Bagian organisme yang dianggap sebagai alga di sini sangat beragam dan tidak mewakili satu takson pun. Organisme ini heterogen dalam struktur dan asal usulnya.

Alga adalah tumbuhan autotrofik; selnya mengandung berbagai modifikasi klorofil dan pigmen lain yang menjamin fotosintesis. Alga hidup di perairan tawar dan laut, serta di darat, di permukaan dan di dalam tanah, di kulit pohon, batu, dan substrat lainnya.

Alga termasuk dalam 10 divisi dari dua kingdom: 1) Biru-hijau, 2) Merah, 3) Pyrophyta, 4) Emas, 5) Diatom, 6) Kuning-hijau, 7) Coklat, 8) Euglenophytes, 9) Hijau dan 10 ) Charov. Divisi pertama milik kerajaan Prokariota, sisanya milik kerajaan Tumbuhan.

Departemen Ganggang biru-hijau, atau Cyanobacteria (Cyanophyta)

Ada sekitar 2 ribu spesies yang tergabung dalam kurang lebih 150 genera. Ini adalah organisme tertua, jejak keberadaannya ditemukan di endapan Prakambrium, usianya sekitar 3 miliar tahun.

Di antara ganggang biru-hijau terdapat 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, bergantung pada rasio kuantitatif berbagai pigmen, warna alga ini tidak hanya biru kehijauan, tetapi juga ungu, kemerahan, kuning, biru pucat, atau hampir hitam.

Ganggang biru-hijau tersebar di seluruh dunia dan ditemukan di berbagai lingkungan. Mereka mampu hidup bahkan dalam kondisi kehidupan yang ekstrim. Organisme ini tahan terhadap kegelapan dan anaerobiosis yang berkepanjangan; mereka 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 alga kolonial dan berfilamen, yang berfungsi sebagai pembungkus pelindung yang melindungi sel dari kekeringan dan bertindak sebagai filter cahaya.

Banyak ganggang biru-hijau berfilamen memiliki sel aneh - 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. Kemampuannya untuk memfiksasi nitrogen di atmosfer digunakan oleh tumbuhan tingkat tinggi.

Perkembangan besar-besaran ganggang biru-hijau di perairan dapat menimbulkan konsekuensi negatif. Meningkatnya pencemaran air dan pencemaran dengan zat organik menyebabkan apa yang disebut “water Bloom”. 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 kolonial 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)

Ganggang merah () 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 yang berbentuk benang, seperti piring, seperti karang, dibedah dan bercabang hingga tingkat yang berbeda-beda.

Alga merah mempunyai kumpulan pigmen yang unik: selain klorofil a dan b, terdapat klorofil d yang hanya diketahui pada kelompok tumbuhan ini, terdapat karoten, xantofil, dan juga pigmen dari golongan fikobilin: pigmen biru adalah fikosianin, pigmen merahnya adalah fikoeritrin. Kombinasi berbeda dari pigmen-pigmen ini menentukan warna alga - dari merah cerah 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.

Proses seksualnya oogami. Pada tumbuhan gametofit terbentuk sel reproduksi jantan dan betina (gamet), tanpa flagela. Selama pembuahan, gamet betina tidak dilepaskan ke lingkungan, tetapi tetap berada di tumbuhan; gamet jantan dilepaskan dan diangkut secara pasif oleh arus air.

Tumbuhan diploid - sporofit - memiliki penampilan yang sama dengan gametofit (tumbuhan haploid). Ini adalah perubahan generasi yang isomorfik. Organ reproduksi aseksual terbentuk pada sporofit.

Alga merah banyak dimanfaatkan oleh manusia, dapat dimakan dan menyehatkan. Dalam industri makanan dan medis, agar polisakarida, yang diperoleh dari berbagai jenis rumput merah (sekitar 30), banyak digunakan.

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 di permukaan sel dan di faring.

Mereka 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 merupakan penghuni umum perairan yang tercemar: kolam, tangki pengendapan, beberapa waduk, dan danau. Banyak yang membentuk fitoplankton di laut. Dalam kondisi buruk, mereka membentuk kista dengan membran selulosa tebal.

Genus yang paling tersebar luas dan kaya spesies adalah Cryptomonas.

Divisi Ganggang Emas (Chrysophyta)

Organisme mikroskopis atau kecil (panjang hingga 2 cm) berwarna kuning keemasan yang hidup di air asin dan air tawar 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. Fitoplankton yang khas.

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 kecoklatan yang bermacam-macam, karena pigmennya didominasi oleh karoten dan xantofil yang bernuansa kuning dan coklat, serta menutupi klorofil a dan c.

Cangkang diatom dicirikan oleh keteraturan geometris struktur dan variasi bentuk yang luas. Cangkangnya terdiri dari dua bagian. Yang lebih besar, epitheca, menutupi yang lebih kecil, hypotheca, seperti halnya 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 memiliki 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 bangunan 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, . 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)

Ganggang coklat adalah organisme multiseluler yang sangat terorganisir dan hidup di laut. 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 xantofil (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 jumlah tersebut diperoleh alginat (garam asam alginat), yang 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. Ganggang ini melakukan fotosintesis dalam terang, dan dalam gelap mereka beralih ke 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 bagian ganggang terbesar, menurut berbagai perkiraan, berjumlah 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 tidak bergerak 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 thallus (thallus) non seluler dengan ukurannya yang agak besar dan pembelahan yang kompleks. 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 tanaman berkisar antara 20-30 cm hingga 1-2 m, membentuk semak terus menerus di perairan tawar atau sedikit asin, menempel ke 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 marga. 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. Selebihnya, kami akan mengambil skema Rosen, hanya mengubah nama kelompok, sesuai dengan yang diadopsi di atas saat menjelaskannya.

