אצות אדומות: מאפיינים, טקסונומיה, רבייה, תזונה - ביולוגיה - 2025

אצות אדומות או Rhodophytas הן מערכה של אורגניזמים השייכים לממלכה פרוטיסטים מאופיינים בצבע אדמדם בשל נוכחותם בתאיהם של Phycoerythrin הפיגמנט.

זה תואר בשנת 1901 על ידי הבוטנאי האוסטרי ריצ'רד ווטשטיין. זהו פילומה הכולל בסך הכל שני תת-תאים: Cyanidiophyna ו- Rhodophytina. הראשון כולל כיתה אחת, ואילו הקבוצות השנייה שש.

אצות אדומות. מקור: מאת Budhiargomiko, מתוך Wikimedia Commons

הם מעדיפים בתי גידול ימיים, אפילו ממלאים תפקיד חשוב ביצירת שוניות אלמוגים. חלקם מפתחים נוטלים כמצעים אצות אחרות או קליפות של בעלי חיים כמו גומי חזה (חלזונות) או דו-חיים (מולים, צדפות).

קבוצת האצות האדומות היא אחת הנחקרות ביותר, מכיוון שהיא מספקת מספר רב של יתרונות לבני אדם: בתחום הבריאות, הקוסמטיקה והמחקר הביוטכנולוגי.

טקסונומיה

תחום: אוקריה

ממלכה: Protista

קצה: רודופיט

מאפיינים כלליים

רודופיטה הפילום מהווה קבוצה גדולה למדי ומגוונת של אורגניזמים שלעתים יש מאפיינים שונים זה מזה.

מנקודת מבט מורפולוגית יכולים אורגניזמים אלה להופיע במראה שונה: הסתעפות דמוי עצים, בצורת צילינדר או ברמידות רחבות. ו

בין מבני האצות עצמם אנו יכולים להזכיר את התאלוס, שהוא גוף האצות עצמו, ואת ה רזואיד, שהוא מבנה המקביל לשורשי הצמחים.

כמו כן, לחלקם מבנים המכונים קנוקנות, המאפשרים להם להידבק לאלמנטים שונים של בית הגידול או לאצות אחרות.

מבנה תאים

בנוגע למבנה התאית, ניתן למצוא בקצה זה אורגניזמים חד-תאיים (נוצרים על ידי תא בודד), ועד אורגניזמים רב-תאיים (נוצרים על ידי יותר משני תאים).

מכאן ניתן להסיק כי בין האצות האדומות ישנם כמה מיקרוסקופיים ואחרים גדולים במיוחד. עד כדי כך שהם אפילו מגיעים לאורך העולה על מטר

קיר סלולרי

התאים מסוג זה של אצות דומים לאלה של צמחים, מכיוון שיש להם מבנה פנימי המכונה דופן התא. זה מורכב מביו-פולימר הידוע בשם התאית.

כמו כן, לתאים יש שכבה חיצונית, מעל דופן התא, המורכבת מפחמימות ריריות. תפקידם של תאים אלה הוא שהרקמות קומפקטיות.

תאים אלה אינם מבודדים אחד מהשני, אך מכיוון שבתחומים מסוימים דופן התא של כל תא אינה מפותחת באופן מלא, הדבר גורם ליצירת קשר בין תאים, דרכם יכול להיות החלפה של חומרים שונים. זה מאפיין דיפרנציאלי לקבוצה זו.

כלורופלסטים

באופן דומה, בקרב האברונים התאיים הנמצאים בתאים שלהם, אנו יכולים להזכיר כלורופלסטים, אשר במקרה של אצות אדומות יש קרום כפול אשר התילקואידים שלהם אינם מקובצים, כמו בכל הצמחים בהם הם נמצאים. הם מקבצים יחדיו ויוצרים מבנים המכונים גרנאות.

צנטריולים

באופן דומה, בתוך תאים, ניתן להבחין בהיעדר המשמעותי של אברון חשוב בתהליך המיטוזה אצל יצורים חיים אחרים: הצנטרולים.

