Einleitung Kryptogamen (Seite 1-7)
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Systematische Biologie Blaualgen & Algen Cristina Obrist Dez.2003 Einleitung Kryptogamen (Seite 1-8) Kryptogamen: Alle sporenbildende Pflanzen (Algen, algenähnliche Pilze, Pilze, Flechten) Abteilung → Klasse → Ordnung → Familie → Gattung → Art →Varietät (phylum) (classis) (ordo) (familia) (genus) (species) (varietas) Endosymbionten Theorie Prokaryonten Eukaryonten * Bakterien & Blaualgen *alle übrigen Lebewesen (Algen, Moose, Flechten, Pilze, höhere Pflanzen& Tiere) *keinen echten, von einer Hülle umgebenen Zellkern * Zellkern mit Kernhülle *keine Organellen→ keine klare Arbeitsteilung *Kern, Mitochondrien, Plastiden, GolgiApparat & endoplasm. Reticulum→ Arbeitsteilung *Assimilationsprodukt(Glykogen) in losen Thylakoidstapeln der äußeren Plasmaschicht (Chromatoplasma) * Assimilationsprodukt(Stärke) in Chromatophoren *Protoplast ist aufgeteilt in äußeres Chromatoplasma & inneres, farbloses Chromatoplasma mit Kernsubstanz *Protoplast ist aufgeteilt in Zellkern & Zytoplasma *asexuelle Vermehrung( Zellteilung, Sporen, Hormogonien) *sexuelle & asexuelle Vermehrung Theorie: Die Organellen(Chloroplasten (aus Blaualgenzellen), Mitochondrien( aus Bakterien) in eukaryontischen Zellen sind aus unabhängigen , frei lebenden Prokaryonten hervorgegangen. Zuerst lebten diese als Symbionten in der Wirtszelle & schliesslich langsam & kontinuierlich zu den heutigen Organellen umgewandelt. → Mereschkowsky (1905) hat daraus Endophytie aufgebaut Bsp. um Evolution nachzuziehen (S.4): Geosiphon pyriformae (Pilz) Glaucocystis & Cyanophora (Süsswasseralgen) 1 Systematische Biologie Blaualgen & Algen Cristina Obrist Dez.2003 Abteilung Cyanobacteria – Blaualgen (Seiten 9-16) * Prokaryonten, die Photosynthese betreiben, einige können Stickstoff fixieren (in Heterocysten,z.B NostocArten), zur N-Fixierung braucht es anaerobe Bedingungen, das Enzym Nitrogenase sehr empfindlich gegen Sauerstoff ist, also keine Photosynthese in Heterocysten→ Reisertrag steigern mit Hilfe des Wasserfarns Azolla, in dessen Gewebehöhle die Blaualge Anabaena azollae in Symbiose lebt & Stickstoff fixiert *sehr alte Organismen (mehr als 1000Mio.Jahre)→erste Sauerstoffbildung, dadurch konnten sich höhere Lebewesen entwickeln *können extreme Standorte besiedeln (sehr widerstands-und anpassungsfähig), oft Erstbesiedler *höchste Organisationsstufe: Fäden *Nahrungsgrundlage für Plankton *Pigmente der Gruppe der Phycobiliproteine: Phycocyan-c, roter Farbstoff Phycoerytrin-c Chlorophyll-a, β-Carotin & Xanthophylle *asexuelle Fortpflanzung, jedoch Genmaterialaustausch durch Transformation & Konjugation *Thallus (Lager) besteht aus Vielzahl geordneten oder ungeordneten Zellen, in einer mehr oder weniger dichten Gallerthülle→ lockere Zellverbände(Coenobien) *Problematisch: Algen- oder Wasserblüten, meistens wegen Überdüngung (Microcystis-Art verursachte z.B Fischsterben im Baldeggersee) Ordnung Chroococcales Einzellige, meistens Kolonien bildende Blaualgen. Sie sind kugelig bis ellipsoid & vermehren sich durch einfache Zellteilung. Bsp. Massenauftreten von Microcystis-Arten in überdüngten Seen & Teichen→ Algenblüte, große Schäden an Fauna Ordnung Pleurocapsales Flache bis fadenförmige Lager auf Steinen oder Schneckenhäuser in stehenden und fließenden Gewässern. Vermehrung durch Endosporen. Ordnung Dermocarpales Keine vegetative Zellteilung, Vermehrung teils durch Endosporen, teils durch Exosporen. Stehen Chroococcales nahe. Auf kokkalen Entwicklungsstufe stehengeblieben. Ordnung Hormogonales (Oscillatoriales) Filmamentös organisiert. Fortpflanzung durch mehr-bis vielzellige Trichomstücke (Homogonien). 