Perbandingan fase diploid dan haploid dalam siklus hidup alga berbeda-beda. Pembelahan reduksi dapat terjadi segera setelah peleburan gamet ( reduksi zigotik), mengakibatkan semua sel tanaman yang sedang berkembang menjadi haploid. Misalnya, pada banyak alga hijau, zigot adalah satu-satunya tahap diploid dalam siklus perkembangannya, dan seluruh fase vegetatif terjadi dalam keadaan haploid. .

Sebaliknya, pada alga lain, fase vegetatif yang berkembang dari zigot bersifat diploid, dan pembelahan reduksi hanya terjadi segera sebelum pembentukan gamet ( pengurangan gamet). Misalnya, ini adalah semua diatom dan beberapa ganggang coklat (perwakilan dari ordo Fucus).

Akhirnya, pada sejumlah alga, pembelahan inti yang reduksi, yang terjadi setelah beberapa waktu keberadaan thallus diploid, mengarah pada pembentukan spora, bukan gamet ( pengurangan sporik). Perbedaannya adalah spora tidak menyatu secara berpasangan - masing-masing spora menghasilkan tumbuhan baru, yang selnya menjadi haploid. Selanjutnya, pada tanaman seperti itu - tanpa pembelahan reduksi - gamet terbentuk, peleburan yang sekali lagi mengarah pada pembentukan organisme diploid. Dalam hal ini, mereka berbicara tentang pergantian generasi: diploid - membentuk spora – sporofit dan haploid - gametofit. Penampilan sporofit dan gametofit hampir sama ( perubahan generasi isomorfik, karakteristik sejumlah spesies ganggang hijau - Ulva, Cladophora, beberapa ordo ganggang coklat dan sebagian besar ganggang merah) atau sangat berbeda ( perubahan generasi heteromorfik, tersebar luas di antara alga coklat, tetapi juga ditemukan di alga hijau dan merah).

Sistematika alga

Secara sistematis, alga adalah kumpulan beberapa kelompok tumbuhan terpisah, mungkin tidak bergantung pada asal usul dan evolusinya. Pembagian alga menjadi beberapa kelompok terutama bertepatan dengan sifat warnanya, yang, pada gilirannya, dikaitkan dengan sekumpulan pigmen, dan juga didasarkan pada ciri-ciri struktural umum. Dengan pendekatan ini, 10 kelompok alga dibedakan: biru-hijau ( sianofit), pirofita ( pirrophyta), emas ( Krisofit), diatom ( Bacillariophyta), kuning hijau ( Xanthophyta), cokelat ( Phaeophyta), merah ( Rhodophyta), euglenaaceae ( Euglenophyta), hijau ( Klorofita) dan characeae ( Charophyta).

Di negara kita, sebagian besar ahli taksonomi menganut pandangan membagi semua organisme menjadi empat kingdom - bakteri, jamur, tumbuhan dan hewan. Dalam hal ini, alga mencakup semua kelompok di atas (divisi dalam kingdom tumbuhan), kecuali kelompok biru-hijau. Yang terakhir, sebagai organisme prokariotik, termasuk dalam kerajaan bakteri.

Ada klasifikasi lain. Misalnya, beberapa ahli taksonomi asing membagi semua organisme hidup menjadi lima kingdom: Monera(pra-nuklir), Protista(eukariotik bersel tunggal atau terdiri dari banyak sel yang tidak berdiferensiasi menjadi jaringan), Hewan(hewan), jamur(jamur), Tanaman(tanaman). Dalam hal ini, ganggang biru-hijau juga diklasifikasikan sebagai kingdom monera, sedangkan divisi alga yang tersisa termasuk dalam kingdom tersebut Protista, karena tanpa jaringan dan organ yang berdiferensiasi, mereka tidak dapat dianggap tumbuhan. Ada juga sudut pandang yang menyatakan bahwa kelompok alga yang berbeda menerima peringkat kerajaan yang terpisah.

Ganggang biru-hijau (cyanobacteria)

Seperti telah disebutkan, ganggang biru-hijau adalah organisme prokariotik, yaitu. tidak memiliki inti sel yang terikat membran, kromatofor, mitokondria, elemen retikulum endoplasma dan vakuola dengan getah sel. Oleh karena itu, mereka biasanya diklasifikasikan bukan sebagai tumbuhan, tetapi sebagai bagian dari kingdom bakteri. Kemiripannya dengan alga eukariotik diekspresikan dalam kekhasan biokimia pigmen dan fotosintesis. Pada saat yang sama, ganggang merah memiliki kumpulan pigmen dan cadangan nutrisi yang paling mirip dengan ganggang biru-hijau. Kedua kelompok ini juga ditandai dengan tidak adanya tahap flagellar motil.

Pengeboran ( 1 , 2 ) dan pembentuk tufa ( 3 , 4 ) ganggang biru-hijau

Ganggang biru-hijau dapat berbentuk uniseluler atau kolonial, atau membentuk tubuh berserabut. Sel-sel organisme ini dapat diwarnai berbeda-beda tergantung pada rasio pigmen: klorofil A(hijau), karotenoid (kuning, oranye), phycocyanin (biru), phycoerythrin (merah). Sitoplasma mereka mengandung inklusi nutrisi cadangan (glikogen, volutin, butiran sianofisin), serta vakuola gas, atau pseudovakuola, rongga berisi gas. Di sitoplasma perifer terdapat tilakoid, di dalam membrannya molekul klorofil dan karotenoid “tertanam”. Di luar membran sitoplasma terdapat dinding sel yang mengandung murein (polimer yang terdiri dari gula amino dan asam amino) - zat yang merupakan komponen utama dinding sel bakteri dan tidak ditemukan pada alga dan jamur eukariotik. Banyak alga biru-hijau juga memiliki lapisan lendir di atas dinding selnya, dengan satu selaput lendir sering kali menutupi beberapa sel.

