Algae/id

▼Ini adalah halaman topik . Fokus Appropedia adalah pada penelitian orisinal , tetapi halaman ini memberikan konteks yang berguna dan membantu menavigasi situs. Anda dapat membantu Appropedia dengan memperbaiki halaman ini .

Ganggang memiliki beberapa aplikasi dalam keberlanjutan :

• Penangkapan karbon dari aliran limbah kaya karbon
• Penangkapan karbon - Ledakan populasi alga memerangkap karbon dan menyimpannya di dasar laut.
• Bahan bakar alga (bahan bakar hayati)
• Salah satu organisme penting dalam pengolahan air limbah
• Produksi kertas

Informasi lebih lanjut akan segera menyusul karena J. Craig Ventner sedang mengerjakannya. Ia sedang bekerja "di laboratorium" untuk hal ini dan menyatakan bahwa setidaknya dibutuhkan sepuluh tahun untuk menyelesaikan beberapa bentuk 'produksi' yang efisien dan kemudian pemanenan bahan bakar alga.

Bagian utama dari penelusuran fakta awal artikel ini sepenuhnya berasal dari buku "The Microbial World: the Fifth Edition" ISBN 0-13-581042-6

oleh Roger Y. Stanier, John L. Ingraham, Mark L. Wheelis, dan Page R. Painter - Penulis - 1957 hingga 1986 - halaman 525 hingga 531 - dikutip di bawah ini.

Upaya untuk menghubungi Penerbit dan Para Penulis tidak membuahkan hasil; dengan ini saya bertanggung jawab atas segala kritik yang muncul.

Transkripsi verbatim saya menunjukkan rasa hormat saya terhadap prosa mereka [hanya enam halaman untuk Alga, dua di antaranya berisi mikrofotografi yang sangat relevan dan informatif].

Upaya untuk memperbaiki prosa mereka juga sia-sia. Selamat menikmati!

Sebagai gambaran, 'Protista' hanya menempati Bab 26 dari total 33 Bab dalam kompendium mikrobiologi ini, 'Dunia Mikroba'. {Sungguh menakjubkan untuk membayangkan apa yang terdapat dalam 32 Bab lainnya - misalnya Bab 14 Archaebacteria}.

'Satu Langkah Lebih Tinggi' dari Bakteri, kita menemukan Protista. Ini adalah mikroorganisme dengan struktur sel eukariotik; mereka melakukan fotosintesis penghasil oksigen dan memiliki kloroplas.

Morfologi mereka dapat berupa uniseluler, filamen, kolonial, atau koenositik, sementara beberapa mungkin memiliki struktur seperti tumbuhan. Terdapat banyak transisi antara keempat jenis tersebut - alga, protozoa, jamur, dan jamur lendir.

Klasifikasi utama alga didasarkan pada sifat seluler, bukan sifat organisme: sifat kimia dinding sel, jika ada; bahan cadangan organik yang dihasilkan oleh sel; sifat pigmen fotosintetik; dan sifat serta susunan flagela yang dimiliki oleh sel-sel motil. Berdasarkan karakteristik ini, alga dikelompokkan ke dalam beberapa divisi, yang dirangkum dalam Tabel 26.1.

Nama-nama kelompoknya adalah: Alga hijau: divisi Chlorophyta; Euglenida: divisi Euglenophyta; Dinoflagellata dan bentuk-bentuk terkait: divisi Pyrrophyta; Chrysophyta dan diatom: divisi Chrysophyta; Alga cokelat: divisi Phaeophyta; dan Alga merah: divisi Rhodophyta.

Perbedaan utama didasarkan pada sistem pigmen - ada atau tidaknya tiga klorofil, karotenoid khusus, dan fikobilin; komposisi dinding sel selulosa (tanpa, dengan, atau ganda - dan dengan atau tanpa algin); dan sifat bahan cadangan (baik itu pati, paramilum dan lemak, pati dan minyak, leukosin dan minyak, atau laminarin dan lemak); jumlah dan jenis flagela - apakah umumnya terdapat dua flagela identik per sel, satu, dua, atau tiga flagela per sel, dua flagela yang berbeda bentuk dan sifatnya pada sel, susunan dua flagela yang bervariasi, dua flagela dengan panjang yang tidak sama; atau tidak ada; dan berbagai struktur - termasuk bentuk uniseluler, koenositik, filamen, dan multiseluler seperti tumbuhan.

Pembagian tersebut tidak setara satu sama lain dalam hal rentang struktur organisme anggotanya. Misalnya, Euglenophyta (alga euglenid) seluruhnya terdiri dari organisme uniseluler atau kolonial sederhana, sedangkan Phaeophyta (alga cokelat) hanya terdiri dari organisme multiseluler yang mirip tumbuhan. Kelompok terbesar dan paling beragam, Chlorophyta (alga hijau), yang kemungkinan merupakan asal mula tumbuhan tingkat tinggi, mencakup seluruh rentang keanekaragaman organisme, dari organisme uniseluler hingga perwakilan multiseluler dengan struktur mirip tumbuhan.

