PLANTAE - Chlorophyta 5. přednáška z cyklu přednášek předmětu Bi1090 Systém a evoluce nižších rostlin RNDr. Bohuslav Uher, Ph.D. uherius@sci.muni.cz Masarykova univerzita, Přírodovědecká fakulta, Ústav botaniky a zoologie Přehled systému PLANTAE •Podříše Biliphyta •Odd. Glaucophyta •Odd. Rhodophyta •Podříše Viridiplantae •Vývojová linie Chlorophytae •Odd. Chlorophyta •Vývojová linie Streptophytae •Odd. Charophyta •Odd. Anthocerotophyta •Odd. Marchantiophyta •Odd. Bryophyta •Odd. Cormophyta Podříše: VIRIDIPLANTAE •1,5 mld. let staré (molekulární hodiny) •Suchozemské rostliny - 700 mil. let •Monofyletický původ (sekvence aminokyselin aktinu, enzymu Rubisko a nukleotidů 18S rDNA) •2 sesterské vývojové linie •Chlorophytae - odd. Chlorophyta •Streptophytae - odd. Charophyta, Bryophyta, Cormophyta • CHLOROPHYTA •Fykoplast v mitóze •Slepá vývojová linie •Všechny typy stélek (téměř) •Chlorofyly a, b •β-karoten •Lutein, zeaxantin, violaxantin, anteraxantin, neoxantin •Pyrenoid •Stigma v chloroplastu •Grana nebyla pozorována •Bičíkový aparát 9+2 •Tubulin •Dynein (kontraktilní) •Kinetozom •Rhizoplast •Mikrotubulární kořeny •DO-orientace (12/6) •CCW-orientace (11/5) •CW-orientace (1/7) Rozmnožování •VEGETATIVNÍ •Mitospory •Zoospory •Aplanospory •Hemiaplanospory •Autospory •Fragmentace stélky • •GENERATIVNÍ •Meiospory •Gamety •mt+ a mt- •Monecické stélky •Diecické stélky •Izogamie (hologamie) •Anizogamie •Oogamie • CHS98-103r CHS98_103v20x CHS98-103a CHS98-103f CHS98-103t CHS98-103q 3 1 2 4 5 6 Obr. 1-6. Kentrosphaera gibberosa var. gibberosa: Obr. 1. Autospory s nástěnným chloroplastem; Obr. 2. Mladé vegetativní buňky s nástěnným a centrálním chloroplastem; Obr. 3. Dospělé vegetativní buňky s centrálním chloroplastem, a buněčná stěna s výčnělkem; Obr. 4. Oválné dospělé vegetativní buňky, a výčnělek; Obr. 5. Prázdné autosporangium, a autosporangiální stěna, b autospory; Obr. 6. Stará vegetativní buňka. a a a b 40 um 40 um 40 um 40 um © Uher B. © Uher B. © Uher B. © Uher B. © Uher B. © Uher B. 40 um 40 um Odd.: Chlorophyta Třída: Chlorophyceae Řád: Chlorococcales UKÁZKA VÝVOJOVÉHO CYKLU - ONTOGENEZE BOHUS_KENTROSPHAERA Kentrosphaera gibberosa © Uher B. Vývojová stadia a-k mladé buňky s nástěnným chloroplastem l-p dospělé buňky s centrálním chloroplastem q-r buňky s výčnělkem buněčné stěny s, w zoosporangia u - stará buňka v - autosporangium v' - autospory x, y - prázdná sporangia z-z'' - zoospory Přehled systému CHLOROPHYTA třídy: •Prasinophyceae •Ulvophyceae •Cladophorophyceae •Bryopsidophyceae •Dasycladophyceae •Trentepohliophyceae •Trebouxiophyceae •Chlorophyceae Micromonas Jádro s jadérkem Mitochondrie Chloroplast s pyrenoidem Bičík Kinetozom Odd.: Chlorophyta Třída: PRASINOPHYCEAE Řád: Mamiellales Micromonas sp. Bičíkovci Gloeomorfní stélka Kokální stélka Bičíky 1-2-8 1 chloroplast s pyrenoidem Prasinoxantin Schizotomie Hologamie Heterogenní skupina Ulvo008b Odd.: Chlorophyta Třída: ULVOPHYCEAE Řád: Codiolales Ulothrix sp. mt+ mt- izogamie zoosporangia R! Zygota gametangia Kodiolové stadium •CCW-poloha •Zoidy (2-4 bičíky) •Rhomboidní šupiny •Uzavřená mitóza •Haplo-diplontní cyklus •Pseudofilamenty •Plazmodesmy chybí •Celulóza, mannan, xylan, rhamnan •Kodiolové stadium (sporofyt) ulothrix-01 bazální buňka vlákna Ulva - cyklus •Pseudoparenchym •Bez plazmodesmů •Zoidy (2-4 bičíky) •Fragmentace •Haplo-diplontní c. •Izomorfní rodozměna •Anizogamie • Odd.: Chlorophyta Třída: ULVOPHYCEAE Řád: Ulvales Sporofyt Gametofyt Gamety Fuze Zygota Zoospory (n) Ulva