chlorophiticเป็นประเภทของสาหร่ายและหนึ่งในองค์ประกอบของ viridiplantae เชื้อสายมาพร้อมกับพืชบก สาหร่ายสีเขียวเหล่านี้เป็นกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่หลากหลายที่มีอยู่ในแหล่งที่อยู่อาศัยในน้ำและบางครั้งก็อยู่ในที่อยู่อาศัยบนบก
สิ่งมีชีวิตเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในระบบนิเวศมานานหลายร้อยล้านปี เชื่อกันว่าวิวัฒนาการของพืชบกเกิดขึ้นจากบรรพบุรุษประเภทคลอโรไฟต์ นี่เป็นเหตุการณ์สำคัญในวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตบนโลกซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงในสภาพแวดล้อมของโลกทำให้เกิดการพัฒนาระบบนิเวศบนบกอย่างสมบูรณ์
สาหร่ายสีเขียวบนก้อนหินบนชายหาดในคอร์ฟู โดย Kritzolina
ทฤษฎีที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดในปัจจุบันเกี่ยวกับการปรากฏตัวของคลอโรไฟต์คือเอนโดซิมไบโอติก ทฤษฎีนี้ปกป้องว่าสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันจับไซยาโนแบคทีเรียซึ่งรวมเข้าด้วยกันอย่างเสถียร
สาหร่ายสีเขียวมีลักษณะคล้ายกับพืชบกเช่นมีคลอโรพลาสต์แบบเยื่อสองชั้นที่มีไทลาคอยด์เคลือบที่มีคลอโรฟิลล์ a และ b พร้อมกับเม็ดสีเสริมอื่น ๆ เช่นแคโรทีนและแซนโธฟิลล์
ลักษณะเฉพาะ
สาหร่ายสีเขียวกลุ่มนี้มีลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่แตกต่างกันซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงลักษณะทางนิเวศวิทยาและวิวัฒนาการของที่อยู่อาศัยที่พวกมันเกิดขึ้น ช่วงของความหลากหลายทางสัณฐานวิทยามีตั้งแต่ยูคาริโอตที่มีชีวิตอิสระที่เล็กที่สุด Ostreococcus tauri ไปจนถึงสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์หลายรูปแบบ
คลอโรไฟต์เป็นสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะเซลล์ร่วมกับพืชบก สิ่งมีชีวิตเหล่านี้มีคลอโรพลาสต์ล้อมรอบด้วยเมมเบรนสองชั้นโดยมีไทลาคอยด์เคลือบ
คลอโรพลาสต์ของคลอโรไฟต์โดยทั่วไปมีโครงสร้างในสโตรมาเรียกว่าไพรีนอยด์ pyrenoid เป็นมวลโปรตีนที่อุดมไปด้วยเอนไซม์ Ribulose-1,5-bisphosphate-คาร์บอกซิ-oxygenase (RuBisCO) ซึ่งเป็นผู้รับผิดชอบในการตรึงของโคโลราโด2
คลอโรไฟต์ส่วนใหญ่มีผนังเซลล์ที่มั่นคงพร้อมเมทริกซ์ที่ประกอบด้วยเส้นใยเซลลูโลส เซลล์แฟลกเจลเลตมีแฟลกเจลลาที่มีโครงสร้างคล้ายกัน แต่อาจมีความยาวต่างกัน โดยทั่วไปแล้วเขตการเปลี่ยนแปลงของแฟลเจลลาร์ (บริเวณระหว่างแฟลเจลลัมและฐาน) มักมีลักษณะเป็นรูปดาวเก้าแฉก
แหล่งที่อยู่อาศัยและการกระจายพันธุ์
โดยทั่วไปคลอโรไฟต์จะมีอยู่มากในสภาพแวดล้อมน้ำจืด ได้แก่ ทะเลสาบสระน้ำลำธารและพื้นที่ชุ่มน้ำ ในสถานที่เหล่านี้อาจสร้างความรำคาญในสภาวะที่มีการปนเปื้อนของสารอาหาร
