Konsultacje – 12:15 – 14:15 (Czwartek)

BIOLOGIA I EKOLOGIA – WYKŁAD 4

Sinice – zwane są inaczej cyjanobakteriami. Od typowych bakterii różnią się obecnością aparatu fotosyntetyzującego, który także występuje u glonów. Są to organizmy jednokomórkowe występujące pojedynczo w postaci cenobium (zbiorowisko identycznych i równocennych komórek które są połączone ze sobą albo śluzem albo wspólną ścianą komórkową) albo nitek. Od komórki bakterii różni się tym, że jej cytoplazma jest podzielona na 2 części – nukleoplazmę i chromoplazmę (dlaczego - bo umieszczone są tylakoidy, w których zachodzi fotosynteza) Aparat fotosyntetyzujący sinic posiada barwniki takie jak chlorofil-a, beta-karotyn, żółte barwniki z grupy ksantofili, niebiesko zabarwioną fikocyjaninę oraz czerwono zabarwioną fikoerytrynę. (!) Barwniki te zastępują nieobecny u sinic chlorofil-b, który zawsze występuje u glonów i w zależności od proporcji pomiędzy poszczególnymi barwnikami sinice mogą przybierać zabarwienie: niebieskie, niebieskozielone, fioletowe, charminowe, brązowe a nawet czarne ale nigdy nie mają zabarwienia czysto-zielonego charakterystycznego dla glonów i roślin wyższych. W zabarwieniu dominuje kolor niebieski (przeważnie) stąd polska nazwa – Sinice. Wszystkie sinice rozmnażają się wyłącznie bezpłciowo: albo poprzez podział poprzeczny komórki rodzicielskiej na dwie komórki potomne albo na drodze fragmentacji cenobium lub nici. Dzięki obecności sprawnego systemu fotosyntetyzującego oraz dzięki zdolności do wiązania di tlenku węgla należą one do typowych organizmów autotroficznych.

Typowym produktem fotosyntezy u glonów i roślin wyższych jest skrobia. U sinic zaś wielocukier glikogen.

Inną osobliwością metabolizmu sinic jest ich zdolność do wiązania azotu atmosferycznego i wbudowywania go do złożonych związków organicznych. Głównym siedliskiem sinic są wody słodkie śródlądowe ale znane są gatunki, które bytują zwykle w wodach morskich (M. Czerwone – sinica, dzięki, której M. Czerwone zawdzięcza swoją czerwonawą barwę.) Sinice mogą wykazywać pozytywne działanie jak i negatywne działanie. Pozytywne np. produkują tlen. Natomiast w okresie wiosenno-letnim w wielu zbiornikach wód stojących dochodzi do intensywnego, nadmiernego przyrostu sinic, który przybiera formę zakwitu. Pojawienie się zakwitów sinicowych jest zjawiskiem bardzo niekorzystnym bowiem sinice syntetyzują cykliczne polipeptydy, które są związkami silnie toksycznymi (woda nieprzyjemny smak i zapach – nie pić!). Drugim ważnym siedliskiem sinic jest wierzchnia warstwa dobrze naświetlona w glebie (ponieważ to autotrofy, potrzebują Słońca). Sinice tu odgrywają pozytywną rolę ponieważ wiążą azot atmosferyczny z powietrzem więc bytując w wierzchnich warstwach gleby i biorąc azot z powietrza dostarczają glebie łatwo przyswajalnych środków azotowych i tym samym użyźniają glebę. (duże znaczenie mają w użyźnianiu gleb ryżowych)

Reasumując:

Są to organizmy prokariotyczne, różnią się aparatem fotosyntetyzującym, nie występuje u nich chlorofil-b, nie występuje u nich czysto-zielona barwa, końcowym produktem fotosyntezy jest glikogen (u glonów – skrobia)

Nadkrólestwo eukarionty, zawiera 4 królestwa – protisty, grzyby, rośliny, zwierzęta. Królestwo protisty zawiera organizmy jednokomórkowe. Mamy protisty roślinopodobne, zwierzętopodobne (pierwotniaki), grzybopodobne. Wśród glonów spotykamy zarówno glony jednokomórkowe (protisty) jak i wielokomórkowe (rośliny).

Glony (algae) – wszystkie zdolne do fotosyntezy i niezróżnicowane na tkanki organizmy eukariotyczne. Według tradycyjnych podziałów glony są zaliczane do roślin niższych, konkretnie do plechowców. Zgodnie z najnowszymi poglądami glony zaliczane są do królestwa protisty (jednokomórkowe) obejmującego pierwotniaki i grzybopodobne organizmy. W przeciwieństwie do roślin glony nie mają typowych organów takich jak łodygi, liście, korzenie.

Od sinic różni je eukariotyczna struktura komórek a od grzybów i pierwotniaków – cudożywność. Żyją w wodach słodkich, słonych, kałużach, na powierzchni skał, śniegu, glebie a nawet w wazonie. Glony są różnej wielkości. Niektóre mają piękne formy. Glony wykazują różny stopień organizacji komórkowej i mogą być:

1. Jednokomórkowe – np. zabłotniak, chlorella, euglena (w środowisku gdzie nie ma światła odżywia się heterotroficznie a tam gdzie jest – eutroficznie)

2. Kolonijne – np. skrętnica (podłużny glon), gromadnica, skupielec, toczek.

3. Wielokomórkowe – plecha przyjmuje kształty: nitkowaty (np. gałęzatka), płatkowaty (ulwa)

4. Wielokomórkowe – plecha zróżnicowana jest na część liścio- i łodygokształtna (np. listownica, wielkomocz)

Komórki wchodzące w skład plechy glonów zawierają wszystkie elementy charakterystyczne dla eukariotycznych komórek roślinnych czyli:

1. aparat jądrowy – w postaci jednego jądra np. chlorella, bądź wielu jąder (komórczaki) np. gałęzatka.

