Alger -Algae

Alger
En uformel betegnelse for en mangfoldig gruppe af fotosyntetiske eukaryoter
Tidsmæssigt interval:
Mesoproterozoikum – til stede
En række alger, der vokser på havbunden i lavt vand
En række alger, der vokser på havbunden i lavt vand
En række mikroskopiske encellede og koloniale ferskvandsalger
En række mikroskopiske encellede og koloniale ferskvandsalger
Videnskabelig klassifikationRediger denne klassifikation
Grupper inkluderet
Typisk ekskluderet:

Alger ( / ˈ æ l , ˈ æ l ɡ / ; ental alge / ˈ æ l ɡ ə / ) er en uformel betegnelse for en stor og forskelligartet gruppe af fotosyntetiske eukaryote organismer . Det er en polyfyletisk gruppe, der inkluderer arter fra flere forskellige klader . Inkluderede organismer spænder fra encellede mikroalger , såsom Chlorella , Prototheca og kiselalger , til flercellede former, såsom kæmpetangen , en stor brunalge , som kan vokse op til 50 meter (160 fod) i længden. De fleste er akvatiske og autotrofe (de genererer føde internt) og mangler mange af de forskellige celle- og vævstyper, såsom stomata , xylem og floem , der findes i landplanter . De største og mest komplekse marine alger kaldes tang , mens de mest komplekse ferskvandsformer er Charophyta , en opdeling af grønalger , som omfatter for eksempel Spirogyra og stenurt .

Ingen definition af alger er generelt accepteret. En definition er, at alger "har klorofyl a som deres primære fotosyntetiske pigment og mangler en steril dækning af celler omkring deres reproduktive celler ". Ligeledes er de farveløse Prototheca under Chlorophyta alle blottet for klorofyl. Selvom cyanobakterier ofte omtales som "blågrønalger", udelukker de fleste myndigheder alle prokaryoter fra definitionen af ​​alger.

Alger udgør en polyfyletisk gruppe, da de ikke inkluderer en fælles forfader, og selvom deres plastider synes at have en enkelt oprindelse, fra cyanobakterier, blev de erhvervet på forskellige måder. Grønne alger er eksempler på alger, der har primære kloroplaster afledt af endosymbiotiske cyanobakterier. Kiselalger og brunalger er eksempler på alger med sekundære kloroplaster afledt af en endosymbiotisk rødalge . Alger udviser en bred vifte af reproduktionsstrategier, fra simpel aseksuel celledeling til komplekse former for seksuel reproduktion .

Alger mangler de forskellige strukturer, der karakteriserer landplanter, såsom phyllider (bladlignende strukturer) af moser , rhizoider af ikke- vaskulære planter og rødder , blade og andre organer , der findes i tracheofytter ( karplanter ). De fleste er fototrofe , selv om nogle er mixotrofe , og de henter energi både fra fotosyntese og optagelse af organisk kulstof enten ved osmotrofi , myzotrofi eller fagotrofi . Nogle encellede arter af grønalger , mange guldalger , euglenider , dinoflagellater og andre alger er blevet heterotrofer (også kaldet farveløse eller apochlorotiske alger), nogle gange parasitære, udelukkende afhængige af eksterne energikilder og har begrænset eller intet fotosynteseapparat. Nogle andre heterotrofe organismer, såsom apicomplexans , stammer også fra celler, hvis forfædre besad plastider, men som ikke traditionelt betragtes som alger. Alger har fotosyntetiske maskiner i sidste ende afledt af cyanobakterier , der producerer ilt som et biprodukt af fotosyntese, i modsætning til andre fotosyntetiske bakterier såsom lilla og grønne svovlbakterier . Fossiliserede trådalger fra Vindhya -bassinet er blevet dateret tilbage til 1,6 til 1,7 milliarder år siden.

På grund af den brede vifte af typer af alger, har de stigende forskellige industrielle og traditionelle anvendelser i det menneskelige samfund. Traditionel tangopdræt har eksisteret i tusinder af år og har stærke traditioner i østasiatiske madkulturer. Mere moderne algekulturapplikationer udvider fødevaretraditionerne til andre applikationer, herunder kvægfoder, brug af alger til bioremediering eller forureningskontrol, transformation af sollys til algebrændstoffer eller andre kemikalier, der anvendes i industrielle processer og i medicinske og videnskabelige applikationer. En gennemgang fra 2020 viste, at disse anvendelser af alger kunne spille en vigtig rolle i kulstofbinding for at afbøde klimaændringer og samtidig levere værdifulde produkter med værditilvækst til globale økonomier.

Etymologi og studier

Singularalgen er det latinske ord for 'tang' og bevarer den betydning på engelsk. Etymologien er uklar. Selvom nogle spekulerer i, at det er relateret til latin algēre , 'være kold', er der ingen grund til at forbinde tang med temperatur. En mere sandsynlig kilde er alliga , 'bindende, sammenflettet'.

Det oldgræske ord for 'tang' var φῦκος ( phŷkos ), som kunne betyde enten tangen (sandsynligvis rødalger) eller et rødt farvestof afledt af det. Latiniseringen, fūcus , betød primært den kosmetiske rouge. Etymologien er usikker, men en stærk kandidat har længe været et eller andet ord relateret til det bibelske poch ( pūk ), 'maling' (hvis ikke det ord selv), en kosmetisk øjenskygge brugt af de gamle egyptere og andre indbyggere i det østlige Middelhavet. Det kan være enhver farve: sort, rød, grøn eller blå.

Derfor kaldes det moderne studie af hav- og ferskvandsalger enten fykologi eller algologi, afhængigt af om den græske eller latinske rod bruges. Navnet fucus optræder i en række taxa .

