SYSTEMATYKA

Rangi taksonów i ich końcówki:

Królestwo (regnum) -ota

Podkrólestwo (subregnum) -bionta

Gromada (phylum) -phyta

Podgromada (subphylum) -phytina

Klasa (classis) -phyceae (glony), -mycetes (grzyby),

-atae lub –opsida (rośliny wyższe)

Podklasa (subclassis) -idae

Nadrząd (superordo) -anae

Rząd (ordo) -ales

Rodzina (familia) -aceae

Podrodzina (subfamilia) -oideae

Plemię (tribus) -eae

Podplemię (subtribus) -inae

Rodzaj (genus) -us, -a, -um (lub in.)

Niższymi rangami od rodzaju są: podrodzaj (subgenus), sekcja (sectio), seria (series), następnie gatunek (species), podgatunek (subspecies), odmiana (varietas), forma (forma). Termin klon (clonos) oznacza linię rozmnażania wegetatywnego z jednego osobnika.

Niektóre końcówki dla polskich nazw taksonomicznych otrzymały następujące brzmienie: rząd –owce, rodzina –owate, podrodzina –owe.

KRÓLESTWO: EUKARYOTA - JĄDROWE

PODKRÓLESTWO: PROTOBIONTA – ROŚLINY NIŻSZE

GROMADA: MYCOPHYTA (FUNGI) – GRZYBY

Charakterystyka gromady:

• ok. 40 tys. gatunków, plechowce;

• występują we wszystkich strefach klimatycznych, przeważnie jako organizmy lądowe, rzadziej słodkowodne, w wodach słych nie występują (lub też są bardzo nieliczne);

• brak chromatoforów i chlorofilu;

• heterotrofy;

• substancjami zapasowymi są glikogen i tłuszcze, brak skrobi;

• jedne gatunki są saprofitami żywiącymi się martwymi substancjami organicznymi, inne pasożytują na roślinach, a nawet na człowieku;

• saprofity mogą być hodowane, ale warunkiem tego jest dostarczenie węgla, azotu i substancji wzrostowych;

• niektóre gatunki wchodzą w symbiozę z glonami porosty;

• osiedlają się również w tkankach korzeni roślin wyższych (mikoryza), dostarczając im azotu;

• ciało delikatne, nitkowate, jedno- lub wielokomórkowe. Części plechy to strzępki (hyphae), a ich zespół tworzy grzybnię (mycelium);

• grzyby niższe są zwykle jednokomórkowe i nagie lub otoczone ścianą błonnikową (celulozową), amebowate. W tej grupie grzybnia nie ma przegród poprzecznych;

• u grzybów wyższych ściana komórkowa jest zwykle zbudowana z chityny, a grzybnia poprzedzielana jest przegrodami poprzecznymi (septa), które w odróżnieniu od ścian komórkowych zawierają otworki, umożliwiające przesuwanie się cytoplazmy w strzępce;

• plecha grzybów wytwarza organy rozrodcze przez całkowite lub częściowe przekształcenie się komórek plechy;

• rozmnażanie bezpłciowe odbywa się za pomocą zarodników wytwarzanych bezpośrednio przez strzępki (endospory, konidia) lub w specjalnych komórkach (askospory, basidiospory);

• rozmnażanie płciowe przebiega podobnie jak u glonów. Rozróżnia się izogamię (grzyby niższe) oraz anizogamię i oogamię (grzyby wyższe, gł. workowce);

• w izogamii zygota przechodząc w stan spoczynkowy otacza się grubą błoną. Przed kiełkowaniem ulega podziałowi redukcyjnemu;

• przy oogamii lęgnia, zwana askogonem (ascogonium) wytwarza komórki jajowe, a plemnia (anteridium) – nieruchome gamety męskie lub plemniki;

• kopulacja może również zachodzić pomiędzy gametangiami bez wytworzenia gamet (gametangiogamia) lub 2 strzępkami (somatogamia);

• u grzybów wyższych zygota nie tworzy się od razu. Przed jej podziałem jądra długo jeszcze zachowują odrębność, jako tzw. jądra sprzężone. Oba jądra wytwarzają najpierw specjalne komórki, zwane workami (asci) lub podstawkami (basidia), w których łączą się i tworzą zygotę, a następnie poprzez podział redukcyjny wytwarzają właściwe zarodniki.

Istnieją różne podziały systematyczne grzybów. Wg B. Brody (za: Wartenberg) dzielimy je na dwie podgromady: Myxomycophytina (śluzorośla), których komórki wegetatywne są nagie i pokryte śluzem, czyli występują w postaci gymnoplastów oraz Mycophytina (grzyby właściwe) z komórkami wegetatywnymi okrytymi ścianą komórkową – dermoplasty.

Śluzorośla nie są liczne, lecz często jako pasożyty atakują rośliny uprawne (kapusta, ziemniaki). Grzyby właściwe stanowią podstawową grupę systematyczną. Ich ściana komórkowa jest zbudowana z błonnika lub chityny. Jako podstawowe występuje tu rozmnażanie płciowe. Wg tego kryterium klasyfikuje się grzyby do odpowiednich taksonów. Rozmnażanie płciowe (wegetatywne) stanowi jakby formę uboczną. Poszczególne grupy systematyczne grzybów w różnym stopniu charakteryzują się obiema formami rozmnażania.