Sifat seluler umum dari setiap divisi alga menunjukkan bahwa anggotanya, betapapun beragamnya struktur organisme mereka, merupakan perwakilan dari satu garis evolusi utama. Evolusi di antara alga secara umum tampaknya melibatkan peningkatan kompleksitas organisme secara progresif dalam kerangka organisasi seluler eukariotik tertentu . Meskipun dimungkinkan untuk melihat perkembangan evolusi ini dalam setiap divisi alga, hubungan antar divisi sama sekali tidak jelas. Oleh karena itu, asal usul utama alga secara keseluruhan merupakan masalah yang belum terpecahkan.

Gambar 26.1: kami disajikan dengan fotomikrograf sel tetap dari Euglena gracilis X 1000 [atas izin GF Leedale].

Satu juta nanometer, serta seribu mikron, jika dijumlahkan sama dengan satu milimeter. Untuk keperluan kita, diameter sebuah atom kecil adalah satu Angstrom, atau sepersepuluh nanometer.

Sel berbentuk tabung ini memiliki panjang 47 mikron dengan ujung kepala yang agak runcing.

Berukuran meruncing secara bertahap dari 10.000 nanometer [nm] menjadi 7.000 nm, di ujung ekornya terdapat satu bintik mata [berdiameter 2.000 nm] dan dua flagela dengan panjang yang tidak sama - yang lebih panjang berukuran 40 mikron - yang berasal dari dalam rongga kecil di ujung anterior Sel.

Tiga struktur lainnya adalah nukleus sel eukariotik dengan diameter 2.500 nm, mitokondria (tunggal) dengan diameter 5.000 nm, dan kloroplas - yang berbentuk tabung dengan dimensi 2,5 x 8 mikron - terdapat lebih dari lima belas kloroplas yang terletak di sepanjang ruang internal membran sel.

Sebagai perbandingan, model Sel Manusia berdiameter 10 mikron [atau 100.000 Atom].

Pada banyak divisi alga, perwakilan paling sederhana adalah organisme uniseluler yang motil, yang secara kolektif dikenal sebagai flagelata . Sel flagelata tipikal, yang diilustrasikan oleh Euglena (Gambar 26.1 - Euglena gracilis), memiliki polaritas yang sangat jelas: memanjang dan berbentuk daun, flagela biasanya dimasukkan di ujung anterior. Pada Euglenophyta, tempat Euglena berada, terdapat dua flagela dengan panjang yang tidak sama, yang berasal dari rongga kecil di ujung anterior sel. Banyak kloroplas dan mitokondria tersebar di seluruh sitoplasma. Di dekat pangkal aparatus flagela terdapat organel khusus, bintik mata , yang berwarna merah, karena kandungan pigmen karotenoid khusus; bintik mata berfungsi sebagai fotoreseptor untuk mengatur arah dan intensitas iluminasi. Sel Euglena , tidak seperti banyak flagelata lainnya, tidak tertutup oleh dinding yang kaku; lapisan luarnya adalah selaput elastis , yang memungkinkan perubahan bentuk yang cukup besar. Pembelahan sel terjadi melalui pembelahan memanjang [Gambar 26.2(a)]. Sekitar waktu dimulainya mitosis, terjadi penggandaan organel sel, termasuk flagela dan aparatus basalnya; pembelahan selanjutnya terjadi melalui sumbu panjang, sehingga organel yang digandakan terbagi rata antara dua sel anak. Cara pembelahan sel ini merupakan ciri khas semua flagelata kecuali yang termasuk dalam Chlorophyta, seperti Chlamydomonas , di mana setiap sel mengalami dua atau lebih pembelahan ganda untuk menghasilkan empat sel anak yang lebih kecil, yang dibebaskan dengan pecahnya dinding sel induk [Gambar 26.2(b)]. Namun, bahkan dalam kasus tersebut, pembelahan internal terjadi pada bidang memanjang. Seperti yang akan kita lihat di bagian selanjutnya, pembelahan memanjang juga terjadi pada protozoa flagelata nonfotosintetik dan merupakan salah satu ciri utama yang membedakan organisme ini dari kelompok utama protozoa lainnya yang memiliki organisme lokomotor seperti flagela, yaitu siliata.