Klassifikationer

Udvalget for International Code of Botanical Nomenclature har anbefalet visse suffikser til brug ved klassificering af alger. Disse er -phyta for division, -phyceae for klasse, -phycideae for underklasse, -ales for orden, -inales for underorden, -aceae for familie, -oidease for underfamilie, et græsk-baseret navn for slægt og en latin-baseret navn på art.

Algekarakteristika grundlæggende til primær klassificering

Den primære klassificering af alger er baseret på visse morfologiske træk. De vigtigste blandt disse er (a) cellens pigmentsammensætning, (b) kemiske natur af opbevarede fødevarematerialer, (c) art, antal, indsættelsespunkt og relativ længde af flagellerne på den bevægelige celle, (d) kemisk sammensætning af cellevæg og (e) tilstedeværelse eller fravær af en bestemt organiseret kerne i cellen eller andre væsentlige detaljer af cellestruktur.

Historie om klassificering af alger

Selvom Carolus Linnaeus (1754) inkluderede alger sammen med laver i sin 25. klasse Cryptogamia, uddybede han ikke yderligere klassificeringen af ​​alger.

Jean Pierre Étienne Vaucher (1803) var måske den første, der foreslog et system til klassificering af alger, og han anerkendte tre grupper, Conferves, Ulves og Tremelles. Mens Johann Heinrich Friedrich Link (1820) klassificerede alger på basis af farven på pigmentet og strukturen, foreslog William Henry Harvey (1836) et system med klassificering på basis af habitatet og pigmentet. JG Agardh (1849-1898) inddelte alger i seks ordener: Diatomaceae, Nostochineae, Confervoideae, Ulvaceae, Floriadeae og Fucoideae. Omkring 1880 blev alger sammen med svampe grupperet under Thallophyta, en division skabt af Eichler (1836). Opmuntret af dette foreslog Adolf Engler og Karl AE Prantl (1912) et revideret skema for klassificering af alger og inkluderede svampe i alger, da de var af den opfattelse, at svampe er afledt af alger. Ordningen foreslået af Engler og Prantl er opsummeret som følger:

  1. Skizophyta
  2. Phytosarcodina
  3. Flagellata
  4. Dinoflagellata
  5. Bacillariophyta
  6. Konjugatae
  7. Chlorophyceae
  8. Charophyta
  9. Phaeophyceae
  10. Rhodophyceae
  11. Eumycetes (svampe)
Falsk-farve scanning elektronmikrografi af den encellede coccolithophore Gephyrocapsa oceanica

Algerne indeholder kloroplaster , der i struktur ligner cyanobakterier. Kloroplaster indeholder cirkulært DNA som det i cyanobakterier og tolkes som at repræsentere reducerede endosymbiotiske cyanobakterier. Imidlertid er den nøjagtige oprindelse af kloroplasterne forskellig blandt separate slægter af alger, hvilket afspejler deres erhvervelse under forskellige endosymbiotiske begivenheder. Tabellen nedenfor beskriver sammensætningen af ​​de tre hovedgrupper af alger. Deres afstamningsforhold er vist i figuren øverst til højre. Mange af disse grupper indeholder nogle medlemmer, der ikke længere er fotosyntetiske. Nogle bevarer plastider, men ikke kloroplaster, mens andre har mistet plastider helt.

Fylogeni baseret på plastid ikke nukleocytoplasmatisk genealogi:

Cyanobakterier

Glaucophytes

rhodoplaster

Rhodofytter

Heterokonter

Kryptofytter

Haptofytter

kloroplaster

Euglenophytes

Klorofytter

Charofytter

Landplanter (Embryophyta)

Chlorarachniophytes

Supergruppe tilknytning Medlemmer Endosymbiont Resumé
Primoplantae /
Archaeplastida
Cyanobakterier Disse alger har "primære" kloroplaster , dvs. kloroplasterne er omgivet af to membraner og sandsynligvis udviklet gennem en enkelt endosymbiotisk begivenhed. Rødalgers kloroplaster har klorofyl a og c (ofte) og phycobiliner , mens grønalger har kloroplaster med klorofyl a og b uden phycobiliner. Landplanter er pigmenteret på samme måde som grønalger og er sandsynligvis udviklet fra dem, således er Chlorophyta et søstertaxon til planterne; nogle gange grupperes Chlorophyta, Charophyta og landplanter sammen som Viridiplantae .
Excavata og Rhizaria Grønne alger

Disse grupper har grønne kloroplaster, der indeholder klorofyl a og b . Deres kloroplaster er omgivet af henholdsvis fire og tre membraner og blev sandsynligvis tilbageholdt fra indtagne grønne alger.

Chlorarachniophytes , som tilhører phylum Cercozoa , indeholder en lille nukleomorf , som er et levn fra algens kerne .

Euglenider , som tilhører phylum Euglenozoa , lever primært i ferskvand og har kloroplaster med kun tre membraner. De endosymbiotiske grønalger kan være erhvervet gennem myzocytose snarere end fagocytose .

Halvaria og Hacrobia Røde alger

Disse grupper har kloroplaster indeholdende klorofyl a og c og phycobiliner. Formen kan variere; de kan være skiveformet, pladelignende, netformede, skålformede, spiralformede eller båndformede. De har en eller flere pyrenoider for at bevare protein og stivelse. Sidstnævnte klorofyltype kendes ikke fra nogen prokaryoter eller primære kloroplaster, men genetiske ligheder med rødalger tyder på et forhold der.

I de første tre af disse grupper (Chromista) har kloroplasten fire membraner, der bevarer en nukleomorf i kryptomonader , og de deler sandsynligvis en fælles pigmenteret forfader, selvom andre beviser sår tvivl om, hvorvidt heterokonterne , Haptophyta og kryptomonaderne faktisk er flere . tæt knyttet til hinanden end til andre grupper.

