Các chlorophitic là một loại tảo và một trong những thành phần của viridiplantae dòng, cùng với thực vật trên cạn. Những loài tảo xanh này là một nhóm sinh vật đa dạng hiện diện trong môi trường sống dưới nước, và đôi khi trong môi trường sống trên cạn.
Những sinh vật này đã đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái hàng trăm triệu năm. Sự tiến hóa của thực vật trên cạn được cho là phát sinh từ tổ tiên loại diệp lục. Đây là một sự kiện quan trọng trong quá trình tiến hóa của sự sống trên Trái đất, dẫn đến sự thay đổi mạnh mẽ của môi trường hành tinh, khởi đầu cho sự phát triển hoàn chỉnh của các hệ sinh thái trên cạn.
Tảo xanh trên một tảng đá trên bãi biển ở Corfu. Bởi Kritzolina
Lý thuyết được chấp nhận nhiều nhất hiện nay về sự xuất hiện của chất diệp lục là lý thuyết nội cộng sinh. Lý thuyết này bảo vệ rằng một sinh vật dị dưỡng đã bắt được một vi khuẩn lam, mà nó đã được tích hợp ổn định.
Tảo lục có các đặc điểm tương tự như thực vật trên cạn, như có lục lạp màng kép với thylakoid nhiều lớp chứa diệp lục a và b, cùng với các sắc tố phụ khác như carotenes và xanthophylls.
nét đặc trưng
Nhóm tảo lục này có sự biến đổi rõ rệt về hình thái, phản ánh các đặc điểm sinh thái và tiến hóa của môi trường sống nơi chúng sinh ra. Phạm vi đa dạng về hình thái bao gồm từ sinh vật nhân chuẩn sống tự do nhỏ nhất, Ostreococcus tauri, đến các dạng sống đa bào khác nhau.
Chất diệp lục là những sinh vật có chung một số đặc điểm tế bào với thực vật trên cạn. Những sinh vật này có lục lạp được bao bọc bởi một màng kép, với các thylakoid nhiều lớp.
Lục lạp của chất diệp lục nói chung có một cấu trúc trong chất đệm của chúng được gọi là pyrenoid. Pyrenoid là một khối lượng protein, giàu enzyme Ribulose-1,5-bisphosphate-carboxylase-oxygenase (RuBisCO), chịu trách nhiệm cố định CO 2 .
Hầu hết các chất diệp lục có thành tế bào vững chắc với chất nền được tạo thành từ sợi xenlulo. Tế bào trùng roi sở hữu một cặp roi có cấu trúc giống nhau, nhưng có thể khác về chiều dài. Vùng chuyển tiếp hình sao (vùng giữa trùng roi và thân cơ bản) thường có đặc điểm là có hình ngôi sao chín cánh.
Nơi sống và phân bố
Chất diệp lục thường có nhiều trong môi trường nước ngọt, bao gồm hồ, ao, suối và đất ngập nước. Ở những nơi này, chúng có thể trở thành mối phiền toái trong điều kiện ô nhiễm chất dinh dưỡng.
Chỉ có hai nhóm chất diệp lục được tìm thấy trong môi trường biển. Tảo lục biển (Ulvophyceae) có rất nhiều ở các sinh cảnh ven biển. Một số loài tảo xanh biển (chủ yếu là Ulva) có thể tạo thành các đợt hoa nổi ven biển, được gọi là “thủy triều xanh”. Các loài khác, chẳng hạn như Caulerpa và Codium, nổi tiếng về bản chất xâm lấn của chúng.
Một số nhóm chất diệp lục, ví dụ như loài Trentepohliales, chỉ sống trên cạn và không bao giờ được tìm thấy trong môi trường nước.
Caulerpa geminata Harv. Bảo tàng Auckland
Một số dòng diệp lục có thể được tìm thấy khi cộng sinh với nhiều loại sinh vật nhân chuẩn, bao gồm nấm, địa y, ciliates, foraminifera, cnidarians, nhuyễn thể (hải sâm và trai khổng lồ) và động vật có xương sống.
Những loài khác đã tiến hóa để có lối sống dị dưỡng bắt buộc như những loài ký sinh hoặc sống tự do. Ví dụ, tảo lục Prototheca phát triển trong nước thải và đất và có thể gây nhiễm trùng cho người và động vật được gọi là bệnh viêm màng não.
cho ăn
Như đã đề cập ở trên, chất diệp lục là sinh vật tự dưỡng, có nghĩa là chúng có khả năng tự tạo ra thức ăn. Tính chất đặc biệt này được chia sẻ với các loài thực vật trên cạn, và chúng đạt được điều đó thông qua một quá trình sinh hóa gọi là quang hợp.
Đầu tiên, năng lượng mặt trời được thu nhận bởi một nhóm sắc tố (Chlorophyll a và b), sau đó được chuyển hóa thành năng lượng hóa học, thông qua một loạt các phản ứng khử oxit.
