KARAKTERISTIK UMUM ALGA

Perbedaan antara alga dan tumbuhan lainnya. Cara memberi makan alga. Pigmen alat fotosintesis. Metode pemberian makan alga fototrofik, heterotrofik, dan mixotrofik. Struktur sel. Jenis utama struktur morfologi tubuh alga. Siklus reproduksi dan perkembangan alga (reproduksi vegetatif, aseksual, seksual) Perubahan generasi dan fase inti dalam siklus hidup alga.

Alga dan lingkungan. Kondisi kehidupan eksternal. Kelompok ekologi alga. Alga planktonik. Alga bentik. Alga darat. Alga tanah. Alga salju dan es. Alga dari badan air asin. Ganggang bersinar. Kohabitasi alga dengan organisme lain.

Pentingnya alga di alam dan kehidupan manusia.

Klasifikasi alga.

TINJAUAN SISTEMATIS ALGA

Divisi ganggang biru-hijau (Cyanophyta). Tingkat organisasi. Struktur sel. Struktur thallus. Reproduksi. Klasifikasi. Kelas Chroococcal, Hormogonium, Chamesiphonaceae. Asal, evolusi dan filogeni. Fitur ekologi. Distribusi dan perwakilan. Arti.

Departemen ganggang hijau (Chlorophyta). Tingkat organisasi. Struktur sel. Jenis organisasi morfologi thalli. Metode reproduksi. Maknanya di alam dan kehidupan manusia. Klasifikasi departemen. Prinsip klasifikasi. Kelas equiflagellata, prasinophyceae, konjugat, characeae.

Kelas equiflagellata, atau sebenarnya ganggang hijau. Pesanan Volvox, Klorokokus, Ulotrix. Bentuk uniseluler, kolonial dan coenobial. Struktur thali multiseluler. Reproduksi. Struktur sel. Perwakilan utama.

Konjugat kelas. Ciri-ciri organisasi dan struktur thalli. Metode reproduksi. Karakteristik dan jenis konjugasi. Ordo mesotenik, desmidian, zygnema. Distribusi di alam. Perwakilan.

Kelas Charovae. Struktur thallus. Metode reproduksi. Ekologi dan signifikansi. Perwakilan utama.

Waktu munculnya ganggang hijau. Asal usul, evolusi dan filogeni. Garis utama evolusi dalam ordo. Alga hijau sebagai nenek moyang tumbuhan tingkat tinggi.

Pembagian diatom (Diatomeae, Bacillariophyta). Ciri-ciri organisasi dan struktur koloni . Ciri-ciri sitologi. Metode reproduksi. Klasifikasi. Kelas-kelasnya bersifat pennate dan sentris. Perwakilan utama. Distribusi, ekologi, signifikansi. Perwakilan. Waktu asal, asal usul dan filogeni diatom.

Departemen alga coklat (Phaeophyta). Tingkat organisasi. Anatomi dan struktur morfologi thali. Ciri-ciri sitologi. Metode reproduksi. Jenis siklus hidup. Klasifikasi departemen. Kelasnya isogenerate, heterogenerate, cyclosporous. Perwakilan utama. Menyebar. Ekologi. Arti. Waktu asal, asal usul dan filogeni diatom.

Rumput laut

Alga (lat. Algae) adalah kelompok ekologi heterogen yang terdiri dari organisme uniseluler, kolonial, atau multiseluler yang sebagian besar bersifat fototrofik, biasanya hidup di lingkungan perairan, secara sistematis mewakili kumpulan banyak departemen. Memasuki simbiosis dengan jamur, organisme ini, dalam perjalanan evolusi, membentuk organisme yang benar-benar baru - lumut.Studi tentang alga merupakan tahap penting dalam pelatihan spesialis di bidang budidaya laut, budidaya ikan, dan ekologi kelautan. Ilmu tentang alga disebut algologi.

Informasi Umum

Alga adalah sekelompok organisme dengan asal usul berbeda, disatukan oleh ciri-ciri berikut: adanya klorofil dan nutrisi fotoautotrofik; pada organisme multiseluler - kurangnya diferensiasi yang jelas antara tubuh (disebut thallus, atau thallus) menjadi organ; kurangnya sistem konduksi yang jelas; hidup di lingkungan perairan atau dalam kondisi lembab (tanah, tempat lembab, dll). Mereka sendiri tidak memiliki organ, jaringan dan tidak memiliki selaput penutup.

Beberapa alga mampu melakukan heterotrofi (memakan bahan organik siap pakai), baik osmotrofi (di permukaan sel), misalnya flagellata, dan dengan menelan melalui mulut sel (euglena, dinophytes). Ukuran alga berkisar dari pecahan mikron (coccolithophores dan beberapa diatom) hingga 30-50 m (alga coklat - rumput laut, makrocystis, sargassum). Thallus dapat berupa uniseluler atau multiseluler. Di antara alga multiseluler, selain alga besar, terdapat alga mikroskopis (misalnya rumput laut sporofit). Di antara organisme uniseluler terdapat bentuk kolonial, ketika sel-sel individu berhubungan erat satu sama lain (terhubung melalui plasmodesmata atau terbenam dalam lendir biasa).

Alga mencakup sejumlah divisi eukariotik (tergantung pada klasifikasinya), banyak di antaranya tidak berkerabat berdasarkan asal usul yang sama. Alga juga sering termasuk ganggang biru-hijau atau cyanobacteria, yang merupakan prokariota. Secara tradisional, alga diklasifikasikan sebagai tumbuhan.

Sitologi

Sel alga (kecuali tipe amoeboid) ditutupi dengan dinding sel dan/atau membran sel. Dindingnya terletak di bagian luar membran sel dan biasanya berisi komponen struktural(misalnya selulosa) dan matriks amorf (misalnya zat pektin atau agar); ia mungkin juga memiliki lapisan tambahan (misalnya, lapisan sporopollenin pada klorella). Membran sel dapat berupa cangkang silikon luar (dalam diatom dan beberapa okrofit lainnya), atau lapisan atas sitoplasma yang dipadatkan (plasmalemma), di mana mungkin terdapat struktur tambahan, misalnya vesikel, kosong atau dengan pelat selulosa (semacam cangkang, theca, pada dinoflagellata). Jika membran sel terbuat dari plastik, sel mungkin mampu melakukan apa yang disebut gerakan metabolisme - meluncur karena sedikit perubahan pada bentuk tubuh.