Den typiske dinoflagellat-chloroplast har tre membraner, men der er en betydelig diversitet i kloroplaster inden for gruppen, og en række endosymbiotiske hændelser fandt tilsyneladende sted. Apicomplexa , en gruppe af nært beslægtede parasitter, har også plastider kaldet apicoplaster , som ikke er fotosyntetiske, men ser ud til at have en fælles oprindelse med dinoflagellat kloroplaster.

titelblad til Gmelins Historia Fucorum , dateret 1768

Linnaeus , i Species Plantarum (1753), udgangspunktet for moderne botanisk nomenklatur , anerkendte 14 slægter af alger, hvoraf kun fire i øjeblikket betragtes som blandt alger. I Systema Naturae beskrev Linnaeus blandt dyrene slægterne Volvox og Corallina og en art af Acetabularia (som Madrepora ).

I 1768 udgav Samuel Gottlieb Gmelin (1744-1774) Historia Fucorum , det første værk dedikeret til marine alger og den første bog om havbiologi, der brugte den dengang nye binomiale nomenklatur for Linnaeus. Det omfattede udførlige illustrationer af tang og marine alger på foldede blade.

WH Harvey (1811-1866) og Lamouroux (1813) var de første til at opdele makroskopiske alger i fire divisioner baseret på deres pigmentering. Dette er den første anvendelse af et biokemisk kriterium i plantesystematik. Harveys fire divisioner er: rødalger (Rhodospermae), brunalger (Melanospermae), grønalger (Chlorospermae) og Diatomaceae.

På dette tidspunkt blev mikroskopiske alger opdaget og rapporteret af en anden gruppe arbejdere (f.eks. OF Müller og Ehrenberg ), der studerede Infusoria (mikroskopiske organismer). I modsætning til makroalger , der tydeligt blev betragtet som planter, blev mikroalger ofte betragtet som dyr, fordi de ofte er bevægelige. Selv de ikke-bevægelige (coccoide) mikroalger blev nogle gange blot set som stadier af livscyklussen for planter, makroalger eller dyr.

Selvom det bruges som en taksonomisk kategori i nogle præ-darwinistiske klassifikationer, f.eks. Linnaeus (1753), de Jussieu (1789), Horaninow (1843), Agassiz (1859), Wilson & Cassin (1864), i yderligere klassifikationer, "alger" " ses som en kunstig, polyfyletisk gruppe.

Gennem det 20. århundrede behandlede de fleste klassifikationer følgende grupper som inddelinger eller klasser af alger : cyanofytter , rhodofytter , krysofytter , xantofytter , bacillariofytter , fæofytter , pyrrhofytter ( kryptofytter og dinophytter ) , eugle . Senere blev mange nye grupper opdaget (f.eks. Bolidophyceae ), og andre blev splintret fra ældre grupper: karofytter og glaukofytter (fra chlorofytter), mange heterokontofytter (f.eks. synurofytter fra krysofytter eller eustigmatofytter fra xantofytter), haptofytter (fra chrysofytter), og chlorarachniophytes (fra xanthophytes).

Med opgivelsen af ​​plante-dyr dikotomisk klassificering blev de fleste grupper af alger (nogle gange alle) inkluderet i Protista , senere også forladt til fordel for Eukaryota . Men som en arv fra den ældre plantelivsplan har nogle grupper, der også tidligere blev behandlet som protozoer , stadig duplikerede klassifikationer (se ambiregnale protister ).

Nogle parasitiske alger (f.eks. grønalgerne Prototheca og Helicosporidium , parasitter af metazoaner eller Cephaleuros , parasitter af planter) blev oprindeligt klassificeret som svampe , sporozoer eller protistanser af incertae sedis , mens andre (f.eks. grønalgen Phyllositriphon og Rhodochytriphon , parasitter af planter, eller rødalgerne Pterocladiophila og Gelidiocolax mammillatus , parasitter af andre røde alger, eller dinoflagellaterne Oodinium , parasitter af fisk) fik tidligt antaget deres forhold til alger. I andre tilfælde blev nogle grupper oprindeligt karakteriseret som parasitiske alger (f.eks. Chlorochytrium ), men blev senere set som endofytiske alger. Nogle filamentøse bakterier (f.eks. Beggiatoa ) blev oprindeligt set som alger. Desuden er grupper som apicomplexans også parasitter afledt af forfædre, der besad plastider, men er ikke inkluderet i nogen gruppe, der traditionelt ses som alger.

Forholdet til landplanter

De første landplanter udviklede sig sandsynligvis fra lavvandede ferskvands-charophyt-alger, ligesom Chara for næsten 500 millioner år siden. Disse havde sandsynligvis en isomorf generationsskifte og var sandsynligvis filamentøse. Fossiler af isolerede landplantesporer tyder på, at landplanter kan have eksisteret så længe som for 475 millioner år siden.

Morfologi

Kepskovsudstillingen ved Monterey Bay Aquarium: En tredimensionel, flercellet thallus

En række algemorfologier er udstillet, og konvergens af funktioner i ikke-relaterede grupper er almindelig. De eneste grupper, der udviser tredimensionelle flercellede thalli , er de røde og brune og nogle klorofytter . Apikal vækst er begrænset til undergrupper af disse grupper: de røde florideophyter , forskellige brune og karofyterne. Formen af ​​karofytter er helt anderledes end de røde og brune, fordi de har forskellige knuder, adskilt af internode 'stilke'; hvirvler af grene, der minder om padderokene , forekommer ved noderne. Begreber er et andet polyfyletisk træk; de optræder i de korallinede alger og Hildenbrandiales , såvel som de brune.