14 Familien→ Bsp. Nostocaceae→Nostoc Oscillatoriaceae→ Gattungen Oscillatoria rubescens & Phormidium (Bsp.!) Anabaena Rivularia→Trichome nehmen von der Basis zur Spitze hin in der Breite ab, jeder Faden hat basale Heterocyste Stigonemataceae→Im Unterschied zu den oben aufgeführten Familien echt verzweigt und teilweise auch mehrreihige Trichome. Bsp. Spirulina sp.: tritt massenhaft in warmen, tropisch-subtropischen Gewässern mit hohem Natriumbicarbonatgehalt auf . In Afrika beim Taschadsee dient Spirulina platensis als Nahrungsmittel (getrocknet für Saucen & Hirsegerichte, hoher Proteingehalt. Ebenfalls in .Mexiko Nahrungsmittel. 2 Systematische Biologie Blaualgen & Algen Cristina Obrist Dez.2003 Abteilung Prochlorophyta (Seiten 17 & 18) Die Abteilung der Prochlorophyta ist eine künstliche Einteilung. Vorläufer von Chloroplasten grüner Algen & höherer Pflanzen. Sind Prokaryonten, unterscheiden sich jedoch von Cyanobakterien. Thylakoide in Stapeln, enthalten Chlorophyll a und b B-Carotin & verschiedene Xanthophylle, hingegen keine Phycobiline DNA in ganzen Protoplast verteilt Prochlorophyta Prochloron Gattungen Prochloron & Prochlorococcus sind Meeresbewohner Gattung Prochlorothrix ist Süßwasseralge Prochlorococcus Prochlorthrix P. hollandica Abteilung Glaucophyta Glaucophyta erstes Glied der Evolutionskette der Eukaryota. Bevor man genauere Genomanalysen machen konnte, wurden sie als Einzeller angesehen, die eine Blaualge (Cyanellen) in ihrem Innern als Symbiont haben. Mit der Entdeckung der Abteilung Prochlorophyta und Glaucophyta rückte man von der Idee ab, vom Prokaryont zum Eukaryont habe ein einmaliger einzelner Entwicklungsschritt stattgefunden. Die Hypothese einer mehrfachen, parallelen Entstehung der Chloroplasten scheint heute wahrscheinlicher. 3 Systematische Biologie Blaualgen & Algen Cristina Obrist Dez.2003 Einführung Algen (Seiten 19-26) Allg. Def.: Algen sind ein- bis vielzellige, verschieden gefärbte, autotrophe Wasserpflanzen, deren Gameten und sporenbildende Organe in der Regel einzellig sind und eventuell Hüllen aus sterilen Zellen besitzen. Die Zygote der Alge wird immer freigesetzt, sie entwickelt sich also niemals innerhalb der weiblichen Sexualorgane. Bei niederen Algengruppen sind Fortpflanzungszellen (Gameten, Sporen) begeißelt, bei höheren Algen meist nur noch die männlichen Gameten. Die Algen werden nach ihren Pigmenten in Abteilungen und Klassen aufgetrennt, innerhalb der Klassen wiederum aufgrund ihrer Organistionsstufen . Monadoide Organisationsstufe ( Flagellaten): 1,2 od mehrere Geißeln, keine feste Zellwand, können schwimmen ↓ Rhizopodiale Organisationsstufe: kriechen ↓ Kapsale Organisationsstufe: keine feste Zellwand, in Schleimschicht eingebettet, ohne Geißel ↓ Kokkale Organisationsstufe :feste Zellwand, „Basis für höhere Stufen“ ↓ ↓ Trichale Organisationsstufe: Siphonale