sp. I1023ulva Odd.: Chlorophyta Třída: Ulvophyceae Řád: Ulvales Ulva sp. 15021526 Odd.: Chlorophyta Třída: Ulvophyceae Řád: Ulvales Enteromorpha sp. foto_cladophora_laetevirens_01 •Sifonokladální stélka •Rhizoidální buňka •Krystalická celulóza •Amorfní arabinogalaktan •Chloroplast s pyrenoidem obaleným dvoudílným škrobovým obalem •Uzavřená mitóza •Haplo-diplontní životní cyklus •Izomorfní rodozměna •CCW-orientace Odd.: Chlorophyta Třída: CLADOPHOROPHYCEAE Řád: Cladophorales Cladophora01 Odd.: Chlorophyta Třída: Cladophorophyceae Řád: Cladophorales Cladophora sp. © orig. Uher B. Cladophora02 Cladophora sp. © orig. Uher B. Cladophora03 Cladophora sp. © orig. Uher B. Odd.: Chlorophyta Třída: Cladophorophyceae Řád: Cladophorales Rhizoclonium Odd.: Chlorophyta Třída: Cladophorophyceae Řád: Cladophorales Pithophora Odd.: Chlorophyta Třída: Cladophorophyceae Řád: Cladophorales VALONIA valonia Valonia sp. •Cenocyt •Proudění cytoplazmy •Centrální vakuola •Celulóza, xylan, mannan, glukan •Heteroplastické druhy - amyloplasty •Sifonein, sifonoxantin •Haplo-diplontní cyklus •Izogamie •Makroskopický, mnohojaderný gametofyt •CCW-orientace •Invazní řasy - agresivní druhy - Caulerpa taxifolia Odd.: Chlorophyta Třída: BRYOPSIDOPHYCEAE Řád: Bryopsidales Odd.: Chlorophyta Třída: Bryopsidophyceae Řád: Bryopsidales caulerpa Caulerpa sp. bryopsis Odd.: Chlorophyta Třída: Bryopsidophyceae Řád: Bryopsidales bryopsis_corticulans_3 Bryopsis sp. codium_big Odd.: Chlorophyta Třída: Bryopsidophyceae Řád: Bryopsidales Codium sp. FAN7-Halimeda%20fragilis Odd.: Chlorophyta Třída: Bryopsidophyceae Řád: Bryopsidales halimeda Halimeda sp. •Cenocyt •Osní část s přesleny bočních větévek •Víceletá stélka •Proudění cytoplazmy •Inkrustace stélky CaCO3 •Celulóza, mannan •Škrob a fruktan i v cytoplazmě •Haplontní cyklus •Izogamie •Makroskopický, mnohojaderný gametofyt •Sporofyt jenom zygota •CCW-orientace Odd.: Chlorophyta Třída: DASYCLADOPHYCEAE Řád: Dasycladales berger-large Acetabularia - ontogeneze Zygota Růst nosiče Tvorba přeslenu Tvorba „deštníčku“ Zralá vegetativní stélka Tvorba cyst Sekundární jádra Volná cysta s množstvem jader Tvorba gamet gamety Otevření cyst izogamie Odd.: Chlorophyta Třída: Dasycladophyceae Řád: Dasycladales Acetabularia - Chlorophyta Acetabularia sp. Cymopolia2 Odd.: Chlorophyta Třída: Dasycladophyceae Řád: Dasycladales Dasycladus sp. •Diskovitá nebo vláknitá stélka •Dva systémy rozvětvených vláken •Kinetozom - CCW •Mikrotubuly - 3×2 a 4 •Sloupkovitá struktura •Zploštěné zoidy •Fragmoplast •Hematochrom - sekundární karotenoidy a β-karoten •Životní cyklus: haplontní, haplo-diplontní, izomorfický •Meiospory: 2-bičíkaté nebo 4-bičíkaté •Kulovitá zoosporangia •Aerické řasy Odd.: Chlorophyta Třída: TRENTEPOHLIOPHYCEAE Řád: Trentepohliales Trentepholia%20alga Algae-Trentepohlia%20aurea-cu-27-02-06 Habitus - makropohled Trentepohlia sp. Trentepohlia01 Odd.: Chlorophyta Třída: Trentepohliophyceae Řád: Trentepohliales Trentepohlia sp. © orig. Uher B. Trentepohlia02 Trentepohlia sp. © orig. Uher B. Trentepohlia03 Trentepohlia sp. © orig. Uher B. Trentepohlia04 Trentepohlia sp. © orig. Uher B. sporangium Odd.: Chlorophyta Třída: Trentepohliophyceae Řád: Trentepohliales phycopeltis2 trent_fig14.jpg Odd.: Chlorophyta Třída: Trentepohliophyceae Řád: Trentepohliales Cephaleuros sp. Chlorenchym listu Magnolia sp. Plazivá vlákna Sporangiofor trent_fig8.jpg Měchýřek Sporangium •Jednobuněčné a vláknité řasy •Nahé zoospory, gamety •Kinetozom - CCW konfigurace •Rhizoplast •Mitóza