Gatunek: Aspergillus fumigatus – kropidlak dymnicowy

• należy do klasy Ascomycetes (workowce), są to grzyby wyższe (podklasa Protunicatae – workowce pierwotne), charakteryzującej się strzępkami o ścianach chitynowych, poprzedzielanych ścianami poprzecznymi, zwykle formującymi tkankę rzekomą (plektenchymę), a także workami, które po dojrzeniu rozpadają się i uwalniają znajdujące się w nich askospory;

• konidofory wykształcone w postaci kropidła;

• chorobotwórczy (mikozy), wywołuje groźne pleśnice uszu i dróg oddechowych.

Gatunek: Penicillium notatum – pędzlak znakowany

• również z klasy Ascomycetes;

• na konidoforach, skupiających się na szczytach strzępek w postaci pędzla, odcinają się komórki poprzedzielane podłużnymi przegrodami (metulae). Szczytowe komórki (phialidae) ulegają zaokrągleniu i odsznurowują rzędy konidiów, które są rozsiewane przez wiatr;

• żyje na różnych produktach spożywczych pochodzenia roślinnego i zwierzęcego;

• dostarcza antybiotyku – penicyliny.

Gatunek: Penicillium roqueforti

• niezbędny w produkcji sera Roquefort (specyficzny smak i zapach).

Gatunek: Claviceps purpurea – buławinka czerwona

• klasa Ascomycetes;

• pasożytuje w kłosach żyta i innych traw (słupki);

• jej grzybnia tworzy rożkowate, czarne przetrwalniki (sclerotia), zbudowane z gęsto splecionej grzybni plektenchymatycznej, wysuwające się w dojrzałych kłosów;

• w czasie żniw przetrwalniki spadają na ziemię, gdzie zimują

• na wiosnę z przetrwalników wyrastają podkładki (stromae) z wydłużonymi trzonkami, zakończone czerwonymi główkami;

• w obwodowej warstwie główki znajdują się otocznie (perithecia), zawierające w pęczkach poukładane worki z 8 nitkowatymi askosporami każdy;

• wiatr przenosi zarodniki na znamiona słupków kwitnącego żyta. W zakażonej zalążni rozwija się grzybnia, która wytwarza konidia oraz słodką ciecz wabiąca owady. Z kolei owady przenoszą zarodniki konidialne na inne słupki, zakażając dalsze kłosy zboża;

• do rozsiewania może się również przyczynić wiatr i deszcz. W okresie lata wytwarzają się formy przetrwalnikowe;

• przetrwalniki stanowią surowiec zwany sporyszem (Secale cornutum), który zawiera alkaloidy pochodne kwasu

D-lizergowego.

Zarówno Aspergillus jak i Penicillum tworzą pospolite pleśnie.

U workowców worki ułożone są w warstwy zwane hymenium, a zgrupowanie worków to perytecja.
KRÓLESTWO: EUKARYOTA - JĄDROWE

PODKRÓLESTWO: PROTOBIONTA – ROŚLINY NIŻSZE

GROMADA: LICHENES (LICHENOPHYTA) - POROSTY

• ok. 20 tys. gatunków;

• organizmy symbiotyczne złożone z dwóch komponentów: grzyba i glonu (konglomerat), tworzących jedną morfologiczną i biologiczną całość;

• partner grzybowy jest mikobiontem, partner glonowy – fikobiontem. Każdy osobnik danego gatunku porostu zawiera taki sam glon i grzyb, a stosunek między nimi można określić jako mutualizm, czyli symbiozę, przynoszącą wzajemne korzyści obu partnerom nie mogącym obejść się bez siebie;

• mikobiont dostarcza wody i związków nieorganicznych, fikobiont zaś związków organicznych (węglowodany), wytwarzanych w procesie fotosyntezy;

• spośród mikobiontów w skład porostu wchodzą prawie wyłącznie workowce (Ascomycetes), z fikobiontów – głównie zielenice (Chlorophyta) i sinice (Cyanophyta);

• rosną na różnych podłożach (ziemia, skały). Często w postaci epifitów na korze drzew;

• przyjmują różne kształty (skorupiaste, krzaczkowate, blaszkowate);

• są pionierami życia przy osiedlaniu się roślin wyższych;

• wytrzymałe na suszę i obniżoną temperaturę;

• należą jednak do roślin bardzo wrażliwych na skażenie atmosfery, dzięki czemu mogą służyć jako wskaźnik powietrza w miastach i osiedlach, gdyż zanikają przy większych zanieczyszczeniach;

• częściowo podlegają ochronie;

• plecha porostu jest zazwyczaj zróżnicowana na kilka warstw: korową, rdzeniową i glonową;

• warstwa korowa dzieli się na górną i dolną. Górna złożona jest ze splecionych strzępek i brak w niej przestworów międzykomórkowych, warstwę dolną zaś tworzą zbite strzępki i często zaopatrzona jest w ryzoidy (chwytniki);

