Alger - Algae

fra Wikipedia, den frie encyklopedi

Alger
Et uformelt begrep for en mangfoldig gruppe fotosyntetiske eukaryoter
Temporal rekkevidde: Mesoproterozoic – til stede
En rekke alger som vokser på havbunnen i grunt vann
En rekke alger som vokser på havbunnen i grunt vann
En rekke mikroskopiske encellede og koloniale ferskvannsalger
En rekke mikroskopiske encellede og koloniale ferskvannsalger
Vitenskapelig klassifisering Rediger denne klassifiseringen
Grupper inkludert
Vanligvis ekskludert:

Alger ( / æ l i , æ l ɡ i / ; entall alge / æ l ɡ ə / ) er en uformell betegnelse for en stor og variert gruppe fotosyntetiske eukaryote organismer . Det er en polyfyletisk gruppe som inkluderer arter fra flere forskjellige klader . Inkluderte organismer spenner fra encellede mikroalger , som Chlorella , Prototheca og kiselalger , til flercellede former, som kjempetare , en stor brunalge som kan vokse opp til 50 meter (160 fot) i lengden. De fleste er akvatiske og autotrofiske og mangler mange av de forskjellige celle- og vevstyper, som stomata , xylem og floem , som finnes i landplanter . De største og mest komplekse marine alger kalles tang , mens de mest komplekse ferskvannsformene er Charophyta , en deling av grønne alger som inkluderer for eksempel Spirogyra og steinurt .

Ingen definisjon av alger er generelt akseptert. En definisjon er at alger "har klorofyll som sitt primære fotosyntetiske pigment og mangler et sterilt tildekking av celler rundt reproduksjonscellene". På samme måte er den fargeløse Prototheca under Chlorophyta blottet for noe klorofyll. Selv om cyanobakterier ofte blir referert til som "blågrønne alger", utelukker de fleste myndigheter alle prokaryoter fra definisjonen av alger. Alger utgjør en polyfyletisk gruppe siden de ikke inkluderer en felles forfader, og selv om deres plastider ser ut til å ha en enkelt opprinnelse, fra cyanobakterier, ble de anskaffet på forskjellige måter. Grønne alger er eksempler på alger som har primære kloroplaster avledet fra endosymbiotiske cyanobakterier. Kiselalger og brune alger er eksempler på alger med sekundære kloroplaster avledet fra en endosymbiotisk rødalge . Alger utviser et bredt spekter av reproduksjonsstrategier, fra enkel aseksuell celledeling til komplekse former for seksuell reproduksjon .

Alger mangler de forskjellige strukturene som kjennetegner landplanter, slik som phyllids (bladlignende strukturer) av bryophytes , rhizoids i ikke- vaskulære planter , og røttene , bladene og andre organer som finnes i trakeophytes ( vaskulære planter ). De fleste er fototrofiske , selv om noen er mikrofotrofiske , og som får energi både fra fotosyntese og opptak av organisk karbon, enten ved osmotrofi , myzotrofi eller fagotrofi . Noen encellede arter av grønne alger , mange gylden alger , euglenids , dinoflagellater , og andre alger har blitt heterotrophs (også kalt fargeløs eller apochlorotic alger), noen ganger parasittiske, stole helt på eksterne energikilder, og har begrenset eller ingen fotoapparat. Noen andre heterotrofe organismer, som apikompleksanene , er også avledet fra celler hvis forfedre hadde plastider, men er ikke tradisjonelt sett på som alger. Alger har fotosyntetiske maskiner som til slutt kommer fra cyanobakterier som produserer oksygen som et biprodukt av fotosyntese, i motsetning til andre fotosyntetiske bakterier som lilla og grønne svovelbakterier . Fossiliserte trådalger fra Vindhya- bassenget er datert tilbake til 1,6 til 1,7 milliarder år siden.

På grunn av det brede utvalget av alger, har de økende forskjellige industrielle og tradisjonelle anvendelser i det menneskelige samfunn. Tradisjonell tangoppdrett har eksistert i tusenvis av år og har sterke tradisjoner i matkulturer i Øst-Asia. Mer moderne algakulturapplikasjoner utvider mattradisjonene for andre bruksområder, inkludert fôr av storfe, ved bruk av alger for bioremediering eller forurensningskontroll, transformering av sollys til algedrivstoff eller andre kjemikalier som brukes i industrielle prosesser, og i medisinske og vitenskapelige anvendelser. En gjennomgang i 2020 fant at disse anvendelsene av alger kan spille en viktig rolle i karbonbinding for å redusere klimaendringene samtidig som de gir verdifulle verdiskapende produkter for globale økonomier.

Etymologi og studier

Entall alge er det latinske ordet for 'tang', og beholder den mening i engelsk. Den etymology er uklar. Selv om noen spekulerer i at det er relatert til latinsk algēre , 'vær kald', er det ikke kjent at noen grunn forbinder tang med temperatur. En mer sannsynlig kilde er alliga , 'bindende, sammenflettende'.

Det antikke greske ordet for 'tang' var φῦκος ( phŷkos ), som kan bety enten tang (sannsynligvis røde alger) eller et rødt fargestoff avledet fra det. Latiniseringen, fūcus , betydde først og fremst den kosmetiske rouge. Etymologien er usikker, men en sterk kandidat har lenge vært et ord relatert til den bibelske פוך ( pūk ), 'maling' (hvis ikke selve ordet), en kosmetisk øyenskygge brukt av de gamle egypterne og andre innbyggere i det østlige Middelhavet. Det kan være hvilken som helst farge: svart, rød, grønn eller blå.

Følgelig kalles den moderne studien av marine og ferskvannsalger enten fykologi eller algologi, avhengig av om den greske eller latinske roten brukes. Navnet fucus vises i en rekke taxa .

Klassifiseringer

Komiteen for den internasjonale koden for botanisk nomenklatur har anbefalt visse suffikser for bruk i klassifisering av alger. Disse er -phyta for divisjon, -phyceae for klasse, -phycideae for underklasse, -ales for orden, -inales for underordning, -aceae for familie, -oidease for underfamilie, et gresk-basert navn for slekt og en latinbasert navn for arter.

