Бурые водоросли - Brown algae
Бурые водоросли | |
---|---|
Гигантская водоросль (Macrocystis pyrifera ) | |
Научная классификация | |
Clade: | SAR |
Тип: | Охрофита |
Подтип: | Phaeista |
Инфрафилюм: | Лимниста |
Суперкласс: | Fucistia |
Учебный класс: | Phaeophyceae Кьельман, 1891[3] |
Заказы | |
Видеть классификация | |
Синонимы | |
|
В бурые водоросли (единственное число: водоросли), включая учебный класс Phaeophyceae, большая группа многоклеточный водоросли, в том числе многие водоросли, расположенные в более холодных водах в Северное полушарие. Большинство бурых водорослей обитают в морской среде, где они играют важную роль как в качестве пищи, так и в качестве потенциального источника питания. среда обитания. Например, Макроцистис, а ламинария порядка Ламинарии, может достигать 60 м (200 футов) в длину и образует выступающие под водой ламинарии леса. Подобные леса водорослей содержат большое количество биоразнообразия.[4] Другой пример Саргассум, который создает уникальные плавучие маты из морских водорослей в тропических водах Саргассово море которые служат средой обитания для многих видов. Многие бурые водоросли, например представители отряда Fucales, обычно растут вдоль каменистых берегов. Некоторые представители этого класса, например водоросли, используются людьми в пищу.
От 1500 до 2000 разновидность бурых водорослей известны во всем мире.[5] Некоторые виды, такие как Аскофиллум узловатый, сами по себе стали предметом обширных исследований из-за их коммерческого значения. Они также имеют экологическое значение благодаря фиксация углерода.[4]
Бурые водоросли относятся к группе Heterokontophyta, большая группа эукариотический организмы выделялись наиболее заметно тем, что хлоропласты окружен четырьмя мембранами, что предполагает происхождение от симбиотические отношения между базальным эукариотом и другим эукариотическим организмом. Большинство бурых водорослей содержат пигмент фукоксантин, который отвечает за характерный зеленовато-коричневый цвет, давший им название. Бурые водоросли уникальны среди гетероконтов тем, что развиваются в многоклеточные формы с дифференцированный ткани, но воспроизводятся с помощью бичеванный споры и гаметы очень напоминающие клетки других гетероконтов. Генетические исследования показывают, что самые близкие родственники желто-зеленые водоросли.
Морфология
Бурые водоросли существуют в широком диапазоне размеров и форм. Самые маленькие члены группы растут в виде крошечных перистых пучков нитевидных волокон. клетки не более нескольких сантиметров (нескольких дюймов) в длину.[6] У некоторых видов есть этап жизненного цикла, который состоит всего из нескольких клеток, что делает всю водоросль микроскопической. Другие группы бурых водорослей вырастают до гораздо больших размеров. В водоросли и кожистый водоросли часто являются наиболее заметными водорослями в своей среде обитания.[7] Водоросли могут быть размером от морской пальмы высотой 60 сантиметров (2 фута). Postelsia к гигантской водоросли Macrocystis pyrifera, который вырастает до более чем 50 м (150 футов) в длину[8][9] и является самой большой из всех водорослей. По форме бурые водоросли варьируются от небольших корок до подушечек.[10] в листовые свободно плавающие маты, образованные видами Саргассум. Они могут состоять из тонких, похожих на войлок нитей клеток, как в Эктокарпус, или из сплющенных ветвей длиной 30 сантиметров (1 фут), напоминающих веер, как в Падина.
Независимо от размера или формы, две видимые особенности отличают Phaeophyceae от всех других водорослей. Во-первых, члены группы обладают характерным окрасом, варьирующимся от оливково-зеленый к различным оттенкам коричневый. Конкретный оттенок зависит от количества фукоксантин присутствует в водорослях.[11] Во-вторых, все бурые водоросли многоклеточный. Нет известных видов, которые существуют в виде отдельных клеток или колоний клеток.[11] а бурые водоросли - единственная основная группа водоросли это не включает такие формы. Однако это может быть результатом классификации, а не следствием эволюции, поскольку все группы, предположительно являющиеся ближайшими родственниками коричневых, включают одноклеточные или колониальные формы. Они могут менять цвет в зависимости от солености, от красноватого до коричневого.
Видимые структуры
Какова бы ни была их форма, тело всех бурых водорослей называют слоевище, что указывает на отсутствие сложного ксилема и флоэма из сосудистые растения. Это не означает, что у бурых водорослей полностью отсутствуют специализированные структуры. Но поскольку некоторые ботаники определяют «настоящие» стебли, листья и корни по наличию этих тканей, их отсутствие у бурых водорослей означает, что стеблевидные и листоподобные структуры, обнаруженные в некоторых группах бурых водорослей, должны быть описаны с использованием разная терминология.[12] Хотя не все бурые водоросли имеют сложную структуру, те, которые обычно имеют одну или несколько характерных частей.
А стойко держаться представляет собой корнеобразную структуру, присутствующую в основании водоросли. Как и корневая система растений, фиксатор служит для закрепления водорослей на поверхности. субстрат там, где она растет, и таким образом предотвращает унос водорослей течением. В отличие от корневой системы, фиксатор обычно не служит основным органом для поглощения воды и не принимает питательные вещества из субстрата. Общий внешний вид фиксатора различается у разных бурых водорослей и разных субстратов. Он может быть сильно разветвленным или иметь чашевидный вид. У одиночной водоросли обычно есть только одна опора, хотя у некоторых видов из опоры вырастает более одной ножки.