• warstwę glonową tworzą luźno ułożone strzępki i komórki glonu (gonidia). Glony mogą także być równomiernie rozmieszczone w całej plesze, mówimy wtedy o budowie homeomerycznej [budowa heteromeryczna – glony leżą równolegle do dolnej i górnej powierzchni plechy];

• warstwa rdzeniowa jest złożona z luźno ułożonych strzępek w postaci plektenchymy;

• porosty rozmnażają się przez zarodniki produkowane przez składnik grzybowy. Najczęściej są to askospory, wytwarzane przez worki, poprzedzielane wstawkami i znajdujące się w specjalnych utworach zwanych miseczkami (apothecia);

• wegetatywnie rozmnażają się poprzez fragmentację plechy, urwistki (soredia) oraz wyrostki (isidia). Urwistki złożone są z kawałków plechy, w których znajdują się gonidia oplecione strzępkami grzyba. Wyrostki są specjalnymi utworami wegetatywnego rozmnażania, powstającymi na poroście w postaci brodaweczek, które po dojrzeniu odrywają się i w nowym miejscu rozwijają w porost;

• niekiedy w skład porostów oprócz właściwego glonu wchodzi drugi fikobiont, którym jest sinica. Komórki sinic nie występują jednak w całym poroście, lecz są zlokalizowane w cefalodiach. Głównym zadaniem sinic jest przyswajanie azotu atmosferycznego dla potrzeb porostu.

Gatunek: Cladonia rangiferina – chrobotek reniferowy

• rośnie w suchych borach;

• pospolity w tundrach dalekiej północy, gdzie stanowi główny pokarm dla reniferów.

Gatunek: Cetraria islandica – płucnica islandzka

• występuje w suchych borach, na niżu i w górach;

• częściowo chroniona;

• dostarcza surowca pod nazwą Lichen islandicus.

Gatunek: Roccella sp. – orcelka

• występuje w krajach śródziemnomorskich i na Wyspach Kanaryjskich;

• dostarcza cennych barwników, jak orceina i lakmus (np. R. tinctoria – orcelka barwierska).

KRÓLESTWO: EUKARYOTA - JĄDROWE

PODKRÓLESTWO: PROTOBIONTA – ROŚLINY NIŻSZE

PHYCOPHYTA – GLONY

Nazwa tej grupy (Algae) nie jest pojęciem ściśle taksonomicznym, zapożyczona została z gwary góralskiej. Glony stanowią bardzo ważną grupę roślin, zarówno pod względem biologicznym, jak i gospodarczym. Występują w zróżnicowanych środowiskach, w zasadzie wszędzie tam, gdzie jest woda (jednakże na lądzie może być czynnikiem ograniczającym ich rozwój) i to zarówno stała, jak i okresowa. Spotyka się je nawet na lodowcach czy w gorących źródłach.

Obejmują zasadniczo wodne rośliny jednokomórkowe lub plechowate, posiadające barwniki asymilacyjne i dzięki temu zazwyczaj samożywne. Decyduje to o ich doniosłej roli w życiu biocenoz wodnych, gdyż żywią świat zwierząt, stanowiąc pierwsze ogniwo w łańcuchu produkcyjnym w wodach. Niektóre glony jednak, mimo że zdolne do fotosyntezy, odżywiają się euksotroficznie – wymagają małej ilości materii organicznej, głównie witamin, które jednak nie stanowią dla nich źródła energii. Istnieją również glony miksotroficzne, które obok autotrofii mogą lub muszą wykorzystywać materię organiczną zawartą w środowisku. Istnieją wreszcie glony odżywiające się całkowicie heterotroficznie, korzystając z gotowej materii organicznej jako fagotrofy i saprofity lub pasożyty. Często wchodzą w układy symbiotyczne porosty.

Wśród glonów panuje ogromne bogactwo form – od jednokomórkowych, poprzez różne rodzaje kolonii, do gatunków plechowatych, co można prześledzić w każdej prawie grupie systematycznej. Liczba poznanych gatunków przekracza 30 tys. Rola glonów jest wszechstronna. Ze względu na występowanie w różnych środowiskach, określa się je mianem roślin pionierskich, które przygotowują podłoże dla innych grup roślin oraz stanowią źródło pokarmu dla świata zwierzęcego. Zapewniają także obieg składników i równowagę w ekosystemie, a energia związana przez glony przepływa do innych ogniw łańcucha troficznego.

Cechy glonów:

• ich wielkość waha się od kilku mikronów do dużych, nawet metrowych form liściopodobnych;

• komórki nagie lub okryte galaretowatą otoczką;

• mogą wykształcać pektynową lub celulozową ścianę komórkową;

• odróżnia się formy ruchome, najczęściej opatrzone jedną lub kilkoma wiciami oraz nieruchome, pozbawione możliwości ruchu;

• komórki glonów zawierają barwniki asymilacyjne, odznaczające się znaczną rozmaitością. Obok pięciu zielonych chlorofilów (chlorofil a, b, c, d, e) i trzech pomarańczowych karotenów (α-karoten, β- i γ-) występują barwniki: czerwony – fikoerytryna, niebieski – fikocyjanina, brunatne – jak fukoksantyna czy diatoksantyna i inne. Kombinacje i różne wzajemne proporcje między barwnikami nadają komórkom charakterystyczny kolor, co stanowi jedną z cech systematycznych glonów;

• barwne plastydy o zróżnicowanym kształcie – chromatofory;

• na chromatoforach często występują ciałka silnie załamujące światło – pirenoidy, wokół których odkładają się produkty fotosyntezy.