uzavřená, metacentrické vřeténko •Fykoplast •Asymetrická dělicí rýha (jen ze strany centriol) •Aplanospory, autospory •Často tvoří symbionty v lišejnících •Sladkovodní biotopy Odd.: Chlorophyta Třída: TREBOUXIOPHYCEAE Odd.: Chlorophyta Třída: Trebouxiophyceae Řád: Trebouxiales Trebouxia01 Trebouxia sp. Trebouxia-lichen Trebouxia sp. - lichenizovaná Chlorella02 Odd.: Chlorophyta Třída: Trebouxiophyceae Řád: Chlorellales Chlorella sp. Oocystis Odd.: Chlorophyta Třída: Trebouxiophyceae Řád: Oocystales Odd.: Chlorophyta Třída: Trebouxiophyceae Řád: Microthamniales Microthamnion Stichococcus01 Odd.: Chlorophyta Třída: Trebouxiophyceae Řád: Microthamniales Stichococcus sp. © orig. Uher B. Prasiola_crispa_fig1 Odd.: Chlorophyta Třída: Trebouxiophyceae Řád: Prasiolales Prasiola sp. •Bičíkovci, kapsální, kokální, vláknité řasy •Zoospory, spermatozoidy •Kinetozom - CW konfigurace převládá (DO u některých) •Bičíky bez mastigonem, stejně dlouhé •Rhizoplast (centrin) •Chlamys - hydroxyprolin (Chlamydomonas) •Algenan, alkadieny (Botryococcus) •Sporopolenin (Scenedesmus, Pediastrum) - fosilizace •Aplanospory, hemiaplanospory, autospory •Mitoza uzavřená •Kolonie, cenobium • Odd.: Chlorophyta Třída: CHLOROPHYCEAE Chlamydomonas01 Chlamydomonas sp. bičík chlamys pyrenoid chloroplast Odd.: Chlorophyta Třída: Chlorophyceae Řád: Chlamydomonadales Odd.: Chlorophyta Třída: Chlorophyceae Řád: Volvocales Volvox Odd.: Chlorophyta Třída: Chlorophyceae Řád: Tetrasporales Asterococcus Odd.: Chlorophyta Třída: Chlorophyceae Řád: Tetrasporales Tetraspora Odd.: Chlorophyta Třída: Chlorophyceae Řád: Chlorococcales Chlorococcum Chlorococcum sp. zoospory zoosporangium Botryococcus01 Odd.: Chlorophyta Třída: Chlorophyceae Řád: Chlorococcales Botryococcus sp. © orig. Hájková L. Botryococcus02 Botryococcus sp. © orig. Hájková L. Scenedesmus03 Odd.: Chlorophyta Třída: Chlorophyceae Řád: Chlorococcales Scenedesmus sp. © orig. Uher B. Scenedesmus02 Scenedesmus sp. © orig. Uher B. Scenedesmus01 Scenedesmus sp. © orig. Uher B. dceřiné cenobium Odd.: Chlorophyta Třída: Chlorophyceae Řád: Sphaeropleales Hydrodictyon01 Hydrodictyon sp. Pediastrum01 Odd.: Chlorophyta Třída: Chlorophyceae Řád: Chlorococcales Pediastrum sp. © orig. Uher B. Microspora Odd.: Chlorophyta Třída: Chlorophyceae Řád: Microsporales Odd.: Chlorophyta Třída: Chlorophyceae Řád: Oedogoniales Oedogonium-inicial Iniciální stadium Oedogonium sp. Oedogonium01 Odd.: Chlorophyta Třída: Chlorophyceae Řád: Oedogoniales Oedogonium sp. © orig. Hájková L. Oedogonium-zoospory Oedogonium sp. stefanokontní zoospora Desmococcus01 Odd.: Chlorophyta Třída: Chlorophyceae Řád: Chaetophorales Desmococcus sp. © orig. Uher B. Desmococcus02 Desmococcus sp. © orig. Uher B. Desmococcus03 Desmococcus sp. © orig. Uher B. aphanochaete_repens_100x Odd.: Chlorophyta Třída: Chlorophyceae Řád: Chaetophorales Aphanochaete sp. © orig. Hájková L. Odd.: Chlorophyta Třída: Chlorophyceae Řád: Chaetophorales Chaetophora_jason4_pilgrim2_20125 Chaetophora sp. „Moderní“ využití řasy Dunaliella salina dunaliella Aust dunaliella Jap Dunaliella salina plantaze Dunaliella Deadsea Zeny skumavky s dunalielou dunaliella v soli salt Red cell Mrtvé moře Kultury ÞKarotenoidy ÞUV-ochranné faktory ÞBarviva v potravinářství, kosmetice Využití řasy Chlorella spp. chlorella spracovanie Kultúry rias kultivácie chlorelly Chlorella Lab. kultivace Čistá kultura Kultivace v nádržích ÞProteiny ÞKarotenoidy ÞPosílení imunity ÞLéčení ekzémů ÞLéčení maligních tumorů Děkuji za pozornost