Skip to main content
Global

5.4: אצות

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    209332

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    מטרות למידה

    • הסבר מדוע אצות כלולות בדיסציפלינה של המיקרוביולוגיה
    • תאר את המאפיינים הייחודיים של אצות
    • זהה דוגמאות לאצות המייצרות רעלנים
    • השווה את קבוצות האצות העיקריות בפרק זה, ותן דוגמאות לכל אחת מהן
    • סיווג אורגניזמים של אצות לפי קבוצות עיקריות

    האצות הן פרוטיסטים אוטוטרופיים שיכולים להיות חד-תאיים או רב-תאיים. אורגניזמים אלה נמצאים בקבוצות העל Chromalveolata (דינופלגלטים, דיאטומים, אצות זהובות ואצות חומות) ו ארכפלסטידה (אצות אדומות ואצות ירוקות). הם חשובים מבחינה אקולוגית וסביבתית מכיוון שהם אחראים לייצור של כ- 70% מהחמצן והחומר האורגני בסביבות מימיות. סוגים מסוימים של אצות, אפילו אלה מיקרוסקופיים, נאכלים באופן קבוע על ידי בני אדם ובעלי חיים אחרים. בנוסף, אצות הן המקור לאגר, אגרוז וקרגינן, חומרי מיצוק המשמשים במעבדות ובייצור מזון. למרות שאצות בדרך כלל אינן פתוגניות, חלקן מייצרות רעלים. פריחת אצות מזיקה, המתרחשת כאשר אצות גדלות במהירות ומייצרות אוכלוסיות צפופות, יכולות לייצר ריכוזים גבוהים של רעלים הפוגעים בתפקוד הכבד ומערכת העצבים בבעלי חיים ימיים ובבני אדם.

    כמו פרוטוזואנים, לאצות יש לעתים קרובות מבני תאים מורכבים. לדוגמה, לתאי אצות יכולים להיות כלורופלסט אחד או יותר המכילים מבנים הנקראים פירנואידים לסינתזה ואחסון עמילן. הכלורופלסטים עצמם נבדלים במספר הממברנות שלהם, מה שמעיד על אירועים אנדוסימביוטיים שלישוניים משניים או נדירים. לכלורופלסטים ראשוניים יש שני ממברנות - אחת מהציאנובקטריה המקורית שהתא האוקריוטי הקדמוני בלע, ואחת מממברנת הפלזמה של התא הבולע. נראה כי כלורופלסטים בשושלות מסוימות נבעו מאנדוסימביוזה משנית, שבה תא אחר בלע תא אצות ירוק או אדום שכבר היה בתוכו כלורופלסט ראשוני. התא הבולע הרס הכל מלבד הכלורופלסט ואולי קרום התא של התא המקורי שלו, והשאיר שלוש או ארבע ממברנות סביב הכלורופלסט. לקבוצות אצות שונות יש פיגמנטים שונים, המתבטאים בשמות נפוצים כמו אצות אדומות, אצות חומות ואצות ירוקות.

    חלק מהאצות, אצות הים, הן מקרוסקופיות ועשויות להתבלבל עם צמחים. אצות ים יכולות להיות אדומות, חומות או ירוקות, תלוי בפיגמנטים הפוטוסינתטיים שלהן. אצות ירוקות, בפרט, חולקות כמה קווי דמיון חשובים עם צמחי יבשה; עם זאת, ישנן גם הבחנות חשובות. לדוגמה, לאצות ים אין רקמות או איברים אמיתיים כמו לצמחים. בנוסף, לאצות ים אין ציפורן שעווה למניעת התייבשות. ניתן לבלבל אצות גם עם ציאנובקטריה, חיידקים פוטוסינתטיים הדומים לאצות; עם זאת, ציאנובקטריה הם פרוקריוטים (ראה חיידקים גראם שליליים וחיידקים פוטוטרופיים שאינם פרוטובקטריה).

    לאצות מגוון מחזורי חיים. רבייה עשויה להיות א -מינית על ידי מיטוזה או מינית באמצעות גמטות.

    גיוון אצות

    למרות שהאצות והפרוטוזואה הופרדו בעבר מבחינה טקסונומית, הן מעורבבות כעת לקבוצות-על. האצות מסווגות בתוך הכרומלוואלטה והארכיפלסטידה. למרות ש- Euglenozoa (בתוך קבוצת העל Excavata) כוללים אורגניזמים פוטוסינתטיים, אלה אינם נחשבים לאצות מכיוון שהם ניזונים ותנועתיים.