Pigmen fotosintetik (dan “menutupinya”) terletak di plastida khusus - kloroplas. Kloroplas memiliki dua membran (alga merah, hijau, charophyte), tiga (euglena, dinoflagellata) atau empat (alga okrofit). Ia juga memiliki peralatan genetiknya yang sangat tereduksi, yang menunjukkan simbiogenesisnya (berasal dari sel prokariotik yang ditangkap atau, dalam alga heterokont, sel eukariotik). Membran bagian dalam menonjol ke dalam, membentuk lipatan - tilakoid, dikumpulkan dalam tumpukan - grana: monotilakoid berwarna merah dan biru-hijau, dua atau lebih berwarna hijau dan charoves, sisanya tritilakoid. Faktanya, tilakoid adalah tempat pigmen berada. Kloroplas pada alga mempunyai bentuk yang berbeda(berbentuk cakram kecil, berbentuk spiral, berbentuk cangkir, seperti bintang, dll.) Banyak kloroplas memiliki formasi padat - pirenoid.Produk fotosintesis, dalam saat ini kelebihannya, disimpan dalam bentuk berbagai zat cadangan: pati, glikogen, polisakarida lain, lipid. Antara lain, lipid, karena lebih ringan dari air, memungkinkan diatom planktonik dengan cangkangnya yang berat untuk tetap bertahan. Beberapa alga menghasilkan gelembung gas, juga memberikan gaya angkat pada alga.

Siklus reproduksi dan perkembangan

Reproduksi vegetatif, aseksual dan seksual terjadi pada alga.

Perbanyakan vegetatif dapat dilakukan baik dengan pembelahan sederhana organisme multiseluler (fragmen filamen atau koloni Spirogyra (Synura) menjadi beberapa bagian, atau dengan bantuan organ khusus. Misalnya, alga coklat dari ordo Sphacelariaceae memiliki cabang induk khusus untuk tujuan ini, dan alga dari ordo characeae - bintil pada rizoid.

Reproduksi alga secara aseksual dilakukan dengan menggunakan zoospora yang bergerak atau aplanospora yang tidak bergerak. Dalam hal ini protoplas sel sporangium terbagi menjadi beberapa bagian dan produk pembelahan keluar dari cangkangnya. Individu yang membentuk sporangia disebut sporofit. Seringkali spora yang bergerak atau tidak bergerak mempunyai nama khusus. Misalnya, aplanospora yang berbentuk sel induk ketika berada di dalamnya disebut autospora, dan jika aplanospora ditutupi dengan cangkang tebal dan memasuki keadaan tidak aktif, maka itu adalah hipnospora; zoospora yang kehilangan flagela tetapi tetap memiliki vakuola kontraktil dan oselus disebut hemizoospora.

Reproduksi seksual. Selama reproduksi seksual, terjadi fusi berpasangan sel haploid untuk membentuk zigot diploid. Alga memiliki beberapa varian proses seksual: isogami - peleburan dua gamet motil dengan bentuk dan ukuran yang sama; heterogami - perpaduan dua gamet motil dengan bentuk yang sama, tetapi ukurannya berbeda; oogami adalah peleburan sel telur besar yang tidak bergerak dengan sperma kecil yang bergerak. Sel tempat terbentuknya gamet disebut gametangia, dan tumbuhan itu sendiri yang memiliki gametangia disebut gametofit. Ada dua jenis gametangia: antheridia, yang membentuk banyak spermatozoa, dan oogonia, yang membentuk satu atau beberapa sel telur. Selain itu, reproduksi seksual pada beberapa kelompok alga dapat terjadi tanpa pembentukan gamet. Misalnya, jika dua ganggang uniseluler yang bergerak bergabung, maka ini adalah hologami; perpaduan protoplas dari dua sel vegetatif haploid yang tidak bergerak untuk membentuk konjugasi zigot. Jika gametofit dan sporofit dalam siklus hidup suatu alga mempunyai perbedaan morfologi yang nyata, maka hal ini disebut perubahan heteromorfik dalam bentuk perkembangan, dan jika tidak berbeda secara morfologi, maka perubahan isomorfik dalam bentuk perkembangan. Gametofit juga bisa berumah satu (biseksual) - gamet jantan dan betina berkembang pada satu individu, atau dioecious (dioecious) - gamet jantan berkembang pada beberapa individu, dan gamet betina pada individu lain.

Kelompok ekologi alga

Taksonomi

Alga adalah kelompok organisme yang sangat heterogen, berjumlah sekitar 100 ribu (dan menurut beberapa sumber hingga 100 ribu spesies hanya dalam divisi diatom) spesies. Berdasarkan perbedaan kumpulan pigmen, struktur kromatofor, ciri morfologi dan biokimia (komposisi membran sel, jenis nutrisi cadangan), sebagian besar ahli taksonomi dalam negeri membedakan 11 divisi alga:

Prokariota, atau pranuklir (lat. Procaryota)

Bakteri Kerajaan

Subkerajaan Cyanobacteria (Cyanobionta)

  • Departemen Alga biru-hijau (Cyanobacteria)

Eukariota, atau Nuklir (Eucaryota)

Kerajaan Tumbuhan (Plantae)

Alga Subkingdom (Phycobionta)

  1. Departemen Ganggang hijau(Klorofita)
  2. Divisi Euglenophyta
  3. Divisi Ganggang Emas (Chrysophyta)
  4. Departemen Ganggang Kuning-Hijau (Xanthophyta)
  5. Divisi Diatom (Bacillariophyta)
  6. Alga Departemen Dinofit (Dinophyta)
  7. Divisi Alga Cryptophyte (Cryptophyta)
  8. Departemen Ganggang coklat (Phaeophyta)
  9. Sub-kerajaan Ungu (Rhodobionta)
  10. Divisi Alga Merah (Rhodophyta)

Departemen Ganggang biru-hijau, atau Cyanobacteria (Cyanophyta)

