MODULARIZACE VÝUKY EVOLUČNÍ A EKOLOGICKÉ BIOLOGIE v\ mWt, _CZ.1.07/2.2.00/15.0204_ TägĽ \\ Úvod do sinic/cyanobakterií a řas Sinice/cyanobakterie/cyanoprokaryoty RNDr. Bohuslav Uher, Ph.D uherius@sci.muni.cz I sociainj ^^^m^^^m j Školství. apvnuuvtnk ■ fond V CR EVROPSKÁ UWE mladeíe a tělovýchov m^^^hq^t '^na**1 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ Fykologie / Algologie • Nauka o autofototrofních organismech - sinicích a řasách • Fykos + logos / algae + logos • 1753 Species Plantarum - Carl Linné • 1820 Species Algarum - Carl Adolf Agardh (1785-1859) švédský botanik ALGAE s.l • Široká superskupina organismů • „Svět řas" fenomén endosymbiózy • Plastidy - společný znak • Příčina - cyanobakterie (pědchůdci plastidů) • Cryptogamia („tajnosnubní rostliny") -Linnaeus 1753 Evoluce a vztahy řas ve stromě života • Fotosyntéza rostlinného typu • Proalgae = „prvořasy" = prokaryotické řasy (Cyanophyta) • Meta-algae = „přechodné" řasy • Eualgae = ruduchy, zelené řasy (Plantae) • Chromophyte algae = endosymbiont ruducha Fotosyntetické eukaryoty Opisthokonts Myxogastrids Protostelids Lobosea Archamoebae Amoebozoa 'Unikonts' unikonts bikonts Strom zivota • UNIKONTA • BIKONTA • Chromista • Heterokonta f/jj£ Haptista • Cryptista • Alveolata • Dinozoa • Apicomplexa • Plantae • Glaucophyta • Rhodophyta • Chlorophyta • Charophyta ancestrally 1 centriole and cilium opisthokonts Animalia Fungi N /* Choanozoa cabozoa Excavata chromalveolates Chromista younger I cilium flat cristae Amoebozoa ■centriolar transformation with older rear cilium; ciliary gliding; kinesin-17; DHFR-TS gene fusion uniciliate cenancestral eukaryote ADP/ATP translocator; TOM/TIM translocon; tubular cristae protoeukaryote mitosis; coated vesicles; endomembranes peroxisomes; cytoskeleton; protocilium nucleus; 26S proteasomes ^^^^^^^mhi^^^^h prekaryote 4-<-- oeukai I mitochondrion t > 800 My ago Eukaryota Archaebacteria ie ^ isoprenoid ether lipids reverse DNAgyrase novel stabler flagella Neomuran revolution: 4 phagocytosis: actin, Arp2/3 missing link 2. 8 Gy ago Hadobacteria e.g. Deinococcus Thermus Chlorobacteria CHS- Proteobacteria e.g. Aquifex Rhodospirillum Escherichia Spirochaetae 4 insertions: 1 aa in Hsp60 and FtsZ; domains in p & o RNA polymerase Cyanobacteria > 2.45 Gy ago lipopolysaccharides; hopanoids oxygenic photosynthesis chlorosomes urn e.g. Chloroflexus cenancestral prokaryote: a eubacter with murein peptidoglycan wall, anoxygenic photosynthesis, acyl ester membrane lipids, and outer membrane origin of life 1 ^ Heterokonta Chromalveolata Chromista Trubicovité vlášení Fuze epiplastové membrány s obalem jádra Alveolata Přemístění plastidových proteinů GAPDH a FBA Myzocytóza (buněčný vampirizmus) Eustígmatophyceae Phaeophyceae A Xanthophyceae -4 Chrysomerophyceae Chrysomonadea ^ Picophagea Phaeista Bolidophyceae Diatomeae Khakista cell wall ► Raphidophyceae ^ Hypogyristea Ochrophyta Haptista Haptophyta Pavlovophyceae ^rymnesiophyceae haptonema ■ Heliozoa Centrohelea^P°dia_ microheliozoan-^^^fl_" Pseudofungi Oomycetes i Hyphochytrea Bigyromonadea" loss of ciliary* hairs Cryptophyceae Goniomonadea^ plates Leucocryptea tí«t fjr rm t * * m. r** ŕ*. Makroskopické tenké modrozelené povlaky, s hladkým Trichomy 4>5-6,5(-7, Mm široké, bez pochvy, u přepážek nezaškrcované Bunky izodiametrické, apikální buňky užší s kalyptrou Nostocales ''íl ____i do sebe zapadajících trychtýřů heterocyt Scytonema myochrous © orig. Uher B. Stigonematales Heterocyt Vegetativní buňka Pravé větvení Mastigocladus sp. Jaký je metodický přístup při zkoumaní sinic a řas? Nahlédnutí do fykologické laboratoře -tíž - ä - Může být mikrosvet sinic ■ * a ras zajímavý pro člověka? Variabilita fenotypová i genotypová Diverzita druhů Adaptabilita na různé podmínky Všudepřítomost Dostupnost Různé životní strategie Biomedicínský a farmaceutický výzkum Vodohospodářský význam Testy toxicity Genová banka Modelové organismy Bioremediace, detoxikace kontaminované půdy, vody i"K. Záchrana lidstva - výživa Extrémní biotopy -Antarktida, pouště, termální prameny... Kosmický výzkum Jak člověk využíval a využívá sinice? Scytonemin - zajímavá sinicová látka Nebezpečné sinice! nebo biologické zbraně... Toxin: mikrocystin Toxin: nodularin a——k. ^a——*^m*MXM——m /laaaaawmmmaaimmaaawm Ale přece existují organismy, co toxické sinice mají v oblibě .. Požírá vlákna sinic jako špagety Děkuji za pozornost