А ножка представляет собой стебель или стеблевидную структуру, присутствующую в водоросли. Он может расти как короткая структура возле основания водоросли (как в Ламинария ), или он может развиться в большую сложную структуру, проходящую по всему телу водоросли (как в Саргассум или же Макроцистис ). У наиболее структурно дифференцированных бурых водорослей (таких как Фукус ), ткани ножки делятся на три отдельных слоя или области. Эти области включают центральную сердцевину, окружающую кору и внешний эпидермис, каждая из которых имеет аналог в стебле сосудистого растения. У некоторых бурых водорослей сердцевинная область включает ядро из удлиненных клеток, которые напоминают флоэма сосудистых растений как по строению, так и по функциям. В других (например, Nereocystis ), центр ножки полый и заполнен газом, который поддерживает плавучесть этой части водоросли. Ножка может быть относительно гибкой и эластичной у таких видов, как Macrocystis pyrifera которые растут при сильных течениях или могут быть более жесткими у таких видов, как Postelsia palmaeformis которые подвергаются воздействию атмосферы во время отлива.
Многие водоросли имеют уплощенную часть, которая может напоминать лист, и это называется лезвие, пластинка, или же вайя. Название лезвие чаще всего применяется к единой неделимой конструкции, а вайя может применяться ко всему или большей части сплющенного тела водорослей, но это различие не применяется повсеместно. Название пластинка относится к той части структурно дифференцированной водоросли, которая уплощена. Это может быть одиночная или разделенная структура и может распространяться на значительную часть водоросли. В водоросли, например, пластинка представляет собой широкое крыло ткани, которое непрерывно проходит по обе стороны разветвленной средняя жилка. Средняя жилка и пластинка вместе составляют почти все водоросли, так что пластинка распространяется по всей водоросли, а не существует как локализованная ее часть.
У некоторых бурых водорослей есть одна пластинка или пластинка, в то время как у других может быть много отдельных пластинок. Даже у тех видов, которые изначально производят одно лезвие, структура может разорваться сильным током или как часть созревания, чтобы сформировать дополнительные лезвия. Эти лезвия могут быть прикреплены непосредственно к ножке, к держателю без ножки, или между ножкой и ножом может быть воздушный пузырь. Поверхность пластинки или лезвия может быть гладкой или морщинистой; его ткани могут быть тонкими и гибкими или толстыми и кожистыми. В таких видах, как Эгрегия Menziesii, эта характеристика может изменяться в зависимости от турбулентности воды, в которой она растет.[6] У других видов поверхность лезвия покрыта слизью, чтобы препятствовать прикреплению эпифиты или сдерживать травоядные животные. Лопасти также часто являются частями водорослей, несущими репродуктивные структуры.
Газонаполненные поплавки называются пневматоцисты предоставлять плавучесть во многих водоросли и члены Fucales. Эти похожие на мочевой пузырь структуры встречаются в или около пластинка, так что он держится ближе к поверхности воды и, таким образом, получает больше света для фотосинтеза. Пневматоцисты чаще всего имеют сферическую или эллипсоидальный, но могут различаться по форме у разных видов. Такие виды, как Nereocystis luetkeana и Pelagophycus porra несут единственную большую пневматоцисту между вершиной ножки и основанием лопаток. Напротив, гигантская водоросль Macrocystis pyrifera имеет множество лезвий вдоль ножки, с пневматоцистой у основания каждого лезвия, где оно прикрепляется к основному ножку. Виды Саргассум также несут множество пластинок и пневматоцист, но оба вида структур прикрепляются к ножке отдельно короткими стеблями. У видов Фукус Пневматоцисты развиваются внутри самой пластинки, либо в виде дискретных сферических пузырей, либо в виде удлиненных наполненных газом областей, которые принимают очертания пластинки, в которой они развиваются.
Рост
К коричневым водорослям относятся самые крупные и быстрорастущие водоросли.[6] Листья Макроцистис может вырасти на 50 см (20 дюймов) в день, а ножки могут вырасти на 6 см (2,4 дюйма) за один день.[13]
Рост большинства бурых водорослей происходит на концах структур в результате делений в одном апикальная клетка или в ряду таких ячеек. Это одноклеточные организмы.[7] Когда эта апикальная клетка делится, новые клетки, которые она производит, развиваются во все ткани водоросли. Разветвления и другие боковые структуры появляются, когда апикальная клетка делится с образованием двух новых апикальных клеток. Однако некоторые группы (например, Эктокарпус ) растут за счет диффузного нелокализованного производства новых клеток, которые могут возникать в любом месте слоевища.[11]
Тканевая организация
Самые простые коричневые - нитчатые, то есть их клетки удлиненные и имеют перегородки, пересекающие их ширину. Они разветвляются, расширяясь на конце, а затем разделяя расширение.[14]
Эти нити могут быть гаплостихическими или полистиховыми, многоосными или одноосными, образующими или не образующими псевдопаренхима.[15][16] Помимо листьев, есть большие по размеру паренхима водоросли тика с трехмерным развитием и ростом и разными тканями (меристодерма, кора и мозговое вещество ), которые можно рассматривать как морские деревья.[17][18] Есть также Fucales и Dictyotales меньше, чем водоросли, но все же паренхиматически с такими же отчетливыми тканями.