Terdapat sekitar 2 ribu spesies alga biru-hijau yang dikelompokkan menjadi kurang lebih 150 genera. Ini adalah organisme tertua, jejak keberadaannya ditemukan di endapan Prakambrium, usianya sekitar 3 miliar tahun. ganggang biru-hijau Ada bentuk uniseluler, tetapi sebagian besar spesies merupakan organisme kolonial dan berserabut. Mereka berbeda dari alga lain karena selnya tidak memiliki inti yang terbentuk. Mereka tidak memiliki mitokondria, vakuola dengan getah sel, tidak ada plastida yang terbentuk, dan pigmen yang digunakan untuk melakukan fotosintesis terletak di pelat fotosintesis - lamela. Pigmen ganggang biru-hijau sangat beragam: klorofil, karoten, xantofil, serta pigmen spesifik dari kelompok phycobilin - phycocyanin biru dan phycoerythrin merah, yang selain cyanobacteria, hanya ditemukan pada alga merah. Warna organisme ini paling sering berwarna biru-hijau. Namun, tergantung pada rasio kuantitatif berbagai pigmen, warna alga ini tidak hanya biru-hijau, tetapi juga ungu, kemerahan, kuning, biru pucat atau hampir hitam.Alga biru-hijau tersebar di seluruh dunia dan ditemukan dalam berbagai macam kondisi. Mereka mampu hidup bahkan dalam kondisi kehidupan yang ekstrim. Organisme ini tahan terhadap kegelapan dan anaerobiosis yang berkepanjangan, dapat hidup di gua, di berbagai tanah, di lapisan lumpur alami yang kaya akan hidrogen sulfida, di perairan panas, dll. Selaput lendir terbentuk di sekitar sel-sel ganggang kolonial dan berserabut, yang berfungsi sebagai a pembungkus pelindung yang melindungi sel dari kekeringan dan merupakan filter cahaya Banyak ganggang biru-hijau berserabut memiliki sel khusus - heterokista. Sel-sel ini memiliki membran dua lapis yang jelas dan terlihat kosong. Tapi ini adalah sel hidup yang berisi isi transparan. Ganggang biru-hijau dengan heterokista mampu memfiksasi nitrogen di atmosfer. Beberapa jenis ganggang biru-hijau merupakan komponen lumut kerak. Mereka dapat ditemukan sebagai simbion di jaringan dan organ tumbuhan tingkat tinggi. Kemampuan mereka untuk mengikat nitrogen di atmosfer digunakan oleh tumbuhan tingkat tinggi. Perkembangan besar-besaran ganggang biru-hijau di perairan dapat menimbulkan konsekuensi negatif. Peningkatan suhu dan pencemaran air dengan zat organik menyebabkan apa yang disebut “mekarnya air”. Hal ini membuat air tidak layak untuk dikonsumsi manusia. Beberapa cyanobacteria air tawar beracun bagi manusia dan hewan.Reproduksi alga biru-hijau sangat primitif. Bentuk uniseluler dan banyak koloni berkembang biak hanya dengan membagi sel menjadi dua. Kebanyakan bentuk filamen berkembang biak dengan hormogoni (bagian pendek yang dipisahkan dari filamen induk yang tumbuh menjadi dewasa). Reproduksi juga dapat dilakukan dengan bantuan spora - sel berdinding tebal yang tumbuh terlalu banyak yang mampu bertahan dalam kondisi buruk dan kemudian tumbuh menjadi benang baru.

Divisi Ganggang merah (atau ganggang ungu) (Rhodophyta)

Alga merah (Alga ungu) adalah kelompok besar (sekitar 3800 spesies dari lebih dari 600 genera) yang sebagian besar merupakan penghuni laut. Ukurannya bervariasi dari mikroskopis hingga 1-2 m. Secara eksternal, ganggang merah sangat beragam: ada bentuk berserabut, seperti piring, seperti karang, dibedah dan bercabang hingga tingkat yang berbeda-beda. Ganggang merah memiliki serangkaian pigmen yang unik: selain itu selain klorofil a dan b, ada klorofil d yang hanya diketahui pada kelompok tumbuhan ini, terdapat karoten, xantofil, serta pigmen dari golongan phycobilin: pigmen biru - phycocyanin, merah - phycoerythrin. Kombinasi berbeda dari pigmen-pigmen ini menentukan warna alga - dari merah terang hingga hijau kebiruan dan kuning.Alga merah berkembang biak secara vegetatif, aseksual, dan seksual. Perbanyakan vegetatif hanya merupakan karakteristik tanaman kirmizi yang paling tidak terorganisir dengan baik (bentuk uniseluler dan kolonial). Dalam bentuk multiseluler yang sangat terorganisir, bagian thallus yang terputus akan mati. Berbagai jenis spora digunakan untuk reproduksi aseksual, dan proses seksualnya oogami. Pada tumbuhan gametofit terbentuk sel reproduksi jantan dan betina (gamet), tanpa flagela. Selama pembuahan, gamet betina tidak dilepaskan ke dalam lingkungan, tetapi tetap berada di pabrik; gamet jantan dibuang dan diangkut secara pasif oleh arus air.Tanaman diploid - sporofit - memiliki hal yang sama penampilan, seperti gametofit (tanaman haploid). Ini adalah perubahan generasi yang isomorfik. Organ reproduksi aseksual terbentuk pada sporofit. Banyak alga merah yang banyak dimanfaatkan oleh manusia, dapat dimakan dan bermanfaat. Dalam industri makanan dan medis, ini banyak digunakan jenis yang berbeda agar-agar polisakarida merah (sekitar 30).