Sebagian besar alga multiseluler tidak bergerak dalam keadaan dewasa. Namun, reproduksi mereka sering melibatkan pembentukan dan pelepasan sel-sel yang bergerak, baik sel reproduksi aseksual ( zoospora ) maupun gamet. Gambar 26.3 menunjukkan pelepasan zoospora dari sel anggota filamen Chlorophyta, Ulothrix ; dapat dilihat bahwa zoospora ini memiliki struktur yang sangat mirip dengan sel Chlorogonium , yang diilustrasikan pada Gambar 26.2(c). Struktur sel reproduksi yang bergerak dari alga multiseluler seringkali mengungkapkan hubungan mereka dengan kelompok flagelata uniseluler tertentu.

Tidak semua alga uniseluler memiliki flagela; beberapa divisi alga juga mengandung anggota uniseluler yang tidak bergerak atau memiliki cara bergerak lainnya. Banyak dari alga uniseluler dan non-flagel ini memiliki sel yang sangat terspesialisasi dan rumit, yang dapat diilustrasikan dengan mempertimbangkan dua kelompok, yaitu desmid dan diatom .

Desmid, anggota Chlorophyta, memiliki Sel yang pipih dan relatif besar, dengan simetri bilateral yang khas (Gambar 26.4). Reproduksi aseksual melibatkan sintesis dua setengah Sel baru di bidang ekuatorial, diikuti oleh pembelahan antara setengah Sel baru untuk menghasilkan dua anakan simetris bilateral, yang masing-masing memiliki Sel yang terdiri dari setengah "lama" dan setengah "baru".

Diatom (Gambar 26.5), anggota Chrysophyta, memiliki dinding organik yang diresapi silika. Arsitektur dinding diatom sangat kompleks; selalu terdiri dari dua bagian yang saling tumpang tindih, seperti bagian-bagian cawan petri. Pembelahan bersifat longitudinal, setiap sel anak mempertahankan setengah dari dinding lama dan mensintesis setengah yang baru.

Meskipun tidak memiliki flagela, beberapa desmid dan diatom dapat bergerak perlahan di atas substrat padat. Mekanisme pergerakan desmid belum diketahui. Pergerakan diatom dilakukan dengan modifikasi khusus dari gerakan ameboid. Pada diatom yang motil, terdapat celah memanjang yang sempit di dinding, yang dikenal sebagai raphe , tempat protoplas dapat melakukan kontak langsung dengan substrat. Pergerakan terjadi karena aliran sitoplasma yang terarah di dalam kanal raphe, yang mendorong sel di atas substrat.

Banyak fosil diatom yang diketahui, karena kerangka silika dindingnya (Gambar 26.6) praktis tidak dapat dihancurkan, dan karena diatom merupakan salah satu kelompok alga utama di lautan, endapan fosil dinding diatom dalam jumlah besar telah terakumulasi di banyak daerah. Endapan ini, yang dikenal sebagai tanah diatom , memiliki kegunaan industri sebagai bahan abrasif dan agen penyaring.

Sebagian besar alga adalah organisme akuatik yang menghuni air tawar atau lautan. Bentuk akuatik ini pada dasarnya hidup bebas, namun alga laut bersel tunggal tertentu telah membentuk hubungan simbiosis yang tahan lama dengan hewan invertebrata laut tertentu (misalnya, spons, karang, berbagai kelompok cacing laut) dan tumbuh di dalam sel hewan inang. Beberapa alga darat tumbuh di tanah atau di kulit pohon. Yang lain telah membentuk hubungan simbiosis dengan jamur, untuk menghasilkan asosiasi alami yang unik, terdiri dari dua anggota yang disebut lumut kerak , yang membentuk koloni yang tumbuh lambat di banyak lingkungan kering dan tidak ramah, terutama di permukaan bebatuan.

Alga laut memainkan peran yang sangat penting dalam siklus materi di Bumi, karena massa totalnya (dan akibatnya aktivitas fotosintesis brutonya) sama dengan semua tumbuhan darat dan mungkin jauh lebih besar. Peran ini sama sekali tidak terlihat jelas, karena alga laut yang paling mencolok, yaitu rumput laut, menempati area yang sangat terbatas di Samudra, menempel pada batuan di zona pasang surut dan perairan pantai dangkal di landas kontinental. Sebagian besar alga laut adalah organisme terapung ( planktonik ) bersel tunggal, terutama diatom dan dinoflagellata, yang tersebar di perairan permukaan Samudra. Meskipun terkadang jumlahnya cukup banyak sehingga memberikan warna cokelat atau merah tertentu pada area laut tertentu, kepadatannya biasanya sangat rendah sehingga tidak ada tanda-tanda keberadaannya yang terlihat jelas. Volume total Samudra Bumi yang sangat besar inilah yang menjadikannya organisme fotosintesis yang paling melimpah.