Eutrofizacja jest to proces wzbogacania wód w związki organiczne, zanieczyszczenia (zmiana naturalnego składu i struktury wody); korzystnie lub niekorzystnie wpływa na środowisko – tworzenie zakwitów, utrudnienie eksploatacji wody pitnej, redukcja tlenu w zbiornikach wodnych, śnięcie ryb.

Zakwit – duże (masowe) występowanie komórek glonów, niosące za sobą zmianę barwy wody (zielona, czerwona, etc.). widoczny wtedy, gdy biomasa jest na tyle duża, że zmienia się kolor wody. Algolog Palmer jako zakwit określał każdy masowy rozwój glonów. Z botanicznego punktu widzenia następuje wtedy, gdy biomasa gatunków lub gęstość populacji niektórych gatunków osiągnie bardzo duże wartości, choć nie jest to widoczne gołym okiem.

Masowy rozwój glonów następuje, gdy:

• ilość składników pokarmowych jest dostatecznie duża, by możliwe było powstanie dużej biomasy;

• w środowisku jest pewna liczna szybko rosnących gatunków glonów;

• w zbiorniku glonów pojawiają się organizmy zdolne do tworzenia zakwitów, mają bowiem szybki wzrost i (lub) możliwość utrzymywania się w powierzchniowych warstwach wody, dzięki właściwości komórki zwanej pławnością dodatnią;

• są one zdolne do aktywnego ruchu, a tym samym do pionowych wędrówek w słupie wody, dzięki czemu mogą tworzyć skupienia w odpowiadających im warstwach wody.

Zakwity mogą być spowodowane udziałem jednego, dwóch lub wielu gatunków galonów. Najczęściej spotyka się zakwity sinicowe, które tworzą gatunki z rodzajów: Anabaena, Anabaenopsis, Aphanizomenon, Coelospaerium, Gloeotricha, Gamphospaeria, Microcystis, Oscillatoria, Spirulina.

Typowy okres zakwitu:

• sinice – późne lato

• Oscillatoria – zima

• Spirulina – przez cały rok w polimiktycznych jeziorach (woda miksowana przez cały czas)

• zielenice chlorokokowe i eugleniny – miesiące letnie w małych zbiornikach, gdzie jest bardzo dużo materii organicznej (stawy rybne i ściekowe).

Czynniki mogące wywoływać zakwity sinic:

• wysoka temperatura wody;

• słabe naświetlenie;

• mały iloraz N/P;

• pławność sinic;

• selektywne wyjadanie innych glonów;

• iloraz CO₂/pH – najbardziej przekonywujący – zawartość węgla nieorganicznego w wodach eutroficznych (żyznych) jest niewielka i wraz ze wzrostem pH ten węgiel staje się czynnikiem ograniczającym. Sinice mają zdolność wiązania węgla nieorganicznego 80 razy szybciej niż zielenice. Iloraz ten jest bardzo ważny w oligotroficznych (kwaśnych) jeziorach o bardzo małym stężeniu węgla organicznego, gdzie sinice radzą sobie lepiej.

Zatrucia glonami:

• pierwszy opisany przypadek – 1878 Francies – padanie bydła w Australii;

• Moscher (porównanie toksyn)

  • dawka letalna toksyn sinic: 50-250 μg * kg ^{– 1}

  • toksyna pochodząca z Poradinium polonicum: 2500 μg * kg ^–1

  • dawka letalna toksyn grzechotników: 60 μg * kg ^–1

  • dawka letalna muchomora sromotnikowego: 1100 μg * kg ^–1

Stopnie organizacji morfologicznej glonów:

I Formy jednokomórkowe

1. stopień rozwoju ryzopodialny – pełzakowaty

2. stopień rozwoju monadowy – wiciowy

3. stopień rozwoju kokkalny (kokkaidowy) – brak zdolności aktywnego ruchu

II Formy kolonijne (najprostsza forma organizmów wielokomórkowych)

1. kolonie monadowe – zespół komórek monadowych, posiadających wici, w różnym stopniu połączenia ze sobą

2. kolonie kokkalne – komórki o sztywnych ścianach komórkowych, w większości przypadków brak plasmodesm, regularny układ – cenobium

3. kolonie kapsalne – skupienie nagich komórek, otoczonych śluzowatymi, galaretowatymi otoczkami

III Plechy komórczakowe – wiele jąder, określony kształt (stopień syfonalny)

1. asymilatory – części liściokształtne

2. ryzoidy – przypominające korzenie

3. oś komórki – „rozłogi”

IV Plechy nitkowate

1. nici zbudowane z jednakowych lub różnych komórek

2. wzrost szczytowy lub interkalarny

3. nici proste lub rozgałęzione (dichotomiczne, widełkowe; rozgałęzienia boczne)

V Plechy plektenchymatyczne

1. typu nici centralnej (typ jednoosiowy)

2. typu kaskady (typ wieloosiowy)