De fleste af de mere simple alger er encellede flagellater eller amøboider , men koloniale og ikke-bevægelige former har udviklet sig uafhængigt blandt flere af grupperne. Nogle af de mere almindelige organisatoriske niveauer, hvoraf mere end ét kan forekomme i en arts livscyklus , er

  • Kolonial : små, regelmæssige grupper af bevægelige celler
  • Capsoid: individuelle ikke-bevægelige celler indlejret i slim
  • Coccoid: individuelle ikke-bevægelige celler med cellevægge
  • Palmelloide: ikke-motile celler indlejret i slim
  • Filamentøs: en streng af forbundne ikke-bevægelige celler, nogle gange forgrenede
  • Parenchymatous: celler, der danner en thallus med delvis differentiering af væv

På tre linjer er endnu højere organisationsniveauer nået med fuld vævsdifferentiering. Disse er brunalger, hvoraf nogle kan blive 50 m lange ( tang ) - rødalger og grønalger. De mest komplekse former findes blandt karophyt-algerne (se Charales og Charophyta ), i en slægt, der til sidst førte til de højere landplanter. Den innovation, der definerer disse ikke-algeplanter, er tilstedeværelsen af ​​kvindelige reproduktive organer med beskyttende cellelag, der beskytter zygoten og udviklende embryo. Derfor omtales landplanterne som embryofytterne .

Torv

Udtrykket algetræs er almindeligt brugt, men dårligt defineret. Algetræs er tykke, tæppelignende tangbede, der bevarer sediment og konkurrerer med grundarter som koraller og tang , og de er normalt mindre end 15 cm høje. En sådan græstørv kan bestå af en eller flere arter og vil generelt dække et areal i størrelsesordenen en kvadratmeter eller mere. Nogle almindelige karakteristika er angivet:

  • Alger, der danner aggregationer, der er blevet beskrevet som græstørv, omfatter kiselalger, cyanobakterier, klorofytter, fæofytter og rhodofytter. Græstørv er ofte sammensat af talrige arter i en bred vifte af rumlige skalaer, men monospecifikke græstørv rapporteres ofte.
  • Græstørv kan være morfologisk meget varierende over geografiske skalaer og endda inden for arter på lokale skalaer og kan være vanskelige at identificere med hensyn til arterne.
  • Tørv er blevet defineret som korte alger, men dette er blevet brugt til at beskrive højdeintervaller fra mindre end 0,5 cm til mere end 10 cm. I nogle regioner nærmede beskrivelserne sig højder, der kunne beskrives som baldakiner (20 til 30 cm).

Fysiologi

Mange alger, især medlemmer af Characeae- arterne, har tjent som modeleksperimentelle organismer for at forstå mekanismerne for vandpermeabiliteten af ​​membraner, osmoregulering , turgorregulering , salttolerance , cytoplasmatisk streaming og generering af aktionspotentialer .

Fytohormoner findes ikke kun i højere planter, men også i alger.

Symbiotiske alger

Nogle arter af alger danner symbiotiske forhold med andre organismer. I disse symbioser leverer algerne fotosynthater (organiske stoffer) til værtsorganismen og giver beskyttelse til algecellerne. Værtsorganismen henter nogle af eller alle sine energibehov fra algerne. Eksempler er:

Lav

Stenlaver i Irland

Lav er defineret af International Association for Lichenology til at være "en sammenslutning af en svamp og en fotosyntetisk symbiont , der resulterer i en stabil vegetativ krop med en specifik struktur". Svampene, eller mycobionterne, er hovedsageligt fra Ascomycota med nogle få fra Basidiomycota . I naturen forekommer de ikke adskilt fra lav. Det er uvist, hvornår de begyndte at være sammen. En mycobiont associerer med den samme phycobiont-art, sjældent to, fra de grønne alger, bortset fra at alternativt kan mycobionten associere med en art af cyanobakterier (derfor er "photobiont" det mere præcise udtryk). En fotobiont kan være forbundet med mange forskellige mycobionter eller kan leve uafhængigt; derfor er laver navngivet og klassificeret som svampearter. Foreningen betegnes som en morfogenese, fordi laven har en form og evner, som symbiontarterne ikke alene besidder (de kan eksperimentelt isoleres). Photobiont udløser muligvis ellers latente gener i mycobiont.

Trentepohlia er et eksempel på en almindelig grønalgeslægt på verdensplan, der kan vokse alene eller laves. Lav deler således noget af habitatet og ofte lignende udseende med specialiserede algearter ( aerofytter ), der vokser på udsatte overflader såsom træstammer og sten og undertiden misfarver dem.

koralrev

Floridian koralrev

Koralrev akkumuleres fra de kalkholdige eksoskeletoner af marine hvirvelløse dyr af ordenen Scleractinia (stenede koraller ). Disse dyr metaboliserer sukker og ilt for at opnå energi til deres celleopbygningsprocesser, herunder udskillelse af eksoskeletet, med vand og kuldioxid som biprodukter. Dinoflagellater (algeprotister) er ofte endosymbionter i cellerne hos de koraldannende marine hvirvelløse dyr, hvor de accelererer værtscelle-metabolismen ved at generere sukker og ilt umiddelbart tilgængeligt gennem fotosyntese ved hjælp af indfaldende lys og kuldioxiden produceret af værten. Revbyggende stenede koraller ( hermatypiske koraller ) kræver endosymbiotiske alger fra slægten Symbiodinium for at være i en sund tilstand. Tabet af Symbiodinium fra værten er kendt som koralblegning , en tilstand, der fører til forringelse af et rev.

Havsvampe

Endosymbiontiske grønalger lever tæt på overfladen af ​​nogle svampe, for eksempel brødkrummesvampe ( Halichondria panicea ). Algen er således beskyttet mod rovdyr; svampen er forsynet med ilt og sukkerarter, som kan stå for 50 til 80 % af svampens vækst hos nogle arter.