Organisationsstufe: nur Zellkerne vermehren sich, seltne entstehet Teilung nur in einer Raumzellteilende Wand richtung, Zellfaden ↓ Thallöse Organisationsstufe: Teilungen in mehrere Richtungen des Raumes Verwndung von Algen Pflanzendüngung: in Küstengebieten hauptsächlich getrocknete Braunalgen, hoher Klaigehalt, geeignet für Wurzelgewächse Tierernährung: Algenmehl, hoher Gehalt an Mineralstoffen. Rohproteine jedoch schlecht verdaulich & Faseranteil tief Menschliche Ernährung: Aus Rotalge Porphyra Herstellung von Nori (japan),Kim (Korea), Zicai ( China)→Hülle für Reis , Fisch , Würze für Suppen & Saucen….In Japan Herstellung von Kombu aus Braunalge Laminaria Japonica→ als Gemüse, Mehl, Gewürz…..Allen Algen gemeinsam ist der hohe Gehalt an Vitamin A & B, Protein & Mineralsalzen. Glukoside sind schlecht bis nicht verdaulich Technisch industrielle Verwendung: Jod wird aus Algen extrahiert, Geliermittel aus Rotalgen, Agar ( für Bakterien & Pilzsubstrate in der Medizin & Biologie) wird aus den Algen Gelidium & Gracilaria extrahiert, Verwendung in der Kosmetik, Lebensmittelindustrie & Pharmazie, Indikatoren für Wasserqualität in Kläranlagen 4 Systematische Biologie Blaualgen & Algen Cristina Obrist Dez.2003 Abteilung Chromophyta (Seiten 27-40) Als Assimilationspigmente zur Hauptsache Xanthophyll und daneben Chlorophyll a, kein Chlorophyll b Verschiedene Polysaccharide & teilweise Fett als Assimilations- -und Reserveprodukte. Klasse der Dinophyceae enthält als Ausnahme auch Stärke 5 Klassen (Aufteilung innerhalb der Klassen aufgrund Organisationsstufen) Klasse Chrysophyceae zwei goldgelbe bis braune Plastiden ( mit Fucoxanthin und Glutein), Chlorophyll a,c & B-Carotin Öle und Chrysolaminarin als Assimilationsprodukte Phlyogentische Entwicklung vom Flagellat bis zum Faden (trichale Organisationsstufe) 5 Ordnungen Ordnung Chrysomondales Meist Flagellaten Dinobryon-Arten kommen im Plankton der Seen & Teichen vor Chrysochromulina sind Arten des Meersplankton (Def. Plankton: Gesamtheit der im Wasser schwebenden, mikroskopisch kleinen Lebewesen, passive Verbreitung durch Strömung, setzt sich aus pflanz.( Pytoplankton) und tierischem Plankton (Zooplankton) zusammen) 1988 verursachte C.polylepis Algenblüte in Nord- und vor allem Ostsee. Stickstoff- und Phosphorzufuhr aus Landwirtschaft wichtigste Ursache für Massenvermehrung. Chromulina Arten in kleinen, stehenden Gewässern Ordunug Rhizochrysidales Rhizopodial organisiert In Torfmooren als schleimige Überzüge Etliche Arten sind tierischen Organismen ähnlich→ Vermutung liegt nahe, dass ein Teil der tierischen Rhizopoden daraus entstanden ist Einige Arten bilden Plasmodien (z.B. Myxochrysis paradoxa). Myxochrysis Vorgänger der Myxomycetes, wobei Anpassung an Leben an Land und Verlust der Chromatophoren stattgefunden hat. Ordnung Chrysocapsales Kapsal organisiert, z.B. Hydrurus foetidus in rasch fließenden Gebirgsgewässern Wahrscheinlich aus Chrysomondales entstanden Ordung Chrysosphaerales Kokkal organisiert Plankton in Seen und Meeren Ordung Phaeothaminales (Chrysotrichales) Trichal organisiert, seltene Alge des Süßwassers und der Meere. 