GLONY, BIOLOGIA ═══════════════
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Tom 58 2009
Numer 1–2 (282–283)
Strony
173–178
M
ałgorzata
S
itkowSka
, k
atarzyna
B
oBrukiewicz
Katedra Algologii i Mikologii
Zakład Algologii
Uniwersytetu Łódzkiego
Banacha 12/16, 90-237 Łódź
E-mail: malsit@biol.uni.lodz.pl
k_bobrukiewicz@o2.pl
DesmiDie — najpiękniejsze glony świata
wstęp
Desmidie należą do zielenic, drugiej pod
względem liczby taksonów gromady glonów,
najbardziej zróżnicowanej pod względem
wielkości i kształtów komórek, a także orga-
nizacji morfologicznej plechy. w gromadzie
tej spotykamy organizmy jednokomórkowe,
tworzące cenobia lub kolonie, występujące
w postaci nici prostych i rozgałęzionych lub
przypominające swym pokrojem rośliny na-
czyniowe. podobne zróżnicowanie morfolo-
giczne spotykamy u desmidii. nazwa ich po-
chodzi od greckiego słowa „
desmos
”, co zna-
czy „łącze” (t
oMaSzewicz
2005). każda ko-
mórka zbudowana jest z dwóch półkomórek
symetrycznych względem przesmyka — czyli
właśnie „łącza”.
Desmidie, to grupa glonów licząca oko-
ło 4 tysięcy gatunków, zasiedlająca głównie
zbiorniki słodkowodne, od obszarów poło-
żonych w klimacie umiarkowanym po eko-
systemy stref tropikalnych i arktycznych.
glony te najlepiej rozwijają się w tempe-
raturze 10–30
˚
C (r
ůžička
1977), znane są
także przykłady „zakwitów” niektórych ro-
dzajów (np.
Tetmemorus)
w wodzie o tem-
peraturze 0
˚
C.
Desmidie występują zwykle jako pojedyn-
cze komórki, pośrodku których znajduje się
zwężenie — przesmyk (isthmus), który dzieli
je na dwie półkomórki. pomiędzy nimi jest
zatoka — (sinus) (Ryc. 1). Cechy te odróżnia-
ją desmidie od innych glonów.
komórki niektórych rodzajów, np.
Clo-
sterium
, nie są przewężone. półkomórki
gatunków rodzaju
Micrasterias
i
Euastrum
mają liczne, symetrycznie rozmieszczone
wcięcia i płaty. większość komórek de-
smidii zbudowana jest symetrycznie w sto-
sunku do 2, 3 lub 4 płaszczyzn symetrii.
osobniki należące do rodzajów np:
Actino-
taenium, Cosmarium, Cosmoastrum, Eu-
astrum, Micrasterias, Staurastrum, Xanthi-
dium
są zwykle symetryczne względem osi
poprzecznej — przechodzącej przez środek
przesmyka (isthmus) i względem osi po-
dłużnej przechodzące przez przeciwległe
bieguny komórki.
w każdej połówce komórki desmidii wy-
stępuje przeważnie jeden chloroplast osio-
wy lub przyścienny, z jednym lub licznymi
pirenoidami. jądro z jednym, lub rzadziej, z
kilkoma jąderkami, leży zwykle w przesmy-
ku. U rodzajów
Closterium
i
Pleurotaenium
na końcach komórek występują wakuole z
kryształkami gipsu (k
adłuBowSka
1975).
Ryc. 1. schemat budowy komórki desmidii (ryc.
k. Bobrukiewicz).
174
M
ałgorzata
S
itkowSka
, k
atarzyna
B
oBrukiewicz
CeChy taksonomiCzne DesmiDii
kształt komóRki
komórki desmidii wykazują ogromną róż-
norodność kształtów (Ryc. 2). obserwujemy
często komórki złożone z dwóch elipsoidal-
nych półkomórek (
Cosmarium
), długie wal-
cowate (
Pleurotaenium
), długie mniej lub
bardziej sierpowato wygięte, nie posiadające
w środku przewężenia (
Closterium
) czy o
półkomórkach posiadających rozmieszczone
symetrycznie wcięcia, dzielące je na mniejsze
lub większe płaty, często zakończone kolca-
mi (
Euastrum, Micrasterias
).