Стенка клетки состоит из двух слоев; внутренний слой несет прочность и состоит из целлюлозы; наружный слой стенки в основном состоит из альгиновых отложений, он липкий во влажном состоянии, но становится твердым и хрупким, когда высыхает.[15] В частности, клеточная стенка бурых водорослей состоит из нескольких компонентов, основными ингредиентами которых являются альгинаты и сульфатированный фукан, до 40% каждого из них.[19] Целлюлоза, главный компонент стенок большинства растительных клеток, присутствует в очень небольшом количестве, до 8%. Пути биосинтеза целлюлозы и альгината, по-видимому, были получены от других организмов посредством эндосимбиотического и горизонтального переноса генов соответственно, тогда как сульфатированные полисахариды имеют наследственное происхождение.[20] В частности, синтазы целлюлозы, по-видимому, происходят от эндосимбионта красных водорослей предка фотосинтетических страменопилов, а предок бурых водорослей приобрел ключевые ферменты для биосинтеза альгинатов от актинобактерий. Наличие и точный контроль структуры альгината в сочетании с существовавшей до него целлюлозой потенциально дали бурым водорослям способность к развитию сложных структурно многоклеточных организмов, таких как водоросли.[21]
Эволюционная история
Генетические и ультраструктурные данные помещают Phaeophyceae среди гетероконты (Stramenopiles),[22] большое скопление организмов, которое включает как фотосинтетический члены с пластиды (такой как диатомеи ), а также нефотосинтетических групп (таких как слизистые сети и водяные формы ). Хотя у некоторых гетероконтов родственников бурых водорослей отсутствуют пластиды в клетках, ученые полагают, что это является результатом эволюционной потери органелл в этих группах, а не независимого приобретения несколькими членами фотосинтеза.[23] Таким образом, считается, что все гетероконты произошли от одного гетеротрофный предок, который стал фотосинтетическим, когда приобрел пластиды через эндосимбиоз другого одноклеточного эукариота.[24]
Ближайшие родственники бурых водорослей включают одноклеточные и нитчатые виды, но одноклеточные виды бурых водорослей неизвестны. Однако большинство ученых предполагают, что Phaeophyceae произошли от одноклеточных предков.[25] ДНК Сравнение последовательностей также предполагает, что бурые водоросли произошли от нитчатых Phaeothamniophyceae,[26] Xanthophyceae,[27] или Chrysophyceae[28] между 150[1] и 200 миллионов лет назад.[2] Во многих отношениях эволюция бурых водорослей параллельна эволюции зеленые водоросли и красные водоросли,[29] поскольку все три группы обладают сложными многоклеточными видами с смена поколений. Анализ 5S рРНК последовательности показывают гораздо меньшие эволюционные дистанции среди родов бурых водорослей, чем среди родов красных или зеленых водорослей,[2][30] это говорит о том, что бурые водоросли стали более разнообразными в последнее время, чем две другие группы.
Окаменелости
Появление Phaeophyceae как окаменелости редко из-за их в целом мягкого характера,[31] и ученые продолжают спорить об идентификации некоторых находок.[32] Отчасти проблема с идентификацией заключается в конвергентная эволюция морфологии между многими коричневыми и красными водорослями.[33] Большинство окаменелостей мягкотканных водорослей сохраняют только уплощенный контур без микроскопических особенностей, позволяющих надежно различать основные группы многоклеточных водорослей. Среди бурых водорослей только виды рода Падина откладывают значительные количества минералов в стенках своих клеток или вокруг них.[34] Другие группы водорослей, такие как красные водоросли и зеленые водоросли, иметь ряд известковый члены. Из-за этого они с большей вероятностью оставят следы в летописи окаменелостей, чем мягкие тела большинства бурых водорослей, и чаще могут быть точно классифицированы.[35]
Окаменелости, сравнимые по морфологии с бурыми водорослями, известны из слоев столь же древних, как Верхний Ордовик,[36] но таксономический Родство этих отпечатков окаменелостей далеко не определено.[37] Утверждает, что ранее Эдиакарский окаменелости - коричневые водоросли[38] были уволены.[26] Хотя многие углеродистый окаменелости были описаны из Докембрийский, они обычно сохраняются в виде уплощенных контуров или фрагментов длиной всего миллиметры.[39] Поскольку этим окаменелостям не хватает диагностических признаков для идентификации даже на самом высоком уровне, они относятся к окаменелостям. образуют таксоны по форме и другим общим морфологическим признакам.[40] Номер Девонский окаменелости, названные фукоиды, из-за их сходства с видами в роде Фукус, оказались неорганическими, а не настоящими ископаемыми.[31] Девонское мега ископаемое Прототакситы, который состоит из массы волокон, сгруппированных в стволообразные оси, считается возможной бурой водорослью.[11] Однако современные исследования склоняются к новой интерпретации этой окаменелости как земной грибок или грибоподобный организм.[41] Точно так же ископаемое Протосальвиния когда-то считалась возможной бурой водорослью, но теперь считается одной из первых наземный завод.[42]
Номер Палеозой окаменелости предварительно были отнесены к бурым водорослям, хотя большинство из них также сравнивали с известными видами красных водорослей. Phascolophyllaphycus обладает многочисленными удлиненными надутыми лезвиями, прикрепленными к ножке. Это самая многочисленная из окаменелостей водорослей, найденная в коллекции, сделанной из Каменноугольный слои в Иллинойс.[43] Каждое полое лезвие несет до восьми пневматоцисты у его основания, и ножки, кажется, тоже были полыми и надутыми. Это сочетание характеристик похоже на некоторые современные роды в порядке Ламинарии (водоросли). Несколько окаменелостей Драйдения и единственный экземпляр Hungerfordia из верхнего девона Нью-Йорк также сравнивали как с коричневыми, так и с красными водорослями.[33] Окаменелости Драйдения состоят из эллиптического лезвия, прикрепленного к ветвящемуся нитевидному держателю, мало чем в отличие от некоторых видов Ламинария, Порфира, или же Gigartina. Единственный известный образец Hungerfordia дихотомически разветвляется на доли и напоминает роды, подобные Хондрус и Фукус[33] или же Диктиота.[44]
Самые ранние известные окаменелости, которые можно надежно отнести к Phaeophyceae, происходят из Миоцен диатомит депозиты Формация Монтерей в Калифорния.[24] Несколько коричневых макроводорослей с мягким телом, таких как Julescraneia, были найдены.[45]
Классификация
Филогения
На основе работы Зильберфельда, Руссо и де Ревье 2014.[46]
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Таксономия
Это список заказы в классе Phaeophyceae:[46][47]
- Учебный класс Phaeophyceae Хансгирг 1886 [Fucophyceae; Melanophycidae Rabenhorst 1863 stat. ноя Кавалер-Смит 2006]
- Подкласс Discosporangiophycidae Зильберфельд, Руссо и Ревье, 2014 г.