Alge egenskaper grunnleggende til primær klassifisering

Den primære klassifiseringen av alger er basert på visse morfologiske egenskaper. Den viktigste blant disse er (a) pigmentkonstitusjon av cellen, (b) kjemisk natur av lagrede matvarer, (c) slag, antall, innsettingspunkt og relativ lengde på flagella på den bevegelige cellen, (d) kjemisk sammensetning av cellevegg og (e) tilstedeværelse eller fravær av en definitivt organisert kjerne i cellen eller andre signifikante detaljer i cellestrukturen.

Historien om klassifisering av alger

Selv om Carolus Linnaeus (1754) inkluderte alger sammen med lav i sin 25. klasse Cryptogamia, utdypet han ikke nærmere klassifiseringen av alger.

Jean Pierre Étienne Vaucher (1803) var kanskje den første som foreslo et system for klassifisering av alger, og han anerkjente tre grupper, Conferves, Ulves og Tremelles. Mens Johann Heinrich Friedrich Link (1820) klassifiserte alger på grunnlag av fargen på pigmentet og strukturen, foreslo William Henry Harvey (1836) et system for klassifisering på grunnlag av habitat og pigment. JG Agardh (1849–1898) delte alger i seks ordrer: Diatomaceae, Nostochineae, Confervoideae, Ulvaceae, Floriadeae og Fucoideae. Rundt 1880 ble alger sammen med sopp gruppert under Thallophyta, en divisjon opprettet av Eichler (1836). Oppmuntret av dette foreslo Adolf Engler og Karl AE Prantl (1912) en revidert ordning for klassifisering av alger og inkluderte sopp i alger da de var av den oppfatning at sopp er avledet fra alger. Ordningen foreslått av Engler og Prantl er oppsummert som følger:

  1. Schizophyta
  2. Phytosarcodina
  3. Flagellata
  4. Dinoflagellata
  5. Bacillariophyta
  6. Conjugatae
  7. Chlorophyceae
  8. Charophyta
  9. Phaeophyceae
  10. Rhodophyceae
  11. Eumycetes (sopp)

Algene inneholder kloroplaster som har samme struktur som cyanobakterier. Kloroplaster inneholder sirkulært DNA som det i cyanobakterier og tolkes som representerende reduserte endosymbiotiske cyanobakterier. Imidlertid er den nøyaktige opprinnelsen til kloroplaster forskjellig blant separate alger, og gjenspeiler deres oppkjøp under forskjellige endosymbiotiske hendelser. Tabellen nedenfor beskriver sammensetningen av de tre hovedgruppene av alger. Deres slektsforhold er vist i figuren øverst til høyre. Mange av disse gruppene inneholder noen medlemmer som ikke lenger er fotosyntetiske. Noen beholder plastider, men ikke kloroplaster, mens andre har mistet plastider helt.

Fylogeni basert på plastid ikke nukleocytoplasmatisk slektsforskning:

Cyanobakterier

Glaukofytter

rodoplaster

Rhodofytter

Heterokonts

Kryptofytter

Haptofytter

kloroplaster

Euglenophytes

Klorofytter

Charophytes

Landplanter (Embryophyta)

Klorakniofytter

Supergruppetilhørighet Medlemmer Endosymbiont Sammendrag
Primoplantae /
Archaeplastida
Cyanobakterier Disse alger har "primære" kloroplaster , dvs. kloroplaster er omgitt av to membraner og trolig utviklet gjennom en enkelt endosymbiotisk hendelse. Kloroplaster av røde alger har klorofyll a og c (ofte), og phycobilins , mens de av grønne alger har kloroplaster med klorofyll a og b uten phycobilins. Landplanter er pigmentert på samme måte som grønne alger og trolig utviklet fra dem, og Chlorophyta er derfor en søstertaxon til plantene; noen ganger er Chlorophyta, Charophyta og landplanter gruppert sammen som Viridiplantae .
Excavata og Rhizaria Grønne alger

Disse gruppene har grønne kloroplaster som inneholder klorofyll a og b . Deres kloroplaster er omgitt av henholdsvis fire og tre membraner og ble sannsynligvis beholdt fra inntatt grønne alger.

Chlorarachniophytes , som tilhører phylum Cercozoa , inneholder en liten nucleomorph , som er en relikvie av algenes kjerne .

Euglenider , som tilhører stammen Euglenozoa , lever primært i ferskvann og har kloroplaster med bare tre membraner. De endosymbiotiske grønne alger kan ha blitt anskaffet gjennom myzocytose i stedet for fagocytose .

Chromista og Alveolata Røde alger

Disse gruppene har kloroplaster som inneholder klorofyll a og c , og phycobilins. Formen varierer fra plante til plante; de kan være av diskoidformede, platelignende, nettformede, koppformede, spiralformede eller båndformede. De har en eller flere pyrenoider for å bevare protein og stivelse. Sistnevnte klorofylltype er ikke kjent fra noen prokaryoter eller primære kloroplaster, men genetiske likheter med rødalger antyder et forhold der.

I de tre første av disse gruppene (Chromista) har kloroplasten fire membraner, som beholder en nukleomorf i kryptomonader , og de har sannsynligvis en felles pigmentert forfader, selv om andre bevis tviler på om heterokonter , Haptophyta og kryptomonader faktisk er mer nært knyttet til hverandre enn til andre grupper.

Den typiske dinoflagellatkloroplasten har tre membraner, men det er betydelig mangfold i kloroplaster i gruppen, og tilsynelatende skjedde en rekke endosymbiotiske hendelser. Den Apicomplexa , en gruppe nært beslektede parasittene, har også plas kalt apicoplasts , som ikke er foto, men synes å ha et felles opphav med dinoflagellat kloroplaster.

tittelsiden Gmelin sin Historia Fucorum , datert 1768

Linné , i Species Plantarum (1753), utgangspunktet for moderne botanisk nomenklatur , anerkjente 14 alger, hvorav bare fire for tiden regnes blant alger. I Systema Naturae beskrev Linné slektene Volvox og Corallina , og en art av Acetabularia (som Madrepora ), blant dyrene.

