الكلوروفيت: الخصائص ، الموائل ، التكاثر ، التغذية ، التطبيقات

Chlorophytes هي نوع من الطحالب وأحد مكونات سلالة Viridiplantae ، إلى جانب النباتات الأرضية. هذه الطحالب الخضراء هي مجموعة متنوعة من الكائنات الحية الموجودة في الموائل المائية ، وأحيانا في الموائل الأرضية.

لقد لعبت هذه الكائنات الحية أدوارًا رئيسية في النظم البيئية لمئات ملايين السنين. من المعتقد أن تطور النباتات الأرضية نشأ من سلف من النوع الكلوري. كان هذا حدثًا رئيسيًا في تطور الحياة على الأرض ، مما أدى إلى حدوث تغيير جذري في بيئة الكوكب ، مما أدى إلى التطور الكامل للأنظمة الإيكولوجية الأرضية.

النظرية الأكثر قبولا في الوقت الحاضر على ظهور الكلوروفيت ، هي endosymbiotic. تدافع هذه النظرية عن أن الكائن الحي المغاير استولت على البكتيريا الزرقاء التي تم دمجها بها بثبات.

الطحالب الخضراء لها خصائص مشابهة للنباتات الأرضية ، مثل البلاستيدات الخضراء ذات الغشاء المزدوج ، مع الثايلاكويدات المجمعة في صفائح وتحتوي على الكلوروفيل أ و ب ، إلى جانب أصباغ أخرى مثل الكاروتينات والأكسانثوفيل.

ملامح

تعرض هذه المجموعة من الطحالب الخضراء تباينًا ملحوظًا في التشكل ، مما يعكس الخصائص البيئية والتطورية للموئل حيث نشأت. يتراوح مدى التنوع المورفولوجي من أصغر حقيقيات النواة ، Ostreococcus tauri ، إلى أشكال مختلفة من الحياة متعددة الخلايا.

الكلوروفيتات هي كائنات حية تشترك في عدة خصائص خلوية مع النباتات الأرضية. تحتوي هذه الكائنات الحية على بلاستيدات خضراء محاطة بغشاء مزدوج ، مع تجمعات ثايلاكويد في صفائح.

البلاستيدات الخضراء للكلوروفيتات ، بشكل عام ، لها بنية في سدىها تسمى البيرينويد. البيرينويد عبارة عن كتلة بروتينية غنية بإنزيم ريبولوز -1،5-بيسفوسفات-كربوكسيلاز-أوكسجيناز (RuBisCO) ، وهو المسؤول عن ربط ثاني أكسيد الكربون.

تحتوي معظم الكلوروفيتات على جدار خلية ثابت مع مصفوفة تتكون من ألياف السليلوز. تحتوي الخلايا المبطنة بالجلد على زوج من السوط المتشابه في البنية ، لكن قد يكون طوله مختلفًا. تتميز المنطقة الانتقالية للرايات (المنطقة الواقعة بين السوط والجسم القاعدي) عادةً بوجود شكل نجمة ذي تسع نقاط.

الموئل والتوزيع

تتواجد كلوروفيت عادة في بيئات المياه العذبة ، بما في ذلك البحيرات والبرك والجداول والأراضي الرطبة. في هذه الأماكن ، يمكن أن تصبح مصدر إزعاج في ظروف تلوث المغذيات.

تم العثور على مجموعتين فقط من الكلوروفيت في البيئات البحرية. الطحالب الخضراء البحرية ( Ulvophyceae ) كثيرة في الموائل الساحلية. يمكن لبعض الطحالب البحرية الخضراء (بشكل رئيسي Ulva ) أن تشكل أزهار ساحلية عائمة واسعة ، تسمى "المد الأخضر". الأنواع الأخرى ، مثل Caulerpa و Codium ، تشتهر بطبيعتها الغازية.

بعض مجموعات الكلوروفيت ، مثل Trentepohliales ، هي أرضية حصرية ولا توجد أبدًا في البيئات المائية.

يمكن العثور على بعض الأنساب من الكلوروفيت في التعايش مع مجموعة متنوعة من حقيقيات النوى ، بما في ذلك الفطريات ، الأشنات ، الأهداب ، الفورامينيفيرا ، العاريات ، الرخويات (عاريات الامتياز والمحار العملاق) والفقاريات.

تطور البعض الآخر ليتمتع بنمط حياة متباين التغذية يُفرض كطفيليات أو كائنات حية. على سبيل المثال ، تنمو الطحالب الخضراء Prototheca في مياه الصرف الصحي والتربة ويمكن أن تسبب التهابات في البشر والحيوانات المعروفة باسم protothecosis.