VI Plechy tkankowe (brunatnice) – plecha zróżnicowana tak, że przypomina części składowe roślin wyższych

1. ryzoid (część przylgowa) – nibykorzeń

2. kauloid – nibyłodyga

3. fylloid – nibyliść

GROMADA: CHRYSOPHYTA – CHRYZOFITY

Cechy gromady:

• główne barwniki fotosyntetyczne: chlorofil a i c, brak chlorofilu b, a także β-karoten oraz różne ksantofile, m.in. luteina i fukoksantyna (złotobrunatne do brunatnych), które maskują chlorofile i nadają komórkom chryzofitów złocistą barwę;

• materiałem zapasowym jest polisacharyd chryzolaminaryna (znana również jako leukozyna lub chryzoza) odkładana w wakuoli, rzadziej substancje tłuszczowe, nigdy natomiast nie odkłada się skrobia;

• w ultrastrukturalnej budowie chromatoforów można zauważyć tylakoidy łączące się w grupy po trzy i leżące luźno w stromie;

• często pod cytomembraną chromatoforów obecny jest charakterystyczny pierścień tylakoidów zamykający wewnątrz stromę i wszystkie pozostałe błony lameralne;

• błona ER tworzy w pobliżu jądra komórkowego kieszeniowate rozszerzenie obejmujące cały chromatofor – organelle te oprócz własnej błony posiadają dodatkowo podwójną błonę pochodzącą od ER.

Klasa: Bacillariophyceae (Diatomeae) – okrzemki

• brunatne, jednokomórkowe, mogą być połączone we wstęgi i wachlarze;

• ok. 16 tys. gatunków;

• charakterystyczne dla klasy barwniki i materiały zapasowe;

• cienka warstwa cytoplazmy tworzy mostek, po środku którego zawieszone jest jądro;

• od mostka odchodzą nici łączące się z cytoplazma przyścienną;

• cytoplazma zdolna do ruchu;

• wnętrze wypełnione sokiem komórkowym;

• w jądrze zwykle dwa jąderka, ale może ich być więcej;

• chromatofory dobrze widoczne, ściśle przylegają do ściany komórkowej;

• okrzemki posiadają krzemionkowy pancerzyk, ściśle przylegający do błony cytoplazmatycznej

• pancerzyk zbudowany jest z dwóch części: epiteki (wieczka) i hypoteki (denka), które razem tworzą skorupkę (pomiędzy nimi wyst. pasy obwodowe, ściana boczna - szczelina;

• wieczko jest większe i przykrywa zwykle denko – jak w pudełku;

• pancerzyk pokryty jest cienką warstwą substancji pektynowych, liczne otworki i listewki, przez które galareta może wydostawać się na zewnątrz;

• ornamentacja komórki – walor taksonomiczny, cecha charakterystyczna;

• środek i boki ściany komórkowej (bieguny) – otworki;

• przez szczelinę przepływa galaretowaty śluz, który w zetknięciu z podłożem ułatwia przesuwanie komórki;

• rozmnażanie przez podział prosty, równoległy do okryw; nowa komórka otrzymuje od komórki macierzystej jedną część pancerzyka (wieczko lub denko) ale zawsze dobudowuje denko – zmniejszanie się komórki;

• aby temu zapobiec w pewnym momencie komórka odrzuca pancerzyk i intensywnie rośnie;

• bioindykatory (wskaźniki warunków środowiska) – stężenia składników pokarmowych, zasolenia, zanieczyszczenia;

• badania paleobotaniczne (paleololimnologiczne) – określenie odczynu czy zanieczyszczenia wody w historii w danym zbiorniku;

• rekonstrukcja historii zbiorników.

Podział okrzemek

Hudstedt przeprowadził klasyfikację okrzemek. W stosunku do odczynu wody wyróżnił następujące grupy:

• alkalibionty

• alkalifile

• obojętne

• acydofile

• acydobionty.

Ponadto okrzemki dzielą się na dwie grupy, zależnie od ich wymagań troficznych:

• preferujące oligotrofię = skąpożywne

• preferujące eutrofię = żyzne.

Wg reakcji okrzemek na zanieczyszczenie organiczne wyróżniono następujące grupy:

• najlepiej tolerancyjne – polisaproby

• bardzo tolerancyjne – mezosaproby

• tolerancyjne - β-mezosaproby

• wrażliwe - β-mezosaproby – oligosaproby

• bardzo wrażliwe, unikające gorszych warunków niż β-mezosaproby.

Procentowy udział poszczególnych gatunków w grupach daje obraz, dzięki któremu można tworzyć prognozy zanieczyszczeń wód.

Tabellaria sp. – słodkowodny gatunek, tworzy formy kolonijne z pozlepianych ze sobą za pomocą śluzu mikrofilamentów.

Gatunek: Pinnularia viridis – pióreczko

• komórki duże z widoczną bruzdą pośrodku;

• symetria dwuboczna;

• występuje w wodach słodkich.