5 Systematische Biologie Blaualgen & Algen Cristina Obrist Dez.2003 Klasse Xanthopyceae Meist Flagellaten, charakteristisch ist, dass alle monadoiden Stadien zwei ungleich lange Geißeln haben: Flimmergeißel (pleuronematisch) und Peitschgeißel (akronematisch) = heterokont Trennung von anderen Klassen aufgrund Farbe der Plastiden. Bei den X. sind sie grün, enthalten Cholorphyll a,c und e, B-Carotin und für diese Klasse typisches Pigment Heteroxanthin Von Flagellaten bis zur trichalen & siphonalen Organisationsstufe alle Typen vorhanden Klasse Bacillariophyceae (Kieselalgen) Xanthophylle, Chlorophyll a & c, B-Carotine, Reservestoffe Manitol & Laminarin Immer diploid (2N) Fast ständing in besonderem Stadium, der Kieselzyste: in kokkaler Os ( Einzelzellen od. Coenobien), die aus Kieselsäure bestehenden Wänden umschliessen den Protoplasten in Form von zwei Schalen : Epitheka ( größerer Teil) & die kleinere Hypotheka Vermehrung: Epitheka und Hypotheka weichen auseinander, Protoplast trennt sich, und für jeden Tochterprotoplast wird eine neue Hypotheka gebildet→ Zellen werden so immer kleiner, irgendwann artspez. Minimalgröße, danach sexuelle Fortpflanzung Nach ihrer Gestalt Unterteilung in 2 Ordnungen Pennales Zygomorph gebaut, können sich bewegen : V-förmige Vertiefung (Raphe) an deren Ende Zytoplasma austritt ,der Raphe entlanggleitet und am anderen Ende wieder eintritt( durch diese Fliessbewegung Fortbewegung möglich) Diathomeen gehören zu den wichtigsten Plantonbildnern. Im Erdzeitalter der Kreide durch Sedimentierung mächtige Ablagerungen von Kieselgur bebildet. Centrales Zentrale Schalenstruktur, keine Eigenbewegung ( keine Raphe), schon im Gestein des Jura nachweisbar Klasse Phaeophyceae ( Braunalgen) Hoch entwickelte Algen, einfachste Form ist die trichale Biochemisch nahe verwandt mit den Chrysophyceae : Chlorophyll a & c, Fucoxanthin und Diatoxanthin, als Reservestoffe D-Mannit und Laminarin, keine Stärke Hinsichtlich Fortpflanzung sehr verschieden zu den anderen Chromophyta ( reine Haplonten oder reine Diplonten, keinen Generationsw.) , bei Braunalgen gibt es aber haplodiplonten (heterophasicher Gw.), der Gw. kann isomorph oder heteromorph(anisomorph sein) Nur Fucales reine Diplonten Oekologie Phaeophyceae meist festsitzende, makroskopische Algen im litoralen Lebensraum Fast ausschließlich Meeresalgen, größte Artenvielfalt in kalten Meeren der nördlichen Hemisphäre Einteilung nach bevorzugtem Lebensraum: Subralitorale Algen, wachsen oberhalb Hochwasserlinie, nur von Brandung bespritzt…litorale Algen wachsen in Brandungszone ( Ebbe/Flut), Fucus-Arten & Chorda Filum… sublitorale Algen( die meisten Laminaria-Arten) unterhalb Niedrigwasserlinie, meist mit Rhizoid am Substrat festgewachsen, etliche haben Schwimmblasen Bsp.: Sargassum fluitans und S.natans vermehren sich stark im offenen Meer und bilden Saragossosee im Atlantischen Ozean westlich von Afrika zwischen Westindien und Azoren….vor Westküste Nordameikas liegen „KelpBette“, Alge Macrocystis & Nereocystis Wirtschaftliche Bedeutung der Algen heute in der Gewinnung von Alginaten(Geliermittel),Alginsäure, und Dünger, selten als Grundlage zur Herstellung von Jod und anorganischen Salzen 6 Systematische Biologie Blaualgen & Algen Cristina Obrist Dez.2003 Systematik 3 Ordnungsgruppen mit 11 Ordnungen (Algen mit isomorphem Gw. am Anfang, gefolgt von denjenigen mit heteromorphem Gw. & am Schluss die nur diplontischen