Dictyochloropsis
Dictyochloropsis to rodzaj jednokomórkowych zielonych alg z typu Chlorophyta . Ten rodzaj składa się z wolno żyjących alg , które mają siatkowaty (podobny do sieci) chloroplast , który różni się nieznacznie pod względem morfologii między gatunkami, a gdy jest dojrzały, zawsze brakuje pyrenoidu . Dictyochloropsis jest bezpłciowy i rozmnaża się za pomocą autospor .
Wcześniej wiele gatunków morfologicznie podobnego rodzaju Symbiochloris było błędnie zaliczanych do tego taksonu. Gatunki te zostały niedawno ponownie sklasyfikowane na podstawie molekularnych analiz DNA .
Dictyochloropsis występuje w środowiskach lądowych na całym świecie, ale może również żyć i rosnąć w środowiskach słodkowodnych . Ostatnio pojawiły się obiecujące badania nad uprawą Dictyocloropsis w kulturze do produkcji biopaliw .
| Dictyochloropsis | |
|---|---|
| Klasyfikacja naukowa | |
| (nierankingowe): | Viridiplantae |
| Dział: | Chlorofity |
| Klasa: | Trebouxiophyceae |
| Zamówienie: | Trebouxiales |
| Rodzina: | Trebouxiaceae |
| Rodzaj: |
Dictyochloropsis Geitler (1966) |
| Gatunek | |
|
|
Etymologia
Nazwa Dictyochloropsis pochodzi z języka greckiego . Przedrostek „dictyo” pochodzi od greckiego słowa „δίκτυο” lub „díktyo” oznaczającego „sieć”, co odnosi się do podobnego do sieci chloroplastu obecnego w tym rodzaju . Środkowe „-chloro-” pochodzi od „χλωρός” lub „chloros” oznaczającego „kolor zielony” z powodu zielonego pigmentu , chlorofilu , który barwi glony. Przyrostek „-opsis” pochodzi od „ὄψις” lub „opsis”, co z grubsza oznacza „wygląd”, „wzrok” lub „widok”. Tak więc „ Dictyochloropsis ” przetłumaczone z greckich korzeni oznacza „sieć o zielonym wyglądzie”, dokładny opis zielonych alg charakteryzujących się siatkowatym zielonym chloroplastem.
Historia wiedzy
Dictyochloropsis został po raz pierwszy zidentyfikowany jako rodzaj w 1966 roku przez Lothara Geitlera , który zdefiniował go jako jednokomórkową zieloną algę ze złożonym chloroplastem , która rozmnaża się za pomocą autospor . Obserwacje Geitlera nie były kompletne, nie był pewien, czy poprawnie zdefiniował nowy rodzaj, i poprosił innych naukowców o dodatkowe obserwacje, aby podjąć próbę dalszego zdefiniowania taksonu.
We wczesnych latach 80. Elisabeth Tschermak-Woess wykorzystała definicję Geitlera do sklasyfikowania kilku gatunków lichenizowanych zielonych alg w ramach tego samego taksonu . Jednak niektóre z tych glonów rozmnażają się za pomocą zoospor lub aplanospor , co nie zgadza się z obserwacjami Geitlera.
W 2014 roku Francesco Dal Grande użył markerów mikrosatelitarnych , aby odkryć, że Dictyochloropsis , jak wcześniej zdefiniowano, był polifiletyczny , tworząc dwa odrębne klady . Pierwszy klad składa się wyłącznie z wolno żyjących glonów, które rozmnażają się za pomocą autospor . Drugi klad obejmował lichenizowane i wolno żyjące, które rozmnażają się za pomocą zoospor lub aplanospor . Organizmy w obu kladach mają podobną morfologię i cykle życiowe , dlatego początkowo zostały sklasyfikowane w tym rodzaju polifiletycznym .
W 2016 roku Pavel Skaloud i in. przeniósł lichenizowane gatunki Dictyochloropsis do rodzaju Symbiochloris na podstawie danych z analizy filogenetycznej genu 18S rRNA . W rezultacie Dictyochloropsis został ponownie zdefiniowany do jego obecnego znaczenia monofiletycznego .
Siedlisko i ekologia
Dictyochloropsis to ekologicznie ważna alga, najczęściej występująca jako epifit lub w glebie . Chociaż gatunki z typu Chlorophyta żyją głównie w siedliskach słodkowodnych , Dictyochloropsis zwykle występuje w środowiskach lądowych . Alga ta nie odżywia się, do wytwarzania energii wykorzystuje fotosyntezę , dlatego żyje tylko w siedliskach z dostępem do światła.