    הדינופלגלטים והסטרמנופילים נופלים בתוך הכרומלווולטה. הדינופלגלטים הם בעיקר אורגניזמים ימיים ומהווים מרכיב חשוב בפלנקטון. יש להם מגוון סוגים תזונתיים ועשויים להיות פוטוטרופיים, הטרוטרופיים או מיקסוטרופיים. אלה שהם פוטוסינתטיים משתמשים בכלורופיל a, כלורופיל c 2 ופיגמנטים פוטוסינתטיים אחרים (איור). \(\PageIndex{1}\) בדרך כלל יש להם שתי דגלים, מה שגורם להם להסתחרר (למעשה, השם דינופלגלט מגיע מהמילה היוונית "מערבולת": דיני). לחלקם יש לוחות תאית היוצרים כיסוי חיצוני קשה, או theca, כשריון. בנוסף, חלק מהדינופלגלטים מייצרים נוירוטוקסינים העלולים לגרום לשיתוק אצל בני אדם או דגים. חשיפה יכולה להתרחש באמצעות מגע עם מים המכילים את הרעלים הדינופלגלטים או על ידי האכלה מאורגניזמים שאכלו דינופלגלטים.

    כאשר אוכלוסיית דינופלגלטים הופכת צפופה במיוחד, עלולה להתרחש גאות אדומה (סוג של פריחת אצות מזיקה). גאות אדומה גורמת נזק לחיים הימיים ולבני אדם הצורכים חיים ימיים מזוהמים. יצרני הרעלים העיקריים כוללים את Gonyaulax ו- Alexandrium, שניהם גורמים להרעלת רכיכות משותקות. מין אחר, Pfiesteria piscicida, ידוע כרוצח דגים מכיוון שבחלקים מסוימים של מחזור חייו הוא יכול לייצר רעלים המזיקים לדגים ונראה שהוא אחראי לחבילת תסמינים, כולל אובדן זיכרון ובלבול, בבני אדם שנחשפו למים המכילים את המין.

    מיקרוגרף של אורגניזם בצורת ריבוע עם שתי תחזיות ארוכות.
    איור\(\PageIndex{1}\): הדינופלגלטים מפגינים מגוון רב בצורתם. רבים עטופים בשריון תאית ויש להם שתי דגלים המשתלבים בחריצים בין הלוחות. תנועה של שני הדגלים הניצבים הללו גורמת לתנועה מסתובבת. (אשראי: שינוי עבודה על ידי CSIRO)

    הסטרמנופילים כוללים את אצות הזהב (כריסופיטה), האצות החומות (Phaeophyta) והדיאטומים (Bacillariophyta). לסטרמנופילים יש כלורופיל a, כלורופיל c 1/c 2 ופוקוקסנטין כפיגמנטים פוטוסינתטיים. פחמימה האחסון שלהם היא כריסולמינרין. בעוד שחלקם חסרים קירות תאים, לאחרים יש קשקשים. לדיאטומים יש דגלים ופרוסטולות, שהם קירות תאים חיצוניים של סיליקה מגובשת; השרידים המאובנים שלהם משמשים לייצור אדמה דיאטומית, שיש לה מגוון שימושים כגון סינון ובידוד. בנוסף, דיאטומים יכולים להתרבות מינית או א-מינית. ידוע כי סוג דיאטום אחד, פסאודו-ניצשיה, קשור לפריחת אצות מזיקה.

    אצות חומות (Phaeophyta) הן אצות ים ימיות רב-תאיות. חלקם יכולים להיות גדולים במיוחד, כמו אצות הענק (Laminaria). יש להם להבים, גבעולים ומבנים דמויי עלים הנקראים אחיזות המשמשים לחיבור למצע. עם זאת, אלה אינם עלים, גבעולים או שורשים אמיתיים (איור\(\PageIndex{2}\)). הפיגמנטים הפוטוסינתטיים שלהם הם כלורופיל a, כלורופיל c, β -קרוטן ופוקוקסנטין. הם משתמשים laminarin כמו פחמימות אחסון.

    הארכיפלסטידים כוללים את האצות הירוקות (Chlorophyta), האצות האדומות (רודופיטה), קבוצה נוספת של אצות ירוקות (Charophyta) וצמחי היבשה. הצ'ראפיטה דומים ביותר לצמחי אדמה מכיוון שהם חולקים מנגנון של חלוקת תאים ומסלול ביוכימי חשוב, בין תכונות אחרות שאין לקבוצות האחרות. כמו צמחי יבשה, ל-Charophyta ו-Chlorophyta יש כלורופיל a וכלורופיל b כפיגמנטים פוטוסינתטיים, דפנות תאי תאית ועמילן כמולקולת אחסון פחמימות. כלמידומונס היא אצה ירוקה שיש לה כלורופלסט גדול יחיד, שני דגלים וסטיגמה (נקודת עיניים); זה חשוב במחקר ביולוגיה מולקולרית (איור). \(\PageIndex{3}\)