Tange) ISOGENERATAE (isomorpher Gw.) HETEROGENERATAE (heteromorpher Gw.) CYCLOSPORAE (kein Gw.) ISOGENERATAE (isomorpher Gw.) 5 Ordnungen: Ectocarpales, Sphacelariales, Cutleriales, Tilopteridales, Dictyotales Bsp.: Dictyota dichotoma aus Familie Dictyotaceae HETEROGENERATAE (heteromorpher Gw.) stark entwickelte Sporophyten, morphologisch und anatomisch stark differenziert 5 Ordnungen: Chordariales,Sporochnales,Desmarestiales,Dictyosiphonales, Laminariales wichtigste Gattung ist Laminaria mit über 30 Arten in allen kälteren Meeren: haplodiplontischer Gw., Befruchtungsmodus Oogamie, Fortpflanzungssystem eine morphologische Diözie CYCLOSPORAE (kein Gw.) diploider Thallus, der in Haftorgane, Stängel und assimilierende Blattfläche differenziert ist nur eine Ordnung: Fucales mit über 300 Gattungen( z.B. Fucus und Saragassum) Bsp. Fucus platycarpus und vessicolus (Blasentang) Klasse Dinophyceae meisten Algen gehören zur monadoiden Os., aber auch kokkal und trichal organisierte Algen haben 2 ungleiche, hetero-dynamische Geisseln Chlorophyll a und c, B-Carotin sowie gewisse Xanthophylle, Resevestoff ist Stärke Es lässt sich Verwandtschaft mit Bakterien vermuten, da Chromatin am Ende der Telophase nicht entschraubt wird, sondern kondensiert bleibt Nach morphologischen und entwicklungsgeschichtlichen Aspekten in 3 Unterklassen unterteilt: 1. 2. 3. Haplodinophycidae - bewegliche Zellen mit zwei apikalen Geißeln Dinophycidae – bewegliche Zellen mit zwei ventralen Geißeln (mikroskopische Algen) Blastodinophycidae – parasitisch, morphologisch vereinfachte Form Haplodinophycidae Geisseln entspringen am Scheitel des Protoplasten & haben heterodynamische Bewegung Höher organisierte Formen besitzen zweiteiligen Panzer Dinophycidae Alle Entwicklungsstufen von monadoid bis trichal Monadoide Typen und Zoosporen höher organ. Formen sind elliptisch, seitlich zusammengedrückt, mit 2 Geißeln( in einer Quer -und einer Längsfurche gelagert), Geißeln entspringen an Kreuzungsstelle der 2 Furchen Nach Entwicklungsstufe in 5 Ordnungen geteilt Beispiele: Noctiluca miliaris (2mm,kugelig bis nierenförmig, in allen Meeren, verursachen Meeresleuchten in der Nacht Rote Wasserblüten schon lange in den Buchten der japanischen und russischen Küsten beobachtet. Die Algen produzieren aber oft Toxine, die Flora und Fauna abtöten & über Nahrungskette eine Gefahr für Menschen darstellen: (Bsp. 1980 &1982 Noctiluca miliaris, bildet aber keine Toxine) 7 Systematische Biologie Blaualgen & Algen Cristina Obrist Dez.2003 Die meisten Ceratium -Arten sind Plankton der Meere und gehören zu den wichtigsten Produzenten organischer Stoffe im Wasser Gonyaulax catnella bildet Ketten, bei Massenvermehrung (Küstengewässer warmer Meere) rote Verfärbung ( Juli1984 bei Faröer-Inseln rot-braune Algenblüte durch Gonyaulux excavata. 