafhanklik leef.
koraal - verskeie alge vorm simbiose (zooxanthellae) met korale. Opmerklik hier onder is die dinoflagellaat Symbiodinium, gevind in baie harde korale. Die verlies van Symbiodinium, of ander dieretuine, vanaf die gasheer lei tot koraalbleiking.
Gebruike van alge
Alge help om besoedeling te verminder. Hulle help om die afloop kunsmis op te vang wat in mere en strome van plase in die omgewing binnedring. Alge word in baie afvalwaterbehandelingsfasiliteite gebruik, wat die behoefte aan skadelike chemikalieë verminder, en word in sommige kragsentrales gebruik om koolstofdioksiedvrystellings te verminder. Die koolstofdioksied word in 'n dam of 'n soort tenk gepomp waarop die alge voed. Die natuurlike pigmente wat deur alge vervaardig word, kan as alternatief vir chemiese kleurstowwe en kleurmiddels gebruik word.
Alge word kommersieel as voedingsaanvulling verbou. Onder alge-spesies wat vir hul voedingswaarde verbou word, is chlorella ('n groen alge) en dunaliella (Dunaliella salina), wat baie beta-karoteen bevat en in vitamien C-aanvullings gebruik word.
Een van die gewildste mikroalgale spesies is spirulina (Arthrospira platensis), wat 'n sianobakterie is, en deur sommige beskou word as 'n supervoedsel. Alge word gebruik in die Chinese "groente", bekend as vet choy (wat eintlik 'n sianobakterium is).
Baie algemene produkte, soos handlotion, lipstiffie, verf en ys, bevat afgeleides van alge.
Alge kan gebruik word om biodieselbrandstof te produseer, en volgens ramings kan dit beter olie produseer in vergelyking met landgewasse. Aangesien alge wat gekweek word om biodiesel te produseer nie aan die vereistes van 'n voedselgewas hoef te voldoen nie, is dit baie goedkoper om te produseer. Dit het ook nie vars water of kunsmis nodig nie (albei is redelik duur). Tans word die meeste navorsing oor doeltreffende produksie van algeolie in die privaatsektor gedoen, maar as voorspellings van kleinskaalse produksie-eksperimente bestaan, is die gebruik van alge om biodiesel te produseer, die beste manier om genoeg motorbrandstof te produseer. vervang die huidige wêreldverbruik van petrol. Die opbrengs per eenheid eenheid olie van alge is minstens 15 keer groter as die palmolie wat die naasbeste gewas is. Die probleme met die doeltreffende produksie van biodiesel uit alge lê nie in die ekstraksie van die olie nie, wat met behulp van metodes in die voedselindustrie, soos heksaanekstraksie, gebruik kan word, maar om 'n algstam met 'n hoë lipiedinhoud en 'n vinnige groeitempo te vind is nie te moeilik om te oes nie, en is 'n koste-effektiewe verbouingstelsel wat die beste by hierdie stam pas. Navorsing oor alge vir die massaproduksie van olie is hoofsaaklik gefokus op mikroalge (waarna in die algemeen verwys word as organismes wat fotosintese van minder as twee millimeter in deursnee het), in teenstelling met makroalge (d.w.s. seewier). Hierdie voorkeur vir mikroalge is grootliks te danke aan die minder ingewikkelde struktuur, vinnige groeitempo en die hoë olie-inhoud (vir sommige spesies).
Alge kan gekweek word in tenks, damwalle en mere. As gevolg van die feit dat hierdie stelsels 'oop' is vir die elemente, soms 'oop dam' stelsels, is hulle baie kwesbaarder vir binnedring deur ander algspesies en bakterieë. Slegs 'n relatiewe klein aantal spesies is suksesvol vir 'n gegewe doel in 'n buitelugstelsel gekweek (byvoorbeeld as voedselbron, olieproduksie of pigmente). In oop stelsels het 'n mens nie beheer oor watertemperatuur nie en het hulle min beheer oor die ligtoestande. In gematigde klimate is die groeiseisoen beperk tot die warmer maande. Sommige van die voordele van hierdie soort stelsel is dat dit een van die goedkoper metodes is: op die mees basiese manier is dit net nodig om 'n sloot of dam te grawe. Dit het ook een van die grootste produksievermoë in vergelyking met ander stelsels.
'N Variasie op die basiese "oop dam" -stelsel is om dit af te sluit deur die dam of swembad met 'n kweekhuis te bedek. Alhoewel dit om ekonomiese redes gewoonlik 'n kleiner stelsel tot gevolg het, is dit 'n aantal uitdagings wat met 'n oop stelsel gepaard gaan. Dit laat die voorkeurspesies dominant bly, en dit brei die groeiseisoen uit (slegs effens as dit nie verhit is nie, maar as dit verhit word, kan dit die hele jaar voortgebring word.)
Alge kan ook gekweek word in poliëtileen moue en in 'n fotobioreaktor. 'N Fotobioreaktor is basies 'n bioreaktor wat 'n soort ligbron bevat. Omdat dit meestal geslote stelsels is wanneer dit gebruik word om alge te verbou, moet alles wat die alge moet kweek (koolstofdioksied, voedingsryke water en lig) in die stelsel ingebring word.
Alge kan geoes word met behulp van mikroskerms, deur sentrifugering of deur flokkulasie.
Bonilla, S., V. Villeneuve, en W. F. Vincent. 2005. "Benthiese en planktoniese algemeenskappe in 'n hoë artieke meer: ​​Pigmentstruktuur en kontrasterende reaksies op voedingsverryking." Tydskrif vir Fisologie 41 (6): 1069-1297.
Brooks, B. T. 1948. Die oorsprong van petroleum in die lig van onlangse navorsing. Die Ohio Journal of Science 48 (4): 129-145
BSCS. 1987. Biologiese wetenskap: 'n ekologiese benadering. Dubuque, IA: Kendall / Hunt Publishing Company.
Davidovich, N. A. 2005. Geslagsoorerwing tydens intraklonale voortplanting by die verpligte tweeslagtige spesie Nitzschia longissima (Bréb.) Ralfs (Bacillariophyta). International Journal on Algae 7 (2): 136-149.