GROMADA: CYANOPHYTA – SINICE

Cechy gromady:

• glony jedno- lub wielokomórkowe;

• autotrofy wodne o różnym zabarwieniu;

• typowa komórka sinicy zbudowana jest ze ściany komórkowej, zewnętrznej i wewnętrznej błony cytoplazmatycznej, DNA w postaci genoforu oraz tylakoidów;

• najbardziej znane toksyczne sinice należą do rodzajów Anabaena, Microcystis, Nodularia, Oscillatoria. Toksycznymi związkami w komórkach tych glonów są alkaloidy (lynbgatoksyna A, anatoksyna, afanotoksyna), peptydy (mikrocystyna, anatoksyna c) lub fenole (oscylatoksyna A, debromoaplazjotoksyna);

• organy wytwarzające gamety z reguły jednokomórkowe;

• gamety i spory:

  • u niższych grup – jednokomórkowe, orzęsione

  • u wyższych grup – tylko gamety męskie uwicione;

• wici 9 + 2:

  • ciągnące – skierowane do przodu

  • popychające – skierowane ku tyłowi

  • połyskujące – skręcone i zakończone biczykowatym wyrostkiem.

Nitrogenaza to enzym odgrywający istotną rolę w asymilacji azotu. Może pełnić swoje funkcje tylko w środowisku beztlenowym. W trakcie fotosyntezy w komórkach sinic wydziela się tlen. Heterocysty to specjalne komórki otoczone grubymi ścianami, posiadające uwsteczniony aparat fotosyntetyczny, dzięki czemu nie następuje tu produkcja O₂. wewnątrz heterocyst występuje środowisko beztlenowe, pozwalające na asymilację azotu u organizmów żyjących w warunkach tlenowych. Przyswajany azot przesyłają w formie związanej przez plasmodesmy łączące heterocysty i protoplasty sąsiadujących komórek.

Klasyfikacja na jednostki syntaksonomiczne oparta jest na zawartości barwników.

Gatunek: Anabaena – anabena

• może wchodzić w skład porostów lub żyć jako endofity w tkankach innych roślin, jak
  np. w liściach paproci Azolla;

• zawiera trujące peptydy (fitotoksyny);

• zdolność wiązania wolnego azotu atmosferycznego;

• pod względem filogenetycznym stoją blisko bakterii.

Gatunek: Microcystis – mikrocystis

• zawiera trujące peptydy (fitotoksyny);

• pod względem filogenetycznym stoją blisko bakterii.

Gatunek: Oscillatoria – drgalnica

• barwa sinoniebieska;

• poszczególne komórki nitek dyskowato spłaszczone, końcowa komórka zaokrąglona;

• nitki otoczone galaretowatą pochwą;

• rozmnaża się przez hormogonia (są to odcinki jedno- lub wielokomórkowe, które powstają w ten sposób, że pomiędzy dwiema komórkami formują się wklęsłe utwory natury galaretowatej; hormogonia przerywają się i dzielą nitkę na dwie części);

• występuje pospolicie w wodach;

• przytwierdzona do podłoża wykonuje ruchy wahadłowe na skutek działania czynników zewnętrznych, jak światło i temperatura.

GROMADA: CHLOROPHYTA – ZIELENICE

Cechy gromady:

• ok. 11 000 gatunków;

• wysoko uorganizowane;

• duża grupa glonów, obejmująca zarówno formy proste, jedno- jak i wielokomórkowe, a także formy o bardzo skomplikowanej budowie i wysokiej organizacji plech;

• niekiedy zawierają jedna lub kilka wici;

• ściana komórkowa błonnikowa, niekiedy impregnowana chityną lub solami wapniowymi;

• jedno lub kilka jąder;

• ich chromatofory zwane są chloroplastami, okazałe z pirenoidami;

• skład barwników asymilacyjnych przypomina skład barwników w chloroplastach roślin wyższych. Występuje chlorofil a i b (niespotykany w żadnej innej gromadzie glonów z wyjątkiem euglenin), β-karoten oraz ksantofile (luteina, wiolaksantyna, neuksantyna). U niektórych zielona barwa bywa maskowana przez czerwony hematochrom, będący mieszaniną różnych karotenoidów;

• barwniki zlokalizowane w tylakoidach gran, w stromie chloroplastów;

• produktem fotosyntezy jest skrobia;

• ściana komórkowa zbudowana z celulozy;

• żyją w wodach słodkich, gdzie wchodzą w skład planktonu lub bentosu; są jednak i takie, które występują w morzach;

• niektóre zielenice żyją poza środowiskiem wodnym i pędzą areofityczny tryb życia – na skałach i drzewach, nawet na śniegu i lodzie;

• niektóre gatunki są pasożytami lub wchodzą w symbiozę z innymi roślinami (grzyby) i tworzą porosty;

• chloroplasty występują prawie u wszystkich zielenic, tylko niektóre są ich pozbawione;

• najprostsze mają postać kubeczkowatą, poza tym mogą być gwiaździste, pierścieniowe, taśmowate, siatkowate;

• najwyżej uorganizowane formy maja chloroplasty soczewkowate, drobne, występujące bardzo licznie;

• jak większość glonów i częściowo grzybów, rozmnażają się wegetatywnie (fragmentacja plechy), bezpłciowo przez zarodniki i płciowo przez gamety (izogamia, anizogamia, oogamia, somatogamia).