Livscyklus

Rhodophyta , Chlorophyta og Heterokontophyta , de tre vigtigste algeopdelinger , har livscyklusser, som viser betydelig variation og kompleksitet. Generelt eksisterer der en aseksuel fase, hvor tangens celler er diploide , en seksuel fase, hvor cellerne er haploide , efterfulgt af fusion af han- og hunkønscellerne . Aseksuel reproduktion tillader effektiv befolkningsforøgelse, men mindre variation er mulig. Normalt, i seksuel reproduktion af encellede og koloniale alger, tager to specialiserede, seksuelt kompatible, haploide kønsceller fysisk kontakt og smelter sammen for at danne en zygote . For at sikre en vellykket parring er udviklingen og frigivelsen af ​​kønsceller stærkt synkroniseret og reguleret; feromoner kan spille en nøglerolle i disse processer. Seksuel reproduktion giver mulighed for mere variation og giver fordelen ved effektiv rekombinationel reparation af DNA-skader under meiose , et nøglestadium i den seksuelle cyklus. Seksuel reproduktion er dog dyrere end aseksuel reproduktion. Meiose har vist sig at forekomme i mange forskellige algearter.

Tal

Alger på kystklipper ved Shihtiping i Taiwan

The Algal Collection of the US National Herbarium (placeret i National Museum of Natural History ) består af cirka 320.500 tørrede eksemplarer, som, selvom de ikke er udtømmende (der findes ingen udtømmende samling), giver en idé om størrelsesordenen af ​​antallet af alger arter (det antal forbliver ukendt). Estimater varierer meget. For eksempel, ifølge en standard lærebog, anslog UK Biodiversity Steering Group Report på de britiske øer , at der er 20.000 algearter i Storbritannien. En anden tjekliste rapporterer kun omkring 5.000 arter. Med hensyn til forskellen på omkring 15.000 arter konkluderer teksten: "Det vil kræve mange detaljerede feltundersøgelser, før det er muligt at give et pålideligt skøn over det samlede antal arter ..."

Der er også lavet regionale og gruppeestimater:

  • 5.000-5.500 arter af rødalger på verdensplan
  • "omkring 1.300 i det australske hav"
  • 400 tangarter til Sydafrikas vestlige kystlinje og 212 arter fra KwaZulu-Natals kyst. Nogle af disse er dubletter, da udbredelsen strækker sig over begge kyster, og det samlede registrerede antal er sandsynligvis omkring 500 arter. De fleste af disse er opført på listen over tang i Sydafrika . Disse udelukker phytoplankton og skorpeskoralliner.
  • 669 marine arter fra Californien (USA)
  • 642 i tjeklisten over Storbritannien og Irland

og så videre, men mangler noget videnskabeligt grundlag eller pålidelige kilder, har disse tal ikke mere troværdighed end de britiske nævnt ovenfor. De fleste skøn udelader også mikroskopiske alger, såsom fytoplankton.

Det seneste skøn tyder på 72.500 algearter på verdensplan.

Fordeling

Udbredelsen af ​​algearter er blevet ret godt undersøgt siden grundlæggelsen af ​​plantegeografi i midten af ​​det 19. århundrede. Alger spredes hovedsageligt ved spredning af sporer analogt med spredning af Plantae med frø og sporer . Denne spredning kan opnås af luft, vand eller andre organismer. På grund af dette kan sporer findes i en række forskellige miljøer: fersk- og havvand, luft, jord og i eller på andre organismer. Om en spore skal vokse til en organisme afhænger af kombinationen af ​​arten og de miljøforhold, hvor sporen lander.

Ferskvandsalgers sporer spredes hovedsageligt af rindende vand og vind samt af levende bærere. Det er dog ikke alle vandområder, der kan bære alle arter af alger, da den kemiske sammensætning af visse vandområder begrænser de alger, der kan overleve i dem. Marinesporer spredes ofte af havstrømme. Havvand præsenterer mange vidt forskellige levesteder baseret på temperatur og tilgængelighed af næringsstoffer, hvilket resulterer i plantegeografiske zoner, regioner og provinser.

Til en vis grad er udbredelsen af ​​alger underlagt floristiske diskontinuiteter forårsaget af geografiske træk, såsom Antarktis , lange afstande af havet eller generelle landmasser. Det er derfor muligt at identificere arter, der forekommer efter lokalitet, såsom " Stillehavsalger " eller " Nordsøalger ". Når de opstår uden for deres lokaliteter, er det normalt muligt at antage en transportmekanisme, såsom skibsskrog. For eksempel rejste Ulva reticulata og U. fasciata fra fastlandet til Hawaii på denne måde.

Kortlægning er kun mulig for udvalgte arter: "der er mange gyldige eksempler på begrænsede udbredelsesmønstre." For eksempel er Clathromorphum en arktisk slægt og er ikke kortlagt langt syd derfra. Forskere anser imidlertid de overordnede data for utilstrækkelige på grund af "vanskelighederne ved at gennemføre sådanne undersøgelser."

Økologi

Planteplankton, Chūzenji-søen

Alger er fremtrædende i vandmasser, almindelige i terrestriske miljøer og findes i usædvanlige miljøer, såsom på sne og is . Tang vokser for det meste i lavvandede havområder, under 100 m (330 fod) dybt; dog er nogle såsom Navicula pennata blevet registreret til en dybde på 360 m (1.180 ft). En type alge, Ancylonema nordenskioeldii , blev fundet i Grønland i områder kendt som 'den mørke zone', hvilket forårsagede en stigning i hastigheden af ​​smeltning af iskappen. Samme alger blev fundet i de italienske alper , efter at der dukkede lyserød is op på dele af Presena-gletsjeren.