พบคลอโรไฟต์เพียงสองกลุ่มในสภาพแวดล้อมทางทะเล สาหร่ายทะเลสีเขียว (Ulvophyceae) มีอยู่มากในแหล่งที่อยู่อาศัยบริเวณชายฝั่ง สาหร่ายสีเขียวในทะเลบางชนิด (ส่วนใหญ่เป็น Ulva) สามารถสร้างบุปผาบริเวณชายฝั่งได้อย่างกว้างขวางเรียกว่า สายพันธุ์อื่น ๆ เช่น Caulerpa และ Codium มีชื่อเสียงในด้านธรรมชาติที่รุกราน
คลอโรไฟต์บางกลุ่มเช่น Trentepohliales มีเฉพาะบนบกและไม่พบในสภาพแวดล้อมทางน้ำ
Caulerpa geminata Harv. พิพิธภัณฑ์โอ๊คแลนด์
คลอโรไฟต์บางสายพันธุ์สามารถพบได้ในซิมไบโอซิสที่มียูคาริโอตหลากหลายชนิดรวมถึงเชื้อราไลเคนซิลิเอตโฟรามินิเฟราซินนิดาเรียนหอย (หอย nudibranchs และหอยมือเสือ) และสัตว์มีกระดูกสันหลัง
คนอื่น ๆ มีวิวัฒนาการที่จะมีวิถีชีวิตที่แตกต่างกันเป็นปรสิตหรือสิ่งมีชีวิตอิสระ ตัวอย่างเช่นสาหร่ายสีเขียว Prototheca เติบโตในสิ่งปฏิกูลและดินและอาจทำให้เกิดการติดเชื้อในมนุษย์และสัตว์ที่เรียกว่าโปรโตโทซิส
การให้อาหาร
ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้นคลอโรไฟต์เป็นสิ่งมีชีวิตที่มีออโตโทรฟิคซึ่งหมายความว่าพวกมันสามารถทำอาหารได้เอง ความไม่ชอบมาพากลนี้ใช้ร่วมกันกับพืชบกและพวกมันบรรลุได้โดยกระบวนการทางชีวเคมีที่เรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสง
ประการแรกพลังงานแสงอาทิตย์ถูกจับโดยกลุ่มของเม็ดสี (คลอโรฟิลล์ a และ b) เพื่อเปลี่ยนเป็นพลังงานเคมีในภายหลังผ่านชุดของปฏิกิริยาการลดออกไซด์
กระบวนการนี้ดำเนินการในเมมเบรนไทลาคอยด์ (ภายในคลอโรพลาสต์) ซึ่งฝังอยู่ในคอมเพล็กซ์โปรตีนที่รับผิดชอบในการเปลี่ยนพลังงานแสงเป็นพลังงานเคมี
แสงจะได้รับครั้งแรกโดยเม็ดสีภายในเสาอากาศคอมเพล็กซ์ซึ่งจะนำพลังงานไปยังคลอโรฟิลล์เอซึ่งมีหน้าที่ในการให้พลังงานเคมีโฟโตเคมีในรูปของอิเล็กตรอนไปยังส่วนที่เหลือของระบบ สิ่งนี้นำไปสู่การผลิตโมเลกุลที่มีศักยภาพพลังงานสูงเช่น ATP และ NADPH
ถัดไปจะใช้ ATP และ NADPH ในวัฏจักร Calvin ซึ่งเอนไซม์ Ribulose-1,5-bisphosphate-carboxylase-oxygenase (RuBisCO) ทำหน้าที่ในการเปลี่ยน CO 2ในชั้นบรรยากาศให้เป็นคาร์โบไฮเดรต ในความเป็นจริงต้องขอบคุณการศึกษาคลอโรไฟต์คลอเรลล่าวัฏจักรของคาลวินได้รับการอธิบายเป็นครั้งแรก
การทำสำเนา
คลอโรไฟต์ที่มีเซลล์เดียวจะสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศโดยการฟิชชันแบบไบนารีในขณะที่สิ่งมีชีวิตชนิดใยและโคโลเนียลสามารถแพร่พันธุ์ได้โดยการแยกส่วนของร่างกายสาหร่าย
พวกเขาสามารถทำซ้ำทางเพศได้โดยโฮโลกามีซึ่งเกิดขึ้นเมื่อสาหร่ายทั้งหมดทำหน้าที่เป็นเกมเมเตโดยหลอมรวมกับอีกตัวที่เท่าเทียมกัน สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้ในสาหร่ายเซลล์เดียว
ในขณะเดียวกันการผันคำกริยาก็เป็นอีกวิธีหนึ่งที่ใช้กันทั่วไปในการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศในสิ่งมีชีวิตชนิดใยซึ่งสาหร่ายตัวหนึ่งทำหน้าที่เป็นผู้บริจาค (ชาย) และอีกตัวหนึ่งเป็นผู้รับ (ตัวเมีย)