Klasa: Conjungatophyceae – sprzężnice

• organizmy słodkowodne, jednokomórkowe, czasem połączone w nitkowate kolonie lub skupione w bezkształtną masę;

• rozmnażają się płciowo przez kopulację gamet nie mających żadnych organelli ruchu. Również ich komórki wegetatywne pozbawione są wszelkiego typu wici czy rzęsek;

• w skład protoplastu z reguły wchodzi cytoplazma, jądro, jeden lub kilka chloroplastów oraz jedna lub kilka wakuol;

• na chloroplastach występują pirenoidy, mające kształt spłaszczony a czasem zaokrąglony lub nawet kulisty. Są bezbarwne, o gęstej konsystencji i powstają przez podział starych pirenoidów;

• wakuole wypełnione bezbarwnym lub zabarwionym sokiem komórkowym;

• ściana komórkowa może być dwudzielna: wewnętrzna zbudowana z celulozy, zewnętrzna zawiera związki pektynowe;

• mostki koniugacyjne – dwie morfologicznie identyczne nici zbliżają się do siebie, wytwarzają „brodawkę”. Nić zostaje wtórnie rozsunięta, brodawka zanika i następuje połączenie gamet;

• zygospory – formy przetrwalne, w których organizm zimuje, by na wiosnę wytworzyć nową nić.

Gatunek: Spirogyra sp. – skrętnica

• glon wód słodkich stojących;

• zawiera wstęgowo skręcone chloroplasty z licznymi pirenoidami;

• jądra duże;

• komórki tworzą nitkowate kolonie;

• rozmnaża się płciowo przez koniugację – dwie nitki zbliżają się do siebie i układają naprzeciwlegle, po czym następuje proces kopulacji. Przekształcony w gametę protoplast jednej nitki przechodzi przez wytworzone kanaliki do komórki drugiej nitki;

• po zapłodnieniu wytwarza się diploidalna zygota, otoczona grubą ścianą komórkową (zygospora);

• przy kiełkowaniu odbywa się podział redukcyjny z wytworzeniem haploidalnego glonu.

GROMADA: PHAEOPHYTA – BRUNATNICE

Cechy gromady:

• ok. 1500 gatunków;

• morza, rzadziej wody słodkie;

• zasiedlają wody zimne, głównie brzegi mórz północnych; w Bałtyku występują na głębokości
  2-4 metrów;

• wysoko zorganizowane o wielokomórkowych plechach, dochodzące często do znacznych rozmiarów;

• formy bardzo zróżnicowane, organopodobne;

• brunatno zabarwione (fukoksantyna);

• w komórkach brunatnic występują chromatofory, które noszą nazwę feoplastów;

• chlorofil a, bark chlorofilu b, u niektórych niewiele chlorofilu c, a ponadto β-karoten, ksantofil, fukoksantyna, diatoksantyna, laminaryna, mannitol, wolemitol;

• produkty fotosyntezy – mannit (alkohol), olej i polisacharyd laminaryna;

• ściana komórkowa od wewnątrz celulozowa, od zewnątrz pektyny, a także galaretowaty polisacharyd alginina (sól wapniowa kwasu alginowego) i węglowodan fukoidyna; obecny błonnik;

• plecha wielu brunatnic przybiera kształt roślin pozornie pędowych, często o palmowej postaci: nibykorzenie – ryzoidy przytwierdzają roślinę do skał podwodnych, a nibyłodygi – kauloidy i liściokształtne fylloidy unoszą się w toni wodnej, w czym pomagają specjalne pęcherze powietrzne, inaczej pławne;

• plecha rozgałęzia się dichotomicznie i rośnie częścią podstawową, podczas gdy starsza część szczytowa stopniowo obumiera;

• na przekroju poprzecznym przez kauloid można wyróżnić część rdzeniową, złożoną z luźnych i bezbarwnych komórek i część korową, bardziej zbitą i zabarwioną;

• rozmnażają się wegetatywnie przez podział plechy, bezpłciowo przez zarodniki (zoospory, aplanospory) oraz płciowo przez izo-, anizo- i oogamię;

• u większości brunatnic wyraźna przemiana pokoleń, przy czym pokolenie płciowe (gametofit) jest drobnych rozmiarów, podczas gdy pokolenie bezpłciowe (sporofit0 może dochodzić do znacznej wielkości.

Gatunek: Fucus vesiculosus – morszczyn pęcherzykowy

• występuje w strefie pływów, tworząc tzw. łąki fucusowe (np. w rejonie Sao Malo w Bretanii, gdzie poziom wody może zmieniać się w pionie nawet o 14 m – co 6h i 28 min.); jest to strefa bardzo niebezpieczna, bowiem po odejściu morza tworzą się łąki utworzona z glonów brunatnych;

• pospolity w Bałtyku;

• rośnie blisko powierzchni wody, przytwierdzony do podłoża chwytnikami;

• plecha dichotomicznie (widełkowato) rozgałęziona, sięga 1 m długości;

• w plesze znajdują się pęcherzyki powietrzne, utrzymujące glon na powierzchni wody

• na jej końcach znajdują się organy rozmnażania płciowego;

• nie rozmnaża się bezpłciowo, toteż nie ma tu przemiany pokoleń;