Ganggang biru-hijau adalah organisme fotosintetik autotrofik pertama yang muncul di Bumi. Dalam strukturnya, organisme hidup paling purba yang diketahui sejauh ini sangat mirip dengan mereka - benda mikroskopis berbentuk bola dengan diameter 5 hingga 30 mikron, ditemukan di Afrika Selatan dan berusia lebih dari 3 miliar tahun.

Berbagai struktur alga biru-hijau

Cyanobacteria, yang berkembang dalam jumlah besar di laut Prakambrium, mengubah atmosfer bumi purba, memperkayanya dengan oksigen bebas, dan juga merupakan pencipta bahan organik pertama, yang menjadi makanan bagi bakteri dan hewan heterotrofik.

Ganggang merah

Departemen ganggang merah, atau ganggang ungu, ( Rhodophyta) mencakup lebih dari 600 genera dan sekitar 4000 spesies. Alga merah tertua yang ditemukan di sedimen Kambrium berusia sekitar 550 juta tahun.

Beberapa ahli taksonomi membedakan kelompok ini menjadi subkingdom terpisah di kingdom tumbuhan, karena tumbuhan merah memiliki sejumlah ciri yang secara signifikan membedakannya dari alga eukariotik lainnya. Dalam kromatofornya, selain klorofil A Dan D dan karotenoid juga mengandung sejumlah pigmen yang larut dalam air - phycobilins: phycoerythrins (merah), phycocyanin dan allophycocyanin (biru). Akibatnya, warna thallus bervariasi dari merah tua (jika fiko-eritrin mendominasi) hingga biru baja (dengan kelebihan fikosianin). Polisakarida cadangan alga merah adalah “pati ungu”, yang butirannya disimpan di sitoplasma di luar kloroplas. Berdasarkan strukturnya, polisakarida ini lebih dekat dengan amilopektin dan glikogen dibandingkan dengan pati.

Bagryanka: 1 – panggilan; 2 – delesseria

Spora dan gamet ganggang ungu tidak memiliki flagela, dan siklus perkembangannya tidak mencakup dua tahap, seperti alga lainnya, tetapi tiga tahap. Setelah peleburan gamet, organisme diploid berkembang dari zigot (dalam satu atau lain bentuk, terkadang tereduksi) - sporofit yang menghasilkan spora diploid. Dari spora ini, generasi diploid kedua berkembang - sporofit, di mana sel-selnya meiosis pada waktu tertentu dan spora haploid terbentuk. Dari spora tersebut, generasi ketiga berkembang - gametofit haploid yang menghasilkan gamet.

Dinding sel bekas luka mengandung pektin dan hemiselulosa, yang dapat membengkak parah dan bergabung menjadi massa lendir umum yang mengandung protoplas. Seringkali, zat lendir merekatkan benang-benang thallus, sehingga licin saat disentuh. Dinding sel dan ruang antar sel pada banyak tanaman kirmizi mengandung phycocolloids - polisakarida yang mengandung sulfur yang banyak digunakan manusia dalam kegiatan ekonomi. Yang paling terkenal adalah agar, karagenin, dan agaroid. Banyak ngengat ungu menyimpan kalsium karbonat di dinding selnya, yang membuatnya menjadi kaku.

Pada sebagian besar alga merah, thalli dibentuk dengan menjalin filamen multiseluler yang melekat pada substrat dengan bantuan rizoid; lebih jarang dalam kelompok ini kita dapat menemukan bentuk uniseluler (porfiridium) dan pipih (porphyra). Ukuran thalli rumput merah berkisar dari beberapa sentimeter hingga satu meter.

Alga merah sebagian besar merupakan penghuni lautan, dimana mereka selalu menempel pada batu, kerang, dan benda lain di dasar. Terkadang ikan merah menembus hingga ke kedalaman yang sangat dalam. Salah satu spesies alga ini ditemukan di dekat Bahama pada kedalaman 260 m (iluminasi pada kedalaman tersebut beberapa ribu kali lebih sedikit dibandingkan di permukaan laut). Pada saat yang sama, alga dari spesies yang sama yang tumbuh lebih dalam biasanya memiliki warna yang lebih cerah - misalnya, merah cerah di kedalaman dan kekuningan di perairan dangkal.

Salah satu perwakilan khas ungu - callitamnion corymbose (Kalithamnion corymbosum) - membentuk semak anggun berwarna merah muda cerah setinggi 10 cm, terdiri dari benang bercabang tinggi. Tumbuh di bebatuan di laut nemalion (Nemalion), tali lendir berwarna merah muda pucat yang panjangnya mencapai 25 cm dan tebal 5 mm. Pada spesies dari genus delesseriya (Delesseria) thalli terlihat seperti daun merah cerah - dibentuk oleh perpaduan cabang lateral sumbu utama. Pada spesies dari genus umum di laut hangat merah seperti karang (karangina) thalli terdiri dari ruas-ruas yang banyak diresapi kapur, dihubungkan satu sama lain melalui sambungan dengan sedikit kandungan kapur, yang memberikan kelenturan seluruh tanaman, yang membantu menahan aksi ombak dan tumbuh di tempat ombak yang kuat.

Alga merah banyak dimanfaatkan dalam kegiatan ekonomi manusia. Diketahui bahwa mereka adalah produk makanan berharga yang mengandung cukup banyak protein, vitamin dan unsur mikro. Di negara-negara Asia Timur, Hawaii, dan pulau-pulau lain, berbagai hidangan disiapkan darinya, sering kali dimakan kering atau manisan. Jamur kirmizi yang paling terkenal dan dapat dimakan adalah: melahirkan (Rodimenia) Dan ungu (Porfira), umum di banyak lautan. Thallus ungu berbentuk daun dari spesies porfiri menempel di pangkal substrat dan mencapai panjang sekitar 50 cm. Budidaya industri alga ini bahkan dikembangkan di Jepang. Untuk melakukan hal ini, batu, ikat ranting diletakkan di perairan dangkal di wilayah pantai, atau jaring khusus yang terbuat dari tali tebal direntangkan, diikatkan pada tiang bambu sehingga tertahan di permukaan air. Setelah beberapa waktu, benda-benda tersebut akan ditumbuhi porfiri seluruhnya.