Quá trình này được thực hiện trong màng thylakoid (trong lục lạp), nằm trong phức hợp protein có nhiệm vụ biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học.
Đầu tiên, ánh sáng được tiếp nhận bởi các sắc tố trong phức hợp ăng-ten, nó hướng năng lượng đến chất diệp lục a, chất này chịu trách nhiệm cung cấp năng lượng quang hóa, ở dạng electron, cho phần còn lại của hệ thống. Điều này dẫn đến việc sản xuất các phân tử có tiềm năng năng lượng cao như ATP và NADPH.
Tiếp theo, ATP và NADPH được sử dụng trong chu trình Calvin, trong đó enzyme Ribulose-1,5-bisphosphate-carboxylase-oxygenase (RuBisCO) phụ trách chuyển hóa CO 2 trong khí quyển thành carbohydrate. Trên thực tế, nhờ nghiên cứu về một chất diệp lục, Chlorella, chu trình Calvin lần đầu tiên được làm sáng tỏ.
Sinh sản
Các diệp lục đơn bào sinh sản vô tính bằng cách phân hạch nhị phân, trong khi các loài dạng sợi và thuộc địa có thể sinh sản bằng cách phân mảnh cơ thể tảo.
Chúng có thể được tái sản xuất bằng cách sinh sản hữu tính, xảy ra khi toàn bộ alga hoạt động như một giao tử, kết hợp với một đồng loại khác. Điều này có thể xảy ra ở tảo đơn bào.
Trong khi đó, sự tiếp hợp là một phương thức sinh sản hữu tính rất phổ biến khác ở các loài dạng sợi, trong đó một loài alga đóng vai trò là người cho (đực) và một loài khác đóng vai trò là người nhận (cái).
Việc vận chuyển nội dung tế bào được thực hiện nhờ một cầu nối gọi là ống liên hợp. Điều này tạo ra một hợp tử, chúng có thể không hoạt động trong một thời gian dài.
Một hình thức sinh sản hữu tính khác là đa thê, bao gồm việc tạo ra các giao tử di động, cả đực và cái. Cuối cùng, sinh dục là một kiểu sinh sản hữu tính bao gồm sự xuất hiện của một giao tử cái bất động được thụ tinh bởi một giao tử đực di động.
Các ứng dụng
Chất diệp lục là những sinh vật quang hợp có khả năng tạo ra nhiều thành phần hoạt tính sinh học có thể được sử dụng cho mục đích thương mại.
Tiềm năng quang hợp do vi tảo thực hiện trong sản xuất các thành phần có giá trị kinh tế cao hoặc sử dụng năng lượng đã được công nhận rộng rãi, do hiệu quả sử dụng ánh sáng mặt trời của nó so với thực vật bậc cao.
Chất diệp lục có thể được sử dụng để sản xuất một loạt các chất chuyển hóa như protein, lipid, carbohydrate, carotenoid hoặc vitamin cho sức khỏe, dinh dưỡng, phụ gia thực phẩm và mỹ phẩm.
Chất diệp lục nước ngọt Haematococcus pluvialis. Wiedehopf20
Việc sử dụng chất diệp lục của con người đã có từ 2000 năm trước. Tuy nhiên, công nghệ sinh học liên quan đến chất diệp lục thực sự bắt đầu phát triển vào giữa thế kỷ trước.
Ngày nay, các ứng dụng thương mại của các loại tảo xanh này từ việc sử dụng làm thức ăn bổ sung cho đến sản xuất thức ăn chăn nuôi đậm đặc.
Người giới thiệu
- Round, FE, 1963. Phân loại của Chlorophyta, British Phycological Bulletin, 2: 4, 224-235, DOI: 10.1080 / 00071616300650061
- Eonseon, J., Lee, CG, Pelle, JE, 2006. Sự tích tụ carotenoid thứ cấp ở Haematococcus (Chlorophyceae): Sinh tổng hợp, điều hòa và công nghệ sinh học. Tạp chí Vi sinh vật học và công nghệ sinh học, 16 (6): 821-831
- Fang, L., Leliaert, F., Zhang, ZH, Penny, D., Zhong, BJ, 2017. Sự tiến hóa của diệp lục: Những hiểu biết sâu sắc từ các phân tích phân tích thực vật nguyên sinh của tế bào gốc. Tạp chí Hệ thống và Tiến hóa, 55 (4): 322-332
- Leliaert, F., Smith, DR, Moreau, H., Herron, MD, Verbruggen, H., Delwiche, CF, De Clerck, O., 2012. Sự phát sinh loài và sự tiến hóa phân tử của tảo lục. Các bài phê bình về khoa học thực vật, 31: 1-46
- Priyadarshani, I., Rath, B., 2012. Các ứng dụng thương mại và công nghiệp của vi tảo - Một đánh giá. Tạp chí Sử dụng Sinh khối Tảo, 3 (4): 89-100