De forskellige slags alger spiller væsentlige roller i akvatisk økologi. Mikroskopiske former, der lever suspenderet i vandsøjlen ( fytoplankton ), udgør fødegrundlaget for de fleste marine fødekæder . I meget høje tætheder ( algeopblomstring ) kan disse alger misfarve vandet og udkonkurrere, forgifte eller kvæle andre livsformer.

Alger kan bruges som indikatororganismer til at overvåge forurening i forskellige vandsystemer. I mange tilfælde er algemetabolismen følsom over for forskellige forurenende stoffer. På grund af dette kan artssammensætningen af ​​algepopulationer skifte i tilstedeværelsen af ​​kemiske forurenende stoffer. For at opdage disse ændringer kan alger udtages prøver fra miljøet og vedligeholdes i laboratorier med relativ lethed.

På grundlag af deres habitat kan alger kategoriseres som: akvatiske ( planktoniske , bentiske , marine , ferskvands , lentiske , lotiske ), terrestriske , luftige (subaerial), litofytiske , halofytiske ( eller euryhalin ) , psammon , termofile , kryofile ( epifytisk , epizoisk ), endosymbiont ( endofytisk , endozoisk ), parasitisk , calcifilisk eller lichenisk ( phycobiont ).

Kulturforeninger

klassisk kinesisk bruges ordetbåde om "alger" og (i de kejserlige lærdes beskedne tradition ) for "litterært talent". Den tredje ø i Kunming-søen ved siden af ​​Sommerpaladset i Beijing er kendt som Zaojian Tang Dao, som således samtidig betyder "Alge-udsigtssalens ø" og "Salens ø for at reflektere over litterært talent".

Dyrkning

Algakultur er en form for akvakultur , der involverer opdræt af algearter.

Størstedelen af ​​alger, der med vilje dyrkes, falder ind under kategorien mikroalger (også omtalt som fytoplankton , mikrofytter eller planktonalger ). Makroalger , almindeligvis kendt som tang , har også mange kommercielle og industrielle anvendelser, men på grund af deres størrelse og de specifikke krav til det miljø, de skal vokse i, egner de sig ikke så let til dyrkning (dette kan dog ændre sig, med fremkomsten af ​​nyere tangkultivatorer, som dybest set er algeskrubbere , der bruger opadstrømmende luftbobler i små beholdere).

Kommerciel og industriel algedyrkning har adskillige anvendelser, herunder produktion af fødevareingredienser såsom omega-3-fedtsyrer eller naturlige fødevarefarvestoffer og farvestoffer , fødevarer , gødning , bioplast , kemisk råmateriale (råmateriale), lægemidler og algebrændstof , og kan også bruges som et middel til forureningskontrol .

Den globale produktion af opdrættede vandplanter, overvejende domineret af tang, voksede i produktionsvolumen fra 13,5 millioner tons i 1995 til lidt over 30 millioner tons i 2016.

Tangopdræt

Undersøisk Eucheuma- landbrug i Filippinerne
En tangbonde står på lavt vand og samler spiselig tang, der er vokset på et reb
En tangfarmer i Nusa Lembongan (Indonesien) samler spiselig tang, der er vokset på et reb.

Tangopdræt eller tangopdræt er praksis med at dyrke og høste tang . I sin enkleste form består den af ​​håndtering af naturligt fundne partier. I sin mest avancerede form består den af ​​fuld kontrol af algernes livscyklus .

De øverste syv mest dyrkede tangtaxaer er Eucheuma spp., Kappaphycus alvarezii , Gracilaria spp., Saccharina japonica , Undaria pinnatifida , Pyropia spp. og Sargassum fusiforme . Eucheuma og K. alvarezii dyrkes til carrageenan (et geleringsmiddel ); Gracilaria dyrkes til agar ; mens resten dyrkes til mad. De største tangproducerende lande er Kina, Indonesien og Filippinerne. Andre bemærkelsesværdige producenter omfatter Sydkorea, Nordkorea, Japan, Malaysia og Zanzibar ( Tanzania ). Tangopdræt er ofte blevet udviklet som et alternativ til at forbedre de økonomiske forhold og reducere fiskeripresset og overudnyttet fiskeri.

Den globale produktion af opdrættede vandplanter, overvejende domineret af tang, voksede i produktionsvolumen fra 13,5 × 10 6  t (13.300.000 lange tons; 14.900.000 korte tons) i 1995 til lidt over 30 × 10 6  t til ( 30.000,000 tons) til lidt over 30 × 10 6 t (00,000 t (00,000). i 2016. Fra 2014 var tang 27 % af al havbrug . Tangopdræt er en kulstofnegativ afgrøde med et stort potentiale for afbødning af klimaændringer . IPCC Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate anbefaler "yderligere forskningsopmærksomhed" som en afbødende taktik.^^

Bioreaktorer

Et nærbillede af mikroalger – Pavlova sp.
En algebioreaktor bruges til at dyrke mikro- eller makroalger . Alger kan dyrkes med henblik på biomasseproduktion (som i en tangkultivator ), spildevandsrensning , CO 2 -fiksering eller akvarie-/damfiltrering i form af en algeskrubber . Algebioreaktorer varierer meget i design og falder bredt ind i to kategorier: åbne reaktorer og lukkede reaktorer. Åbne reaktorer udsættes for atmosfæren, mens lukkede reaktorer, også almindeligvis kaldet fotobioreaktorer , er isoleret i varierende omfang fra atmosfæren. Specifikt kan algebioreaktorer bruges til at producere brændstoffer som biodiesel og bioethanol , til at generere dyrefoder eller til at reducere forurenende stoffer som NO x og CO 2 i røggasser fra kraftværker. Grundlæggende er denne form for bioreaktor baseret på den fotosyntetiske reaktion, som udføres af de klorofylholdige alger selv ved hjælp af opløst kuldioxid og sollysenergi. Kuldioxiden spredes i reaktorvæsken for at gøre den tilgængelig for algerne. Bioreaktoren skal være lavet af gennemsigtigt materiale.

