Charophyceae (karofiti): zelene alge in sorodnice kopenskih rastlin
Charophyceae (karofiti): zelene alge, najbližje kopenskim rastlinam — evolucija, cpDNA dokazi in ključni pomen za razumevanje nastanka rastlinskih lastnosti.
Charophyceae so zelene alge, ki so najbližje rastlinam.
O njihovem natančnem rangu se še razpravlja. Nekateri botaniki priporočajo razširitev obstoječega rastlinskega kraljestva na karofite in klorofite.
Drugi Charophyceae uvrščajo v razred Charophyta, Chlorophyta pa ostaja ločen oddelek. Obstajajo tudi druge možnosti.
Botaniki se strinjajo, da so karofiti organizmi, ki so najbolj sorodni kopenskim rastlinam (embriofiti).
Številne zapletene rastlinske lastnosti, povezane s spolnim razmnoževanjem, so se najprej razvile v karofitih. Analiza cpDNA (kloroplastne DNK) kaže, da so se značilnosti rastlinskih kloroplastov prav tako najprej razvile v karofitih, preden so se Zygnematales ločili od linije, ki je vodila do Coleochaetales, Charales in kopenskih rastlin.
V skupino Charophyceae so običajno vključene naslednje skupine:
- Mesostigmatales – zelo primitivne, enocelične alge, pomembne za razumevanje zgodnjih stopinj evolucije streptofitov.
- Chlorokybales – redke, preproste kolonialne alge z značilno celično organizacijo; imajo pomembno mesto v filogenetskih študijah.
- Klebsormidiales – najbolj pogosto najdene kot nitaste oblike v sladkih vodah in v vlažnih kopenskih habitatih; nekatere vrste prenašajo obdobja izsušitve.
- Zygnematales (vključno z Desmidiales) – skupina, ki vključuje conjugating alge, kot so Spirogyra, Zygnema in številne desmide (Micrasterias, Closterium). Velik del molekularnih analiz nakazuje zgodnjo ločitev te skupine znotraj karofitov.
- Coleochaetales – mnogocelične in ploščate oblike (npr. Coleochaete), pomembne zaradi lastnosti, kot so zadrževanje zigote na starševskem organizmu in enake celične delitve, kar jih deli z zgodnjimi kopenskimi rastlinami.
- Charales (kamenarke, npr. Chara, Nitella) – kompleksne, večcelične, pogosto velikih merskih razsežnosti, s specializiranimi spolnimi organi (oogoniji in anteridiji); nekatere vrste izločajo kalcij karbonat in tvorijo »kamen« (marl), kar je ekološko pomembno.
Značilnosti in evolucijski pomen
Charophyceae izkazujejo več morfoloških, celičnih in molekularnih značilnosti, ki jih povezujejo s kopenskimi rastlinami. Med njimi so:
- prisotnost plasmodesmov (celičnih povezav med sosednjimi celicami),
- poseben način celične delitve s phragmoplastom pri nekaterih skupinah,
- spolne strategije, kot so oogamija pri Charales in zadrževanje zigote na starševskem organizmu pri Coleochaetales,
- molekularne podobnosti v genih za sintezo celične stene, fotosintetičnih proteinov in drugih ključnih encimov.
Habitat in ekologija
Večina karofitov je sladkovodnih; najdemo jih v stoječih vodah, potokih, močvirjih in ob obalah jezer. Nekatere skupine (npr. Klebsormidiales) zmorejo živeti tudi na vlažnih kopenskih površinah. Charales pogosto tvorijo gosto vegetacijo na dnu jezer in ribnikov, vplivajo na stabilnost sedimentov in so pomemben habitat za druge organizme. Desmidi se pogosto pojavljajo v kislih, nizkohranilnih vodah in se uporabljajo kot bioindikatorji kakovosti vode.
Življenjski cikel in razmnoževanje
Življenjski cikli so raznoliki: Zygnematales se razmnožujejo predvsem z izmenjavo citoplazme med nitmi (konjugacija), medtem ko Charales prikazujejo bolj zapleteno oogamno razmnoževanje s specializiranimi gametangiji. Pri nekaterih karofitih opazimo tudi mehanizme, ki spominjajo na zaščito zigote in razvoj primitivnega sporofita — lastnosti, ki so ključne za prehod rastlin na kopno.
Pomen za znanost in varstvo
Karofiti imajo velik pomen za raziskave rastlinske evolucije, saj nudijo vpogled v prehodne stopnje med enoceličnimi zelenimi algami in kopenskimi rastlinami. Zaradi občutljivosti nekaterih vrst na eutrofikacijo, onesnaženje in izgubo habitatov so nekatere populacije ogrožene. Ohranjanje čistih vodnih sistemov in naravnih obrežnih območij je zato pomembno tudi z vidika varstva karofitov.
Za nadaljnje branje in podrobnejše taksonomske razlage so koristne moderne filogenetske študije in genomski podatki, ki še naprej izrisujejo podrobnejšo sliko sorodstvenih razmerij med karofiti in kopenskimi rastlinami.
Staurastrum
Klebsormidium bilatum
Vprašanja in odgovori
V: Kaj so Charophyceae?
O: Charophyceae so vrsta zelenih alg, ki veljajo za alge, najbližje rastlinam.
V: O čem se razpravlja v zvezi z uvrstitvijo Charophyceae?
O: Botaniki razpravljajo o natančnem rangu Charophyceae. Nekateri predlagajo, da jih je treba vključiti v obstoječe rastlinsko kraljestvo, medtem ko jih drugi uvrščajo v samostojen razred pod oddelek Charophyta.
V: Kako so Charophyceae povezane s kopenskimi rastlinami?
O: Charophyceae so tesno povezane s kopenskimi rastlinami in veljajo za organizme, ki so jim najbolj sorodni.
V: Katere rastlinske lastnosti naj bi se najprej razvile pri karofitih?
O: Številne kompleksne rastlinske lastnosti, povezane s spolnim razmnoževanjem, naj bi se najprej razvile v karofitih.
V: Kakšen je pomen analize cpDNA v zvezi s Charophyceae?
O: Analiza cpDNA je pokazala, da so se značilnosti rastlinskih kloroplastov najprej razvile v Charophyceae, preden so se Zygnematales ločili od linije, ki je vodila do Coleochaetales, Charales in kopenskih rastlin.
V: Katere skupine so običajno vključene v Charophyceae?
O: V skupino Charophyceae običajno spadajo Coleochaetales, Charales in nekatere druge sorodne skupine zelenih alg.
V: Kako nekateri botaniki razvrščajo Charophyceae?
O: Nekateri botaniki uvrščajo Charophyceae v razred pod oddelek Charophyta, medtem ko drugi predlagajo razširitev obstoječega rastlinskega kraljestva, da bi jih vključili.
Iskati