2. ścianę komórkową – zbudowaną z celulozy, pektyn i peniceluloz.

3. plastydy w szczególności chloroplasty – w których obecne są barwniki.

Dla glonów występują następujące barwniki: niebieska fikocyjaninę, czerwona fikoerytryna.

Materiały zapasowe to głównie skrobia. Pod względem odżywiania zdecydowana większość to autotrofy ale istnieją także takie, które prowadzą pasożytniczy lub saprofityczny tryb życia np. bruzdnice czy pewne krasnorosty. Glony są zmienno żywne. Glony oddychają tlenowo (potrzebny im jest tlen) ale ilość tlenu jest nieporównywalnie mniejsza niż ta którą produkują (90% tlenu na Ziemi produkują właśnie one i sinice). Większość glonów jest nieruchliwa, przytwierdzona do podłoża lub unoszona wiernie w wodzie. Niektóre posiadają witki za pomocą których się poruszają np. euglenina, niektóre zielenice. Rozmnażają się trzema sposobami:

1. płciowo z udziałem gamet (izogamia – polegająca na łączeniu się dwóch jednakowych gamet pod względem wielkości i ilości materiału zapasowego; anizogamia – łącza się dwie gamety mające wici, które posiadają różną wielkość wynikającą z różnej zawartości materiału zapasowego; oogamia – łączenie się ruchliwej gamety męskiej z nieruchliwą gametą żeńską)

Znaczenie glonów w przyrodzie, gospodarce i życiu człowieka

Glony uczestniczą w następujących procesach:

1. produkują materię organiczną, będącą pokarmem dla wodnych zwierząt roślinożernych przez co stanowią ważne ogniwo producentów (!) w łańcuchu pokarmowym.

2. wzbogacają zbiorniki wodne w tlen wykorzystywany przez zwierzęta wodne oraz służący do mineralizacji substancji organicznej.

3. mają znaczenie w procesie samooczyszczania się wód (dotyczy to tylko gatunków heterotroficznych, np. euglena).

4. odgrywają ważną rolę w zasiedlaniu nieopanowanych przez rośliny biotopów jako pionierzy świata roślinnego.

5. glony występujące w glebie obumierając i wzbogacają ją w próchnicę.

6. żyjąc w symbiozie z grzybami tworzą porosty.

7. uczestniczą w procesach skałotwórczych i skałogubnych (rozpad), martwe glony tworzą muł organiczny. Pancerzyki okrzemek tworzą złoża diatomitu (ziemia okrzemkowa). Zielenice i krasnorosty, które zawierają w ścianie komórkowej węglany uczestniczą w powstawaniu skał wapiennych.

8. biorą udział w krążeniu pierwiastków w przyrodzie (głównie węgla i tlenu).

9. są ważnym składnikiem fitoplanktonu. (plankton – to co unosi się w toni wodnej).

Glony przynoszą następujące korzyści:

1. wykorzystywane są jako pokarm w gospodarce rybnej.

2. biorą udział w biologicznym oczyszczaniu wód.

3. dostarczają tlenu w środowisku.

4. zwiększają aerację (napowietrzanie) gleby, mineralizują ją.

5. jako nawóz wzbogacają glebę w próchnicę.

6. wykorzystywane są jako pasza dla zwierząt.

7. stanowią podstawowy pokarm dla człowieka np. chlorella, listownica.

8. są źródłem witamin (jodu, boru, miedzi, soli potasowych i sodowych) np. morszczyn.

9. są stosowane w medycynie do produkcji waty alginowej (brunatnice), ziół zawierających jod (morszczyn), substancji żelującej (tj. agaru, z krasnorostów używanego do pożywek mikrobiologicznych), antybiotyków (chlorella), witamin grupy B, substancji bakteriobójczych i przeciwrobaczych.

10. w postaci agaru znajdują zastosowanie w cukiernictwie i piekarnictwie

11. w badaniach nad zanieczyszczeniem środowiska są wykorzystywane jako bioindykatory (wskaźniki stopnia zanieczyszczenia wód) np. chlorella.

Nadmierny i niepożądany rozwój powoduje:

1. zakwity wody i przyduchę (czyli okresowy deficyt tlenowy z masowym zakwitnięciem wód)

2. zapychanie filtrów utrudniające przepływ wody

3. zahamowanie rozwojów innych organizmów

4. obniżanie walorów smakowo-zapachowych ryb

5. obrastanie i obciążanie statków

DO LABORATORIUM - ĆWICZENIE 2

Dezynfekcja – odkażanie, zabieg polegający na niszczeniu bakterii i innych drobnoustrojów za pomocą środków chemicznych. Wszystkie środki dezynfekcyjne możemy zaliczyć do jednej z 9 grup:

1. kwasy i zasady

2. związki utleniające (mają zastosowanie do uzdatniania wody pitnej)

3. fenole i ich pochodne

4. alkohole

5. aldehydy

6. czwartorzędowe sole amoniowe i inne detergenty

7. związki alkilujące

8. sole metali ciężkich (np. chlorek rtęci)

9. barwniki organiczne