Agar-agar yang khasiat dan kegunaannya telah dijelaskan di awal artikel, telah dikenal di Jepang sejak tahun 1760. Hampir sampai pertengahan abad ke-20. itu diperoleh secara eksklusif dari ganggang merah helidium, namun saat ini sekitar 30 spesies rumput merah digunakan untuk tujuan ini. Di Rusia, bahan baku agar-agar adalah ahnfelcia, tersebar di bagian utara samudera Atlantik dan Pasifik. Itu ditambang di Laut Putih dan di lepas pantai Sakhalin. Agaroid kami diperoleh dari ganggang Laut Hitam. phyllophores.

Bersambung

Kerajaan Drobyanka
Kingdom ini mencakup bakteri dan ganggang biru-hijau. Ini adalah organisme prokariotik: sel-selnya tidak memiliki inti dan organel membran; materi genetik diwakili oleh molekul DNA melingkar. Mereka juga dicirikan oleh adanya mesosom (invaginasi membran ke dalam sel), yang menjalankan fungsi mitokondria, dan ribosom kecil.

Bakteri
Bakteri adalah organisme bersel tunggal. Mereka menempati semua lingkungan hidup dan tersebar luas di alam. Berdasarkan bentuk selnya, bakteri adalah:
1. bulat: cocci - mereka dapat bersatu dan membentuk struktur dua sel (diplococci), dalam bentuk rantai (streptococci), cluster (staphylococci), dll;
2. berbentuk batang: basil (basil disentri, haybacillus, basil wabah);
3. lengkung: vibrio - berbentuk koma (vibrio cholerae), spirilla - spiral lemah, spirochetes - sangat memutar (agen penyebab sifilis, demam kambuhan).

Struktur bakteri
Bagian luar sel ditutupi dengan dinding sel yang mengandung murein. Banyak bakteri yang mampu membentuk kapsul luar, yang memberikan perlindungan tambahan. Di bawah membran terdapat membran plasma, dan di dalam sel terdapat sitoplasma dengan inklusi, ribosom kecil dan materi genetik berupa DNA sirkular. Wilayah sel bakteri yang mengandung materi genetik disebut nukleoid. Banyak bakteri memiliki flagela yang bertanggung jawab untuk pergerakan.

Tergantung pada struktur dinding selnya, bakteri dibagi menjadi dua kelompok: gram positif(diwarnai dengan Gram saat menyiapkan sediaan untuk mikroskop) dan bakteri gram negatif (tidak diwarnai dengan metode ini) (Gbr. 4).

Reproduksi
Itu dilakukan dengan membagi menjadi dua sel. Pertama, terjadi replikasi DNA, kemudian muncul septum melintang di dalam sel. Dalam kondisi yang menguntungkan, satu pembelahan terjadi setiap 15-20 menit. Bakteri mampu membentuk koloni - sekelompok ribuan sel atau lebih yang merupakan keturunan dari satu sel asli (di alam, koloni bakteri jarang muncul; biasanya dalam kondisi media nutrisi buatan).
Ketika terjadi kondisi yang tidak menguntungkan, bakteri mampu membentuk spora. Spora memiliki kulit terluar yang sangat padat yang dapat menahan berbagai pengaruh luar: mendidih selama beberapa jam, dehidrasi hampir sempurna. Spora tetap bertahan selama puluhan dan ratusan tahun. Ketika kondisi menguntungkan terjadi, spora berkecambah dan membentuk sel bakteri.

Kondisi hidup
1. Suhu - optimal dari +4 hingga +40 °C; jika lebih rendah maka sebagian besar bakteri membentuk spora, jika lebih tinggi maka mati (inilah sebabnya alat kesehatan direbus dan tidak dibekukan). Ada sekelompok kecil bakteri yang menyukai suhu tinggi - ini adalah termofil yang hidup di geyser.
2. Sehubungan dengan oksigen, dua kelompok bakteri dibedakan:
aerob - hidup di lingkungan oksigen;
anaerob - hidup di lingkungan bebas oksigen.
3. Lingkungan netral atau basa. Lingkungan yang asam membunuh sebagian besar bakteri; Hal inilah yang menjadi dasar penggunaan asam asetat dalam pengalengan.
4. Tidak terkena sinar matahari langsung (ini juga membunuh sebagian besar bakteri).

Pentingnya bakteri
Positif
1. Bakteri asam laktat digunakan untuk menghasilkan produk asam laktat (yogurt, yogurt, kefir), keju; saat asinan kubis dan acar mentimun; untuk produksi silase.
2. Bakteri simbion ditemukan di saluran pencernaan banyak hewan (rayap, artiodactyl), berpartisipasi dalam pencernaan serat.
3. Produksi obat-obatan (antibiotik tetrasiklin, streptomisin), asetat dan asam organik lainnya; produksi protein pakan.
4. Mereka menguraikan bangkai hewan dan tumbuhan mati, yaitu mereka berpartisipasi dalam siklus zat.
5. Bakteri pengikat nitrogen mengubah nitrogen di atmosfer menjadi senyawa yang dapat diserap tanaman.

Negatif
1. Pembusukan makanan.
2. Menyebabkan penyakit pada manusia (difteri, radang paru-paru, radang amandel, disentri, kolera, wabah penyakit, TBC). Pengobatan dan pencegahan: vaksinasi; antibiotik; menjaga kebersihan; pemusnahan vektor.
3. Menyebabkan penyakit pada hewan dan tumbuhan.