3 Tage später 77% der Fische in Fischzuchten tot. Diese Alge produziert starke Gifte die zum Paralytic Shellfish Poisoning führen. Gefahr für Menschen über Nahrungskette, in Sommermonaten am Mittelmeer keine Muscheln essen. Algenblüte wurde wahrscheinlich durch die besonderen klimatischen Bedingungen, aber auch durch Überdüngung des Meeres verursacht. Scheinbar Zusammenhang zwischen Toxinbildung und Temp. des Meeres ) Blastodinophycidae Künstlich geschaffene Gruppe, alle parasitischen Formen der Dinophyceae Leben im Innern oder an der Oberfläche verschiedener Meerestiere und Kieselalgen 8 Systematische Biologie Blaualgen & Algen Cristina Obrist Dez.2003 Abteilung Rhodophyta – Rotalgen (Seiten 41-46) Chlorophyll d & a, Assimilationspigmente R-Phycoerythrin, R-Phycocyanin, Farbstoffe Phykobiline, Florideen-Stärke als Assimilationsprodukte Völliges Fehlen von Begeißelung Systematik Einfachste Formen nicht die ursprünglichsten →Systematik der Rhodophyta daher künstlich Nur 1 Klasse: Rhodophyceae 2 Unterklassen: Bangiophycidae: Zygote trennt sich direkt in Karposporen,1 Ordnung Florideophycidae: Zygote bildet sporogenen Fäden, die dann Karposporen produzieren, Wachstum mittels Scheitelzellen, 6 Ordnungen Entwicklungszyklus Oogamie Fortpflanzungszyklus vollständig ( heterophasisch mit isomorphen Partnern und einer diploiden heteromorphen Zwischengeneration) oder reduziert (Seite 42) (Zeichnung von Hand) Bsp. für vollständigen Zyklus: Polysiphonia, mit 150 Arten in allen Meeren vertreten Porphyra, flache, stark rot gefärbte Alge, bezeichnet nur haploiden Teil Batrachospermum,ca.50 Arten in Süßwasser Hildenbrandia rivularis, im Süßwasser in schnellfliessenden Gewässern Ökologie Hauptsächlich in wärmeren Meeren, in klaren Gewässern wachsen sie bis 200m Tiefe ( rote Pigmente können grünes Licht, welches sehr gut durch dicke Wasserschichten drängt, am besten verwerten) Rotalgen für Lebensmittelindustrie wichtig→ Gewinnung von Agar -Agar durch Auskochen ( in Ostasien vor allem Rotalgen der Gattung Gelidium, in Europa Gelier -und Bindemittel auch aus Fucllaria und Chondrus) 9 Systematische Biologie Blaualgen & Algen Cristina Obrist Dez.2003 Abteilung Chlorophyta – Grünalgen (Seiten 47-60) Chlorophyll a und b ( wie Moose, Farne & höhere Pflanzen), Reservestoffe Stärke und Öle Grundtyp ist Flagellat mit akronematischen ( 2 gleichen, glatten, langen) & homodynamischen ( gleichschlagend) Geisseln Fortpflanzung: Kopulation von Gameten aus einzelligen Gametangien, ♂ Gamet stets begeißelt, ♀ Gamet kann auch unbeweglich sein Mehrzahl lebt in Süßwasser, aber auch Grünalgen, die ausgesprochene Landpflanzen sind Zygote meist derbwandige, rundliche Dauerzelle, kann durch Haematochrom rot gefärbt sein 3 Klassen Klasse Chlorophyceae typische Grünalgen, die meisten sind Haplonten in der Regel nur einen Zellkern pro Zelle vorwiegend Süßwasseralgen 6 Ordnungen nach der morphologischen Entwicklungsreihe Volvocales (monadoid) Tetrasporales (Übergang monadoid- kokkal) Chlorococcales (kokkal) Ulotrichales ( trichal bis thallös) Bryopsidales (siphonal) Siphonocladales (siphonokladal) Ordnung Volvocales monadoide Organisationsstufe, haben aber Zellwand ( im Gegensatz zu den Chrysophyceae) Haplonten mit vegetativer Fortpflanzung durch Zoosporen Meistens Isogamie, teilweise physiologische Diözie, aber schon alle Übergänge bis zur typischen Oogamie vertreten 4 Unterordnungen mit 11 Familien Unterordnung Chlamydomonadaceae Gattung Chlamydomonas im Süsswasser und in feuchter Erde sehr häufig ( Zyklus S.48) Rote Verfärbung von Schnee im Hochgebirge im Frühjahr und Sommer→ Massenvermehrung der Chlamydomonas nival, bei der Hämatochrom die grünen Pigmente maskiert, auf Schnee, welcher auf saurere Unterlage ( z.B. Granit