- Заказ Discosporangiales Шмидт 1937 исправил. Kawai et al. 2007 г.
- Семья Choristocarpaceae Кьельман 1891
- Семья Discosporangiaceae Шмидт 1937
- Заказ Discosporangiales Шмидт 1937 исправил. Kawai et al. 2007 г.
- Подкласс Ishigeophycidae Зильберфельд, Руссо и Ревье, 2014 г.
- Заказ Ishigeales Чо и Бу 2004
- Семья Ishigeaceae Окамура 1935
- Семья Petrodermataceae Зильберфельд, Руссо и Ревье, 2014 г.
- Заказ Ishigeales Чо и Бу 2004
- Подкласс Dictyotophycidae Зильберфельд, Руссо и Ревье, 2014 г.
- Заказ Dictyotales Бори де Сент-Винсент 1828 бывший Филлипс и другие.
- Семья Dictyotaceae Ламуру экс Дюмортье 1822 [Scoresbyellaceae Уомерсли 1987; Dictyopsidaceae]
- Заказ Onslowiales Draisma & Prud’homme van Reine 2008
- Семья Onslowiaceae Draisma & Prud’homme van Reine 2001
- Заказ Sphacelariales Мигула 1909
- Семья Cladostephaceae Oltmanns 1922
- Семья Lithodermataceae Хаук 1883
- Семья Phaeostrophiaceae Kawai et al. 2005 г.
- Семья Sphacelariaceae Decaisne 1842 г.
- Семья Sphacelodermaceae Draisma, Prud’homme & Kawai 2010
- Семья Stypocaulaceae Oltmanns 1922
- Заказ Syringodermatales Генри 1984
- Семья Syringodermataceae Генри 1984
- Заказ Dictyotales Бори де Сент-Винсент 1828 бывший Филлипс и другие.
- Подкласс Fucophycidae Кавалер-Смит 1986
- Заказ Аскосейралес Петров 1964 г. поправить. Мо и Генри 1982
- Семья Аскозейровые Скоттсберг 1907
- Заказ Asterocladales Т. Зильберфельд и другие. 2011 г.
- Семья Asterocladaceae Silberfeld et al. 2011 г.
- Заказ Desmarestiales Сетчелл & Гарднер 1925
- Семья Arthrocladiaceae Шовен 1842 г.
- Семья Desmarestiaceae (Тюре) Кьельман 1880
- Заказ Ectocarpales Bessey 1907 исправить. Руссо и Ревье 1999a [Chordariales Сетчелл и Гарднер, 1925 г.; Dictyosiphonales Сетчелл и Гарднер, 1925 г.; Scytosiphonales Фельдманн 1949]
- Семья Acinetosporaceae Хамель экс Фельдманн 1937 [Pylaiellaceae; Pilayellaceae]
- Семья Аденоцистовые Руссо и др. 2000 исправление. Silberfeld et al. 2011 г. [Chordariopsidaceae]
- Семья Chordariaceae Greville 1830 исправить. Питерс и Рамирес 2001 [Myrionemataceae]
- Семья Ectocarpaceae Agardh 1828 исправить. Silberfeld et al. 2011 г.
- Семья Petrospongiaceae Racault et al. 2009 г.
- Семья Scytosiphonaceae Ардиссон и Страфорелло 1877 [Chnoosporaceae Сетчелл и Гарднер, 1925 г.]
- Заказ Fucales Бори де Сент-Винсент 1827 [Notheiales Уомерсли 1987; Durvillaeales Петров 1965]
- Семья Bifurcariopsidaceae Cho et al. 2006 г.
- Семья Durvillaeaceae (Oltmanns) Де Тони 1891
- Семья Fucaceae Адансон 1763
- Семья Himanthaliaceae (Кьельман) Де Тони 1891
- Семья Hormosiraceae Фрич 1945
- Семья Notheiaceae Шмидт 1938
- Семья Саргасовые Кютцинг 1843 г. [Cystoseiraceae Де Тони 1891]
- Семья Seirococcaceae Низамуддин 1987 г.
- Семья Xiphophoraceae Cho et al. 2006 г.
- Заказ Ламинарии Мигула 1909 [Phaeosiphoniellales Silberfeld, Rousseau & Reviers 2014 ord. ноя опора]
- Семья Agaraceae Postels & Ruprecht 1840 г. [Costariaceae]
- Семья Akkesiphycaceae Кавай и Сасаки 2000
- Семья Алярийные Сетчелл и Гарднер, 1925 г.
- Семья Aureophycaceae Каваи и Риджуэй 2013
- Семья Хордовые Дюмортье 1822
- Семья Ламинариевые Бори де Сент-Винсент 1827 [Arthrothamnaceae Петров 1974]
- Семья Lessoniaceae Сетчелл и Гарднер, 1925 г.