Ganggang biru-hijau (cyanobacteria, cyanobacteria)
Alga biru-hijau hidup di lingkungan perairan dan di tanah. Sel-sel mereka memiliki struktur khas prokariota. Banyak dari mereka memiliki vakuola di sitoplasmanya yang mendukung daya apung sel. Mampu membentuk spora untuk menunggu kondisi buruk.
Alga biru-hijau bersifat autotrof, mengandung klorofil dan pigmen lainnya (karoten, xanthophyll, phycobillins); mampu melakukan fotosintesis. Selama fotosintesis, mereka melepaskan oksigen ke atmosfer (diyakini bahwa aktivitas merekalah yang menyebabkan akumulasi oksigen bebas di atmosfer).
Reproduksi dilakukan dengan fragmentasi dalam bentuk uniseluler dan disintegrasi koloni (perbanyakan vegetatif) dalam bentuk berserabut.
Arti dari ganggang biru-hijau: menyebabkan “mekarnya” air; mengikat nitrogen di atmosfer, mengubahnya menjadi bentuk yang dapat diakses oleh tanaman (yaitu, meningkatkan produktivitas waduk dan sawah), dan merupakan bagian dari lumut.

Reproduksi
Jamur bereproduksi secara aseksual dan seksual. Reproduksi aseksual: tunas; bagian miselium, menggunakan spora. Spora bersifat endogen (terbentuk di dalam sporangia) dan eksogen atau konidia (terbentuk di bagian atas hifa khusus). Reproduksi seksual pada jamur tingkat rendah dilakukan melalui konjugasi, ketika dua gamet menyatu dan terbentuk zigospora. Kemudian membentuk sporangia, tempat terjadinya meiosis dan spora haploid terbentuk, dari mana miselium baru berkembang. Pada jamur tingkat tinggi, kantung (asci) terbentuk, di dalamnya berkembang ascospora haploid, atau basidia, tempat basidiospora menempel secara eksternal.

Klasifikasi jamur
Ada beberapa divisi yang digabungkan menjadi dua kelompok: jamur tingkat tinggi dan jamur tingkat rendah. Secara terpisah, ada yang disebut. jamur tidak sempurna, yang mencakup spesies jamur yang proses seksualnya belum diketahui.

Divisi Zygomycetes
Mereka termasuk jamur tingkat rendah. Yang paling umum adalah genus Mukor - Ini adalah jamur jamur. Mereka memilih makanan dan bahan organik mati (misalnya pupuk kandang), yaitu mereka memiliki jenis nutrisi saprotrofik. Mucor memiliki miselium haploid yang berkembang dengan baik, hifa biasanya tidak bersegmen, dan tidak terdapat tubuh buah. Warna mucor putih; bila spora matang berubah menjadi hitam. Reproduksi aseksual terjadi dengan bantuan spora yang matang dalam sporangia (selama pembentukan spora, terjadi mitosis) yang berkembang di ujung beberapa hifa. Reproduksi seksual relatif jarang terjadi (menggunakan zigospora).

Divisi Ascomycetes
Ini adalah kelompok jamur yang paling banyak jumlahnya. Ini mencakup bentuk uniseluler (ragi), spesies dengan tubuh buah (morel, truffle), berbagai jamur kapang (penicillium, aspergillus).
Penisil dan Aspergillus. Ditemukan pada produk makanan (buah jeruk, roti); di alam mereka biasanya memilih buah-buahan. Miselium terdiri dari hifa tersegmentasi yang dibagi oleh sekat (septa) menjadi beberapa kompartemen. Miselium awalnya berwarna putih, tetapi kemudian berubah warna menjadi hijau atau kebiruan. Penicillium mampu mensintesis antibiotik (penisilin, ditemukan oleh A. Fleming pada tahun 1929).
Reproduksi aseksual terjadi dengan bantuan konidia, yang terbentuk di ujung hifa khusus (konidiofor). Selama reproduksi seksual, sel-sel haploid bergabung dan membentuk zigot, dari mana bursa (ask) terbentuk. Meiosis terjadi di dalamnya dan ascospora terbentuk.

Ragi - Ini adalah jamur bersel tunggal, ditandai dengan tidak adanya miselium dan terdiri dari sel-sel bulat individu. Sel ragi kaya akan lemak, mengandung satu inti haploid, dan memiliki vakuola. Reproduksi aseksual terjadi melalui tunas. Proses seksual: sel menyatu, terbentuk zigot, tempat terjadinya meiosis, dan terbentuk kantong berisi 4 spora haploid. Di alam, ragi ditemukan pada buah-buahan yang berair.

pada Gambar. Pembagian ragi berdasarkan tunas

Divisi Basidiomycetes
Ini adalah jamur tingkat tinggi. Ciri-ciri jurusan ini dilihat pada contoh jamur topi. Kebanyakan jamur yang bisa dimakan (champignon, jamur putih, kupu-kupu) termasuk dalam departemen ini; tapi ada juga jamur beracun (jamur payung pucat, agaric terbang).
Hifa memiliki struktur tersegmentasi. Miselium bersifat abadi; Tubuh buah terbentuk di atasnya. Pertama, tubuh buah tumbuh di bawah tanah, kemudian muncul ke permukaan, dengan cepat bertambah besar ukurannya. Tubuh buah dibentuk oleh hifa yang berdekatan satu sama lain; di dalamnya terdapat tutup dan tangkai. Lapisan atas tutupnya biasanya berwarna cerah. Pada lapisan bawah terdapat hifa steril, sel besar (melindungi lapisan pembawa spora) dan basidia itu sendiri. Pelat terbentuk di lapisan bawah - ini adalah jamur pipih (jamur madu, chanterelle, jamur susu) atau tabung - ini adalah jamur berbentuk tabung (kupu-kupu, jamur porcini, cendawan). Basidia terbentuk pada pelat atau pada dinding tabung, dimana terjadi peleburan inti membentuk inti diploid. Dari sana, basidiospora berkembang melalui meiosis, selama perkecambahan miselium haploid terbentuk. Segmen miselium ini bergabung, tetapi intinya tidak bergabung - inilah bagaimana miselium dikaryon terbentuk, yang membentuk tubuh buah.