I 1768 ga Samuel Gottlieb Gmelin (1744–1774) ut Historia Fucorum , det første verket dedikert til marine alger og den første boken om marinbiologi som brukte den ny binomiale nomenklaturen Linné. Den inkluderte forseggjorte illustrasjoner av tang og marine alger på foldede blader.

WH Harvey (1811–1866) og Lamouroux (1813) var de første som delte makroskopiske alger i fire divisjoner basert på pigmentering. Dette er den første bruken av et biokjemisk kriterium i plantesystematikken. Harveys fire divisjoner er: rødalger (Rhodospermae), brune alger (Melanospermae), grønne alger (Chlorospermae) og Diatomaceae.

På dette tidspunktet ble mikroskopiske alger oppdaget og rapportert av en annen gruppe arbeidere (f.eks. OF Müller og Ehrenberg ) som studerte Infusoria (mikroskopiske organismer). I motsetning til makroalger , som tydelig ble sett på som planter, ble mikroalger ofte ansett som dyr fordi de ofte er bevegelige. Selv de ikke-bevegelige (kokos) mikroalgene ble noen ganger bare sett på som stadier i livssyklusen til planter, makroalger eller dyr.

Selv om den ble brukt som en taksonomisk kategori i noen pre-darwinistiske klassifiseringer, f.eks. Linné (1753), de Jussieu (1789), Horaninow (1843), Agassiz (1859), Wilson og Cassin (1864), i ytterligere klassifiseringer, "alger "blir sett på som en kunstig, polyfyletisk gruppe.

Gjennom det 20. århundre, de fleste klassifikasjoner behandles de følgende grupper som divisjoner eller klasser av alger: cyanophytes , rhodophytes , chrysophytes , xanthophytes , bacillariophytes , phaeophytes , pyrrhophytes ( cryptophytes og dinophytes ), euglenophytes og chlorophytes . Senere ble mange nye grupper oppdaget (f.eks. Bolidophyceae ), og andre ble splintret fra eldre grupper: karofytter og glaukofytter (fra klorofytter ), mange heterokontofytter (f.eks. Synurofytter fra krysofytter , eller eustigmatofytter fra xantofytter ), haptofytter (fra krysofytter), og klorakniofytter (fra xantofytter).

Med oppgivelse av dikotom klassifisering av planter og dyr ble de fleste grupper av alger (noen ganger alle) inkludert i Protista , senere også forlatt til fordel for Eukaryota . Imidlertid, som et arv fra den eldre plantelivsordningen, har noen grupper som også tidligere ble behandlet som protozoer dupliserte klassifiseringer (se ambiregnale protister ).

Noen parasittalger (f.eks. Grønne alger Prototheca og Helicosporidium , parasitter av metazoaner eller Cephaleuros , parasitter av planter) ble opprinnelig klassifisert som sopp , sporozoer eller protistaner fra incertae sedis , mens andre (f.eks. Grønne alger Phyllosiphon og Rhodochytrium , parasitter av planter, eller rødalgene Pterocladiophila og Gelidiocolax mammillatus , parasitter av andre rødalger, eller dinoflagellatene Oodinium , parasitter av fisk) hadde sitt forhold til alger antatt tidlig. I andre tilfeller ble noen grupper opprinnelig karakterisert som parasittalger (f.eks. Klorokytrium ), men ble senere sett på som endofytiske alger. Noen filamentøse bakterier (f.eks. Beggiatoa ) ble opprinnelig sett på som alger. Videre er grupper som apicomplexans også parasitter avledet fra forfedre som hadde plastider, men er ikke inkludert i noen grupper som tradisjonelt sett er sett på alger.

Forholdet til landplanter

De første landplantene utviklet seg trolig fra grunne ferskvanns-karofyttalger omtrent som Chara for nesten 500 millioner år siden. Disse hadde sannsynligvis en isomorf veksling av generasjoner og var sannsynligvis filamentøse. Fossiler av isolerte landplantsporer antyder at landplanter kan ha eksistert så lenge som 475 millioner år siden.

Morfologi

Den tareskog utstilling ved Monterey Bay Aquarium: En tredimensjonal, flercellet Thallus

Et utvalg av alge morfologi oppvises, og konvergens av funksjoner i ubeslektede grupper er vanlig. De eneste gruppene som har tredimensjonal multicellular thalli er de røde og brune , og noen klorofytter . Apikal vekst er begrenset til undergrupper av disse gruppene: florideofyttrøde , forskjellige brune og karofytter. Formen av karofytter er ganske forskjellig fra rødfargede og brune, fordi de har forskjellige noder, atskilt med internode 'stengler'; hvirvler av grener som minner om hestehalene forekommer ved nodene. Begreper er et annet polyfyletisk trekk; de vises i kalkalger og Hildenbrandiales , samt brunt.

De fleste av de enklere alger er encellede flagellater eller amoeboider , men koloniale og ikke-motoriske former har utviklet seg uavhengig blant flere av gruppene. Noen av de vanligste organisasjonsnivåene, hvorav mer enn ett kan forekomme i livssyklusen til en art, er

  • Kolonial : små, vanlige grupper av bevegelige celler
  • Capsoid: individuelle ikke-bevegelige celler innebygd i slimhinnen
  • Coccoid: individuelle ikke-bevegelige celler med cellevegger
  • Palmelloid: ikke-bevegelige celler innebygd i slimhinne
  • Filamentøs: en streng med ikke-bevegelige celler koblet sammen, noen ganger forgrenet
  • Parenkymatøs: celler som danner en thallus med delvis differensiering av vev

I tre linjer er enda høyere nivåer av organisasjon nådd, med full vevsdifferensiering. Dette er de brune algene - noen av dem kan nå 50 m lengde ( tang ) - de røde algene og de grønne algene. De mest komplekse formene finnes blant karofyttalgene (se Charales og Charophyta ), i en avstamning som til slutt førte til de høyere landplantene. Innovasjonen som definerer disse ikke -algale plantene er tilstedeværelsen av kvinnelige reproduksjonsorganer med beskyttende cellelag som beskytter zygoten og utvikler embryoet. Derfor blir landplantene referert til som embryofyttene .