Ryc. 3. Różne wielkości i kształty przesmyka i
zatoki.
a.
Cosmoastrum hirsutum,
b.
Staurastrum margari-
taceum
pow. x 400, c.
Xanthidium armatum
pow.
x 350 (fot. m. sitkowska).
chołkiem (szczytem). wymieniony gatunek
Cosmarium cucumis
posiada zatokę szeroko
odkrytą, ze ściętym, zaokraglonym szczytem
(P
alaMar
-M
ordvinceva
1982).
BUDowa i skUlptURa śCiany komóRkowej
ściana komórkowa desmidii jest zwykle
dwu- lub wieloczęściowa (np. w rodzaju
Clo-
sterium).
U wielu posiada ornamentację w
postaci prążków, dołków, kolców i broda-
wek (Ryc. 4). w ścianie komórkowej zawsze
występują pory (nie zawsze widoczne w mi-
kroskopie świetlnym), które służą do wydzie-
lania galarety, dzięki czemu desmidie mogą
poruszać się po podłożu.
po raz pierwszy ich ruch obserwowany
był przez ehrenberga (1828) (za t
oMaSzewicz
2005) u przedstawicieli rodzaju
Closterium
co
spowodowało, że organizmy te były początko-
wo zaliczane do zwierząt
.
pogląd ten został
jednak w krótkim czasie odrzucony przez
meyena (1929) (za t
oMaSzewicz
2005), który
wykrył w komórkach desmidii obecność skro-
bi. stanowiło to niezbity dowód ich roślinne-
go pochodzenia (t
oMaSzewicz
2005).
Ryc. 2. Bogactwo kształtów komórek desmidie.
a.
Cosmarium botrytis,
c.
Euastrum bidentatum
pow. x 400, b
. Pleurotaenium ehrenbergii
pow.
x100 (fot. m. sitkowska).
wymiaRy komóRki
wymiary komórek desmidii są bardzo
zróżnicowane. najmniejsze, to najczęściej
przedstawiciele rodzaju
Cosmarium,
których
komórki mogą mieć tylko 10 µm długości.
Do największych należą osobniki rodzaju
Micrasterias,
których komórki mogą osią-
gać długość 300–400 µm,
Pleurotaenium
o
długości komórek do 1020 µm oraz
Closte-
rium —
długość komórek niektórych przed-
stawicieli tego rodzaju może wynosić nawet
1300–1500 µm (r
ůžička
1977).
pRzesmyk (isthmUs) i zatoka (sinUs)
wielkość przesmyka (isthmus) i kształt
zatoki (sinus) są ważnymi cechami takso-
nomicznymi takich rodzajów jak np.
Co-
smarium, Cosmoastrum, Staurastrum
czy
Xanthidium
(Ryc. 3). Różnice między nimi
widoczne są szczególnie w rodzaju
Cosma-
rium
, gdzie szerokość przesmyka wynosi od
kilku, np.
Cosmarium pseudoexiguum
Racib.
— 1,5 µm, do kilkudziesięciu µm, np.
Cosma-
rium cucumis
(Corda) Ralfs — 43 µm. zato-
ka może być długa lub krótka, zakryta lub
odkryta, z ostrym lub zaokraglonym wierz-
Ryc. 4. Budowa ściany komórkowej
Cosma-
rium.
a. w mikroskopie świetlnym pow. x 400 (fot. m. sit-
kowska), b. w elektronowym mikroskopie skaningo-
wym pow. x 600 (fot. t. lesiak).