    כלורלה היא אצה לא תנועתית, גדולה וחד-תאית, ואצטבולריה היא אצה ירוקה חד-תאית גדולה עוד יותר. גודלם של אורגניזמים אלה מאתגר את הרעיון שכל התאים קטנים, והם שימשו במחקר גנטיקה מאז שיואכים המרלינג (1901—1980) החל לעבוד איתם בשנת 1943. וולווקס היא אצה קולוניאלית חד-תאית (איור). \(\PageIndex{3}\) אצה ירוקה רב-תאית גדולה יותר היא אולבה, הידועה גם בשם חסה הים בגלל הלהבים הגדולים, האכילים והירוקים שלה. טווח צורות החיים בתוך הכלורופיטה - מחד -תאי לרמות שונות של קולוניאליות לצורות רב-תאיות - היווה מודל מחקר שימושי להבנת האבולוציה של הרב-תאי. האצות האדומות הן בעיקר רב-תאיות אך כוללות כמה צורות חד-תאיות. יש להם קירות תאים קשיחים המכילים אגר או קראגינן, אשר שימושיים כחומרי מיצוק מזון וכמתמצק שנוסף לאמצעי גידול לחיידקים.

    א) תצלום של אצה ירוקה וארוכה באוקיינוס ב) תצלום של מבנה עלים אדום. ג) תצלום של מבנה עלים ירוק. ד) תצלום של אזורים מוארים של נתיב מים. ה) מיקרוגרף של תאים בצורות שונות שנראים כאילו הם עשויים מזכוכית. ו) מיקרוגרף של כדור העשוי מנקודות תאוות בצע רבות. ניתן לראות כדורים ירוקים קטנים יותר בתוך הכדור הגדול יותר. הכדורים הקטנים יותר משתחררים כאשר הגדול יותר נקרע.
    איור\(\PageIndex{2}\): (א) אצות רב-תאיות גדולות אלה הן חברים באצות החומות. שימו לב ל"עלים "ול"גבעולים" שגורמים להם להיראות דומים לצמחים ירוקים. (ב) זהו מין של אצות אדומות שהוא גם רב תאי. (ג) נראה כי לאצה הירוקה Halimeda incrassata, המוצגת כאן צומחת על קרקעית הים במים רדודים, יש מבנים דמויי צמחים, אך אינה צמח אמיתי. (ד) אור ביולוגי, הנראה בגל המסמל בתמונה זו, הוא תופעה של דינופלגלטים מסוימים. (ה) דיאטומים (בתמונה במיקרוגרף זה) מייצרים בדיקות סיליקיות (שלדים) היוצרות אדמות דיאטומיות. (ו) אצות ירוקות קולוניאליות, כמו וולווקס בשלושת המיקרוגרפים הללו, מציגות אסוציאציות שיתופיות פשוטות של תאים. (אשראי a, e: שינוי עבודה על ידי NOAA; אשראי ב: שינוי עבודה על ידי אד בירמן; אשראי ג: שינוי עבודה על ידי ג'יימס סנט ג'ון; אשראי ד: שינוי עבודה על ידי "catalano82" /Flickr; אשראי f: שינוי עבודה על ידי ד"ר ראלף וגנר)
    תא סגלגל עם 2 דגלים שיוצאים מקצה אחד. עיגול גדול בתא מסומן בגרעין. קבוצה של עיגולים אדומים קטנים יותר מסומנת סטיגמה (נקודת עיניים). אליפסות ירוקות בתא מסומנות כלורופלסט ועיגולים לבנים מסומנים בגרגירי עמילן.
    איור\(\PageIndex{3}\): כלמידומונס היא אצה ירוקה חד-תאית.

    תרגיל \(\PageIndex{1}\)

    אילו קבוצות אצות קשורות לפריחת אצות מזיקות?

    מושגי מפתח וסיכום

    • אצות הן קבוצה מגוונת של פרוטיסטים אוקריוטיים פוטוסינתטיים.
    • אצות עשויות להיות חד-תאיות או רב-תאיות.
    • אצות גדולות ורב-תאיות נקראות אצות ים אך אינן צמחים וחסרות רקמות ואיברים דמויי צמחים.
    • למרות שלאצות יש מעט פתוגניות, הן עשויות להיות קשורות לפריחת אצות רעילות העלולות לפגוע בחיות בר מימיות ולזהם פירות ים ברעלים הגורמים לשיתוק.
    • אצות חשובות לייצור אגר, המשמש כחומר מיצוק במדיה מיקרוביולוגית, וקרגינן המשמש כחומר מיצוק.