Departemen Pyrophyta (atau Dinophyta) ganggang (Pyrrophyta (Dinophyta))

Departemen ini berisi sekitar 1200 spesies dari 120 genera, menyatukan bentuk uniseluler eukariotik (termasuk biflagellata), coccoid dan berserabut. Kelompok ini menggabungkan ciri-ciri tumbuhan dan hewan: beberapa spesies memiliki tentakel, pseudopodia, dan sel penyengat; beberapa memiliki jenis nutrisi khas hewan, yang disediakan oleh faring. Banyak yang mempunyai stigma, atau lubang intip. Sel sering kali ditutupi dengan selaput keras. Kromatofor berwarna kecoklatan dan kemerahan dan mengandung klorofil a dan c, serta karoten, xanthophylls (terkadang phycocyanin dan phycoerythrin). Pati dan terkadang minyak disimpan sebagai zat cadangan. Sel flagellata mempunyai sisi punggung dan perut yang jelas. Terdapat alur-alur pada permukaan sel dan pada faring, berkembang biak dengan pembelahan dalam keadaan bergerak atau tidak bergerak (secara vegetatif), zoospora dan autospora. Reproduksi seksual diketahui dalam beberapa bentuk; itu terjadi dalam bentuk fusi isogamet.Alga pirofitik adalah penghuni umum badan air yang tercemar: kolam, tangki pengendapan, beberapa waduk dan danau. Banyak yang membentuk fitoplankton di laut. Dalam kondisi buruk, mereka membentuk kista dengan cangkang selulosa tebal.Genus Cryptomonas adalah spesies yang paling tersebar luas dan kaya.

Divisi Ganggang Emas (Chrysophyta)

Organisme mikroskopis atau kecil (panjang hingga 2 cm) berwarna kuning keemasan yang hidup di air asin dan air tawar oem di seluruh dunia. Ada bentuk uniseluler, kolonial dan multiseluler. Sekitar 300 spesies dari 70 genera dikenal di Rusia. Kromatofor biasanya berwarna kuning keemasan atau coklat. Mereka mengandung klorofil a dan c, serta karotenoid dan fucoxanthin. Chrysolamine dan minyak disimpan sebagai zat cadangan. Beberapa spesies bersifat heterotrofik. Kebanyakan bentuk memiliki 1-2 flagela dan oleh karena itu bersifat mobile. Mereka bereproduksi terutama secara aseksual - dengan pembelahan atau zoospora; proses seksual hanya diketahui pada beberapa spesies. Mereka biasanya ditemukan di perairan tawar yang bersih (air asam rawa sphagnum), lebih jarang di laut dan tanah. Unsur khas fitoplankton.

Divisi Diatom (Bacillariophyta (Diatomea))

Diatom (diatom) berjumlah sekitar 10 ribu spesies, termasuk dalam sekitar 300 genera. Ini adalah organisme mikroskopis yang hidup terutama di perairan. Diatom adalah kelompok khusus organisme bersel tunggal, berbeda dari alga lainnya. Sel diatom ditutupi dengan cangkang silika. Sel mengandung vakuola dengan getah sel. Inti terletak di tengah. Kromatofora berukuran besar. Warnanya mempunyai corak warna kuning kecokelatan yang bermacam-macam, karena pigmennya didominasi oleh karoten dan xantofil yang mempunyai corak kuning dan coklat, serta menutupi klorofil a dan c. Cangkang diatom dicirikan oleh keteraturan struktur geometris dan garis yang sangat beragam. . Cangkangnya terdiri dari dua bagian. Yang lebih besar, epitheca, menutupi yang lebih kecil, hypotheca, seperti penutup yang menutupi sebuah kotak.Kebanyakan diatom yang memiliki simetri bilateral mampu bergerak sepanjang permukaan substrat. Gerakan ini dilakukan dengan menggunakan apa yang disebut jahitan. Jahitannya adalah celah yang memotong dinding selempang. Pergerakan sitoplasma di celah dan gesekannya terhadap substrat memastikan pergerakan sel. Sel diatom yang mempunyai simetri radial tidak mampu bergerak.Diatom biasanya berkembang biak dengan membagi sel menjadi dua bagian. Protoplas bertambah volumenya, akibatnya epitel dan hipoteka menyimpang. Protoplas terbagi menjadi dua bagian yang sama, dan nukleus membelah secara mitosis. Di setiap separuh sel yang terbelah, cangkang berperan sebagai epitheca dan melengkapi separuh cangkang yang hilang, selalu hipoteka. Akibat banyak pembelahan, sebagian populasi mengalami penurunan ukuran sel secara bertahap. Beberapa sel berukuran sekitar tiga kali lebih kecil dari sel aslinya. Setelah mencapai ukuran minimum, sel mengembangkan auksospora (“spora yang tumbuh”). Pembentukan auksospora berhubungan dengan proses seksual.

Sel diatom dalam keadaan vegetatif bersifat diploid. Sebelum reproduksi seksual, terjadi pembelahan reduksi inti (meiosis). Dua sel diatom bersatu, katup bergerak menjauh, inti haploid (setelah meiosis) menyatu berpasangan, dan satu atau dua auksospora terbentuk. Auxospore tumbuh selama beberapa waktu, kemudian berkembang menjadi cangkang dan berubah menjadi individu vegetatif.

Di antara diatom ada spesies yang menyukai cahaya dan menyukai naungan, mereka hidup di reservoir pada kedalaman yang berbeda. Diatom juga dapat hidup di tanah, terutama tanah basah dan berawa. Seperti alga lainnya, diatom dapat menyebabkan mekarnya salju.

Diatom memainkan peran besar dalam perekonomian alam. Mereka berfungsi sebagai pasokan makanan permanen dan penghubung awal dalam rantai makanan bagi banyak organisme akuatik. Banyak ikan yang memakannya, terutama ikan muda.

Cangkang diatom, yang mengendap di dasar selama jutaan tahun, membentuk batuan geologi sedimen - diatomit. Ini banyak digunakan sebagai bahan konstruksi dengan sifat insulasi panas dan suara yang tinggi, sebagai filter dalam industri makanan, kimia, dan medis.

Departemen Alga Kuning-Hijau (Xanthophyta)

Kelompok alga ini memiliki sekitar 550 spesies. Ini sebagian besar adalah penghuni perairan tawar, lebih jarang di laut dan di tanah lembab. Diantaranya ada bentuk uniseluler dan multiseluler, organisme berflagel, coccoid, berserabut dan pipih, serta organisme siphonal. Alga ini bercirikan warna kuning kehijauan, yang memberi nama pada seluruh kelompoknya. Kloroplas berbentuk cakram. Pigmen yang khas adalah klorofil a dan c, a dan b karotenoid, xantofil. Zat cadangan - glukan, lemak. Reproduksi seksual bersifat oogami dan isogami. Diperbanyak secara vegetatif dengan pembagian; Reproduksi aseksual dilakukan oleh sel khusus yang bergerak atau tidak bergerak - kebun binatang dan aplanospora.