175
Desmidie — najpiękniejsze glony świata
kRótka ChaRakteRystyka wyBRanyCh
RoDzajów DesmiDii
ważną cechą taksonomiczną liczącego
około 300 gatunków rodzaju
Closterium
jest
kształt zakończeń komórki (apex) oraz liczba
pirenoidów występujących w chloroplastach
(Ryc. 5). komórki
Closterium
są pojedyncze,
około 2–150 razy dłuższe niż szersze (prze-
krój poprzeczny zawsze ma dokładnie koli-
sty kształt), zazwyczaj sierpowato wygięte,
bardzo rzadko całe są proste. w odróżnieniu
od przedstawicieli innych rodzajów nie mają
środkowego przewężenia. komórki i apex
(koniec, szczyt komórki) są bardzo zróżnico-
wane, nie posiadają kolców ani brodawek.
ściana komórkowa osobników tego rodza-
ju może być bezbarwna lub posiadać kolor
intensywnie brązowy. może być gładka lub
posiadać ustawione w rzędy punkty, widocz-
ne w mikroskopie świetlnym jako prążki. w
chloroplaście występuje zwykle kilka pireno-
idów, których liczba oraz ułożenie w komór-
ce, jest ważną cechą charakterystyczną rodza-
ju
Closterium
.
Cechą charakterystyczną desmidii należą-
cych do rodzaju
Micrasterias
jest liczba pła-
tów występujących w półkomórce (Ryc. 6).
w każdej półkomórce
Micrasterias
wyróżnia-
my płat biegunowy i 1–5 płatów bocznych,
zakończonych nieraz kolcami (Ryc. 7).
przy identyfikacji desmidii bierze się pod
uwagę widok komórki z góry i z boku. po-
zwala to na odróżnienie rodzajów np.
Co-
smarium
i
Staurastrum
(
Cosmarium
ma za-
wsze widok z góry w postaci owalnej, nato-
miast
Staurastrum
zawsze w postaci trójkąta,
czworokąta lub gwiazdki (pięcio- lub sześcio-
ramiennej) (Ryc. 8).
oprócz desmidii jednokomórkowych, glo-
ny te występują także w postaci nitkowatych
cenobii (
Bambusina, Hyalotheca
) (Ryc. 9).
Ryc. 6. zróżnicowanie morfologiczne komórek
rodzaju
Micrasterias
(fot. m. sitkowska).
Ryc. 7. schemat podziału półkomórki
Micraste-
rias
na płaty (r
ůžička
1981).
Ryc. 8. Różnice w budowie komórek desmidii
(r
ůžička
1977).
Ryc. 9. przykłady desmidii nitkowatych.
a.
Bambusina brebissonii
, b.
Hyalotheca neglecta
pow. x 400 (fot. m. sitkowska).
Ryc. 5. kształty komórek i liczba pirenoidów w
rodzaju
Klosterium
(fot. m. sitkowska).
176
M
ałgorzata
S
itkowSka
, k
atarzyna
B
oBrukiewicz
RozmnaŻanie
Desmidie mogą rozmnażać się zarówno
przez podział wegetatywny komórki, jak i
płciowo w procesie koniugacji (Ryc. 10). w
czasie podziału komórki na dwie potomne,
przegroda poprzeczna powstaje zawsze po-
środku komórki, a więc w przesmyku. po-
wstanie przegrody poprzedzone jest podzia-
łem jądra. przegroda poprzeczna rozdziela
komórkę na dwie części. każda z tych czę-
ści przybiera stopniowo kształt półkomórki
macierzystej. w czasie podziału wegetatyw-
nego, półkomórki organizmu macierzystego
oddalają się od siebie w miarę wzrostu po-
tomnych półkomórek, ale rozłączają się do-
piero po osiągnięciu przez nie rozmiarów
półkomórek macierzystych. ściana komórko-
wa dwu połówek jednej komórki jest więc
różnego wieku.