การถ่ายโอนเนื้อหาของเซลล์จะดำเนินการโดยใช้สะพานที่เรียกว่าหลอดผัน สิ่งนี้ก่อให้เกิดไซโกสปอร์ซึ่งสามารถอยู่เฉยๆได้เป็นเวลานาน
การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศอีกประเภทหนึ่งคือ planogamy ซึ่งประกอบด้วยการผลิต gametes แบบเคลื่อนที่ทั้งตัวผู้และตัวเมีย ในที่สุด oogamy คือการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศประเภทหนึ่งที่ประกอบด้วยลักษณะของเกมเมตตัวเมียที่ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ซึ่งได้รับการปฏิสนธิโดยเกมเมเตเพศผู้ที่เคลื่อนที่ได้
การประยุกต์ใช้งาน
คลอโรไฟต์เป็นสิ่งมีชีวิตที่สังเคราะห์ด้วยแสงซึ่งสามารถผลิตส่วนประกอบที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพจำนวนมากที่สามารถนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ได้
ศักยภาพของการสังเคราะห์แสงที่ดำเนินการโดยสาหร่ายขนาดเล็กในการผลิตส่วนประกอบที่มีมูลค่าทางเศรษฐกิจสูงหรือเพื่อการใช้พลังงานนั้นได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางเนื่องจากประสิทธิภาพในการใช้แสงแดดเมื่อเทียบกับพืชที่สูงขึ้น
คลอโรไฟต์สามารถใช้ในการสร้างเมตาบอไลต์ที่หลากหลายเช่นโปรตีนไขมันคาร์โบไฮเดรตแคโรทีนอยด์หรือวิตามินเพื่อสุขภาพโภชนาการวัตถุเจือปนอาหารและเครื่องสำอาง
คลอโรไฟต์น้ำจืด Haematococcus pluvialis Wiedehopf20
การใช้คลอโรไฟต์โดยมนุษย์มีมาตั้งแต่ 2,000 ปี อย่างไรก็ตามเทคโนโลยีชีวภาพที่เกี่ยวข้องกับคลอโรไฟต์เริ่มพัฒนาในช่วงกลางศตวรรษที่แล้ว
ปัจจุบันการใช้งานเชิงพาณิชย์ของสาหร่ายสีเขียวเหล่านี้มีตั้งแต่การใช้เป็นอาหารเสริมไปจนถึงการผลิตอาหารสัตว์เข้มข้น
อ้างอิง
- Round, FE, 1963 อนุกรมวิธานของ Chlorophyta, British Phycological Bulletin, 2: 4, 224-235, DOI: 10.1080 / 00071616300650061
- Eonseon, J. , Lee, CG, Pelle, JE, 2549 การสะสมของ carotenoid ทุติยภูมิใน Haematococcus (Chlorophyceae): การสังเคราะห์ทางชีวภาพการควบคุมและเทคโนโลยีชีวภาพ วารสารจุลชีววิทยาและเทคโนโลยีชีวภาพ, 16 (6): 821-831
- Fang, L. , Leliaert, F. , Zhang, ZH, Penny, D. , Zhong, BJ, 2017 วิวัฒนาการของคลอโรไฟตา: ข้อมูลเชิงลึกจากการวิเคราะห์ทางวิวัฒนาการของคลอโรพลาสต์ วารสารระบบและวิวัฒนาการ, 55 (4): 322-332
- Leliaert, F. , Smith, DR, Moreau, H. , Herron, MD, Verbruggen, H. , Delwiche, CF, De Clerck, O. , 2012. วิวัฒนาการของสายวิวัฒนาการและโมเลกุลของสาหร่ายสีเขียว. บทวิจารณ์เชิงวิพากษ์ในพืชศาสตร์ 31: 1-46
- Priyadarshani, I. , Rath, B. , 2012. การประยุกต์ใช้สาหร่ายขนาดเล็กในเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรม - บทวิจารณ์. Journal Algal Biomass Utilization, 3 (4): 89-100