Arti jamur
1) Makanan - banyak jamur yang dimakan.
2) Menyebabkan penyakit tanaman - ascomycetes, jamur api dan karat. Jamur ini menyerang tanaman padi-padian. Spora jamur karat (karat roti) terbawa angin dan jatuh pada serealia dari inang perantara (barberry). Spora jamur api (smut) terbawa angin, jatuh pada biji-bijian serealia (dari tanaman serealia yang terinfeksi), menempel dan menahan musim dingin bersama dengan biji-bijian. Saat berkecambah di musim semi, spora jamur juga berkecambah dan menembus tanaman. Selanjutnya, hifa jamur ini menembus ke dalam telinga sereal, membentuk spora hitam (sesuai dengan namanya). Jamur ini menyebabkan kerusakan serius pada pertanian.
3) Menyebabkan penyakit pada manusia (kurap, aspergillosis).
4) Mereka menghancurkan kayu (jamur tinder - mereka menetap di pohon dan bangunan kayu). Artinya ganda: jika pohon mati dirusak maka positif, jika pohon hidup atau bangunan kayu maka negatif. Jamur tinder menembus pohon hidup melalui luka di permukaan, kemudian miselium berkembang di kayu, tempat tubuh buah abadi terbentuk. Mereka menghasilkan spora yang dibawa oleh angin. Jamur ini dapat menyebabkan kematian pohon buah-buahan.
5) Jamur beracun dapat menyebabkan keracunan, terkadang cukup parah (bahkan berakibat fatal).
6) Pembusukan makanan (jamur).
7) Mendapatkan obat-obatan.
Mereka menyebabkan fermentasi alkohol (ragi), oleh karena itu digunakan oleh manusia dalam industri kue dan gula-gula; dalam pembuatan anggur dan pembuatan bir.
9) Mereka adalah pengurai di masyarakat.
10) Mereka membentuk simbiosis dengan tumbuhan tingkat tinggi - mikoriza. Dalam hal ini, akar tanaman dapat mencerna hifa jamur, dan jamur dapat menghambat tanaman. Namun meski begitu, hubungan tersebut dianggap saling menguntungkan. Dengan adanya mikoriza, banyak tanaman berkembang lebih cepat.

Cyanobacteria (biru-hijau) - departemen kerajaan prokariota (penggiling). Diwakili oleh fototrof autotrofik. Bentuk kehidupan - organisme uniseluler, kolonial, multiseluler. Sel mereka ditutupi dengan lapisan pektin yang terletak di atas membran sel. Inti tidak terekspresikan, kromosom terletak di bagian tengah sitoplasma, membentuk sentroplasma. Organel termasuk ribosom dan parachromatophores (membran fotosintetik) yang mengandung klorofil, karotenoid, phycocyan dan phycoerythrin. Vakuola hanya berupa gas, getah sel tidak terakumulasi. Zat penyimpanan diwakili oleh butiran glikogen. Cyanobacteria berkembang biak hanya secara vegetatif - dengan bagian thallus atau bagian khusus dari benang - hormogoni. Perwakilan: osilasi, lingbia, anabena, nostoc. Mereka hidup di air, di tanah, di salju, di sumber air panas, di kulit pohon, di bebatuan, dan merupakan bagian dari tubuh beberapa lumut kerak.

Ganggang biru-hijau, cyanea (Cyanophyta), pembelahan alga; milik prokariota. Pada ganggang biru-hijau, seperti pada bakteri, bahan inti tidak dibatasi oleh membran dari sisa isi sel; lapisan dalam membran sel terdiri dari murein dan sensitif terhadap kerja enzim lisozim. Alga biru-hijau dicirikan oleh warna biru-hijau, tetapi juga ditemukan merah muda dan hampir hitam, karena adanya pigmen: klorofil a, fikobilin (biru - phycocyan dan merah - phycoerythrin) dan karotenoid. Di antara warna biru-hijaualga ada organisme uniseluler, kolonial dan multiseluler (berfilamen), biasanya mikroskopis, lebih jarang membentuk bola, kerak dan semak hingga ukuran 10 cm. Beberapa alga biru-hijau berfilamen mampu bergerak dengan cara meluncur. Protoplas ganggang biru-hijau terdiri dari lapisan luar berwarna - kromatoplasma - dan bagian dalam tidak berwarna - sentroplasma. Kromatoplasma mengandung lamela (pelat) yang melakukan fotosintesis; mereka tersusun dalam lapisan konsentris di sepanjang cangkang. Sentroplasma mengandung zat inti, ribosom, zat cadangan (butiran volutin, butiran sianofisin dengan lipoprotein) dan badan yang terdiri dari glikoprotein; spesies planan memiliki vakuola gas. Alga biru-hijau tidak memiliki kloroplas dan mitokondria. Septa melintang alga biru-hijau berserabut dilengkapi dengan plasmodesmata. Beberapa ganggang biru-hijau berfilamen memiliki heterokista - sel tak berwarna yang terisolasidari sel vegetatif dengan “sumbat” di plasmodesmata. Ganggang biru-hijau berkembang biak dengan pembelahan (uniseluler) dan dengan hormogoni - bagian filamen (multiseluler). Selain itu, yang berikut ini digunakan untuk reproduksi: akinet - spora istirahat yang tidak bergerak yang seluruhnya terbentuk dari sel vegetatif; endospora, yang muncul beberapa kali di sel induk; eksospora, terlepas dari luar sel, dan nanosit, sel kecil yang muncul secara massal selama pembelahan cepat isi sel induk. Tidak ada proses seksual pada ganggang biru-hijau, namun ada kasus rekombinasi sifat keturunan melalui transformasi. 150 genera, menyatukan sekitar 2000 spesies; di negara-negara bekas Uni Soviet - 120 genera (lebih dari 1000 spesies). Ganggang biru-hijau merupakan bagian dari plankton dan benthos perairan tawar dan laut, hidup di permukaan tanah, di sumber air panas dengan suhu air hingga 80 ° C, di salju - di daerah kutub dan di pegunungan; sejumlah spesies hidup di substrat berkapur (“ganggang membosankan”), beberapa ganggang biru-hijau merupakan komponen lumut dan simbion hewan protozoa dan tumbuhan darat (lumut dan sikas). Ganggang biru-hijau berkembang dalam jumlah terbesar di perairan tawar, terkadang menyebabkan mekarnya air di waduk, yang menyebabkan kematian ikan. Dalam kondisi tertentu, perkembangan besar-besaran ganggang biru-hijau berkontribusi pada pembentukan lumpur terapeutik. Di beberapa negara (Cina, Republik Chad), sejumlah jenis ganggang biru-hijau (nostoc, spirulina, dll) digunakan sebagai makanan. Upaya sedang dilakukan untuk membudidayakan ganggang hijau biru secara massal untuk mendapatkan pakan dan protein pangan (spirulina). Beberapa ganggang biru-hijau menyerap nitrogen molekuler, memperkaya tanah dengannya. Alga biru-hijau telah dikenal dalam bentuk fosil sejak Prakambrium.