Torv

Begrepet alggress er ofte brukt, men dårlig definert. Algtorv er tykke, teppelignende senger med tang som holder på sediment og konkurrerer med grunnarter som koraller og tang , og de er vanligvis mindre enn 15 cm høye. Et slikt torv kan bestå av en eller flere arter, og vil generelt dekke et område i størrelsesorden kvadratmeter eller mer. Noen vanlige kjennetegn er oppført:

  • Alger som danner aggregasjoner som er beskrevet som torv inkluderer kiselalger, cyanobakterier, klorofytter, feofytter og rodofytter. Torv består ofte av mange arter på et bredt spekter av romlige skalaer, men monospesifikke torver rapporteres ofte.
  • Torv kan være morfologisk svært varierende over geografiske skalaer og til og med innenfor arter på lokale skalaer, og kan være vanskelig å identifisere når det gjelder den sammensatte arten.
  • Torv har blitt definert som korte alger, men dette har blitt brukt til å beskrive høydepunkter fra mindre enn 0,5 cm til mer enn 10 cm. I noen regioner nærmet beskrivelsene seg høyder som kan beskrives som kalesjer (20 til 30 cm).

Fysiologi

Mange alger, spesielt medlemmer av Characeae- arten, har tjent som modelleksperimentelle organismer for å forstå mekanismene for vannpermeabilitet i membraner, osmoregulering , turgorregulering , salttoleranse , cytoplasmatisk strømming og generering av handlingspotensialer .

Fytohormoner finnes ikke bare i høyere planter, men også i alger.

Symbiotiske alger

Noen algerarter danner symbiotiske forhold til andre organismer. I disse symbioser tilfører alger fotosyntater (organiske stoffer) til vertsorganismen som gir beskyttelse til algecellene. Vertsorganismen henter noen eller alle energibehovene fra alger. Eksempler er:

Lichens

Fjelllav i Irland

Lichens er definert av International Association for Lichenology som "en forening av en sopp og en fotosyntetisk symbiont som resulterer i en stabil vegetativ kropp som har en spesifikk struktur". Soppene, eller mykobiontene, er hovedsakelig fra Ascomycota med noen få fra Basidiomycota . I naturen forekommer de ikke atskilt fra lav. Det er ukjent når de begynte å omgås. En mycobiont assosierer med de samme phycobiont-artene, sjelden to, fra de grønne alger, bortsett fra at mycobiont alternativt kan assosieres med en art av cyanobakterier (derav "fotobiont" er det mer nøyaktige begrepet). En fotobiote kan være assosiert med mange forskjellige mykobionter eller kan leve uavhengig; følgelig blir lav navngitt og klassifisert som sopparter. Foreningen blir betegnet som en morfogenese fordi laven har en form og evner som ikke symbiont-artene alene har (de kan isoleres eksperimentelt). Fotobionten utløser muligens ellers latente gener i mycobionten.

Trentepohlia er et eksempel på en vanlig grønnalgeslekt over hele verden som kan vokse alene eller bli lichenisert. Lav deler dermed noe av habitatet og ofte lignende utseende med spesialiserte alger ( aerofytter ) som vokser på utsatte overflater som trestammer og bergarter og noen ganger misfarger dem.

korallrev

Floridian korallrev

Korallrev akkumuleres fra kalkrike skjelett av marine virvelløse dyr av ordenen Scleractinia (steinete koraller ). Disse dyrene metaboliserer sukker og oksygen for å skaffe energi til cellebyggingsprosessene, inkludert sekresjon av eksoskelettet, med vann og karbondioksid som biprodukter. Dinoflagellater (algprotister) er ofte endosymbionter i cellene til de koralldannende marine virvelløse dyrene, hvor de akselererer metabolisme av vertsceller ved å generere sukker og oksygen som er umiddelbart tilgjengelig gjennom fotosyntese ved bruk av innfallende lys og karbondioksid produsert av verten. Revbyggende steinkoraller ( hermatypiske koraller ) krever at endosymbiotiske alger fra slekten Symbiodinium er i en sunn tilstand. Tapet av Symbiodinium fra verten er kjent som korallbleking , en tilstand som fører til forverring av et rev.

Sjøsvamper

Endosymbiontiske grønne alger lever nær overflaten til noen svamper, for eksempel brødsmulesvamper ( Halichondria panicea ). Algen er altså beskyttet mot rovdyr; svampen er utstyrt med oksygen og sukker som kan utgjøre 50 til 80% av svampveksten i noen arter.

Livssyklus

Rhodophyta , Chlorofyta , og Heterokontophyta , de tre viktigste alge divisjoner , har livssykluser som viser stor variasjon og kompleksitet. Generelt foreligger en aseksuell fase hvor tang celler er diploide , en seksuell fase hvor cellene er haploide , etterfulgt av sammensmelting av de mannlige og kvinnelige kjønnsceller . Asexual reproduksjon tillater effektiv befolkningsøkning, men mindre variasjon er mulig. Vanligvis, i seksuell reproduksjon av encellede og koloniale alger, tar to spesialiserte, seksuelt kompatible, haploide gameter fysisk kontakt og smelter sammen for å danne en zygote . For å sikre en vellykket parring er utvikling og frigjøring av kjønnsceller sterkt synkronisert og regulert; feromoner kan spille en nøkkelrolle i disse prosessene. Seksuell reproduksjon gir mulighet for mer variasjon og gir fordelen av effektiv rekombinasjon reparasjon av DNA-skader under meiose , et viktig trinn i den seksuelle syklusen. Imidlertid er seksuell reproduksjon dyrere enn aseksuell reproduksjon. Meiose har vist seg å forekomme i mange forskjellige arter av alger.