- Семья Псевдохордовые Каваи и Куроги 1985
- Заказ Nemodermatales Parente et al. 2008 г.
- Семья Nemodermataceae Кукук экс Фельдманн 1937
- Заказ Phaeosiphoniellales Зильберфельд, Руссо и Ревье 2014
- Семья Phaeosiphoniellaceae Филлипс и др. 2008 г.
- Заказ Ральфсиалес Накамура экс Лим и Каваи 2007
- Семья Mesosporaceae Танака и Чихара 1982
- Семья Неоральфсийные Лим и Каваи 2007
- Семья Ralfsiaceae Фарлоу 1881 [Heterochordariaceae Сетчелл и Гарднер, 1925 г.]
- Заказ Сцитотамналес Peters & Clayton 1998 исправлено. Silberfeld et al. 2011 г.
- Семья Asteronemataceae Silberfeld et al. 2011 г.
- Семья Bachelotiaceae Silberfeld et al. 2011 г.
- Семья Splachnidiaceae Митчелл и Уиттинг 1892 [Scytothamnaceae Уомерсли 1987]
- Заказ Спорохналес Соважо 1926
- Семья Sporochnaceae Гревиль 1830
- Заказ Tilopteridales Bessey 1907 исправить. Филлипс и др. 2008 г. [Cutleriales Бесси 1907]
- Семья Cutleriaceae Гриффит и Хенфри 1856
- Семья Halosiphonaceae Кавай и Сасаки 2000
- Семья Phyllariaceae Тилден 1935
- Семья Stschapoviaceae Каваи 2004
- Семья Тилоптеридовые Кьельман 1890
- Заказ Аскосейралес Петров 1964 г. поправить. Мо и Генри 1982
- Подкласс Discosporangiophycidae Зильберфельд, Руссо и Ревье, 2014 г.
Жизненный цикл
Большинство бурых водорослей, за исключением Fucales, выполнять половое размножение через споровой мейоз.[48] Между поколениями водоросли проходят отдельные спорофит (диплоид ) и гаметофит (гаплоидный ) фазы. Стадия спорофита часто более заметна из двух, хотя некоторые виды бурых водорослей имеют сходные диплоидные и гаплоидные фазы. Свободноплавающие формы бурых водорослей часто не подвергаются половое размножение пока они не прикрепятся к субстрату. Гаплоидное поколение состоит из мужского и женского пола. гаметофиты.[49] Оплодотворение яйцеклеток зависит от вида бурых водорослей и может быть изогамный, оогамный, или же анизогамный. Оплодотворение может происходить в воде яйцами и подвижной спермой или внутри оогоний сам.
Некоторые виды бурых водорослей также могут выполнять бесполое размножение через производство подвижных диплоидов зооспоры. Эти зооспоры образуются в многограннике. спорангий, и может немедленно перерасти в фазу спорофита.
У репрезентативного вида Ламинария, есть бросающийся в глаза диплоид поколения и меньшие гаплоидные поколения. Мейоз протекает в течение нескольких монокулярный спорангий вдоль лезвия водоросли, каждая из которых образует гаплоидные мужские или женские особи зооспоры. Затем споры выходят из спорангиев и разрастаются, образуя мужские и женские гаметофиты. Женский гаметофит производит яйцеклетку в оогониуме, а мужской гаметофит выделяет подвижные сперматозоиды, которые оплодотворяют яйцеклетку. Затем оплодотворенная зигота вырастает в зрелый диплоидный спорофит.
В порядке Fucales, половое размножение оогамный, а зрелый диплоид - единственная форма для каждого поколения. Гаметы образуются в специализированных концептаклы которые возникают разбросанными по обеим поверхностям цветоложа, внешней части лопастей родительского растения. Яйцеклетки и подвижные сперматозоиды высвобождаются из отдельных мешочков в концептуальных образованиях родительских водорослей, объединяясь в воде для завершения оплодотворения. Оплодотворенная зигота оседает на поверхности, а затем превращается в листовую слоевище и упор, подобный пальцу. Свет регулирует дифференциацию зиготы на лезвие и фиксатор.
Экология
Бурые водоросли приспособились к широкому спектру морских экологических ниш, включая зону приливных всплесков, каменные бассейны, всю приливную зону и относительно глубокие прибрежные воды. Они являются важной составляющей некоторых экосистем с солоноватой водой и колонизировали пресную воду максимум шесть раз.[50] Большое количество Phaeophyceae находится в приливной или верхней литорали,[26] и они в основном представляют собой организмы с холодной и холодной водой, которые извлекают выгоду из питательных веществ в восходящих потоках холодной воды и притоках с суши; Саргассум являясь заметным исключением из этого обобщения.
Бурые водоросли, растущие в солоноватых водах, почти исключительно бесполые.[26]
Химия
Группа водорослей | δ13Диапазон C[51] |
---|---|
HCO3-с помощью красные водоросли | От −22,5 ‰ до −9,6 ‰ |
CO2-использование красных водорослей | От −34,5 ‰ до −29,9 ‰ |
Бурые водоросли | От −20,8 ‰ до −10,5 ‰ |
Зеленые водоросли | От −20,3 ‰ до −8,8 ‰ |
У бурых водорослей есть δ13C значение в диапазоне от -30,0 ‰ до -10,5 ‰, в отличие от красных водорослей и зелени. Это отражает их различные метаболические пути.[52]
Они имеют целлюлозные стенки с альгиновой кислотой, а также содержат полисахарид. фукоидан в аморфных участках их клеточных стенок. Несколько видов (из Падина) кальцинировать с арагонит иглы.[26]
Фотосинтетическая система бурых водорослей состоит из P700 комплекс, содержащий хлорофилл а. Их пластиды также содержат хлорофилл с и каротиноиды (наиболее распространенные из фукоксантин ).[53]
Бурые водоросли производят особый тип танина, называемый флоротанины в большем количестве, чем красные водоросли.