pH3-6) abgelagert ist Grüne Verfärbung von Schnee in der Tatra durch C.flavovirens In Kalkgebirgen grüne Verfärbung durch Raphidonema- und Koliela-Arten Unterordnung Haematococceae In Steinmulden, vermehren sich stark in angesammeltem Regenwasser & bilden beim Austrocknen gelbe bis rote Überzüge Unterordnung Volvocaceae Volvox- Arten haben noch Geißeln, sind aber in Zellverbänden organisiert→ haben also Zwischenstellung zwischen monadoid und kapsal, mit kokkaler Tendenz, da sie auch Zellwände haben Zellverbände bilden Volvox-Kugel – Zellen im hintern Teil dienen Fortpflanzung, die Zellen des vorderen Hälfte der Photosynthese und der Bewegung→ Kugel polar differenziert ( man kann fast schon von mehrzelligem Individuum sprechen) 10 Systematische Biologie Blaualgen & Algen Cristina Obrist Dez.2003 Ordnung Tetrasporales Zwischenstellung: Übergang zu Volvoccales und zu Chlorococcales fliessend Zellen echte Zellwand, unbeweglich, trotzdem Bau eines Flagellaten mit Gallertgeisseln (Pseudocilien)(→sind unbeweglich und scheinbar nutzlos, bei „echte“ Flagellaten sind diese nicht vorhanden) Ordnung Chlorococcales Im vegetativen Stadium keine Geisseln und Pseudocilien mehr, leben einzeln oder in Kolonien Protoplast keine Flagellatstrukturen mehr Weite Verbreitung, sogar auf Eis und Gletschern, Plankton von ruhigen Binnengewässern, bedeutender Anteil an Selbstreinigun dieser Gewässer Chlorella und Scenedesmus- Arten ( schnellwachsend) für Nahrung - und Futtermittelherstellung oder Herst. technischer Rohstoffen verwendet) Pediastrum-Arten im Süßwasser- Plankton sehr häufig Ordnung Ulotrichales Einfachste Formen fadenförmig , die höchsten haben einen Gewebethallus Vegetative Teilung (Wachstum des Fadens) durch Teilung des Protoplasten Vegetative Vermehrung durch Zoosporen, geschlechtliche Fortpflanzung von Isogamie bis Oogamie 5 Unterordnungen Unterordnung Ulotichineae Bsp.: Ulotrix Ulva latuca, Meeressalat (isomorpher, heterophasischer Generationswechsel) Unterordnung Oedogoniineae 3 besondere Merkmale: besondere Art der Zellteilung, von Zoosporen und eine einzigartige sexuelleFortpflanzung ( S.51 ??????) Zellteilung:? Asexuelle Fortpflanzung: in der Haplophase→ Umwandlung einer beliebigen Zelle in ein Zoosporangium mit einzelner Zoospore Sexuelle Forfpflanzung: Oogamie (Zyklus Seite 52) Ordnung Bryopsidales- Schlauchalgen gemeinsames Merkmal ist die coenocystische, polyenergide (vielkernige) Organisation Vermehrung durch Zoosporen oder Aplanosporen, sexuelle Fortpflanzung durch Gametenkopulation Diploid, teilweise mit Generationswechsel Vorwiegend Meeresalgen in wärmeren Gebieten 2 Unterordnungen: Dasycladineae, 1 Familie, Bryopsidineae, 6 Familien Beispiele: Codium tormentosum: in allen Meeren ausser des Arktischen. Codium bursa, Meeresball Halimeda: in topischen und temperierten Meeren Alle aus Familie Codiaceae (Bryopsidineae) Beispiele: 10 Gattungen, etliche nur fossil bekannt, bekannteste Gattung ist Acetabularia (Schirmalge)( Familie Dasycladaceae, Unterordnung Dasycladineae) A. mediterranea braucht 2-3 Jahre zur Entwicklung 11 Systematische Biologie Blaualgen & Algen Cristina Obrist Dez.2003 Ordnung Siphonocladales grosse, vielkernige Zellen(siphonal) Vermehrung durch Bildung von Querwänden, werden morphologisch zu der