Gatunki zostały znalezione i hodowane z miejsc na całym świecie, w tym z Czech , Malezji , Austrii , Niemiec , Japonii , Pakistanu , Ukrainy i Indonezji . Siedliska, z których wyhodowano Dictyochloropsis , obejmują glebę, korę drzew i twarde powierzchnie, takie jak skały i beton.
Dictyochloropsis jest również w stanie przetrwać i rosnąć w środowiskach słodkowodnych. Po wyizolowaniu Dictyochloropsis są zwykle hodowane w bogatych w składniki odżywcze środowiskach słodkowodnych.
Opis
Morfologia
Członkowie Dictyochloropsis to wolno żyjące , jednokomórkowe zielone algi . Ich komórki nie mają wici i są kuliste na wszystkich etapach cyklu życiowego. W tym rodzaju młode komórki z autospor mogą mieć średnicę zaledwie 6 μm , a największe gatunki osiągają średnicę do 50 μm przed rozmnażaniem . Komórka jest często otoczona grubą otoczką śluzu , gdy jest dojrzała. Ich chloroplast nadaje komórkom Dictyochloropsis charakterystyczny zielony kolor.
Ich duży, siatkowaty chloroplast jest kluczową cechą używaną do identyfikacji tego rodzaju . Na niektórych etapach ontogenetycznych chloroplast tworzy płaty w układzie równoległym. W dojrzałym chloroplastie brakuje pyrenoidu . Morfologia chloroplastów może różnić się między członkami Dictyochloropsis na tym samym etapie cyklu życia i jest często używana do identyfikacji określonych gatunków w obrębie tego rodzaju . Na przykład młode D. splendida mają chloroplasty okładzinowe, podczas gdy młode komórki D. asterochlorodies mają chloroplasty asteroid.
Komórki Dictyochloropsis są jednojądrzaste . Ich jądro jest umieszczone centralnie w komórce i często chloroplast zbliża się do niej i ją otacza. Ponieważ komórki rosną i produkują chlorofil , jądro jest często trudne do zobaczenia przez duży chloroplast. Niemniej jednak, gdy wysokie części światła komórki wypełniają się przezroczystą cytoplazmą , jądro zostaje ujawnione.
Koło życia
Dictyochloropsis rozmnaża się bezpłciowo wyłącznie za pomocą autospor , które w dużym stopniu przypominają komórkę rodzicielską . Różne gatunki wytwarzają od 4 do 16 autospor za każdym razem, gdy się rozmnażają. Rozmnażanie przez autospory jest jednym z głównych sposobów odróżniania Dictyochloropsis od morfologicznie podobnego taksonu Symbiochloris .
Kiedy komórki Dictyochloropsis przygotowują się do rozmnażania, jądro może najpierw dzielić się wewnątrzkomórkowo, w zależności od liczby autospor , które zostaną wyprodukowane. Liczba podziałów jądrowych przed podziałem komórki określa liczbę zarodników , które zostaną wyprodukowane, może się to różnić nawet między osobnikami tego samego gatunku . Następnie śluzu komórki macierzystej wytwarzane są autospory , tworząc autosporangium . Kiedy powstają zarodniki, autosporangium rozpada się, pękając lub rozpuszczając, w zależności od gatunku.
Gdy komórki Dictyochloropsis przygotowują się do podziału , w chloroplastach zachodzi kilka zmian wewnątrzkomórkowych . Płaty chloroplastu rozszerzają się, stają się gęstsze i jaśniejsze na brzegach komórki oraz luźniejsze i ciemniejsze w środku. Ta zmiana wskazuje, że tylakoidy grupują się w świetle . Wreszcie chloroplastu łączą się w jedną, bardziej zwartą, ziarnistą strukturę otaczającą jądro i dzieląc się na dwie części. Gdy komórka macierzysta dzieli się na autospory , dla powstałych komórek powstaje kilka chloroplastów .
Podczas rozmnażania chloroplast na krótko staje się jednowarstwowy . Gdy komórka następnie rośnie, chloroplast ulega wzdłużnemu podziałowi, tworząc charakterystyczne płaty warstwowe.
Praktyczne znaczenie
Hodowla glonów jest jedną z najbardziej obiecujących dziedzin produkcji biopaliw , ze względu na ich szybkie tempo wzrostu i minimalne wymagania żywieniowe . Dictyochloropsis uznano za potencjalnego kandydata do uprawy w celu produkcji biopaliw, takich jak biodiesel , bioetanol i biowodór . Podczas hodowli w optymalnych warunkach (20-30 ° C w pożywce BG11 ) Dictyochloropsis wytwarza 21,8% biodiesla na gram biomasy , 175 μmol biowodoru ( mg chl a h-1)-1) i 0,236 g L-1 h- 1 bioetanol . Co ciekawe, Dictyochloropsis wytwarza więcej biowodoru , gdy jest inkubowany bez glukozy , a nie z nią.