Rozmnażanie płciowe znane jest tylko u
nielicznych gatunków. w wyniku połącze-
nia poruszających się amebowatym ruchem
gamet powstaje zygota. otacza się ona trój-
warstwową ścianą i przechodzi w stan spo-
czynku. zygospory mają rozmaite kształty i
kiełkują po podziale redukcyjnym jądra. kieł-
kująca zygospora wytwarza, w zależności od
liczby degenerujących jąder, dwie lub jedną
haploidalną roślinę (k
adłuBowSka
1975).
Ryc. 10 schemat cyklu rozwojowego
Cosma-
rium
(z lewej rozmnażanie wegetatywne, z
prawej rozmnażanie płciowe) (P
odBielkowSki
1972, za zgodą autora).
występowanie i gRUpy ekologiCzne
Desmidie, to glony występujące głównie
w wodach stałych, szczególnie w kwaśnych
oligotroficznych ekosystemach torfowisk
mszarnych i przejściowych. nieliczne tak-
sony pojawiają się również w siedliskach
eutroficznych bądź mezotroficznych. nie-
wiele taksonów spotyka się w rzekach czy
strumieniach, natomiast wiele spośród de-
smidii, to gatunki rozwijające się wśród
mchów, roślin naczyniowych zanurzonych
w wodzie, na wilgotnych skałach czy na
korze drzew.
w zależności od siedliska, w którym wy-
stępują, gatunki desmidii wykazują różną
tolerancję na czynniki fizyczno-chemiczne.
występujące we florze torfowisk mszar-
nych desmidie to głównie taksony acydofil-
ne i sfagnofilne, preferujące określony cha-
rakter siedliska (k
owalSki
2005).
gatunki te mają jednak różny zakres to-
lerancji w odniesieniu do odczynu siedliska,
jak i zawartości różnych składników mine-
ralnych wód. r
ůžička
(1977) podaje, że nie-
które desmidie znajdowane były w wodach
o ph=3, inne występowały w zbiornikach
gdzie odczyn wody wynosił 11–12.
Desmidie, to głównie glony bentosowe,
rzadziej planktonowe. nieliczne są gatunki
aerofityczne zasiedlające korę drzew (epi-
floefity) lub rosnące na skałach (litofity), a
także edafofityczne żyjące na powierzchni
gleby (safofity).
typowymi formami planktonowymi jest
stosunkowo niewielki procent taksonów
występujących wśród desmidii, np.
Clos-
terium limneticum
lemm.,
C. aciculare
t.
west czy
C. strigosum
Bréb. gatunki plank-
tonowe odznaczają się komórkami zwykle
wydłużonymi o ścianie gładkiej, stosunko-
wo niewielkimi rozmiarami, bądź otoczo-
ne są warstwą śluzu zmniejszającą ciężar
właściwy ich komórek. Desmidie plankto-
nowe mogą występować jako formy jedno-
komórkowe głównie z rodzaju
Cosmarium,
Staurodesmus, Staurastrum, Arthrodesmus
i
Xanthidium
oraz formy nitkowate np.
Hyalotheca, Spondylosium, Sphaerozosoma
(k
owalSki
2005).
177
Desmidie — najpiękniejsze glony świata
większość desmidii, to organizmy związa-
ne z dnem zbiorników wodnych. Często po-
rastają także makrofity zanurzone w wodzie
lub mchy porastające brzegi ekosystemów
wodnych. mogą występować wśród glonów
nitkowatych, tworząc z nimi tzw. pło, uno-
szące się na powierzchni zbiornika.
znaCzenie DesmiDii
Desmidie, tak jak wszystkie glony, należą
do organizmów autotroficznych, których zna-
czenie dla przyrody i gospodarki człowieka
jest olbrzymie. Dzięki procesowi fotosynte-
zy wzbogacają one zbiorniki wodne w tlen.