siphonokladalen Organisationsstufe gestellt Gameten & Zoosporen werden in Zellen gebildet, die keinen sichtbaren Unterschied zu anderen aufweisen Beispiel: Cladophora (Cladophoraceae-Siphonocladales), in Europa 27 marine, 11 Süsswasserarten Klasse Conjugatophyceae – Jochalgen Klare Abtrennung von den beiden anderen Klassen wegen ihrer eigenartigen sexuellen Vermehrung: Konjugation (Gametangiogamie) Umwandlungen einer vegetativen Zelle ohne äußerliche Veränderung in ein Gametangium, Inhalte zweier Gametangien vereinigen sich zur Zygote Isogametangiogamie: 2 Kopulationspaillen wachsen aufeinander zu, in der Mitte entsteht Zygote Anisogametangiogamie: Zygote kommt in das eine oder andere Gametangium Zweite Art der Fortpflanzung: Heraustreten der Protoplasten aus den beiden Gametangien und Verschmelzung zu einer Kopulationsblase, wird durch Kernverschmelzung zur Zygote Also keine durch Geißeln bewegliche Fortpflanzungszellen Alle sind Haplonten, nur Zygote ist diploid Viele sind Ein- oder Zweizeller Keine monadoiden Typen Alle in Süßwasser Beispiel: Spirogyra Klasse Charophyceae - Armleuchtergewächse Höchst entwickelte Algen Man könnte sie als eigene Abteilung aufführen, außer den Pigmenten und den Assimilationsprodukte Stärke nichts mit den anderen 2 Klassen gemeinsam 1 Ordnung mit 3 Familien, 2 davon aber nur fossil bekannt Wachstum & Vermehrung Algenfaden wächst mit Scheitelzelle, die abwechslungsweise eine konkave(Teilung → Nodium) und eine konvexe( Längenwachstum ohne Teilung→ Internodium) Zelle bildet Sexuelle Fortpflanzung durch eine Art Oogamie Ökologie In stehenden oder langsam fliessenden Gewässern Als Dünger verwendet Nahrung für Wasservögel Unerwünscht in Trinkwasserreservoirs, riechen bei Zersetzung unangenehm 12 Systematische Biologie Blaualgen & Algen Cristina Obrist Dez.2003 Flagellaten unsicherer systematischer Stellung ( Seiten 61 & 62) Flagellaten werden in der Phylogenie der Pflanzen an den Anfang gestellt, aus ihnen sind die geissellosen Algen und schliesslich Gefässpflanzen entstanden. Es gibt aber Flagellate mit ganz anderen morphologischen, physiologischen & biochemischen Merkmalen als diejenigen der Flagellaten, die uns zu höheren Entwicklungsstufen führen→ Einteilung in Abteilungen und Klassen also rein künstlich 3 Klassen: Euglenophyceae, Cryptophyceae, Chloromonadophyceae Grenzbereich Pflanze/Tier Klasse Euglenophyceae grosse Flagellaten mit einem komplizierten inneren und äusseren Bau eine nach vorn gerichtete Flimmergeissel (pleuronematisch) und einer glatten (akronematisch), nach hinten gerichtete Geissel → heterodynamisch ernähren sich teilweise phagotroph Vermehrung durch Längsteilung, sexuelle Reproduktion unbekannt Beispiel: Euglena viridis , hauptsächlich in verunreinigten Gewässern Klasse Cryptophyceae Zwei Peitschgeisseln und eine Art Schlund Chlorophyll a & c, B-Carotin und Diatoxantin, teilweise Phycoerythrin und Phycocyanin Vermehren sich durch Längsteilung, geschlechtliche Fortpflanzung fehlt vollständig Klasse Chloromonadophyceae Relativ grosse Flagellaten (0.1mm) Chlorophyll a, B-Carotin und 3 Xanthophylle Sehr empfindliche Haut, werden daher bei der kleinsten Verschlechterung der Lebensbedingung abgetötet (Wasserverschmutzung) Im Plankton von sauberen Teichen, Tümpeln & Mooren 13