Важность и использование
Бурые водоросли включают ряд съедобные водоросли. Все бурые водоросли содержат альгиновая кислота (альгинат) в их клеточных стенках, который коммерчески извлекается и используется в качестве промышленного загустителя в продуктах питания и для других целей.[54] Один из этих продуктов используется в литий-ионные батареи.[55] Альгиновая кислота используется в качестве стабильного компонента батареи. анод. Этот полисахарид является основным компонентом бурых водорослей и не содержится в наземных растениях.
Альгиновая кислота также может использоваться в аквакультура. Например, альгиновая кислота усиливает иммунную систему радужной форели. Более молодые рыбы имеют больше шансов выжить, если их диета содержит альгиновую кислоту.[56]
Бурые водоросли, включая ламинария Грядки также фиксируют значительную часть углекислого газа Земли ежегодно посредством фотосинтеза.[57] И они могут хранить в себе большое количество углекислого газа, что может помочь нам в борьбе с изменением климата.[58]Саргахроманол G, отрывок из Sargassum siliquastrum, было показано, что он обладает противовоспалительным действием.[59]
Съедобные бурые водоросли
Водоросли (Ламинарии)
| Fucales
| Ectocarpales
|
Смотрите также
Рекомендации
- ^ а б Medlin, L.K .; и другие. (1997). Филогенетические взаимоотношения «золотых водорослей» (гаптофитов, гетероконтов, хромофитов) и их пластид (PDF). Систематика и эволюция растений. 11. С. 187–219. Дои:10.1007/978-3-7091-6542-3_11. HDL:10013 / epic.12690. ISBN 978-3-211-83035-2.
- ^ а б c Lim, B.-L .; Kawai, H .; Hori, H .; Осава, С. (1986). «Молекулярная эволюция 5S рибосомальной РНК из красных и бурых водорослей». Японский журнал генетики. 61 (2): 169–176. Дои:10.1266 / jjg.61.169.
- ^ Кьельман, Ф. Р. (1891). «Phaeophyceae (Fucoideae)». In Engler, A .; Прантл, К. (ред.). Die natürlichen Pflanzenfamilien. 1. Лейпциг: Вильгельм Энгельманн. С. 176–192.
- ^ а б Кок, Дж. Марк; Питерс, Акира Ф .; Коэльо, Сусана М. (09.08.2011). «Бурые водоросли». Текущая биология. 21 (15): R573 – R575. Дои:10.1016 / j.cub.2011.05.006. PMID 21820616.
- ^ Хук, Христиан; ден Хук, Хок Ван; Манн, Дэвид; Янс, Х. (1995). Водоросли: введение в фикологию. Издательство Кембриджского университета. п. 166. ISBN 9780521316873. OCLC 443576944.
- ^ а б c Коннор, Дж .; Бакстер, К. (1989). Водоросли. Аквариум Монтерей Бэй. ISBN 978-1-878244-01-7.
- ^ а б Диттмер, Х. Дж. (1964). Филогения и форма в царстве растений. Принстон, штат Нью-Джерси: Компания D. Van Nostrand. стр.115–137. ISBN 978-0-88275-167-2.
- ^ Abbott, I.A .; Холленберг, Г. Дж. (1976). Морские водоросли Калифорнии. Калифорния: Stanford University Press. ISBN 978-0-8047-0867-8.
- ^ Крибб, А. Б. (1953). "Macrocystis pyrifera (L.) Ag. в водах Тасмании ». Австралийский журнал морских и пресноводных исследований. 5 (1): 1–34. Дои:10.1071 / MF9540001.
- ^ Джонс, У. Э. (1962). «Ключ к родам британских водорослей» (PDF). Полевые исследования. 1 (4): 1–32.[постоянная мертвая ссылка ]
- ^ а б c d Bold, H.C .; Alexopoulos, C.J .; Делеворяс, Т. (1987). Морфология растений и грибов (5-е изд.). Нью-Йорк: Издательство Harper & Row. С. 112–131, 174–186. ISBN 978-0-06-040839-8.
- ^ Raven, P.H .; Evert, R. F .; Эйххорн, С. Э. (2005). Биология растений (7-е изд.). Нью-Йорк: В. Х. Фриман и компания. стр.316 –321, 347. ISBN 978-0-7167-1007-3.
- ^ Раунд, Ф. Э. (1981). Экология водорослей. Кембридж: Издательство Кембриджского университета. п. 103. ISBN 978-0-521-26906-3.
- ^ Винн, М. Дж. (1981). «Биология водорослей». In Lobban, C. S .; Винн, М. Дж. (Ред.). Phaeophyta: морфология и классификация. Ботанические монографии. 17. Калифорнийский университет Press. п. 52. ISBN 978-0-520-04585-9.
- ^ а б Шарма, О. П. (1986). Учебник по водорослям. Тата МакГроу-Хилл. п. 298. ISBN 978-0-07-451928-8.
- ^ Грэм; Уилкокс; Грэм (2009). Водоросли, 2-е издание. Пирсон. ISBN 9780321603128.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
- ^ Фритч, Ф. Э. 1945. Структура и размножение водорослей. Издательство Кембриджского университета, Кембридж.