Departemen Ganggang coklat (Phaeophyta)

Alga coklat sangat terorganisir organisme multiseluler hidup di lautan. Ada sekitar 1500 spesies dari sekitar 250 genera. Ganggang coklat terbesar panjangnya mencapai beberapa puluh meter (hingga 60 m). Namun pada kelompok ini juga terdapat spesies yang berukuran mikroskopis. Bentuk thalli bisa sangat beragam.

Ciri umum semua alga yang termasuk dalam kelompok ini adalah warnanya yang coklat kekuningan. Hal ini disebabkan oleh pigmen karoten dan xanthophyll (fucoxanthin, dll.), yang menutupi warna hijau klorofil a dan c. Dinding selnya berupa selulosa dengan lapisan luar pektin yang mampu menghasilkan lendir yang kuat.

Ganggang coklat memiliki segala bentuk reproduksi: vegetatif, aseksual dan seksual. Perbanyakan vegetatif terjadi melalui bagian thallus yang terpisah. Reproduksi aseksual dilakukan dengan menggunakan zoospora (motil berkat spora flagela). Proses seksual pada alga coklat diwakili oleh isogami (lebih jarang, anisogami dan oogami).

Pada banyak alga coklat, gametofit dan sporofit berbeda dalam bentuk, ukuran dan struktur. Pada alga coklat, terjadi pergantian generasi, atau perubahan fase inti dalam siklus perkembangannya. Ganggang coklat ditemukan di seluruh lautan di dunia. Banyak hewan pesisir mencari perlindungan, berkembang biak, dan mencari makan di semak-semak ganggang coklat di dekat pantai. Alga coklat banyak dimanfaatkan oleh manusia. Dari mereka diperoleh alginat (garam asam alginat), digunakan sebagai penstabil larutan dan suspensi dalam Industri makanan. Mereka digunakan dalam pembuatan plastik, pelumas, dll. Beberapa ganggang coklat (kelp, alaria, dll.) digunakan dalam makanan.

Divisi Euglenophyta

Ada sekitar 900 spesies dalam kelompok ini dari sekitar 40 genera. Ini adalah organisme berflagel bersel tunggal, terutama penghuni perairan tawar. Kloroplas mengandung klorofil a dan b serta sekelompok besar pigmen pembantu dari kelompok karotenoid. Alga ini menjalani fotosintesis dalam cahaya, dan dalam kegelapan mereka beralih ke cahaya nutrisi heterotrofik.

Reproduksi alga ini hanya terjadi melalui pembelahan sel mitosis. Mitosisnya berbeda dengan proses pada kelompok organisme lain.

Divisi Alga Hijau (Chlorophyta)

Ganggang hijau adalah divisi alga terbesar yang jumlahnya banyak perkiraan yang berbeda, dari 13 hingga 20 ribu spesies dari sekitar 400 genera. Ganggang ini dicirikan oleh warna hijau murni, seperti tumbuhan tingkat tinggi, karena klorofil mendominasi di antara pigmen. Kloroplas (kromatofor) mengandung dua modifikasi klorofil a dan b, seperti pada tumbuhan tingkat tinggi, serta pigmen lain - karoten dan xantofil.

Dinding sel keras alga hijau dibentuk oleh zat selulosa dan pektin. Zat cadangannya adalah pati, lebih jarang minyak. Banyak ciri struktur dan kehidupan ganggang hijau yang menunjukkan hubungannya dengan tumbuhan tingkat tinggi. Ganggang hijau memiliki keanekaragaman terbesar dibandingkan dengan departemen lain. Mereka bisa uniseluler, kolonial, multiseluler. Kelompok ini mewakili seluruh variasi diferensiasi morfologi tubuh alga yang dikenal - monadik, coccoid, palmelloid, berserabut, pipih, non-seluler (siphonal). Kisaran ukurannya sangat besar - dari sel tunggal mikroskopis hingga bentuk multiseluler besar yang panjangnya puluhan sentimeter. Reproduksinya bersifat vegetatif, aseksual dan seksual. Semua jenis perubahan utama dalam bentuk pembangunan ditemui.

Ganggang hijau lebih sering hidup di perairan tawar, namun terdapat banyak bentuk air payau dan laut, serta spesies darat dan tanah non-akuatik.

Kelas Volvox mencakup perwakilan ganggang hijau paling primitif. Biasanya ini adalah organisme bersel tunggal dengan flagela, terkadang bersatu dalam koloni. Mereka mobile sepanjang hidup mereka. Didistribusikan di badan air tawar dangkal, rawa, dan tanah. Di antara organisme uniseluler, spesies dari genus Chlamydomonas banyak terwakili. Sel Chlamydomonas yang berbentuk bola atau ellipsoidal ditutupi dengan membran yang terdiri dari zat hemiselulosa dan pektin. Di ujung anterior sel terdapat dua flagela. Seluruh bagian dalam sel ditempati oleh kloroplas berbentuk cangkir. Inti terletak di sitoplasma yang mengisi kloroplas berbentuk cangkir. Di dasar flagela terdapat dua vakuola yang berdenyut.

Reproduksi aseksual terjadi dengan bantuan zoospora biflagellata. Selama reproduksi seksual, gamet biflagellata terbentuk di sel Chlamydomonas (setelah meiosis).

Spesies Chlamydomonas dicirikan oleh iso-, hetero- dan oogami. Ketika kondisi yang tidak menguntungkan terjadi (pengeringan reservoir), sel-sel Chlamydomonas kehilangan flagelanya, ditutupi dengan selubung lendir dan berkembang biak dengan pembelahan. Ketika kondisi yang menguntungkan terjadi, mereka membentuk flagela dan beralih ke gaya hidup mobile.

Seiring dengan metode nutrisi autotrofik (fotosintesis), sel Chlamydomonas mampu menyerap zat organik yang terlarut dalam air melalui membran, yang berkontribusi pada proses pemurnian diri dari air yang tercemar.

Sel bentuk kolonial (Pandorina, Volvox) dibangun seperti Chlamydomonas.