Desmidie są także doskonałym źródłem po-
karmu dla organizmów wodnych stanowiąc
pierwsze ogniwo łańcucha pokarmowego w
tych ekosystemach
.
określone preferencje desmidii do wa-
runków siedliskowych przyczyniły się do
wykorzystywania ich jako bioindykatorów.
współczynniki thumarka i nygarda (k
awec
-
ka
i e
loranta
1994) określają trofię zbiorni-
ków wodnych na podstawie stosunku liczby
taksonów desmidii do liczby innych grup
glonów. na podstawie badań dotyczących
ilościowości, różnorodności gatunkowej, a
zwłaszcza obecności gatunków o wąskich
wymaganiach ekologicznych, „można z dużą
dokładnością określić właściwości fizyczno-
chemiczne i troficzne danego ekosystemu
torfowiskowego” (M
atuła
1995).
zimowe zakwity niektórych desmidii, czy-
li ich masowe występowanie pod śniegiem
sprawia, że są one jedynym pokarmem w zi-
mie, w stawach czy jeziorach.
w komórkach niektórych gatunków ro-
dzaju
Closterium
wykryto substancję podob-
ną do penicyliny, co może przyczynić się do
prowadzenie badań nad wykorzystaniem tych
glonów w medycynie (P
alaMar
-M
ordvinceva
1982).
Desmidie, glony o mikroskopijnych wy-
miarach, doskonałą symetrią komórek, róż-
norodnością form i kształtów oraz wspaniałą
barwą chloroplastów, mogą konkurować z
najpiękniejszymi roślinami naczyniowymi.
DesmiDs — the most BeaUtifUl algae in the woRlD
summary
Desmids (
Desmidiaceae
) belong to green algae,
the second, in terms of the amount of taxa, class of
algae. this class is considered to be the most diverse
in terms of the size and the shape of cells and the or-
ganization of the thallus. Desmids are also a peculiar
group of algae which settle mainly acidic, oligotroph-
ic bog ecosystems. only small group of taxa can also
appear in eutrophic or mesotrophic habitats.
Desmidiaceae
are mainly represented by the
benthic forms, rather than planktonic. there are also
known aerophytic species which live on the tree
bark, rocks and edafophytic species which live on
the soil surface. apart from the single-celled desmid
species, these algae can also appear in the form of
filiform colonies.
the main taxonomic features, which are essen-
tial to the identification of the taxa, are: the shape
and the size of the cell, the size of
isthmus
and the
shape of
sinus
, the structure and sculpture of the
cell wall (plain, nodular, thorns). the other very
important taxonomic feature in the genus
Closteri-
um
is the shape of the cell endings (
apex
) and the
number of the pirenoids in the chloroplasts. in the
desmids identification process it is essential to take
into consideration the top view of the cell.
Desmids can reproduce either by the division
of the cell or sexualy by conjugation. however the
sexual reproduction is characteristic only in small
group of desmid species.
Desmids are primary organic matter producers
in water ecosystems considered to be the basis of
the food chain in waters.
liteRatURa
k
adłuBowSka
J. z.
,
1975.
Zarys algologii.
pwn, war-
szawa, 502.
k
awecka
B., e
loranta
P. v., 1994.
Zarys ekologii
glonów wód słodkich i środowisk lądowych
.
pwn, warszawa.
k
owalSki
w. w. a., 2005.
Fykoflora desmidii na tle
warunków troficznych siedlisk.
[w:]
Desmidie
— Desmidiacae.
B
urchardt
l. (red.). 15-ta mię-
dzynarodowa ekologiczna szkoła letnia. Uam,
poznań, 19–24.
M
atuła
J., 1995.
Warunki troficzne glonów torfo-
wiskowych na obszarze Dolnego Śląska.
zesz.
nauk. akad. Roln. wrocław 265, 1–135.
P
alaMar
-M
ordvinceva
g. m., 1982
. Zelenye vodorosli
klass konjugaty. Porjadok desmidevye. Oprede-
litel presnovodnych vodoroslej SSSR.
izd. nauka,
leningrad 11, 620.
[ Pobierz całość w formacie PDF ]