Tall

Den Alge Innsamling av det amerikanske National Herbarium (ligger i National Museum of Natural History ) består av ca 320 500 tørkede prøver, som, selv om ikke uttømmende (ingen uttømmende samling finnes), gir en idé om størrelsesorden av antall alge arter (antallet er fortsatt ukjent). Anslagene varierer mye. For eksempel, ifølge en standard lærebok, anslår UK Biodiversity Steering Group Report på de britiske øyer at det er 20 000 alger i Storbritannia. En annen sjekkliste rapporterer bare om 5000 arter. Når det gjelder forskjellen på rundt 15 000 arter, konkluderer teksten: "Det vil kreve mange detaljerte feltundersøkelser før det er mulig å gi et pålitelig estimat av det totale antallet arter ..."

Regionale estimater og gruppestimater er også gjort:

  • 5.000–5.500 arter av rødalger over hele verden
  • "noen 1.300 i australske hav"
  • 400 tangarter for den vestlige kystlinjen i Sør-Afrika, og 212 arter fra kysten av KwaZulu-Natal. Noen av disse er duplikater, da rekkevidden strekker seg over begge kyster, og den totale registrerte er sannsynligvis rundt 500 arter. De fleste av disse er oppført i Liste over tang i Sør-Afrika . Disse ekskluderer fytoplankton og crustose corallines.
  • 669 marine arter fra California (USA)
  • 642 i sjekklisten til Storbritannia og Irland

og så videre, men uten noe vitenskapelig grunnlag eller pålitelige kilder, har disse tallene ikke mer troverdighet enn de britiske som er nevnt ovenfor. De fleste estimater utelater også mikroskopiske alger, som fytoplankton.

Det siste anslaget antyder 72 500 algearter over hele verden.

Fordeling

Utbredelsen av algearter har vært ganske godt studert siden phytogeography ble grunnlagt i midten av 1800-tallet. Alger spres hovedsakelig ved spredning av sporer analogt med spredning av Plantae av frø og sporer . Denne spredningen kan oppnås med luft, vann eller andre organismer. På grunn av dette kan sporer finnes i en rekke miljøer: ferskvann og havvann, luft, jord og i eller på andre organismer. Hvorvidt en spore skal vokse til en organisme, avhenger av kombinasjonen av arten og miljøforholdene der sporen lander.

Sporene av ferskvannsalger spres hovedsakelig av rennende vann og vind, så vel som av levende bærere. Imidlertid kan ikke alle vannmassene bære alle alger, da den kjemiske sammensetningen av visse vannmasser begrenser algene som kan overleve i dem. Marinesporer spres ofte av havstrømmer. Havvann presenterer mange vidt forskjellige habitater basert på temperatur og næringstilgang, noe som resulterer i fytogeografiske soner, regioner og provinser.

I noen grad er distribusjonen av alger utsatt for floristiske diskontinuiteter forårsaket av geografiske trekk, som Antarktis , lange avstander av havet eller generelle landmasser. Det er derfor mulig å identifisere arter som forekommer etter sted, for eksempel " Stillehavsalger " eller " Nordsjøalger ". Når de oppstår utenfor lokalitetene, er hypotesen om en transportmekanisme vanligvis mulig, for eksempel skrog av skip. For eksempel reiste Ulva reticulata og U. fasciata fra fastlandet til Hawaii på denne måten.

Kartlegging er kun mulig for utvalgte arter: "det er mange gyldige eksempler på begrensede fordelingsmønstre." For eksempel er Clathromorphum en arktisk slekt og er ikke kartlagt langt sør for der. Forskere ser imidlertid på de samlede dataene som utilstrekkelige på grunn av "vanskeligheter med å gjennomføre slike studier."

Økologi

Planteplankton, Lake Chūzenji

Alger er fremtredende i vannmasser, vanlige i terrestriske miljøer, og finnes i uvanlige miljøer, som på snø og is . Tang vokser for det meste i grunt marine farvann, under 100 m (330 ft) dypt; Imidlertid har noen som Navicula pennata blitt registrert til en dybde på 360 m (1.180 ft). En type alger, Ancylonema nordenskioeldii , ble funnet på Grønland i områder kjent som 'Dark Zone', noe som forårsaket en økning i hastigheten på smeltende isdekke. Samme alger ble funnet i de italienske Alpene , etter at rosa is dukket opp på deler av Presena-breen.

De forskjellige alger spiller viktige roller i vannøkologi. Mikroskopiske former som lever suspendert i vannsøylen ( fytoplankton ) gir næringsgrunnlaget for de fleste marine næringskjeder . I svært høye tettheter ( algeoppblomstringer ) kan disse alger misfarge vannet og utkonkurrere, forgifte eller kvele andre livsformer.

Alger kan brukes som indikatororganismer for å overvåke forurensning i forskjellige akvatiske systemer. I mange tilfeller er algemetabolisme følsom for forskjellige forurensende stoffer. På grunn av dette kan artssammensetningen av algpopulasjoner skifte i nærvær av kjemiske forurensninger. For å oppdage disse endringene, kan alger tas ut fra miljøet og vedlikeholdes i laboratorier med relativt letthet.

På basis av deres habitat kan alger kategoriseres som: vann ( planktoniske , bunn , marine , ferskvann , stillestående , lotic ), terrestriske , antenne (subaerial), lithophytic , halophytic (eller euryhaline ), psammon , termofil , cryophilic , epibiont ( epifyttiske , epizoic ), endosymbiont ( endophytic , endozoic), parasittisk , calcifilic eller lichenic (phycobiont).

Kulturforeninger

klassisk kinesisk brukes ordet både for "alger" og (i de beskjedne tradisjonene fra de keiserlige lærde ) for "litterært talent". Den tredje øya i Kunming Lake ved siden av sommerpalasset i Beijing er kjent som Zaojian Tang Dao, som dermed samtidig betyr "Island of the Algae-Viewing Hall" og "Island of the Hall for Reflecting on Literary Talent".