לגבי מבנה התא הסלולרי, התאים של הרודופיאס יכולים להציג גרעין בודד, כמו גם להיות רב-ספיגה.

פיגמנטים

כידוע, פיגמנטים שונים ממוקמים בתוך כלורופלסטים, כאשר הידוע ביותר הוא הכלורופיל. כלורופיל מסוג A ניתן למצוא בכלורופלסטים שיש לתאים מסוג זה של אצות, כמו גם קרוטנואידים ופיגמנטים נלווים אחרים כמו קסנטופילים, פייקרוארין ופיקוציאנין.

הצבע האדמדם האופייני של אצות אלה נובע מהעובדה שהירוק של הכלורופיל מוסווה על ידי פייקרואריטין ופיקוצינין, בשל העובדה כי פיגמנטים אלו סופגים אור כחול, אשר חדירה רבה יותר למים.

חומר מילואים

תאי האצות הללו אוגרים חומר המכונה עמילן פרחוני, שהוא ייחודי ובלעדי לחברי הפילה רודהופיטה.

פחמימה זו היא תוצר של תהליך הפוטוסינתזה ונשאר מאוחסן בתאים שלך. האחסון מתרחש בגרגירים המסודרים בציטופלזמה, בסביבת הכלורופלסטים.

ניידות

Rhodhophytas הם אורגניזמים שקועים ונטולי תנועה. הם אינם מציגים דגלים באף אחד משלבי מחזור חייהם.

בית גידול

רוב מיני האצות האדומות נמצאות במערכות אקולוגיות ימיות. עם זאת, ישנם כמה מערכות ייחודיות למערכות אקולוגיות של מים מתוקים. הם בשפע במיוחד במים ממוזגים וחמים.

ישנם מינים שיש להם את היכולת לקשור סידן פחמתי, מה שהופך אותם לחברים חיוניים בשוניות האלמוגים.

תְזוּנָה

חברי הפילה רודהופיטה הם אוטוטרופים. המשמעות היא שהם מסוגלים לסנתז את החומרים המזינים שלהם, במיוחד באמצעות תהליך הפוטוסינתזה.

אצות אדומות מבצעות פוטוסינתזה חמצן, שם המים הם תורם האלקטרונים הראשי, ובכך משחררים חמצן כתוצר לוואי. סוג זה של פוטוסינתזה מורכב משני שלבים מובחנים היטב: הפוטוכימיה והביוסינתטית.

שלב פוטוכימי

המצעים הנדרשים לצורך התרחשות שלב זה הם מים, ADP (אדנוזין דיפוספט) ו- NADP (ניקוטין-דיפוספט). בשלב זה הדבר הראשון שקורה הוא ספיגת אור שמש על ידי מולקולות כלורופיל.

תוצר של האנרגיה שמשתחררת שם, מולקולת המים מופרדת, החמצן משתחרר. זה גם תורם 2 e ^- שאחרי שהוא עובר דרך שרשרת הובלת האלקטרונים מייצר NADPH + H ⁺ .

שלב ביוסינתטי

המצעים הדרושים לשלב זה יתקיימו הם: פחמן דו חמצני (CO2), ATP ו- NADPH. זה ידוע גם בשם מחזור קלווים או מחזור הפנטוזות.

זהו תהליך מחזורי אליו נכנס CO2, כמו גם ATP ו- NADP המתקבלים מהשלב הפוסוטינטטי. במחזור זה נוצר באמצעות סדרת תגובות החומר המילואים של האצות האדומות, העמילן הפלורדיאני, NADP ⁺ ו- ADP.

שִׁעתוּק

לאצות אדומות יש שני סוגים של רבייה: א-מיני ומיני. לגבי רבייה א-מינית זה יכול להיות דרך שני תהליכים: ספורולציה או פיצול תאלוס.

רבייה א-מינית

במקרה של ספורולציה, נוצרים מונוספוריות בכל תא בענפים מסוימים. כל נבג מסוגל ליצור יצור חי חדש.