• gametangia powstają w zagłębieniach plechy, zwanych konceptaklami (conceptacula). U jednych osobników powstają plemnie (anterydia), wytwarzające plemniki, u drugich osobników – lęgnie (oogonia), wytwarzające komórki jajowe;

• pokrój plechy: konceptaculum (warstwa korowa, warstwa rdzeniowa, anterydia i oogonia ze wstawkami), dichotomiczne rozgałęzienia plechy, pseudonerw;

• gdy gamety opuszczą gametangia, następuje zapłodnienie w wodzie;

• zygota po pewnym czasie spoczynkowym kiełkuje i rozwija się od razu w sporofit;

• plecha zawiera kwas alginowy i jod, ma zastosowanie lecznicze pod nazwą Fucus;

• Fucus serratus – morszczyn piłkowany.

Gatunek: Laminaria cloustoni – listownica Cloustona

• rozmnaża się przez zoospory i oogamię;

• ma duże walory odżywcze;

• służy do wyrobu różnego rodzaju galaretek; zawiera znaczne ilości soli potasowych i jodu;

• dostarcza surowca Stipes Laminariae, używanego dawniej w lecznictwie;

• zastosowanie miały części łodygowe glonu (kauloidy), które na skutek silnego pęcznienia służyły do rozszerzania ran i jam ciała.

GROMADA: RHODOPHYTA – KRASNOROSTY

Cechy gromady:

• ok. 4000 gatunków;

• glony morskie i oceaniczne;

• zajmują zarówno wody zimne, jak i ciepłe, nie wyłączając stref tropikalnych;

• występują na większych głębokościach niż brunatnice (50-200 m), niekiedy licznie zasiedlają przybrzeżne skały, tworząc barwne podwodne łąki;

• duża grupa glonów występująca na rafach koralowych;

• ściana komórkowa zbudowana z błonnika i substancji pektynowych;

• chromatofory zwane rodoplastami

• zabarwione czerwono lub fioletowo;

• zawierają chlorofil a i d oraz karoteny spokrewnione z barwnikami sinic. Występuje tu czerwona
  r-fikoerytryna, nadająca charakterystyczne czerwone zabarwienie oraz niebieska r-fikocyjanina;

• produktem asymilacji jest skrobia krasnorostowa (florydynowa), zbliżona budową do glikogenu, barwiąca się pod wpływem jodu na brązowo; rozpowszechniony jest również węglowodan florydozyd (galaktozyd glicerolu);

• plecha wielokomórkowa, z reguły rozgałęziona; odcinki mogą osiągać długość do 1 m;

• rozmnażają się wegetatywnie przez fragmentacje plechy oraz bezpłciowo przez zarodniki (nieruchome, pozbawione wici). Powstają w zarodniach lub bezpośrednio w komórkach wegetatywnych. Jeśli powstają w zarodniach pojedynczo, nazywają się monosporami, jeśli po 4 – tetrasporami. Rozmnażanie płciowe przebiega w sposób odmienny niż u innych glonów i jest bardziej skomplikowane;

• u krasnorostów występuje przemiana pokoleń charakteryzująca się haploidalnym gametofitem i często dwoma po sobie następującymi sporofitami;

• w ogólnych zarysach proces ten przedstawia się następująco: męskim organem płciowym jest spermatangium, wytwarzające bezwiciowe pojedyncze ciałka plemnikowe (spermatia); żeńskim organem płciowym jest butelkowatego kształtu komórka, zwana płodnicą (carpogonium), zakończona zwykle włostkiem (trychogyne) i zawierająca jądro jajowe. Zapłodnienie następuje w wodzie przez wejście amebowatego ciałka plemnikowego do włostka i połączenie się z jądrem jajowym w płodnicy. Z zygoty, która nie opuszcza gemtofitu, rozwija się diploidalny, okazały karposporofit, wytwarzający nieruchome zarodniki – karpospory. Z nich wyrastają diploidalne tetrasporofity, podobne do gametofitów/ dopiero na tym drugim pokoleniu diploidalnym tworzące się tetrasporangia wytwarzają haploidalne tetraspory, przechodzące w gametofity – okazałe glony.

Gatunek: Chondrus crispus – chrzęścica kędzierzawa

• plecha czerwono zabarwiona, mięsista, cylindryczna lub płaska, dichotomicznie rozgałęziona;

• rośnie na skałach zanurzonych w wodzie u wybrzeży Europy i Ameryki Północnej;

• dostarcza surowca zwanego chrzęsłem (Carrageen).

Gatunek: Gigartina mamillosa – gigartyna brodawkowata

• jw.

Gatunek: Gelidium sp. – galaretówka

• G. Amansii – g. Amansa i G. Cartilagineum – g. chrzęstowata;

• plechy cylindryczne, pierzasto rozgałęzione

• występują w morzach Azji Wschodniej;

• dostarczają surowca zwanego agarem japońskim (Agar) – surowca mającego zastosowanie dla celów spożywczych i farmaceutycznych.

Gatunek: Gracilaria sp. – smuklica

• np. G. lichenoides – s. porostowa;

• występuje w Oceanie Indyjskim;

• dostarcza agaru cejlońskiego.