Dyrking

Algakultur er en form for akvakultur som involverer oppdrett av alger.

Flertallet av alger som med vilje dyrkes, faller i kategorien mikroalger (også referert til som fytoplankton , mikrofytter eller planktonalger ). Makroalger , ofte kjent som tang , har også mange kommersielle og industrielle bruksområder, men på grunn av størrelsen og de spesifikke kravene til miljøet de trenger å vokse i, gir de seg ikke like lett å dyrke (dette kan imidlertid endre seg, med ankomsten av nyere tangkultivatorer, som i utgangspunktet er algeskrubber som bruker oppstrømmende luftbobler i små beholdere).

Kommersiell og industriell algedyrking har mange bruksområder, inkludert produksjon av matingredienser som omega-3 fettsyrer eller naturlige fargestoffer og fargestoffer , mat , gjødsel , bioplast , kjemisk råstoff (råmateriale), legemidler og algedrivstoff , og kan også brukes som et middel for forurensningskontroll .

Den globale produksjonen av oppdretts vannplanter, overveldende dominert av tang, økte i produksjonsvolum fra 13,5 millioner tonn i 1995 til litt over 30 millioner tonn i 2016.

Tangbruk

Undervanns Eucheuma- oppdrett på Filippinene
En person står på grunt vann og samler tang som har vokst på et tau.
En tangbonde i Nusa Lembongan (Indonesia) samler spiselig tang som har vokst på et tau.

Tangbruk eller tangdrift er praksis for å dyrke og høste tang . I sin enkleste form består den av styring av naturlig funnet partier. I sin mest avanserte form består den av å kontrollere algenes livssyklus fullt ut.

De syv mest dyrkede tangtaksene er Eucheuma spp., Kappaphycus alvarezii , Gracilaria spp., Saccharina japonica , Undaria pinnatifida , Pyropia spp. Og Sargassum fusiforme . Eucheuma og K. alvarezii er oppdrettet for karragenan (et geleringsmiddel ); Gracilaria er oppdrettet etter agar ; mens resten dyrkes etter mat. De største tangproduserende landene er Kina , Indonesia og Filippinene . Andre bemerkelsesverdige produsenter inkluderer Sør-Korea , Nord-Korea , Japan , Malaysia og Zanzibar ( Tanzania ). Tangbruk har ofte blitt utviklet som et alternativ for å forbedre økonomiske forhold og for å redusere fisketrykket og overutnyttet fiskeri.

Den globale produksjonen av oppdretts vannplanter, overveldende dominert av tang, økte i produksjonsvolum fra 13,5 millioner tonn i 1995 til drøyt 30 millioner tonn i 2016. Per 2014 var tang 27% av all havoppdrett . Tangbruk er en karbon negativ avling, med et stort potensial for å redusere klimaendringene . IPCCs spesielle rapport om havet og kryosfæren i et skiftende klima anbefaler "ytterligere forskningsoppmerksomhet" som en avbøtende taktikk.

Bioreaktorer

En alger bioreaktor brukes til å dyrke mikro- eller makroalger. Alger kan dyrkes med tanke på produksjon av biomasse (som i en tangkultivator ), avløpsrensing , CO 2 -fiksering eller akvarium / damfiltrering i form av en alger skrubber . Alger bioreaktorer varierer i design, og faller stort sett i to kategorier: åpne reaktorer og lukkede reaktorer. Åpne reaktorer utsettes for atmosfæren mens lukkede reaktorer, også kalt fotobioreaktorer , isoleres i varierende grad fra atmosfæren. Spesielt kan algebioreaktorer brukes til å produsere drivstoff som biodiesel og bioetanol, for å generere dyrefôr, eller for å redusere forurensende stoffer som NO x og CO 2 i røykgasser fra kraftverk. Fundamentalt er denne typen bioreaktor basert på den fotosyntetiske reaksjonen som utføres av klorofyllholdige alger i seg selv ved hjelp av oppløst karbondioksid og sollys. Karbondioksydet blir spredt i reaktorvæsken for å gjøre det tilgjengelig for alger. Bioreaktoren må være laget av gjennomsiktig materiale.

Algene er fotoautotrofe organismer som utfører oksygenisk fotosyntese.

Ligningen for fotosyntese:

Bruker

Høsting av alger

Agar

Agar , et gelatinøst stoff avledet av røde alger, har en rekke kommersielle bruksområder. Det er et godt medium å dyrke bakterier og sopp på, da de fleste mikroorganismer ikke kan fordøye agar.

Alginates

Alginsyre , eller alginat, ekstraheres fra brune alger . Dens bruksområder spenner fra geleringsmidler i mat, til medisinske bandasjer. Algininsyre har også blitt brukt innen bioteknologi som et biokompatibelt medium for celleinnkapsling og celleimmobilisering. Molekylært kjøkken er også en bruker av stoffet for dets geleringsegenskaper, hvorved det blir et leveringsmiddel for smaker.

Mellom 100.000 og 170.000 våte tonn Macrocystis høstes årlig i New Mexico for alginatekstraksjon og abalonefôr .

Energikilde

For å være konkurransedyktig og uavhengig av svingende støtte fra (lokal) politikk på lang sikt, bør biodrivstoff være lik eller slå kostnadsnivået for fossile brensler. Her har algebaserte drivstoff store løfter, direkte knyttet til potensialet for å produsere mer biomasse per arealenhet på et år enn noen annen form for biomasse. Break-even-punktet for algebasert biodrivstoff anslås å skje innen 2025.