באופן דומה, באצות המתרבות לא-מיניות על ידי פיצול של התאלוס (גוף האצות), חלק מהאצות נפרד מהגוף וממנו ניתן ליצור אורגניזם מבוגר פונקציונלי לחלוטין.

רבייה א-מינית היא תהליך בו הורה מייצר צאצאים בדיוק כמוהו, מבחינה גופנית וגנטית.

רבייה מינית

רבייה מינית מתרחשת בתהליך המכונה oogamy. זה מורכב מהפריה של גאמט נשי שאינו נייד, על ידי גאמט גברי נייד.

כפי שניתן לצפות, מכיוון שמדובר בתהליך של רבייה מינית, מתרחשת חילופי חומרים גנטיים בין שני הגימטאות.

הגאמט הנשי של הרודהופיטאס הוא גדול ונטול תנועה, ואילו הגאמט הזכרי קטן ועובר על ידי זרם המים, מכיוון שאין לו סמל.

הגאמט הזכרי, הידוע בשם spermatium, מגיע לגמטנגיום הנשי ומפרה אותו. יש לו נימה לקולטנים לגבר הנקרא טריכוגיניה.

מעגל החיים

כדי להבין את מחזור החיים של האצות האדומות (מהמורכבות בטבע), יש לדעת ולהבין שני מונחים:

• גמטופיט: זהו הדור המיני המטופל (עם מחצית העומס הגנטי של המין)
• Sporophyte: זהו השלב הדיפלואידי (עם העומס הגנטי המלא של המין) רב-תאי של אצות וצמחים שיש להם מחזורים עם דורות מתחלפים.

לאחר קביעת זה ניתן לומר כי לרודהופיטס יכולים להיות שני סוגים של מחזורים ביולוגיים: digenetic ו trigenetic. זה תלוי במורכבות המין.

מחזור העיכול

זה מוצג, למשל, על ידי המין Phophyra linearis, סוג של אצות אדומות. במחזור מסוג זה ישנם שני דורות המתרחשים: גמטופיט וספורופיט. הראשון הוא הדומיננטי.

הגמטופיט מייצר גמטות, נקבות וזכריות. כאשר מתרחשת הפריה נוצר הספורופיט. זה בתורו יביא נבגים שמהם, עם הזמן, נובטים gametophytes חדשים.

חשוב להבהיר כי גם הגמטופיט וגם הנבגים הם בעלי תועלת, ואילו הספורופיט הוא מבנה דיפלואידי.

מחזור טריגנטי

במחזור מסוג זה ישנם שלושה דורות: קרפוספורופיטים, טטרספורות וגמטופיט. הקרקוספורופיטים הם דיפלואידים והטטרספורות והגמטופיט הם פרי.

הטטרasporphyte, באמצעות תהליך המיוזה, מייצר נבגים, המקובצים ארבע על ארבע (טטרספורות). כל נבג מייצר גמטופיט.

כצפוי, כל גמטופיט מייצר גמטות נשיות לא ניתנות וגמטות גברים ניידים. אלה משתחררים, בעוד הנקבה נשארת בגמטופיט.

מחזור חיים של אצה אדומה (Chondrus crispus). מקור: Chondrus ב- en.wikipedia, מתוך ויקימדיה

ברגע שמתרחשת הפריה נוצר זיגוטה דיפלואידית, המכונה קרפוספורופיט, המתפתחת בגמטופיט הנשי. מבנה זה מייצר נבגים המכונים קסקוספורס, הנובעים ומקורם בדור הראשון של המחזור, הטטראספורופט.

יישומים

אצות אדומות שימשו בני אדם במשך מאות שנים, בשל היתרונות והשימושים הרבים שיש להם.

הם מקור אגר

אגר הוא חומר ג'לטיני שמשמש בתחומים שונים. במיקרוביולוגיה הוא משמש כמדיום תרבות, באזור הגסטרונומי כחומר ג'לינג ובביולוגיה מולקולרית הוא משמש בתהליך האלקטרופורזה של ג'ל אגרוז ובכרומטוגרפיה של הרחקה מולקולרית.

אצות אדומות מכילות כמות גדולה של ריריות. אלה הם הבסיס לייצור אגר.

