Alge
Algen (eine Alge, aber mehrere Algen) sind eine Art pflanzenähnliche Lebewesen, die durch Photosynthese aus Sonnenlicht Nahrung herstellen können. Die Untersuchung von Algen wird Phykologie oder Algologie genannt.
Der Begriff umfasst eine Reihe von photosynthetischen Organismen, und viele sind nicht eng miteinander verwandt. Sie sind eine polyphilytische Gruppe.
Der Begriff fasst viele verschiedene Arten von Organismen zusammen. Sie haben nur gemeinsam, dass sie autotroph sind: Sie nutzen natürliche Energiequellen und einfache anorganische Materialien zum Aufbau ihrer Formen. Als Nicht-Gefässpflanzen haben sie nicht die Art der Zell- und Gewebestruktur von Landpflanzen. Sie sind ein bequemer, aber sehr lockerer Begriff. Erst in den letzten Jahren ist deutlich geworden, wie unterschiedlich die vielen Algenarten sind.
Dinobryon , eine Kolonialalge aus der Gruppe der Chrysophyceae
Eine Meeresalge (Laurencia) aus nächster Nähe: Die "Äste" sind vielzellig und nur etwa 1 mm dick. An der Struktur sind viel kleinere Algen befestigt, die sich im unteren rechten Viertel nach oben erstrecken
Phytoplanktonblüte im Südatlantik vor Argentinien
Biologie und Taxonomie
Algen sind eine große und vielfältige Gruppe einfacher, typischerweise autotropher Organismen. Einige haben eine Zelle und andere haben viele Zellen. Die größten und komplexesten Meeresalgen werden Meeresalgen genannt. Sie sind wie Pflanzen und "einfach", weil ihnen die vielen verschiedenen Organe fehlen, die man bei Landpflanzen findet. Aus diesem Grund werden sie nicht als Pflanzen klassifiziert.
Obwohl die prokaryotischen Cyanobakterien (früher als Blaualgen bezeichnet) in älteren Lehrbüchern als "Algen" aufgeführt waren, ist dies heute nicht mehr der Fall. Der Begriff Algen wird heute für eukaryotische Organismen verwendet. Alle echten Algen haben einen Kern innerhalb einer Membran und Chloroplasten innerhalb einer oder mehrerer Membranen. Allerdings sind Algen definitiv keine monophyletische Gruppe, da sie nicht alle von einem gemeinsamen Algenvorfahren abstammen. Moderne Taxonomen schlagen vor, sie in monophyletische Gruppen aufzuspalten, aber nicht alle sind sich einig, wie dies zu bewerkstelligen ist.
Algen haben nicht die gleichen Strukturen wie Landpflanzen, wie z.B. Blätter, Wurzeln und andere Organe. Fast alle Algen haben Teile, die die Photosynthese auf die gleiche Weise wie Cyanobakterien betreiben. Sie produzieren Sauerstoff, im Gegensatz zu anderen photosynthetischen Bakterien wie violetten und grünen Bakterien. Einige einzellige Arten nutzen nur externe Energiequellen und haben nur begrenzte oder gar keine photosynthetischen Teile.
Versteinerte Fadenalgen aus dem Vindhya-Becken werden auf 1,6 bis 1,7 Milliarden Jahre zurückdatiert.
Arten von Algen
Im Folgenden sind einige wichtige Algenarten aufgeführt. Die Liste ist nicht vollständig.
- Grünalgen: Sie werden als Pflanzen betrachtet, weil sie dieselbe Art von Chlorophyll verwenden wie die Grünpflanzen. Es wird eine evolutionäre Verwandtschaft zwischen Grünalgen und Grünpflanzen angenommen.
- Rote Algen: verwenden ein rotes Pigment, um die Energie des Sonnenlichts einzufangen, und man geht davon aus, dass sie sich getrennt von grünen Pflanzen entwickelt haben.
- Braunalgen: verwenden Chlorophyll a, weisen aber einige andere biochemische Unterschiede auf. Gilt auch nicht als Grünpflanze.
- Gelbgrüne Algen: die Xanthophyceae.
- Goldene Algen: die Chrysophyceae.
Lebensstil
Ökologie
Algen kommen in der Regel an feuchten Orten oder im Wasser vor und sind an Land und im Wasser weit verbreitet. Algen an Land sind jedoch in der Regel unauffällig und in feuchten, tropischen Regionen weitaus häufiger anzutreffen als in trockenen. Algen haben kein vaskuläres Gewebe und andere Anpassungen, um an Land zu leben, aber sie können Trockenheit und andere Bedingungen in Symbiose mit einem Pilz als Flechte ertragen.
Die verschiedenen Algenarten spielen in der aquatischen Ökologie eine bedeutende Rolle. Mikroskopische Formen, die in der Wassersäule schwebend leben, werden als Phytoplankton bezeichnet. Sie bilden die Nahrungsgrundlage für die meisten marinen Nahrungsketten. Seetang wächst vor allem in flachen Meeresgewässern. Einige werden als menschliche Nahrung verwendet oder als Agar oder Dünger geerntet. Seetang kann in großen Beständen wachsen, die als Kelpwälder bezeichnet werden. Diese Wälder verhindern einen Teil der Schäden durch Wellen. In ihnen leben viele verschiedene Arten, darunter Seeigel, Seeotter und Seeohren.