- ^ Шарье, Бенедикт; Le Bail, Aude; де Ревье, Бруно (август 2012 г.). «Растение Proteus: морфологическая пластичность бурых водорослей и лежащие в основе механизмы развития». Тенденции в растениеводстве. 17 (8): 468–477. Дои:10.1016 / j.tplants.2012.03.003. ISSN 1360-1385.
- ^ Шарье, Б., Х. Рабилле и Б. Билло. 2019. Взгляд на расширение клеточной стенки в золотом свете. Тенденции в растениеводстве 24: 130–141.
- ^ Мишель Г., Т. Тонон, Д. Скорнет, Дж. М. Кок и Б. Клорег. 2010. Метаболизм полисахаридов клеточной стенки бурой водоросли Ectocarpus siliculosus. Понимание эволюции полисахаридов внеклеточного матрикса у эукариот. Новый Фитолог 188: 82–97.
- ^ Денио-Буэ, Э., Н. Керварек, Г. Мишель, Т. Тонон, Б. Клоарег и К. Эрве. 2014. Химическое и ферментативное фракционирование клеточных стенок из Fucales: понимание структуры внеклеточного матрикса бурых водорослей. Анналы ботаники 114: 1203–1216.
- ^ Adl, S.M .; и другие. (2005). «Новая классификация эукариот более высокого уровня с упором на таксономию простейших» (PDF). Журнал эукариотической микробиологии. 52 (5): 399–451. Дои:10.1111 / j.1550-7408.2005.00053.x. PMID 16248873.
- ^ Lane, C.E .; Арчибальд, Дж. М. (2008). "Эукариотическое древо жизни: эндосимбиоз берет свое" (PDF). Тенденции в экологии и эволюции. 23 (5): 268–275. CiteSeerX 10.1.1.555.2930. Дои:10.1016 / j.tree.2008.02.004. PMID 18378040.
- ^ а б ван ден Хук, Ц .; Mann, D.G .; Янс, Х. М. (1995). Водоросли: введение в психологию. Кембридж: Издательство Кембриджского университета. С. 165–218. ISBN 978-0-521-31687-3.
- ^ Никлас, К. Дж. (1997). Эволюционная биология растений. Чикаго: Издательство Чикагского университета. п. 156. ISBN 978-0-226-58082-1.
- ^ а б c d е Ли, Р. Э. (2008). Психология (4-е изд.). Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-63883-8.
- ^ Ariztia, E. V .; Андерсен, Р. А .; Согин, М. Л. (1991). «Новая филогения хромофитных водорослей с использованием 16S-подобных последовательностей рРНК из Mallomonas papillosa (Synurophyceae) и Tribonema aequale (Xanthophyceae) ". Журнал психологии. 27 (3): 428–436. Дои:10.1111 / j.0022-3646.1991.00428.x.
- ^ Taylor, T. N .; Тейлор, Э. Л. (1993). Биология и эволюция ископаемых растений. Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Prentice Hall. С. 128–131. ISBN 978-0-13-651589-0.
- ^ Диттмер, Х. Дж. (1964). Филогения и форма в царстве растений. Принстон, Нью-Джерси: Компания D. Van Nostrand. стр.115–137. ISBN 978-0-88275-167-2.
- ^ Hori, H .; Осава, С. (1987). «Происхождение и эволюция организмов на основе последовательностей 5S рибосомных РНС» (PDF). Молекулярная биология и эволюция. 4 (5): 445–472. Дои:10.1093 / oxfordjournals.molbev.a040455. PMID 2452957.
- ^ а б Арнольд, К. А. (1947). Введение в палеоботанику. Нью-Йорк; Лондон: Макгроу-Хилл. п.48. ISBN 978-1-4067-1861-4.
- ^ Coyer, J. A .; Smith, G.J .; Андерсен, Р. А. (2001). "Эволюция Макроцистис виды (Phaeophyta), как определено последовательностями ITS1 и ITS2 " (PDF). Журнал психологии. 37 (4): 574–585. Дои:10.1046 / j.1529-8817.2001.037001574.x.
- ^ а б c Fry, W. L .; Бэнкс, Х. П. (1955). «Три новых рода водорослей из верхнего девона Нью-Йорка». Журнал палеонтологии. 29 (1): 37–44. JSTOR 1300127.
- ^ Прескотт, Г. У. (1968). Водоросли: обзор. Бостон: Компания Houghton Mifflin. стр.207 –231, 371–372. ISBN 978-3-87429-244-3.
- ^ Симпсон, Г. Г. (1953). Жизнь прошлого: введение в палеонтологию. Новый рай: Издательство Йельского университета. стр.158–159.
- ^ Фрай, В. Л. (1983). «Флора водорослей из верхнего ордовика региона озера Виннипег, Манитоба, Канада». Обзор палеоботаники и палинологии. 39 (3–4): 313–341. Дои:10.1016/0034-6667(83)90018-0.
- ^ Speer, B.R .; Ваггонер, Б. М. (2000). "Phaeophyta: летопись окаменелостей".
- ^ Лёблих, А. Р. (1974). «Филогения Протистана, как указано в летописи окаменелостей». Таксон. 23 (2/3): 277–290. Дои:10.2307/1218707. JSTOR 1218707.
- ^ Хофманн, Х. Дж. (1985). «Углеродистые мегафоссилии докембрия». В Д. Ф. Туми; М. Х. Нитецки (ред.). Палеоалгология: современные исследования и приложения. Берлин: Springer-Verlag. С. 20–33.
- ^ Хофманн, Х. Дж. (1994). «Протерозойские углистые сжатия (« метафиты »и« черви »)». В Бенгтсоне, С. (ред.). Жизнь на Земле. Нобелевский симпозиум. 84. Нью-Йорк: Columbia University Press. С. 342–357.