Bruger

Høst af alger

Agar

Agar , et gelatinøst stof afledt af rødalger, har en række kommercielle anvendelser. Det er et godt medium at dyrke bakterier og svampe på, da de fleste mikroorganismer ikke kan fordøje agar.

Alginater

Alginsyre , eller alginat, udvindes fra brunalger . Dens anvendelser spænder fra geleringsmidler i fødevarer til medicinske forbindinger. Alginsyre er også blevet anvendt inden for bioteknologi som et biokompatibelt medium til celleindkapsling og celleimmobilisering. Molekylært køkken er også en bruger af stoffet på grund af dets geleringsegenskaber, hvorved det bliver et transportmiddel for smag.

Mellem 100.000 og 170.000 våde tons Macrocystis høstes årligt i New Mexico til alginatudvinding og abalonefoder .

Energikilde

For at være konkurrencedygtige og uafhængige af fluktuerende støtte fra (lokal) politik på lang sigt, bør biobrændstoffer svare til eller overgå omkostningsniveauet for fossile brændstoffer. Her lover algebaserede brændstoffer meget, direkte relateret til potentialet for at producere mere biomasse pr. arealenhed på et år end nogen anden form for biomasse. Nulpunktspunktet for algebaserede biobrændstoffer anslås at forekomme i 2025.

Gødning

Tang-gødet haver på Inisheer

I århundreder har tang været brugt som gødning; George Owen fra Henllys skrev i det 16. århundrede med henvisning til drivukrudt i det sydlige Wales :

Den slags malm samler de ofte og ligger på store dynger, hvor den heter og rådner og vil have en stærk og afskyelig lugt; når de er så rådne, kaster de på jorden, som de gør deres møg, og deraf springer godt majs, især byg ... Efter forårs-tydes eller store rigge af havet, de henter det i sække på hesteryg, og kariere samme tre, fire eller fem miles, og kast det på landet, som gør meget bedre jorden for korn og græs.

I dag bruges alger af mennesker på mange måder; for eksempel som gødning , jordforbedringsmidler og husdyrfoder. Akvatiske og mikroskopiske arter dyrkes i klare tanke eller damme og enten høstes eller bruges til at behandle spildevand, der pumpes gennem dammene. Algakultur i stor skala er nogle steder en vigtig type akvakultur . Maerl er almindeligt anvendt som jordforbedringsmiddel.

Ernæring

Dulse, en type spiselig tang

Naturligt voksende tang er en vigtig fødekilde, især i Asien, hvilket får nogle til at mærke dem som superfoods . De giver mange vitaminer, herunder: A, B1 , B2 , B6 , niacin og C , og er rige på jod , kalium , jern , magnesium og calcium . Derudover markedsføres kommercielt dyrkede mikroalger, herunder både alger og cyanobakterier, som kosttilskud, såsom spirulina , Chlorella og C-vitamintilskuddet fra Dunaliella , der har et højt indhold af betacaroten .

Alger er nationale fødevarer i mange nationer: Kina forbruger mere end 70 arter, herunder fedt choy , en cyanobakterie, der betragtes som en grøntsag; Japan, over 20 arter såsom nori og aonori ; Irland, dulse ; Chile , cochayuyo . Laver bruges til at lave laverbrød i Wales , hvor det er kendt som bara lawr ; i Korea , gim . Det bruges også langs Nordamerikas vestkyst fra Californien til British Columbia , på Hawaii og af maorierneNew Zealand . Havsalat og badderlocks er salatingredienser i Skotland , Irland, Grønland og Island . Alger betragtes som en potentiel løsning på verdens sultproblem.

To populære former for alger bruges i køkkenet:

Desuden indeholder den alle ni essentielle aminosyrer, som kroppen ikke selv producerer

Olierne fra nogle alger har høje niveauer af umættede fedtsyrer . For eksempel er Parietochloris incisa meget høj i arachidonsyre , hvor den når op til 47% af triglyceridpuljen. Nogle varianter af alger, som foretrækkes af vegetarisme og veganisme , indeholder de langkædede, essentielle omega-3 fedtsyrer , docosahexaensyre (DHA) og eicosapentaensyre (EPA). Fiskeolie indeholder omega-3 fedtsyrerne, men den oprindelige kilde er alger (især mikroalger), som spises af livet i havet som copepoder og føres op i fødekæden. Alger er i de senere år dukket op som en populær kilde til omega-3 fedtsyrer for vegetarer, der ikke kan få langkædet EPA og DHA fra andre vegetariske kilder såsom hørfrøolie , som kun indeholder den kortkædede alfa-linolensyre (ALA) .

Forureningskontrol

  • Spildevand kan behandles med alger, hvilket reducerer brugen af ​​store mængder giftige kemikalier, som ellers ville være nødvendige.
  • Alger kan bruges til at fange gødning i afstrømning fra gårde. Ved efterfølgende høst kan de berigede alger bruges som gødning.
  • Akvarier og damme kan filtreres ved hjælp af alger, som absorberer næringsstoffer fra vandet i en enhed, der kaldes en algeskrubber , også kendt som en algetræsskrubber.

