Ganggang coklat: karakteristik, taksonomi, habitat, reproduksi

ganggang coklat yang eukariota. Warna khasnya diberikan oleh adanya karotenoid fucoxanthin dalam kloroplas. Mereka menghasilkan laminarin sebagai zat cadangan dan juga dapat menyajikan tanin jelek.

Phaeophyceae terletak di filum Ochrophyta dari sub-kingdom Heterokonta dalam kingdom Protista. Tujuh ordo, 307 genera dan sekitar 2000 spesies telah dikenali.

Sargassum di pantai di Kuba. Penulis: Bogdan Giușcă (Bogdan Giuşcă (bicara)) [Domain publik], dari Wikimedia Commons

Kebanyakan ganggang coklat menghuni lingkungan laut. Hanya delapan genera yang diketahui ada di badan air tawar. Mereka cenderung tumbuh di perairan yang dingin, berombak, dan sejuk. Laut Sargasos (Atlantik) mendapatkan namanya dari sejumlah besar spesies genus Sargassum yang tumbuh di perairannya.

Sejumlah besar asam alginat diproduksi di dinding sel Phaeophyceae, mewakili 70% dari berat alga. Phycocolloid ini banyak digunakan dalam industri sebagai stabilizer dan emulsifier pada makanan, obat-obatan, dan tekstil. Panen dunia ganggang coklat mencapai tiga juta ton per tahun.

Indeks artikel

Karakteristik

Alga coklat adalah organisme multiseluler. Ukurannya berkisar dari beberapa milimeter hingga lebih dari 60 meter atau lebih dalam kasus Macrocystis pyrifera .

Dinding seluler

Sel dikelilingi oleh dinding sel yang terdiri dari setidaknya dua lapisan. Lapisan terdalam terdiri dari mikrofibril selulosa, membentuk struktur utama.

Lapisan terluar adalah mucilaginous dan terdiri dari zat koloid yang disebut phycocolloids. Ini termasuk fucodiano (polisakarida tersulfat) dan asam alginat. Jumlah relatif dari kedua phycocolloids dapat bervariasi antara spesies, bagian tanaman yang berbeda dan lingkungan di mana ia berkembang.

Dalam beberapa kasus dinding sel mungkin memiliki endapan kalsium karbonat dalam bentuk aragonit ( Padina pavonia ).

Kloroplas

Kloroplas bisa dari satu ke banyak. Bentuknya bervariasi, dari laminar ke discoidal atau lenticular.

Mereka terdiri dari kelompok tiga tilakoid yang saling berhubungan oleh lamela zonal. Mereka memiliki empat unit membran. Dua membran terluar adalah retikulum endoplasma (ER).

Membran selubung kloroplas dan retikulum endoplasma dihubungkan oleh tubulus. Dalam beberapa kelompok, membran terluar dari retikulum endoplasma terhubung ke membran inti.

Klorofil a, c 1 dan c 2 hadir dalam plastida ini . Selain itu, ada sejumlah besar karotenoid fucoxanthin, bersama dengan violaxanthin. Dua pigmen terakhir ini bertanggung jawab atas warna coklat alga ini.

Di hampir semua kelompok ada perwakilan dengan pirenoid. Struktur ini adalah massa protein tidak berwarna yang mengandung enzim yang diperlukan untuk beberapa fase fotosintesis .

Pirenoid dari Phaeophyceae berada di luar kloroplas. Mereka mengandung zat granular dan dikelilingi oleh membran retikulum endoplasma yang terkait dengan kloroplas. Sebuah pita polisakarida cadangan terbentuk di sekitar pirenoid.

Florotanin (tanin jelek)

Ganggang coklat menghasilkan tanin tertentu yang terletak di inklusi intraseluler kecil. Flurotanin ini dibentuk di diktiosom aparatus Golgi. Mereka adalah produk dari polimerisasi floroglucinol.

Tanin ini tidak mengandung gula dan sangat mereduksi. Mereka sangat astringen untuk dicicipi. Mereka teroksidasi dengan cepat di udara, menghasilkan phycophaein, pigmen hitam yang memberi warna khas pada ganggang coklat kering.

Florotanin diduga dapat menyerap radiasi ultraviolet dan merupakan komponen dinding sel. Fungsinya yang paling menonjol adalah perlindungan terhadap herbivora. Diketahui bahwa mereka dapat menghambat glukosidase yang diproduksi oleh gastropoda yang datang untuk memakan ganggang ini.

Perkembangan thallus

Thallus alga coklat relatif besar dan kompleks. Berbagai jenis perkembangan dapat terjadi:

-Diffuse : semua sel dalam tubuh tumbuhan mampu membelah. Terbentuk thallus ( Ectocarpus ) yang kurang lebih bercabang .