- ^ Хюбер, Ф. М. (2001). «Загнивший древесный водоросль-грибок: история и жизнь Прототакситы Доусон 1859 г. ". Обзор палеоботаники и палинологии. 116 (1): 123–158. Дои:10.1016 / S0034-6667 (01) 00058-6.
- ^ Taylor, W.A .; Тейлор, Т. Н. (1987). "Ультраструктура стенки спор Протосальвиния" (PDF). Американский журнал ботаники. 74 (3): 437–443. Дои:10.2307/2443819. JSTOR 2443819. Архивировано из оригинал (PDF) на 17.06.2010.
- ^ Лири, Р. Л. (1986). «Три новых рода ископаемых бескамерных водорослей из пластов Вальмейера (штат Миссисипи) в штате Иллинойс». Американский журнал ботаники. 73 (3): 369–375. Дои:10.2307/2444080. JSTOR 2444080.
- ^ Bold, H.C .; Винн, М. Дж. (1978). Знакомство с водорослями (2-е изд.). Prentice-Hall. п.27. ISBN 978-0-13-477786-3.
- ^ Parker, B.C .; Доусон, Э. Ю. (1965). «Неизвестковые морские водоросли из калифорнийских миоценовых отложений». Nova Hedwigia. 10: 273–295, пластины 76–96.
- ^ а б Зильберфельд, Томас; Руссо, Флоренция; де Ревье, Бруно (2014). «Обновленная классификация бурых водорослей (Ochrophyta, Phaeophyceae)». Криптогамия, Алгология. 35 (2): 117–156. Дои:10.7872 / crya.v35.iss2.2014.117.
- ^ Guiry, M.D .; Гири, Г. М. (2009). "AlgaeBase". Национальный университет Ирландии. Получено 2012-12-31.
- ^ Смелый, Гарольд Чарльз; Винн, Майкл Джеймс (1 января 1985). Знакомство с водорослями: строение и размножение. Прентис-Холл.
- ^ Лесли., Ловетт-Дуст, Джон и (01.01.1990). Репродуктивная экология растений: модели и стратегии. Издательство Оксфордского университета. ISBN 9780198021926. OCLC 437173314.
- ^ Диттами, С.М.; Heesch, S; Olsen, JL; Коллен, Дж (2017). «Переходы между морской и пресноводной средами дают новые подсказки о происхождении многоклеточных растений и водорослей» (PDF). J Phycol. 53 (4): 731–745. Дои:10.1111 / иен.12547. PMID 28509401.
- ^ Maberly, S.C .; Raven, J. A .; Джонстон, А. М. (1992). "Дискриминация между 12C и 13C морскими растениями ". Oecologia. 91 (4): 481. Дои:10.1007 / BF00650320. JSTOR 4220100.
- ^ Fletcher, B.J .; Бирлинг, Д. Дж.; Чалонер, В. Г. (2004). «Стабильные изотопы углерода и метаболизм наземного девонского организма Spongiophyton». Геобиология. 2 (2): 107–119. Дои:10.1111 / j.1472-4677.2004.00026.x.
- ^ Беркалофф, Клэр (1990). «Субъединичная организация частиц PSI из бурых водорослей и диатомовых водорослей: полипептидный и пигментный анализ». Фотосинтез Исследования. 23 (2): 181–193. Дои:10.1007 / BF00035009. PMID 24421060.
- ^ «Альгиновая кислота». www.fao.org. Получено 2017-04-20.
- ^ Коваленко, Игорь; Здырко, Богдан; Магасинский, Александр; Герцберг, Бенджамин; Миличев, Зоран; Буртовый, Руслан; Лузинов, Игорь; Юшин, Глеб (01.01.2011). «Основной компонент бурых водорослей для использования в литий-ионных батареях большой емкости». Наука. 334 (6052): 75–79. Bibcode:2011Наука ... 334 ... 75K. Дои:10.1126 / science.1209150. JSTOR 23059304. PMID 21903777.
- ^ Джоаккини, Джорджия; Ломбардо, Франческо; Авелла, Маттео Алессандро; Оливотто, Айк; Карневали, Олиана (01.04.2010). «Улучшение благополучия молоди радужной форели (Oncorhynchus mykiss) с помощью альгиновой кислоты». Химия и экология. 26 (2): 111–121. Дои:10.1080/02757541003627738. ISSN 0275-7540.
- ^ Васкес, Хулио А .; Суньига, Серхио; Тала, Фадиа; Пиаже, Николь; Родригес, Дени С.; Вега, Дж. М. Алонсо (2014-04-01). «Экономическая оценка лесов ламинарии на севере Чили: стоимость товаров и услуг экосистемы». Журнал прикладной психологии. 26 (2): 1081–1088. Дои:10.1007 / s10811-013-0173-6. ISSN 0921-8971.
- ^ Krause-Jensen, D .; Дуарте, К. (21 февраля 2020 г.). «Существенная роль макроводорослей в связывании углерода в море». Природа Геонауки. 9 (10): 737–742. Дои:10.1038 / ngeo2790.
- ^ Юн, Веон-Чжон; Хео, Су-Джин; Хан, Санг-Чул; Ли, Хе-Чжа; Кан, Гён-Джин; Кан, Хи-Гён; Хён, Джин-Вон; Ко, Янг-Санг; Ю, Ын-Сук (01.08.2012). «Противовоспалительный эффект саргахроманола G, выделенного из Sargassum siliquastrum, в клетках RAW 264.7». Архив фармакологических исследований. 35 (8): 1421–1430. Дои:10.1007 / s12272-012-0812-5. ISSN 0253-6269. PMID 22941485.