Einige Algen können andere Arten schädigen. Einige Algen können sich sehr stark vermehren und eine Algenblüte hervorrufen. Diese Algen können Schutzgifte bilden, die Fische im Wasser töten. Dinoflagellaten bilden eine Verbindung, die das Fleisch von Fischen in Schleim verwandelt. Dann fressen die Algen diese nahrhafte Flüssigkeit.
Symbiose
Algen haben eine Reihe von symbiotischen Partnerschaften mit anderen Organismen entwickelt. Die bekannteste ist die pflanzenähnliche Flechte, die jeweils von einem Pilz mit einer Alge gebildet wird. Sie ist eine sehr erfolgreiche Lebensform, und zwanzigtausend "Arten" sind bekannt. In allen Fällen unterscheiden sich die Flechten in Aussehen und Lebensweise von beiden Bestandteilen; es handelt sich wahrscheinlich um die vollständigste bekannte Symbiose. Beide Bestandteile profitieren von ihrem Zugang zu Nischen mit geringem Nährwert, in denen Flechten vorkommen.
Weniger bekannt sind die Beziehungen zwischen Algen und Tieren. Riffbildende Korallen sind grundsätzlich soziale Nesseltierpolypen. Korallen sind auf Licht angewiesen, denn die Algen sind wichtige Partner, und sie benötigen Licht. Korallen haben gewachsene, oft baumähnliche Strukturen, die den Algen maximalen Zugang zu Licht bieten. Die Koralle schwächt die Zellwände der Algen und verdaut etwa 80% der von den Algen synthetisierten Nahrung. Die Abfallprodukte der Korallen liefern Nährstoffe für die Algen, so dass wie bei der Flechte beide Partner von der Assoziation profitieren. Die Algen sind goldbraune Geißelalgen, oft aus der Gattung Symbiodinium. Ein Kuriosum der Partnerschaft ist, dass die Koralle die Algen in schweren Zeiten ausstoßen und später wieder zurückgewinnen kann. Der Auswurf des Algenpartners wird als Bleichen bezeichnet, weil die Koralle ihre Farbe verliert. p200
Andere Arten von Nesseltieren, wie Seeanemonen und Quallen, enthalten ebenfalls Algen. Quallen mit Algen verhalten sich so, dass ihre Partner tagsüber das beste Licht bekommen und nachts in Tiefen hinabtauchen, wo das Wasser nitratreich und braun mit Fäulnis ist. Auch Meeresschnecken und Muscheln sind bekannt dafür, dass sie Algen beherbergen. Beide Gruppen sind Mollusken. Die Nacktschnecken weiden auf Korallen und haben die gleiche Farbe wie die Korallen, die sie abweiden. Sie sind in der Lage, die Algen von dem Polypengewebe, das sie verdauen, zu trennen. Die Algenzellen werden zu ihren Tentakeln bewegt, wo sie weiterleben. Die ansonsten schutzlose Schnecke gewinnt sowohl an Tarnung als auch an Nahrung. p204 Die Riesenmuschel hält die Algen in ihrem Mantel, der bei geöffneter Muschel sichtbar wird. Der farbige Mantel hat Stellen, an denen die Haut durchsichtig ist, und wirkt wie eine Linse, die das Licht auf die darunter liegenden Algen konzentriert. Wenn die Algen zu zahlreich werden, verdaut die Muschel sie. p203
Verschiedene andere Gruppen wirbelloser Meerestiere haben Mitglieder, die mit Algen symbiotisch leben. Plattwürmer (Platyhelminthen) und Polychaete-Würmer (Anneliden) sind zwei solche Gruppen.
Die Nacktschnecke Pteraeolidia ianthina enthält Algen, die Photosynthese betreiben und Nahrung für die Weichtiere liefern
Fragen und Antworten
F: Wie nennt man das Studium der Algen?
A: Das Studium der Algen wird Phykologie oder Algologie genannt.
F: Sind alle Arten von Algen eng miteinander verwandt?
A: Nein, der Begriff umfasst verschiedene Gruppen und sie sind nicht alle eng miteinander verwandt. Sie sind eine polyphyletische Gruppe.
F: Wie alt sind Algen?
A: Algen sind sehr alt und existierten lange vor anderen Pflanzenarten. Sie stammen aus dem Mesoproterozoikum, also vor über tausend Millionen Jahren.
Q: Verwenden alle Algenarten Plastiden?
A: Ja, sie scheinen alle Plastiden zu verwenden, die aus Cyanobakterien stammen.
F: Wie stellen Algen ihre Nahrung her?
A: Algen gewinnen ihre Nahrung aus dem Sonnenlicht durch Photosynthese.
F: Was haben alle Arten von Algen gemeinsam?
A: Alle Algenarten haben gemeinsam, dass sie autotroph sind; sie nutzen natürliche Energiequellen und einfache anorganische Materialien.
F: Was unterscheidet Landpflanzen von nicht-vaskulären Pflanzen wie Algen?
A: Nichtgefäßpflanzen wie Algen haben nicht die Struktur, die Landpflanzen haben, und das unterscheidet sie voneinander.