Gjødsel

Tangedvendte hager på Inisheer

I århundrer har tang blitt brukt som gjødsel; George Owen fra Henllys skrev på 1500-tallet med henvisning til drivluke i Sør-Wales :

Denne typen malm samler de ofte og legger seg på store dynger, der den hetter og råtner, og vil ha en sterk og avskyelig lukt; når de er så råtne, kaster de på landet, mens de gjør sin muck, og derfra springer det godt mais, spesielt bygg ... Etter vårens tydes eller store rigger av havet, henter de det i sekker på hestryggen og karierer samme tre, fire eller fem miles, og kaste den på landene, som gjør mye bedre bakken for mais og gress.

I dag brukes alger av mennesker på mange måter; for eksempel som gjødsel , jordforbedringsmidler og husdyrfôr. Akvatiske og mikroskopiske arter dyrkes i klare tanker eller dammer og høstes eller brukes til å behandle avløp pumpet gjennom dammer. Algakultur i stor skala er en viktig type akvakultur noen steder. Maerl brukes ofte som jordbalsam .

Ernæring

Dulse, en type spiselig tang

Naturlig voksende tang er en viktig kilde til mat, spesielt i Asia, og får noen til å merke dem som supermat . De gir mange vitaminer, inkludert: A, B 1 , B 2 , B 6 , niacin og C , og er rike på jod , kalium , jern, magnesium og kalsium . I tillegg markedsføres kommersielt dyrkede mikroalger, inkludert både alger og cyanobakterier, som kosttilskudd, slik som spirulina , Chlorella og vitamin-C-tilskudd fra Dunaliella , høyt i betakaroten .

Alger er nasjonale matvarer fra mange nasjoner: Kina forbruker mer enn 70 arter, inkludert fett choy , en cyanobakterie som betraktes som en grønnsak; Japan, over 20 arter som nori og aonori ; Irland, dulse ; Chile , cochayuyo . Laver brukes til å lage laverbrød i Wales , der det er kjent som bara lawr ; i Korea , gim . Det brukes også langs vestkysten av Nord-Amerika fra California til British Columbia , på Hawaii og av Māori i New Zealand . Havsalat og Butare er salat ingredienser i Skottland , Irland, Grønland og Island . Alger blir vurdert som en potensiell løsning for verdens sultproblem.

To populære former for alger brukes i kjøkkenet:

Videre inneholder den alle de ni essensielle aminosyrene kroppen ikke produserer alene

Oljene fra noen alger har høye nivåer av umettede fettsyrer . For eksempel er Parietochloris incisa veldig høyt i arakidonsyre , hvor den når opptil 47% av triglyseridbassenget. Noen varianter av alger favorisert av vegetarisme og veganisme inneholder de langkjedede, essensielle omega-3-fettsyrene , docosahexaensyre (DHA) og eikosapentaensyre (EPA). Fiskeolje inneholder omega-3-fettsyrene, men den opprinnelige kilden er alger (spesielt mikroalger), som spises av det marine livet, som fiskefisk, og som føres opp i næringskjeden. Alger har dukket opp de siste årene som en populær kilde til omega-3-fettsyrer for vegetarianere som ikke kan få langkjedet EPA og DHA fra andre vegetariske kilder som linfrøolje , som bare inneholder kortkjedet alfa-linolensyre (ALA) .

Forurensningskontroll

  • Kloakk kan behandles med alger, noe som reduserer bruken av store mengder giftige kjemikalier som ellers ville være behov for.
  • Alger kan brukes til å fange opp gjødsel i avrenning fra gårder. Når den deretter høstes, kan de berikede algene brukes som gjødsel.
  • Aquaria og dammer kan filtreres ved hjelp av alger, som absorberer næringsstoffer fra vannet i en enhet som kalles en alger skrubber , også kjent som en alger gresskratt.

Agricultural Research Service forskere fant at 60–90% av nitrogenavrenning og 70–100% av fosforavrenning kan fanges opp fra gjødselavløp ved hjelp av en horisontal alge skrubber, også kalt en alggressvasker (ATS). Forskere utviklet ATS, som består av grunne, 100 fots raceways av nylonnetting der algenkolonier kan dannes, og studerte effekten i tre år. De fant at alger lett kan brukes til å redusere næringsavrenningen fra jordbruksmarker og øke kvaliteten på vannet som strømmer i elver, bekker og hav. Forskere samlet og tørket næringsrike alger fra ATS og studerte potensialet som organisk gjødsel. De fant ut at agurk- og maisplanter vokste like bra ved å bruke ATS organisk gjødsel som de gjorde med kommersiell gjødsel. Alger skrubber, ved hjelp av boblende oppstrøms- eller vertikale fossenversjoner, blir nå også brukt til å filtrere akvarier og dammer.

Polymerer

Ulike polymerer kan opprettes fra alger, noe som kan være spesielt nyttig når det gjelder å lage bioplast. Disse inkluderer hybridplast, cellulosebasert plast, poly-melkesyre og biopolyetylen. Flere selskaper har begynt å produsere alge polymerer kommersielt, inkludert for bruk i flip-flops og i surfebrett.

Biomedisinering

De alge Stichococcus bacillaris har blitt sett å kolon silikon-harpikser som anvendes ved arkeologiske; biologisk nedbryting av det syntetiske stoffet.

Pigmenter

De naturlige pigmentene ( karotenoider og klorofyller ) produsert av alger kan brukes som alternativer til kjemiske fargestoffer og fargestoffer. Tilstedeværelsen av enkelte individuelle algpigmenter, sammen med spesifikke pigmentkonsentrasjonsforhold, er takspesifikke: analyse av konsentrasjonene deres med forskjellige analysemetoder, spesielt høyytende væskekromatografi , kan derfor gi dyp innsikt i taksonomisk sammensetning og relativ overflod av naturlig alge populasjoner i sjøvannsprøver.

Stabiliserende stoffer

Carrageenan, fra rødalgen Chondrus crispus , brukes som en stabilisator i melkeprodukter.