Pada kelas Protokokus, bentuk utama tubuh vegetatif adalah sel-sel stasioner dengan membran padat dan koloni sel-sel tersebut. Contoh protokokus uniseluler adalah Klorokokus dan Klorella. Reproduksi aseksual Klorokokus dilakukan dengan bantuan zoospora motil biflagellata, dan proses seksualnya adalah peleburan isogamet biflagellata motil (isogami). Chlorella tidak memiliki tahapan bergerak selama reproduksi aseksual, dan tidak ada proses seksual.

Kelas Ulothrix menyatukan bentuk berserabut dan pipih yang hidup di perairan tawar dan laut. Ulotrix adalah benang yang panjangnya mencapai 10 cm, ditempelkan pada benda di bawah air. Sel-sel filamennya identik, berbentuk silinder pendek dengan kloroplas dinding pipih (kromatofor). Reproduksi aseksual dilakukan oleh zoospora (sel motil dengan empat flagela).

Proses seksualnya isogami. Gamet bersifat motil karena adanya dua flagela di setiap gamet.

Kelas Konjugat (kohesif) menggabungkan bentuk uniseluler dan berserabut dengan jenis proses seksual yang unik - konjugasi. Kloroplas (kromatofor) dalam sel alga ini berbentuk pelat dan bentuknya sangat beragam. Di kolam dan waduk berarus lambat, sebagian besar lumpur hijau dibentuk oleh bentuk berserabut (spirogyra, zygnema, dll.).

Ketika dua filamen yang berdekatan dikonjugasikan dari sel yang berlawanan, proses tumbuh membentuk saluran. Isi kedua sel bergabung, dan terbentuklah zigot yang ditutupi selaput tebal. Setelah masa dormansi, zigot berkecambah, sehingga menimbulkan organisme berserabut baru.

Golongan Siphon termasuk alga dengan struktur non seluler yang thallus (thallus) dengan cukup ukuran besar dan diseksi yang rumit. Alga caulerpa siphon laut secara lahiriah menyerupai tumbuhan berdaun: ukurannya sekitar 0,5 m, menempel pada tanah dengan rizoid, thallusnya menyebar di sepanjang tanah, dan formasi vertikal menyerupai daun mengandung kloroplas. Ia mudah berkembang biak secara vegetatif dengan bagian thallus. Tubuh alga tidak memiliki dinding sel, ia memiliki protoplasma padat dengan banyak inti, dan kloroplas terletak di dekat dinding.

Pembagian charophyta (Charophyta)

Ini adalah alga yang paling kompleks: tubuhnya berdiferensiasi menjadi simpul dan ruas, di simpul tersebut terdapat lingkaran cabang pendek yang menyerupai daun. Ukuran tanamannya antara 20-30 cm sampai 1-2 m, membentuk semak belukar terus menerus di perairan tawar atau sedikit asin, menempel pada tanah dengan rizoid. Secara lahiriah mereka menyerupai tumbuhan tingkat tinggi. Namun alga ini tidak memiliki pembagian nyata menjadi akar, batang dan daun. Ada sekitar 300 spesies alga Characeae yang termasuk dalam 7 genera. Mereka mirip dengan ganggang hijau dalam komposisi pigmen, struktur sel, dan karakteristik reproduksi. Terdapat kemiripan dengan tumbuhan tingkat tinggi dalam ciri reproduksi (oogami), dll. Kesamaan yang dicatat menunjukkan adanya nenek moyang yang sama pada characeae dan tumbuhan tingkat tinggi.

Perbanyakan vegetatif characeae dilakukan dengan struktur khusus yang disebut bintil, terbentuk pada rizoid dan pada bagian bawah batang. Setiap bintil mudah berkecambah, membentuk protonema, dan kemudian seluruh tanaman.

Setelah pertama kali mengenalnya, sangat sulit untuk secara mental mencakup seluruh departemen alga dan memberikan setiap departemen tempat yang tepat dalam sistem. Sistem alga tidak segera dikembangkan dalam sains dan hanya setelah banyak upaya yang gagal. Saat ini, kami memberlakukan persyaratan dasar pada sistem apa pun agar sistem tersebut bersifat filogenetik. Pada awalnya sistem seperti itu dianggap sangat sederhana; mereka membayangkannya dalam bentuk satu pohon keluarga, bahkan dengan banyak cabang samping. Sekarang kita membangunnya tidak lain adalah dalam bentuk banyak garis silsilah yang berkembang secara paralel. Masalah ini semakin diperumit oleh kenyataan bahwa, bersama dengan perubahan progresif, ada juga perubahan regresif, yang menimbulkan tugas yang sulit untuk diselesaikan - jika tidak ada satu atau beberapa tanda atau organ, putuskan apakah tanda atau organ tersebut belum muncul atau sudah. lenyap?

Sistem yang diberikan kepada Ville dalam karya utama taksonomi deskriptif tumbuhan edisi ke-236, yang diterbitkan di bawah redaksi A. Engler, dianggap paling sempurna untuk waktu yang lama. Kelompok utama di sini dianggap organisme berflagel atau Flagellatata.

Skema ini hanya mencakup kelompok utama ganggang hijau.

Asal, hubungan dan evolusi

Perannya dalam alam dan kehidupan manusia

Berperan dalam biogeocenosis

Alga merupakan penghasil utama bahan organik di lingkungan perairan. Sekitar 80% dari seluruh bahan organik yang tercipta di bumi setiap tahunnya berasal dari alga dan tanaman air lainnya. Alga secara langsung atau tidak langsung menyediakan sumber makanan bagi semua hewan air. Diketahui batuan (diatomit, serpih minyak, beberapa batugamping) yang muncul sebagai akibat aktivitas alga pada era geologi masa lalu. Omong-omong, usia batuan ini ditentukan oleh diatom.

Penggunaan makanan

Beberapa alga, terutama rumput laut, dimakan (rumput laut, porphyra, ulva). Di daerah pesisir, alga digunakan sebagai pakan ternak dan pupuk. Di sejumlah negara, alga dibudidayakan untuk menghasilkan biomassa dalam jumlah besar, yang digunakan sebagai pakan ternak dan digunakan dalam industri makanan.

Rumput laut yang dapat dimakan - kaya akan mineral, terutama yodium, produk - digunakan dalam masakan Asia Timur. Salah satu hidangan paling populer dengan rumput laut adalah sushi.