Di antara organisme yang ada saat ini, ada organisme yang kepemilikannya terus-menerus diperdebatkan. Hal ini terjadi pada makhluk yang disebut cyanobacteria. Meskipun mereka bahkan tidak memiliki nama pastinya. Terlalu banyak sinonim:

• ganggang hijau biru;
• cyanobion;
• penghancur fikokrom;
• siania;
• ganggang lendir dan lain-lain.

Jadi ternyata cyanobacteria adalah organisme yang sangat kecil, tetapi pada saat yang sama merupakan organisme yang kompleks dan kontradiktif sehingga memerlukan studi yang cermat dan pertimbangan strukturnya untuk menentukan afiliasi taksonomi yang tepat.

Sejarah keberadaan dan penemuan

Dilihat dari sisa-sisa fosilnya, sejarah keberadaan alga biru-hijau sudah jauh ke masa lalu, beberapa (3,5) miliar tahun yang lalu. Kesimpulan seperti itu dimungkinkan oleh penelitian para ahli paleontologi yang menganalisis batuan (bagiannya) pada masa yang jauh itu.

Cyanobacteria ditemukan pada permukaan sampel, yang strukturnya tidak berbeda dengan bentuk modern. Hal ini menunjukkan tingkat kemampuan beradaptasi yang tinggi dari makhluk-makhluk ini terhadap berbagai kondisi kehidupan, daya tahan dan kelangsungan hidup mereka yang ekstrim. Jelas sekali bahwa selama jutaan tahun telah terjadi banyak perubahan pada suhu dan komposisi gas di planet ini. Namun, tidak ada yang mempengaruhi kelangsungan hidup cyan tersebut.

Di zaman modern, cyanobacterium adalah organisme bersel tunggal yang ditemukan bersamaan dengan bentuk sel bakteri lainnya. Yaitu Antonio Van Leeuwenhoek, Louis Pasteur dan peneliti lainnya pada abad 18-19.

Mereka kemudian menjadi sasaran studi yang lebih menyeluruh, dengan perkembangan mikroskop elektron dan metode serta metode penelitian yang dimodernisasi. Ciri-ciri yang dimiliki oleh cyanobacteria telah teridentifikasi. Struktur sel mencakup sejumlah struktur baru yang tidak ditemukan pada makhluk lain.

Klasifikasi

Pertanyaan untuk menentukan afiliasi taksonomi mereka tetap terbuka. Sejauh ini, hanya satu hal yang diketahui: cyanobacteria adalah prokariota. Hal ini ditegaskan oleh fitur-fitur seperti:

• tidak adanya nukleus, mitokondria, kloroplas;
• adanya murein di dinding sel;
• molekul S-ribosom dalam sel.

Namun cyanobacteria merupakan prokariota yang berjumlah sekitar 1.500 ribu spesies. Semuanya diklasifikasikan dan digabungkan menjadi 5 kelompok morfologi besar.

1. Krookokus. Kelompok yang cukup besar yang menyatukan bentuk-bentuk soliter atau kolonial. Organisme dengan konsentrasi tinggi disatukan oleh lendir umum yang disekresikan oleh dinding sel setiap individu. Dilihat dari bentuknya, kelompok ini meliputi struktur berbentuk batang dan bola.
2. Pleurocap. Sangat mirip dengan bentuk-bentuk sebelumnya, namun ciri yang muncul berupa terbentuknya beosit (fenomena ini akan dijelaskan lebih lanjut nanti). Cyanobacteria yang termasuk di sini termasuk dalam tiga kelas utama: Pleurocaps, Dermocaps, Myxosarcina.
3. Oksilatoria. Ciri utama kelompok ini adalah semua sel bersatu menjadi struktur lendir umum yang disebut trikoma. Pembagian terjadi tanpa melampaui thread ini, di dalam. Oscillatoria hanya mencakup sel vegetatif yang membelah menjadi dua secara aseksual.
4. Nostocaceae. Menarik karena kriofilisitasnya. Mereka dapat hidup di gurun es terbuka, membentuk lapisan berwarna di atasnya. Fenomena yang disebut “mekarnya gurun es”. Bentuk organisme ini juga berserabut dalam bentuk trikoma, tetapi reproduksinya bersifat seksual, dengan bantuan sel khusus - heterokista. Perwakilan berikut dapat dimasukkan di sini: Anabens, Nostoks, Calothrix.
5. Stigonematoda. Sangat mirip dengan grup sebelumnya. Perbedaan utamanya terletak pada metode reproduksinya - mereka mampu membelah beberapa kali dalam satu sel. Perwakilan paling populer dari asosiasi ini adalah Fisherella.

Dengan demikian, sianida diklasifikasikan menurut kriteria morfologi, karena banyak pertanyaan yang muncul mengenai sisa dan hasil yang membingungkan. Ahli botani dan ahli mikrobiologi belum dapat mencapai kesamaan dalam taksonomi cyanobacteria.