Flere bilder

Se også

Referanser

Bibliografi

Generell

  • Chapman, VJ (1950). Tang og deres bruk . London: Methuen. ISBN   978-0-412-15740-0 .
  • Fritsch, FE (1945) [1935]. Algenes struktur og reproduksjon . I & II. Cambridge University Press.
  • van den Hoek, C .; Mann, DG; Jahns, HM (1995). Alger: En introduksjon til fykologi . Cambridge University Press.
  • Kassinger, Ruth (2020). Slime: Hvordan alger skapte oss, plager oss og bare kan redde oss . Mariner.
  • Lembi, CA; Waaland, JR (1988). Alger og menneskelige saker . Cambridge University Press. ISBN   978-0-521-32115-0 .
  • Mumford, TF; Miura, A. (1988). " Porphyra som mat: dyrking og økonomisk". I Lembi, CA; Waaland, JR (red.). Alger og menneskelige saker . Cambridge University Press. s. 87–117. ISBN   978-0-521-32115-0 . .
  • Round, FE (1981). Algenes økologi . London: Cambridge University Press. ISBN   978-0-521-22583-0 .
  • Smith, GM (1938). Cryptogamic Botany . Jeg . New York: McGraw-Hill.
  • Ask, EI (1990). Cottonii and Spinosum Cultivation Handbook . FMC BioPolymer Corporation. Filippinene.

Regional

Storbritannia og Irland

  • Brodie, Juliet; Burrows, Elsie M .; Chamberlain, Yvonne M .; Christensen, Tyge; Dixon, Peter Stanley; Fletcher, RL; Hommersand, Max H .; Irvine, Linda M .; Maggs, Christine A. (1977–2003). Seaweeds of the British Isles: A Collaborative Project of the British Phycological Society and the British Museum (Natural History) . London / Andover: British Museum of Natural History, HMSO / Intercept. ISBN   978-0-565-00781-2 .
  • Cullinane, John P. (1973). Fykologi på sørkysten av Irland . Cork: Cork University Press.
  • Hardy, FG; Aspinall, RJ (1988). Et atlas over tangene i Northumberland og Durham . Hancock Museum, University Newcastle upon Tyne: Northumberland Biological Records Centre. ISBN   978-0-9509680-5-6 .
  • Hardy, FG; Guiry, Michael D .; Arnold, Henry R. (2006). En sjekkliste og Atlas of the Seaweeds of Britain and Ireland (Revised ed.). London: British Phycological Society. ISBN   978-3-906166-35-3 .
  • John, DM; Whitton, BA; Brook, JA (2002). Ferskvannsalgfloraen på de britiske øyer . Cambridge / New York: Cambridge University Press. ISBN   978-0-521-77051-4 .
  • Knight, Margery; Parke, Mary W. (1931). Manx Algae: En Algal Survey of the South End of the Isle of Man . Liverpool Marine Biology Committee Memoirs on Typical British Marine Plants & Animals. XXX . Liverpool: University Press.
  • Morton, Osborne (1994). Marine Alger i Nord-Irland . Belfast: Ulster Museum. ISBN   978-0-900761-28-7 .
  • Morton, Osborne (1. desember 2003). "The Marine Macroalgae of County Donegal, Ireland". Bulletin of the Irish Biogeographical Society . 27 : 3–164.

Australia

New Zealand

  • Chapman, Valentine Jackson; Lindauer, VW; Aiken, M .; Dromgoole, FI (1970) [1900, 1956, 1961, 1969]. Marinealgene i New Zealand . London / Lehre, Tyskland: Linnaean Society of London / Cramer.

Europa

  • Cabioc'h, Jacqueline; Floc'h, Jean-Yves; Le Toquin, Alain; Boudouresque, Charles-François; Meinesz, Alexandre; Verlaque, Marc (1992). Guide des algues des mers d'Europe: Manche / Atlantique-Méditerranée (på fransk). Lausanne, Suisse: Delachaux et Niestlé. ISBN   978-2-603-00848-5 .
  • Gayral, Paulette (1966). Les Algues de côtes françaises (manche et atlantique), forestillinger fondamentales sur l'écologie, la biologie et la systématique des algues marines (på fransk). Paris: Doin, Deren et Cie.
  • Guiry, Michael. D .; Blunden, G. (1991). Tangressurser i Europa: bruk og potensial . John Wiley & Sons. ISBN   978-0-471-92947-5 .
  • Míguez Rodríguez, Luís (1998). Algas mariñas de Galicia: Bioloxía, gastronomía, industria (på galisisk). Vigo: Edicións Xerais de Galicia. ISBN   978-84-8302-263-4 .
  • Otero, J. (2002). Guía das macroalgas de Galicia (på galisisk). A Coruña: Baía Edicións. ISBN   978-84-89803-22-0 .
  • Bárbara, I .; Cremades, J. (1993). Guía de las algas del litoral gallego (på spansk). A Coruña: Concello da Coruña - Casa das Ciencias.

Arktis

  • Kjellman, Frans Reinhold (1883). Alger i det arktiske hav: En undersøkelse av arten, sammen med en redegjørelse for de generelle karakterene og utviklingen av floraen . 20 . Stockholm: Kungl. Svenska vetenskapsakademiens handlingar. s. 1–350.

Grønland

  • Lund, Søren Jensen (1959). Marinealgene i Øst-Grønland . Kövenhavn: CA Reitzel. 9584734.

Færøyene

  • Børgesen, Frederik (1970) [1903]. "Marine Alger". I Warming, Eugene (red.). Botany of the Faröes Based Upon Danish Investigations, del II . København: Det nordiske Forlag. s. 339–532. .

Kanariøyene

  • Børgesen, Frederik (1936) [1925, 1926, 1927, 1929, 1930]. Marine Alger fra Kanariøyene . København: Bianco Lunos.

Marokko

  • Gayral, Paulette (1958). Algues de la côte atlantique marocaine (på fransk). Casablanca: Rabat [Société des sciences naturelles et physiques du Maroc].

Sør-Afrika

  • Stegenga, H .; Bolton, JJ; Anderson, RJ (1997). Tang på den sørafrikanske vestkysten . Bolus Herbarium, University of Cape Town. ISBN   978-0-7992-1793-3 .

Nord Amerika

Eksterne linker