Kemampuan untuk melakukan fotosintesis memberikan banyak alga kebutuhan nutrisi yang sangat sederhana; dalam kondisi terang, mereka dapat tumbuh di media yang sepenuhnya anorganik. Namun, banyak alga memiliki kebutuhan vitamin tertentu, kebutuhan akan Vitamin B12 sangat umum. Di alam, sumber vitamin ini kemungkinan besar adalah bakteri yang menghuni lingkungan yang sama. Kemampuan untuk melakukan fotosintesis tidak selalu menghalangi pemanfaatan senyawa organik sebagai sumber utama karbon dan energi, dan banyak alga memiliki metabolisme miksotrof.

Bahkan ketika tumbuh di bawah cahaya, alga tertentu (misalnya, alga hijau Chlamydobotrys ) tidak dapat menggunakan CO2 sebagai sumber karbon utama dan oleh karena itu bergantung pada keberadaan asetat atau senyawa organik lain yang sesuai untuk memenuhi kebutuhan karbonnya. Hal ini disebabkan oleh kerusakan pada mesin fotosintesis: meskipun alga ini dapat memperoleh energi dari aktivitas fotosintesisnya, mereka tidak dapat memperoleh daya reduksi untuk mengubah CO2 menjadi bahan organik sel.

Banyak alga yang melakukan fotosintesis normal di bawah cahaya, menggunakan CO2 sebagai sumber karbon, dapat tumbuh dengan baik dalam gelap dengan mengorbankan berbagai senyawa organik; bentuk-bentuk tersebut dapat beralih dari metabolisme fotosintetik ke respirasi, peralihan tersebut terutama ditentukan oleh ada atau tidaknya cahaya. Alga yang sepenuhnya tertutup oleh dinding sel bersifat osmotrof dan bergantung pada substrat organik terlarut sebagai sumber energi untuk pertumbuhan dalam gelap. Namun, sejumlah besar alga uniseluler yang tidak memiliki dinding sel, atau tidak sepenuhnya tertutup olehnya, dapat melakukan fagositosis terhadap bakteri atau mikroorganisme kecil lainnya dan dengan demikian juga menggunakan mode nutrisi fagotrof. Oleh karena itu, tidak tepat untuk menganggap alga sebagai kelompok yang sepenuhnya fotosintetik; sebaliknya, banyak anggota uniselulernya memiliki dan dapat menggunakan kapasitas nutrisi yang menjadi ciri khas dua subkelompok utama protista eukariotik nonfotosintetik, yaitu protozoa dan jamur.

Hilangnya kloroplas dari sel eukariotik adalah peristiwa ireversibel, yang mengakibatkan hilangnya kemampuan fotosintesis secara permanen. Perubahan semacam itu tampaknya telah terjadi berkali-kali di antara kelompok alga uniseluler dengan nutrisi miksotrof, menghasilkan organisme non-berpigmen, yang dapat dikenali dengan jelas berdasarkan karakter seluler lainnya sebagai turunan alga non-fotosintetik. Organisme semacam itu, yang secara kolektif dikenal sebagai leukofita, terdapat di banyak kelompok flagelata, diatom, dan kelompok non-motil di antara alga hijau. Pengenalan leukofita seringkali mudah, karena mereka mungkin telah mempertahankan identitas struktural yang hampir lengkap dengan organisme fotosintetik tertentu. Dalam beberapa kasus, identitas struktural yang hampir sama ini dapat mencakup pelestarian kloroplas vestigial non-berpigmen, serta bintik mata berpigmen. Oleh karena itu, hampir tidak diragukan lagi bahwa organisme non-fotosintetik ini adalah kerabat dekat dari organisme struktural yang setara di antara alga dan telah muncul dari mereka melalui hilangnya kemampuan fotosintesis di masa evolusi yang baru-baru ini. Memang, transisi tersebut dapat dibuktikan secara eksperimental pada strain Euglena tertentu , yang menghasilkan ras yang stabil dan tidak berwarna ketika diobati dengan antibiotik streptomisin atau ketika terpapar dosis kecil radiasi ultraviolet atau suhu tinggi (Gambar 26.7). Ras yang tidak berwarna ini tidak dapat dibedakan dari flagelata euglenid nonfotosintetik yang terjadi secara alami dari genus Astasia .

Klasifikasi leucophytes menimbulkan masalah yang sulit. Dari segi struktur sel, mereka dapat dengan mudah dimasukkan ke dalam divisi alga tertentu, sebagai perwakilan nonfotosintetik, dan klasifikasi ini tidak diragukan lagi merupakan yang paling memuaskan. Namun, karena mereka adalah protista eukariotik uniseluler nonfotosintetik, mereka juga dapat dianggap sebagai protozoa oleh para ahli zoologi. Dengan demikian, leucophytes memberikan contoh pertama dan yang paling mencolok dari suatu kelompok, atau lebih tepatnya serangkaian kelompok, yang jelas merupakan transisi antara dua kelompok utama di antara protista.