Pengolahan air

Banyak alga yang merupakan komponen penting dalam proses pengolahan air limbah secara biologis. Perkembangan pesat alga berfilamen dan planktonik (mekarnya air) dapat menimbulkan masalah operasional. fasilitas perawatan, sistem pasokan air Dalam budidaya akuarium laut, alga digunakan dalam sistem penyaringan biologis. Tangki alga (“tangki alga”) dan scrubber digunakan. Makroalga yang ditanam secara khusus (biasanya dari genera Chaetomorpha dan Caulerpa) ditanam, atau digunakan pengotoran alga alami. Pencahayaan yang intens memastikan pertumbuhan alga yang cepat dan penyerapan polutan secara aktif. Secara berkala, kumpulan alga yang tumbuh terlalu banyak dikeluarkan dari filter.

Di industri farmasi

Berikut ini diperoleh dari alga: zat pembentuk jeli dan lendir - agar-agar (Ahnfeltia, Gelidium), agaroid (Phyllophora, Gracilaria), karagenan (Chondrous, Gigartina, Furcelaria), alginat (rumput laut dan fucus), tepung pakan yang mengandung elemen jejak dan yodium.Alga terlibat dalam pembentukan beberapa jenis lumpur obat.

Industri kimia

Manusia menggunakan rumput laut dalam industri kimia. Dari mereka diperoleh yodium, asam alginat, agar-agar, garam kalium, selulosa, alkohol, dan asam asetat.

Biofuel

Karena tingkat reproduksi yang tinggi, alga digunakan untuk memperoleh biomassa sebagai bahan bakar. Banyak proses eksperimental berbeda untuk memproduksi biofuel telah dikembangkan, misalnya menggunakan suhu dan tekanan tinggi.

Dalam sains

Alga banyak digunakan dalam penelitian eksperimental untuk memecahkan masalah fotosintesis dan menjelaskan peran inti dan komponen sel lainnya.

Pengujian biologis

Alga adalah salah satu objek biologis yang paling banyak digunakan dalam biotesting zat kimia dan sampel perairan alami dan tercemar.

rumah ramah lingkungan

Upaya sedang dilakukan untuk menggunakan beberapa alga yang tumbuh cepat dan bersahaja (misalnya, chlorella, yang dengan cepat dan mudah jumlah besar mensintesis protein, lemak, karbohidrat, vitamin dan mampu menyerap sekitar 10-12% energi matahari [sumber tidak ditentukan 1438 hari], mensintesis bahan organik(sebagai perbandingan, tumbuhan tingkat tinggi hanya mampu menyerap 1-2% radiasi matahari) untuk menciptakan siklus materi

Taksonomi tumbuhan
Dasar-dasar taksonomi diletakkan oleh C. Linnaeus pada abad ke-18. Dalam karyanya, Linnaeus mendefinisikan konsep “spesies”, memperkenalkan tata nama biner, dan menetapkan subordinasi yang jelas antara kategori sistematis; membuat klasifikasi tumbuhan dan hewan. Nama setiap spesies harus terdiri dari dua kata: satu menunjukkan genus, kedua kata menunjukkan spesies. Dalam taksonomi tumbuhan, ada 7 kategori (atau taksa): kingdom, divisi, kelas, ordo, famili, genus dan spesies.

Rumput laut
Sekitar 30 ribu spesies. Alga merupakan tumbuhan tingkat rendah yang sebagian besar hidup di lingkungan perairan. Tubuh alga diwakili oleh thallus, atau thallus, yang tidak berdiferensiasi menjadi organ dan jaringan. Beberapa alga menggunakan rizoid (pertumbuhan sel khusus) untuk menempel pada substrat. Sel alga dicirikan oleh adanya dinding sel; di dalamnya mengandung satu atau lebih inti, vakuola, kromatofor, dan organel lainnya.

Departemen ganggang hijau
Ini adalah departemen alga terbesar. Ditandai dengan klorofil, yang mendominasi pigmen lainnya. Bahan cadangan- pati.
Alga hijau uniseluler
Chlamydomonas adalah alga air tawar. Ada dua flagela, di dasarnya ada dua vakuola kontraktil. Kromatofor berbentuk cangkir; di dalam sitoplasma terdapat satu nukleus, satu mata (stigma) dan organel lain yang khas pada eukariota. Lubang intip digunakan untuk melihat tingkat penerangan. Reproduksi terjadi secara aseksual (terjadi dalam kondisi yang menguntungkan dengan bantuan zoospora haploid) dan secara seksual (isogami, dalam kondisi yang tidak menguntungkan) melalui. Setelah pembentukan zigot, ia ditutupi dengan cangkang tebal dan menahan musim dingin dalam keadaan ini. Pada musim semi, meiosis terjadi di dalamnya, cangkangnya pecah dan 4 individu muda haploid muncul darinya.
Chlorella merupakan alga yang dapat hidup di air, tanah, permukaan tanah atau kulit pohon di tempat lembab. Tidak ada flagela, mata atau vakuola kontraktil, di dalam sel terdapat nukleus, kromatofor dan sitoplasma dengan organel khas tumbuhan. Reproduksinya hanya secara aseksual (menggunakan aplanospora), proses seksualnya belum diketahui.
Ganggang hijau kolonial
Volvox adalah ganggang air tawar. Koloni tampak seperti bola berongga, yang permukaannya dibentuk oleh sel-sel yang dihubungkan satu sama lain melalui untaian sitoplasma. Setiap sel mengandung satu inti, kromatofor, dan 2 flagela. Sebagai hasil pembelahan sel generatif, terbentuklah koloni anak, yang terletak di dalam koloni induk, dan setelah kematiannya mereka keluar.
Alga hijau multiseluler
Spirogyra adalah ganggang air tawar berserabut. Bagian luarnya ditutupi cangkang. Di dalam setiap sel terdapat beberapa helai kromatofor spiral, nukleus dan sitoplasma dengan organel; Sebagian besar sel ditempati oleh vakuola pusat. Reproduksi aseksual terjadi melalui fragmentasi filamen; seksual – konjugasi. Sel germinal khusus tidak terbentuk: dua sel dari benang berbeda bergabung satu sama lain, dan zigot muncul (tahap diploid).
Ulotrix adalah ganggang air tawar berserabut. Ini terdiri dari satu baris sel dan melekat pada substrat dengan bantuan sel basal. Sel tidak memiliki flagela, mengandung satu inti, kromatofor berbentuk sabuk, dan vakuola. Reproduksinya aseksual dan seksual. Selama reproduksi aseksual, zoospora terbentuk di dalam sel filamen, kemudian cangkangnya pecah dan keluar. Setelah mengambang selama beberapa waktu, zoospora mengendap dan, melalui pembelahan, membentuk benang baru. Selama reproduksi seksual, isogamet terbentuk di dalam salah satu sel, yang keluar dan menyatu berpasangan. Setelah zigot terbentuk, terjadi meiosis dan terbentuklah zoospora sehingga menimbulkan tumbuhan baru.