התהליך להשגת אגר הוא די פשוט. קודם כל, עליהם לייבש בשמש. לאחר מכן שקוע במים חמים עם פתרון בסיסי כלשהו. לאחר מכן הם נשטפים היטב במים קרים וחומצה גופרתית מתווספת בכדי לגרום להם לאבד בסיסיות ונתרן היפוכלוריט כדי להבהיר אותם.

הם מבושלים במשך שעתיים, בסופם מיוצר המוצר. זה נתון לתהליך סינון. ברגע שמתקבל הפילטר, מתבצע תהליך המילוי, ומקרר אותו לטמפרטורות שונות. לאחר מכן נלחצים ומייבשים באמצעות אוויר חם. לבסוף הוא נטחן ונשאב לארוז.

יתרונות בריאותיים

אצות אדומות הן מקור לכמה תרכובות אשר מועילות מאוד בתעשיית התרופות.

ראשית, הם מקור מוכר ליוד. זהו אלמנט שמשמש כבר שנים לטיפול במצבים של בלוטת התריס כמו זפק.

באופן דומה, לאצות אדומות יש השפעות נוגדות חמצון ואנטי-ויראליות מוכחות. מלכתחילה, הם מסוגלים להפחית את ההשפעה השלילית של הרדיקלים החופשיים בתאים, בנוסף לעידוד ייצור האינטרפרון על מנת להילחם נגד חומרים נגיפיים הנכנסים לגוף.

מחקרים אחרונים הראו כי לאצות אדומות יש מידה מסוימת של השתתפות בחסימה של אנזים שמתערב בתהליך של יתר לחץ דם עורקי, ובכך מצליחה לשלוט בפתולוגיה זו.

כמו כן, אצות אדומות עשירות בסידן וויטמין K. סידן הוא תוסף חשוב במניעת פתולוגיה הפוגעת יותר אנשים בכל יום: אוסטאופורוזיס. לוויטמין K תכונות חשובות הקשורות לתהליך קרישת הדם ובכך מונע דימום.

תעשיית הקוסמטיקה

אצות אדומות נמצאות בשימוש נרחב בתעשיית הקוסמטיקה בגלל מרכיביה והיתרונות הפוטנציאליים של אלה.

לדוגמה, אצות מינים של Chondrus crispus משמשים בייצור של מוצרי לחות, מגנים ומעוררי חלב. כמו כן, מין אחר, Gracilaria verrucosa, עשיר מאוד באגר המשמש לייצור מוצרי טיפוח שונים.

באופן דומה, אספרגופסיס ארמטה, מין אחר של אצות אדומות, נמצא בשימוש נרחב בייצור מוצרים לחות ומחדש, כמו גם במוצרים לעור רגיש ומוצרים לילדים.

הפניות

1. Adl, SM ואח '. 2012. הסיווג המתוקן של האוקריוטות. Journal of Eukaryotic Microbiology, 59 (5), 429-514
2. מים מתוקים, וו. (2009). רודופיטה. אצות אדומות. נלקח מ: tolweb.org/ Rhodophyta
3. Mouritsen, O. (2013). מדע האצות האדומות. נלקח מ: americanscientist.org/article/the-science-of-sweeds.
4. Quitral, V., Morales, C., Sepúlveda, M. and Shwartz M. (2012). תכונות תזונתיות ובריאות של אצות ים והפוטנציאל שלה כמרכיב פונקציונלי. מגזין התזונה הצ'יליאני. 39 (4). 196-202
5. Souza B, Cerqueira MA, Martins JT, Quintas MAC, Ferreira AC, Teixeira JA, Vicente AA. פוטנציאל נוגד חמצון של שתי אצות אדומות מחופי ברזיל. J Agric Food Chem 2011; 59: 5589-94.
6. Yoon, Hwan Su, KM Müller, RG Sheath, FD Ott ו- D. Bhattacharya. (2006). הגדרת השושלות העיקריות של אצות אדומות (Rhodophyta). ג'יי פיקול. 42: 482-492