-Apeks : sel yang terletak pada posisi apikal membelah membentuk tubuh tumbuhan. Thalli yang dikotomis pipih atau flabelate ( Dictyota ).

– Trikotal : sel membelah dan membentuk trikoma ke atas dan thallus ke bawah ( Cutleria ).

– Meristem interkalar r: zona sel meristem membelah ke atas dan ke bawah. Thallus dibedakan menjadi rizoid, stipe dan lamina. Ketebalan dapat terjadi pada stipe karena meristemoid membelah ke segala arah ( Laminaria, Macrocystis ).

– Meristodermis : terdapat lapisan perifer yang terbagi sejajar dengan thallus. Jaringan terbentuk di bawah meristodermis (korteks). Thalli dikotomis, meruncing dan tebal di tengah ( Fucus ).

Habitat

Ganggang coklat hampir secara eksklusif hidup di laut. Hanya beberapa spesies dari delapan genera yang tumbuh di badan air tawar.

Mereka adalah organisme bentik (mereka hidup di dasar ekosistem perairan). Beberapa spesies dari genus Sargassum adalah pelagis (berkembang di dekat permukaan).

Spesies air tawar ditemukan di belahan bumi utara, dengan pengecualian Ectocarpus siliculosus . Spesies kosmopolitan ini umumnya hidup di laut, tetapi telah ditemukan tumbuh di badan air tawar di Australia.

Phaeophyceae laut adalah komponen flora laut pesisir. Mereka didistribusikan dari daerah subpolar ke khatulistiwa. Keragaman terbesarnya terjadi di perairan dingin di zona beriklim sedang.

Kelp (kebanyakan spesies Laminariales) membentuk hutan sub-litoral di zona beriklim sedang, dengan pengecualian Kutub Utara. Spesies pelagis Sargassum membentuk area yang luas di Laut Sargasso yang terkenal di Atlantik.

Taksonomi dan subclass

Ganggang coklat pertama kali diakui sebagai kelompok pada tahun 1836. Ahli botani WH Harvey memisahkan mereka sebagai subkelas Melanospermeae dari kelas Alga.

Kemudian pada tahun 1881 mereka diberi kategori kelas dengan nama Phaeophyceae. Kemudian pada tahun 1933 Kylin membagi alga coklat menjadi tiga kelas: Isogeneratae, Heterogeneratae, dan Cyclosporeae. Proposal ini ditolak oleh Fristsch pada tahun 1945, kembali dianggap hanya satu kelas.

Saat ini Phaeophyceae adalah kelas dalam filum Ochrophyta dari sub-kingdom Heterokonta dari kingdom Protista. Mereka dianggap sebagai garis keturunan yang sangat kuno yang berasal dari 150-200 juta tahun yang lalu.

Alga coklat purba mungkin memiliki perkembangan talus apikal. Kelompok saudaranya adalah Xanthophyceae dan Phaeothamniophyceae.

Dengan informasi dari studi molekuler, Silberfeld et al mengusulkan pada tahun 2014 untuk memisahkan Phaeophyceae menjadi empat subclass, berdasarkan divergensi topologi pohon filogenetik.

Di dalamnya 18 ordo dan 54 keluarga diakui. Sekitar 2000 spesies yang didistribusikan dalam 308 genera telah dideskripsikan.

Subkelas ganggang coklat adalah sebagai berikut:

Diskosporangiophycidae

Thallus filamentous uniseriate dan bercabang, dengan perkembangan apikal. Banyak kloroplas, tanpa pirenoid. Hanya satu pesanan yang disajikan, dengan dua keluarga monogenerik.

Ishigeophycidae

Thallus bercabang, terete atau foliose. Ini adalah pseudoparenchymal, dengan adanya medula dan korteks. Perkembangan apikal thallus. Kloroplas diskoid dan adanya beberapa pirenoid. Dibentuk atas perintah, dengan dua keluarga.

Dictyotophycidae

Mereka menyajikan thallus berfilamen atau pseudoparenchymal. Dengan perkembangan terminal atau apikal. Kloroplas diskoid dan tidak adanya pirenoid. Ini dibagi menjadi empat ordo dan 9 keluarga.

Fucophycidae

Ini adalah kelompok terbesar dalam alga coklat. Thallus cukup bervariasi antar kelompok. Jenis perkembangan thallus leluhur adalah interkalar. Pirenoid terjadi di beberapa perwakilan dari semua kelompok. Itu telah dipisahkan menjadi 12 ordo dan 41 keluarga.

Reproduksi

Ganggang coklat dapat menunjukkan reproduksi seksual atau aseksual. Semua memiliki sel reproduksi piriformis yang bergerak melalui flagela.