تغذية

كما ذكر أعلاه ، فإن الكلوروفيتات هي كائنات ذاتية التغذية ، مما يعني أنها قادرة على صنع طعامها. تتم مشاركة هذه الخصوصية مع النباتات الأرضية ، وهي تحقق ذلك من خلال عملية كيميائية حيوية تسمى التمثيل الضوئي.

أولاً ، يتم التقاط الطاقة الشمسية بواسطة مجموعة من الأصباغ (الكلوروفيل أ و ب) ، ثم يتم تحويلها إلى طاقة كيميائية ، من خلال مجموعة من تفاعلات الحد من الأكسيد.

يتم تنفيذ هذه العملية في غشاء الثايلاكويدات (داخل البلاستيدات الخضراء) ، وهو جزء لا يتجزأ من مجمع البروتين المسؤول عن تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية.

يتم استقبال الضوء أولاً بواسطة الأصباغ الموجودة داخل مجمع الهوائي ، والتي توجه الطاقة إلى الكلوروفيل أ ، المسؤول عن توفير الطاقة الكيميائية الضوئية ، في شكل إلكترونات ، إلى بقية النظام. يتضمن ذلك إنتاج جزيئات ذات طاقة عالية مثل ATP و NADPH.

بعد ذلك ، يتم استخدام ATP و NADPH في دورة Calvin ، حيث يكون إنزيم Ribulose-1،5-bisphosphate-carboxylase-oxygenase (RuBisCO) مسؤولاً عن تحويل ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى كربوهيدرات. في الواقع ، بفضل دراسة الكلوروفيت ، شلوريلا ، كان من الممكن توضيح دورة كالفين لأول مرة.

استنساخ

تتكاثر الكلوروفيتات أحادية الخلية عن طريق الانشطار الثنائي ، بينما يمكن أن تتكاثر الأنواع الخيطية والمستعمرة عن طريق تفتيت جسم الطحالب.

يمكن استنساخها جنسيًا عن طريق الصورة المجسمة ، والتي تحدث عندما تعمل الأعشاب البحرية بأكملها كمشاهدة ، وتندمج مع واحدة متساوية. يمكن أن يحدث هذا في الطحالب وحيدة الخلية.

الاقتران ، من ناحية أخرى ، هو وسيلة أخرى للتكاثر الجنسي شائعة جدًا في الأنواع الخيطية ، حيث تعمل في إحدى الطحالب كمتبرع (ذكر) وآخر كمتلق (أنثى).

يتم نقل المحتوى الخلوي عن طريق جسر يسمى أنبوب التصريف. وهذا ينتج عن zygospore ، والتي يمكن أن تظل نائمة لفترة طويلة.

هناك نوع آخر من أشكال التكاثر الجنسي هو التخطيط الزجري ، والذي يتكون من إنتاج الأمشاج المتحركة ، ذكورا وإناثا. أخيرًا ، oogamy هو نوع من التكاثر الجنسي الذي يتألف من ظهور العفة الأنثوية غير المخصبة التي يتم إخصابها من قبل gamete الذكر المتنقل.

تطبيقات

الكلوروفيتات عبارة عن كائنات حية ضوئية قادرة على إنتاج العديد من المكونات النشطة بيولوجيا والتي يمكن استغلالها للاستخدام التجاري.

إن إمكانات التمثيل الضوئي التي تقوم بها الطحالب المجهرية في إنتاج مكونات ذات قيمة اقتصادية عالية أو لاستخدام الطاقة معترف بها على نطاق واسع ، نظرًا لكفاءتها في استخدام ضوء الشمس مقارنة بالنباتات الأعلى.

يمكن استخدام الكلوروفيت لإنتاج مجموعة واسعة من المستقلبات مثل البروتينات والدهون والكربوهيدرات والكاروتينات أو الفيتامينات للصحة والغذاء والمضافات الغذائية ومستحضرات التجميل.

يعود استخدام الكلوروفيت من قبل البشر إلى 2000 عام. ومع ذلك ، فإن التكنولوجيا الحيوية المتعلقة بالكلوروفيت بدأت بالفعل في التطور في منتصف القرن الماضي.

في الوقت الحاضر ، تتراوح التطبيقات التجارية لهذه الطحالب الخضراء بين الاستخدام كمكمل غذائي لإنتاج الأعلاف المركزة للحيوانات.