Forskere fra Agricultural Research Service fandt ud af, at 60-90 % af nitrogenafstrømningen og 70-100 % af fosforafstrømningen kan opsamles fra gødningsudløb ved hjælp af en horisontal algeskrubber, også kaldet en algetræsskrubber (ATS). Forskere udviklede ATS, som består af lavvandede, 100 fods løbebaner af nylonnet, hvor algekolonier kan dannes, og studerede dets effektivitet i tre år. De fandt ud af, at alger let kan bruges til at reducere afstrømningen af ​​næringsstoffer fra landbrugsmarker og øge kvaliteten af ​​vand, der strømmer ud i floder, vandløb og have. Forskere indsamlede og tørrede de næringsrige alger fra ATS og undersøgte deres potentiale som organisk gødning. De fandt ud af, at agurk- og majsfrøplanter voksede lige så godt ved at bruge ATS organisk gødning, som de gjorde med handelsgødning. Algescrubbere, der bruger boblende opstrøms eller vertikale vandfaldsversioner, bliver nu også brugt til at filtrere akvarier og damme.

Polymerer

Forskellige polymerer kan skabes ud fra alger, som kan være særligt nyttige i skabelsen af ​​bioplast. Disse omfatter hybridplast, cellulosebaseret plast, polymælkesyre og biopolyethylen. Flere virksomheder er begyndt at producere algepolymerer kommercielt, blandt andet til brug i flip-flops og i surfbrætter.

Bioremediering

Algen Stichococcus bacillaris er blevet set at kolonisere silikoneharpikser brugt på arkæologiske steder; biologisk nedbrydning af det syntetiske stof.

Pigmenter

De naturlige pigmenter ( carotenoider og klorofyler ) produceret af alger kan bruges som alternativer til kemiske farvestoffer og farvestoffer. Tilstedeværelsen af ​​nogle individuelle algepigmenter, sammen med specifikke pigmentkoncentrationsforhold, er taxonspecifikke: analyse af deres koncentrationer med forskellige analytiske metoder, især højtydende væskekromatografi , kan derfor give dyb indsigt i den taksonomiske sammensætning og relative overflod af naturlige algepopulationer i havvandsprøver.

Stabiliserende stoffer

Carrageenan, fra rødalgen Chondrus crispus , bruges som stabilisator i mælkeprodukter.

Yderligere billeder

Se også

Referencer

Bibliografi

Generel

  • Chapman, VJ (1950). Tang og deres anvendelser . London: Methuen. ISBN 978-0-412-15740-0.
  • Fritsch, FE (1945) [1935]. Algernes struktur og reproduktion . Vol. I & II. Cambridge University Press.
  • van den Hoek, C.; Mann, DG; Jahns, HM (1995). Alger: En introduktion til fysiologi . Cambridge University Press.
  • Kassinger, Ruth (2020). Slim: Hvordan alger skabte os, plager os og bare kan redde os . Mariner.
  • Lembi, CA; Waaland, JR (1988). Alger og menneskelige anliggender . Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-32115-0.
  • Mumford, TF; Miura, A. (1988). " Porphyra som mad: dyrkning og økonomisk". I Lembi, CA; Waaland, JR (red.). Alger og menneskelige anliggender . Cambridge University Press. s. 87–117. ISBN 978-0-521-32115-0..
  • Round, FE (1981). Algernes økologi . London: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-22583-0.
  • Smith, GM (1938). Kryptogamisk botanik . Vol. I. New York: McGraw-Hill.
  • Ask, EI (1990). Cottonii og Spinosum dyrkningshåndbog . FMC BioPolymer Corporation.Filippinerne.

Regional

Storbritannien og Irland

  • Brodie, Juliet; Burrows, Elsie M.; Kammerherre, 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 og British Museum (Natural History) . London / Andover: British Museum of Natural History, HMSO / Intercept. ISBN 978-0-565-00781-2.
  • Cullinane, John P. (1973). Fykologi af Irlands sydkyst . 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). A Check-list and 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). Ferskvandsalgefloraen på de britiske øer . Cambridge / New York: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-77051-4.
  • Ridder, Margery; Parke, Mary W. (1931). Manx Algae: En algeundersøgelse af den sydlige ende af Isle of Man . Liverpool Marine Biology Committee Memoirs on Typical British Marine Plants & Animals. Vol. XXX. Liverpool: University Press.
  • Morton, Osborne (1994). Marine Alger i Nordirland . Belfast: Ulster Museum. ISBN 978-0-900761-28-7.
  • Morton, Osborne (1. december 2003). "Marine Makroalger i County Donegal, Irland". Bulletin fra Irish Biogeographical Society . 27 : 3-164.

Australien

  • Huisman, JM (2000). Marine Plants of Australia . University of Western Australia Press. ISBN 978-1-876268-33-6.

New Zealand

  • Chapman, Valentine Jackson; Lindauer, VW; Aiken, M.; Dromgoole, FI (1970) [1900, 1956, 1961, 1969]. De marine alger 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), begreber 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). Tangressourcer i Europa: anvendelser og potentiale . John Wiley & sønner. ISBN 978-0-471-92947-5.
  • Míguez Rodríguez, Luís (1998). Algas mariñas de Galicia: Bioloxía, gastronomía, industria (på galicisk). Vigo: Edicións Xerais de Galicia. ISBN 978-84-8302-263-4.
  • Otero, J. (2002). Guía das macroalgas de Galicia (på galicisk). 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). Algerne i det arktiske hav: En undersøgelse af arten, sammen med en udlægning af de generelle karakterer og floraens udvikling . Vol. 20. Stockholm: Kungl. Svenska vetenskapsakademiens handlingar. s. 1-350.

Grønland

  • Lund, Søren Jensen (1959). Østgrønlands havalger . Kövenhavn: CA Reitzel. 9584734.

Færøerne

  • Børgesen, Frederik (1970) [1903]. "Marine Alger". I Warming, Eugene (red.). Færøernes botanik baseret på danske undersøgelser, del II . København: Det nordiske Forlag. s. 339-532..

Kanariske øer

  • Børgesen, Frederik (1936) [1925, 1926, 1927, 1929, 1930]. Havalger fra De Kanariske Øer . 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].

Sydafrika

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

Nordamerika

eksterne links