Sel reproduksi

Sel-sel reproduksi memiliki dua flagela yang disisipkan secara lateral atau basal. Satu diarahkan ke kutub posterior sel dan yang lainnya menuju kutub anterior. Flagel anterior ditutupi dengan filamen kecil yang tersusun dalam dua baris.

Bintik mata kemerahan hadir di dekat pangkal flagela. Bintik mata adalah fotoreseptor yang memungkinkan terdeteksinya intensitas dan arah cahaya. Hal ini memudahkan sel untuk bergerak agar lebih efisien dalam fotosintesis.

Bintik okular ini dibentuk oleh gumpalan lipid di antara pita tilakoid dan selubung kloroplas. Mereka bekerja seperti cermin cekung yang memusatkan cahaya. Panjang gelombang antara 420 – 460 nm (cahaya biru) paling efektif pada alga coklat.

Reproduksi aseksual

Hal ini dapat terjadi dengan fragmentasi atau melalui propagul. Propagul adalah struktur seluler khusus dengan sel apikal. Sel-sel ini membelah dan membentuk individu baru.

Zoospora (spora aseksual motil) juga diproduksi. Ini diproduksi dalam sporangium dari mana sel-sel haploid dilepaskan. Mereka memunculkan generasi gametofit (haploid).

Reproduksi seksual

Ini bisa karena isogami (gamet yang sama) atau anisogami (gamet yang berbeda). Oogami (gamet betina dan jantan yang tidak bergerak) juga dapat terjadi.

Siklus hidupnya adalah haplodipontik (bergantian generasi diploid dan haploid). Itu bisa isomorfik (kedua generasi serupa) atau heteromorfik (generasi yang berbeda secara morfologis). Tergantung pada kelompoknya, gametofit (haploid) atau sporofit (diploid) dapat mendominasi.

Dalam beberapa kelompok, seperti ordo Fucales, siklus hidupnya adalah diplontik (fase haploid terbatas pada gamet).

Ganggang coklat memiliki dua jenis struktur reproduksi seksual. Beberapa multilokular, hadir dalam gametofit dan sporofit yang memproduksi sel-sel bergerak. Lainnya unilokular, hanya ada pada sporofit, dan menghasilkan spora haploid yang motil.

Hormon seks

Hormon seks (feromon) adalah zat yang diproduksi selama reproduksi seksual. Dalam ganggang coklat mereka memiliki fungsi melakukan pelepasan eksplosif gamet jantan dari antheridia. Mereka juga menarik gamet jantan ke gamet betina.

Hormon-hormon ini adalah hidrokarbon tak jenuh. Mereka sangat mudah menguap dan hidrofobik. Sangat sedikit jumlah yang dilepaskan per sel per jam.

Persepsi feromon dikaitkan dengan sifat hidrofobiknya yang dirasakan oleh sel penerima (gamet jantan). Daya tarik tidak bekerja lebih dari 0,5 mm dari gamet betina.

Makanan

Alga coklat adalah organisme autotrofik . Hasil akumulasi fotosintesis adalah manitol. Senyawa cadangan jangka panjang adalah laminarin (polisakarida glukan).

Konsentrasi manitol dalam sel dapat meningkat atau menurun terkait dengan salinitas media. Ini berkontribusi pada proses osmoregulasi alga dan tampaknya tidak dikondisikan oleh fotosintesis.

Kapasitas fotosintesis ganggang coklat dirangsang oleh cahaya biru. Fenomena ini hanya terjadi pada kelompok ini dan meningkatkan efisiensinya untuk menangkap karbon dioksida. Ini mungkin terkait dengan jenis pigmen yang ada di kloroplas Anda.

Referensi

  1. Forster RM dan MJ Dring (1994) Pengaruh cahaya biru pada kapasitas fotosintesis tanaman laut dari kelompok taksonomi, ekologi dan morfologi yang berbeda, Eropa. Jurnal Phycology, 29: 21-27.
  2. Lee R (2008) Fikologi. Edisi keempat. Cambridge University Press, Inggris. 547 hal.
  3. Reviers B, F Rousseau dan S Draisma (2007) Klasifikasi Phaeophyceae dari tantangan masa lalu hingga masa kini dan masa kini. Dalam: Brodie J dan J Lewis. Mengungkap alga, masa lalu, sekarang dan masa depan alga sistematis. CRC Press, London. Hal 267-284.
  4. Silberfeld T, M Racault, R. Fletcher, A Couloux, F Rousseau dan B De Reviers (2011) Sistematika dan sejarah evolusi taksa bantalan pirenoid pada alga coklat (Phaeophyceae), European Journal of Phycology, 46: 361-377.
  5. Silberfeld T, F Rousseau dan B De Reviers (2014) Klasifikasi terbaru ganggang coklat (Ochrophyta, Phaeophyceae). Cryptogamie, Algologi 35: 117-156.