Habitat

Karena adanya adaptasi khusus (heterokista, beosit, tilakoid yang tidak biasa, vakuola gas, kemampuan memperbaiki molekul nitrogen, dan lain-lain), organisme ini menetap di mana-mana. Mereka mampu bertahan hidup bahkan dalam kondisi paling ekstrim, di mana tidak ada organisme hidup yang dapat hidup. Misalnya mata air panas termofilik, kondisi anaerobik dengan atmosfer hidrogen sulfida, dengan pH kurang dari 4.

Cyanobacteria adalah organisme yang bertahan hidup dengan tenang di pasir laut dan singkapan berbatu, balok es, dan gurun yang panas. Anda dapat mengenali dan menentukan keberadaan sianida melalui karakteristik lapisan warna yang terbentuk di koloninya. Warna dapat bervariasi dari biru-hitam hingga merah muda dan ungu.

Disebut biru-hijau karena sering membentuk lapisan lendir berwarna biru-hijau di permukaan air tawar atau air asin biasa. Fenomena ini disebut “mekarnya air”. Hal ini dapat dilihat di hampir semua danau yang mulai ditumbuhi tanaman dan berawa.

Fitur struktur sel

Cyanobacteria memiliki struktur yang sama dengan organisme prokariotik, tetapi ada beberapa kekhasan.

Rencana umum struktur sel adalah sebagai berikut:

• dinding sel terbuat dari polisakarida dan murein;
• struktur bilipid;
• sitoplasma dengan materi genetik yang terdistribusi bebas dalam bentuk molekul DNA;
• thillakoids, yang melakukan fungsi fotosintesis dan mengandung pigmen (klorofil, xantofil, karotenoid).

Jenis struktur khusus

Pertama-tama, ini adalah heterokista. Struktur ini bukanlah bagian, tetapi sel itu sendiri sebagai bagian dari trikoma (benang kolonial yang disatukan oleh lendir). Jika dilihat di bawah mikroskop, komposisinya berbeda, karena fungsi utamanya adalah produksi enzim yang memungkinkan fiksasi molekul nitrogen dari udara. Oleh karena itu, praktis tidak ada pigmen dalam heterokista, tetapi terdapat cukup banyak nitrogen.

Kedua, ini adalah hormogoni - area yang terkoyak dari trikoma. Berfungsi sebagai tempat berkembang biak.

Beosit adalah sel anak yang unik, diturunkan secara massal dari satu sel induk. Terkadang jumlahnya mencapai seribu dalam satu periode pembagian. Dermocaps dan Pleurocapsodium lainnya mampu melakukan fitur ini.

Akinetes adalah sel khusus yang diam dan termasuk dalam trikoma. Mereka dibedakan oleh dinding sel yang lebih besar dan kaya akan polisakarida. Peran mereka mirip dengan heterokista.

Vakuola gas - semua cyanobacteria memilikinya. Struktur sel pada awalnya menyiratkan keberadaan mereka. Peran mereka adalah mengambil bagian dalam proses pembungaan air. Nama lain untuk struktur tersebut adalah karboksisom.

Mereka pasti ada di sel tumbuhan, hewan, dan bakteri. Namun, pada ganggang biru-hijau, inklusi ini agak berbeda. Ini termasuk:

• glikogen;
• butiran polifosfat;
• Cyanophycin adalah zat khusus yang terdiri dari aspartat dan arginin. Berfungsi untuk akumulasi nitrogen, karena inklusi ini terletak di heterokista.

Inilah yang dimiliki cyanobacteria. Bagian utama dan sel serta organel khusus inilah yang memungkinkan sianida melakukan fotosintesis, tetapi pada saat yang sama diklasifikasikan sebagai bakteri.

Reproduksi

Proses ini tidak terlalu sulit, karena sama dengan proses pada bakteri biasa. Cyanobacteria dapat membelah secara vegetatif, bagian trikoma, sel biasa menjadi dua, atau melakukan proses seksual.

Seringkali sel-sel khusus, heterokista, akinet, dan beosit, berpartisipasi dalam proses ini.

Metode transportasi

Sel sianobakteri ditutupi bagian luarnya dan terkadang juga dengan lapisan polisakarida khusus yang dapat membentuk kapsul lendir di sekitarnya. Berkat fitur inilah pergerakan cyan dilakukan.

Tidak ada flagela atau hasil khusus. Gerakan hanya dapat dilakukan pada permukaan yang keras dengan bantuan lendir, dalam kontraksi yang singkat. Beberapa Oscillatoria memiliki cara bergerak yang sangat tidak biasa - mereka berputar pada porosnya dan secara bersamaan menyebabkan rotasi seluruh trikoma. Beginilah gerakan terjadi di permukaan.

Kemampuan fiksasi nitrogen

Hampir setiap cyanobacterium memiliki fitur ini. Hal ini dimungkinkan karena adanya enzim nitrogenase, yang mampu memfiksasi nitrogen molekuler dan mengubahnya menjadi bentuk senyawa yang dapat dicerna. Ini terjadi pada struktur heterokista. Akibatnya, spesies yang tidak memilikinya tidak akan mampu keluar begitu saja.

Secara umum, proses ini menjadikan cyanobacteria makhluk yang sangat penting bagi kehidupan tumbuhan. Dengan menetap di tanah, sianida membantu perwakilan flora menyerap nitrogen terikat dan menjalani kehidupan normal.

Spesies anaerobik

Beberapa bentuk ganggang biru-hijau (misalnya Oscillatoria) mampu hidup dalam kondisi anaerobik sepenuhnya dan atmosfer hidrogen sulfida. Dalam hal ini, senyawa tersebut diproses di dalam tubuh dan sebagai hasilnya, molekul belerang terbentuk dan dilepaskan ke lingkungan.