Departemen ganggang coklat
Sebagian besar bentuk laut, sebagian besar tersebar di laut dingin. Kebanyakan alga coklat merupakan bentuk bentik, hidup pada kedalaman 20-30 mil di zona intertidal. Dapat membentuk akumulasi besar (Laut Sargasso).
Warnanya bervariasi dari hijau zaitun hingga coklat tua karena adanya pigmen coklat fucoxanthin yang menutupi pigmen lainnya. Juga mengandung klorofil dan karotenoid. Thallus bersifat multiseluler, berbentuk pita (kelp), lebat (sargassum) atau bercabang (fucus), biasanya menempel pada substrat dengan bantuan rizoid.

Departemen alga merah (alga ungu)
Alga merah hidup terutama di laut; bentuk air tawar kurang umum. Mereka menghuni kedalaman yang cukup dalam (hingga 260 m—sebuah rekor mutlak untuk tanaman fotosintesis). Ada bentuk uniseluler dan multiseluler. Mengandung klorofil, karotenoid dan fikobilin (pigmen merah). Thalli berserabut, lebat, pipih (porfiri), di beberapa bagian ada yang dipotong-potong; banyak yang memiliki rizoid. Membran sel ditutupi dengan lapisan pektin, dari mana agar-agar diperoleh.

Pentingnya alga di alam dan pemanfaatannya oleh manusia

  • Mereka melepaskan oksigen.
  • Rantai makanan (fitoplankton adalah dasar dari semua rantai makanan laut).
  • Tempat berlindung bagi hewan.
  • Selama reproduksi massal, mereka menyebabkan “mekarnya” air (chlamydomonas), yang menyebabkan kandungan oksigen dalam air turun.
  • Beberapa spesies (chlorella) digunakan untuk pesawat ruang angkasa dan kapal selam untuk membersihkan udara dari karbon dioksida.
  • Makanan (kelp, porfiri). Beberapa alga secara khusus ditanam di peternakan bawah air.
  • Pakan (fucus, chlorella).
  • Sumber yodium.
  • Industri: produksi garam natrium dan kalium, agar-agar. Agar-agar digunakan untuk membuat jeli, selai jeruk, pastille, media nutrisi untuk pertumbuhan bakteri.

Alga adalah sekelompok besar tumbuhan purba. Struktur dan ukuran tubuh mereka sangat beragam. Ada bentuk mikroskopis uniseluler, multiseluler dan kolonial (1-2 mikron) dan yang besar, dengan struktur thallus berbeda, mencapai 30-45 m. Mari kita pertimbangkan karakteristik umum rumput laut

Sifat umum semua alga adalah adanya klorofil. Selain klorofil, alga mungkin mengandung pigmen lain (phycocyan, phycoerythrin, karoten, xanthophyll, phycoxanthin). Pigmen-pigmen ini memberi warna merah, coklat, kuning-hijau pada alga, menutupi warna hijau utama.

karakteristik umum

Nutrisi. Kehadiran pigmen dalam sel alga memberikan jenis nutrisi autotrofik. Namun, banyak alga memiliki kemampuan, dalam kondisi tertentu, untuk beralih ke nutrisi heterotrofik (euglena - dalam gelap) atau menggabungkannya dengan fotosintesis.

Klasifikasi alga. Jumlah spesies alga melebihi 40 ribu. Namun klasifikasinya belum lengkap, karena tidak semua bentuk dipelajari dengan cukup baik. Di negara kita, alga biasanya dibagi menjadi 10 divisi: biru-hijau, pirofita, emas, diatom, kuning-hijau, coklat, merah, euglenofit, hijau, charophyte. Jumlah terbesar spesies diwakili oleh hijau (13-20 ribu) dan diatom (10 ribu).

Pembagian alga menjadi beberapa bagian biasanya bertepatan dengan warnanya, yang biasanya dikaitkan dengan ciri struktural sel dan thallus.

Struktur sel alga. Alga adalah satu-satunya kelompok organisme di mana terdapat prokariota (biru-hijau) dan eukariota (yang lainnya). Dalam inti alga eukariotik, semua struktur karakteristik inti eukariota lainnya terungkap: membran, sari inti, nukleolus, kromosom.


Struktur, komposisi dan sifat komponen seluler lainnya pada alga dikarakterisasi variasi yang sangat banyak. Dalam proses evolusi seleksi alam mempertahankan bentuk yang paling menjanjikan, termasuk jenis ini organisasi seluler, yang memungkinkan tanaman untuk berpindah gambar tanah kehidupan.

Perbanyakan alga Ini bisa bersifat vegetatif, aseksual (menggunakan spora) dan seksual. Untuk spesies yang sama, tergantung pada kondisi dan waktu dalam setahun, metode reproduksinya berbeda. Dalam hal ini, perubahan fase inti diamati - haploid dan diploid.

Kondisi kehidupan dan habitat alga. Kondisi yang menguntungkan bagi keberadaan alga adalah: adanya cahaya, sumber karbon dan garam mineral, dan habitat utama mereka adalah air. Kehidupan alga sangat dipengaruhi oleh suhu, salinitas air, dll.

Kebanyakan alga merupakan penghuni perairan tawar dan laut. Mereka dapat menghuni kolom air, berenang bebas di dalamnya, membentuk fitoplankton, atau menetap di dasar, menempel pada berbagai benda, organisme hidup dan mati, membentuk fitobenthos. Mereka menghuni alga dan sumber air panas, serta perairan dengan salinitas tinggi.