Dr Maciej Wayda
Instytut Botaniki UJ
Zmiany w systemie taksonomicznym glonów
Częste zmiany w systemie taksonomicznym glonów są zmorą studiujących fykologię. Jedne taksony znikają, inne pojawiają się, jeszcze inne zmieniają swoją rangę. Przyczyn tego stanu rzeczy jest wiele. Przede wszystkim stosowane są nowe metody dostarczające nowych danych, którymi nie dysponowali taksonomowie w przeszłości. Kiedy Geitler opracowywał systematykę Cyanophyta nie dysponował mikroskopem elektronowym. Na podstawie swoich obserwacji prowadzonych przy użyciu mikroskopu świetlnego opisał rząd Chamaesiphonales, a jako cechę wyróżniającą podał występowanie komórek, które nazwał odpowiednio „endosporami” i „egzosporami”. Późniejsze badania przy zastosowaniu transmisyjnego mikroskopu elektronowego wykazały, że są to mniejsze komórki potomne powstające przez podział nieróżniące się od komórek macierzystych. Przedstawiciele tego rzędu zostali włączeni do rzędu Chroococcales. Odwiecznym problemem systematyki każdej grupy organizmów jest problem waloryzacji cech. Różni systematycy często tej samej cesze nadają różną rangę. Większość systematyków badających Chlorophyta uważa sprzężnice za klasę (Zygnematophyceae) lub rząd (Zygnematales) w obrębie Chlorophyta. Są jednak tacy, którzy nadają tej grupie status odrębnej gromady (Zygnematophyta). Największe trudności łączą się z zastępowaniem systemu sztucznego opartego na podobieństwie przez system naturalny wynikający z pokrewieństwa. Niestety zbyt mało jest jeszcze danych ma temat powiązań filogenetycznych poszczególnych taksonów. W przypadku glonów nie można niestety zastosować zdobyczy paleobotaniki tak jak w przypadku roślin naczyniowych. Zachowane formy kopalne niewiele się różnią od form współczesnych. Wielu grup nie stwierdzono w stanie kopalnym w ogóle.
CHARAKTERYSTYKA NAJWAŻNIEJSZYCH GROMAD
Cyanophyta (sinice)
Poziomy organizacji Kokoidalny, kolonijny, nici jednorzędowe, nici wielorzędowe. Brak stadiów monadalnych!
Charakterystyczne elementy budowy. Ściana komórkowa zbudowana z mukopolipeptydów. Komórki o organizacji prokariotycznej nie posiadają jądra komórkowego ani chloroplastów. Barwniki bilanowe służące do fotosyntezy znajdują się w ziarnistościach pokrywających tylakoidy tzw. fikobilisomach.
Tylakoidy są ułożone pojedynczo w cytoplazmie. U wielu gatunków planktonowych w cytoplazmie znajdują się wakuole gazowe. Są one odpowiedzialne za utrzymywanie organizmu w strefie eufotyczej przez zmiany ciśnienia gazu wewnątrz tych struktur. Wiele gatunków posiada komórki wyspecjalizowane do wiązania azotu cząsteczkowego. Są one pozbawione barwników asymilacyjnych i nazywane są heterocytami.
Barwniki asymilacyjne. Chlorofil a, C-fikoerytryna, C-fikocyjanina, allocyjanina oraz karotenoidy.
Główne materiały zapasowe. Poliglikan o długich łańcuchach z wiązaniami 1-4 posiadający wiązania boczne 1-6, często utożsamiany z glikogenem.
Rozmnażanie i cykle życiowe. Rozmnażania płciowego nie stwierdzono. U form o prostej budowie przez podział, niekiedy przez autospory nazywane zwyczajowo w tej grupie nanocytami. Formy nitkowate rozmnażają sie powszechnie przez fragmentację plechy, często przy pomocy komórek nekrydialnych. Powstałe fragmenty mogą poruszać się aktywnie i wtedy nazywane są hormogoniami. W warunkach suszy sinice często otaczają się grubą warstwą śluzu. Przedstawiciele rzędu Nostocales tworzą akinety. Z akinet kiełkują hormogonia.
Zróżnicowanie gromady, najważniejsze niższe taksony. Szacuje się, że do Cyanophyta należy ok. 2 000 gatunków. Dobrze wyróżniają się cztery rzędy.
Przedstawiciele rzędu Chroococcales to organizmy jednokomórkowe lub kolonijne rozmnażające się przez podział lub nanocyty. Nigdy nie tworzą hormogoniów.
Przedstawiciele Oscillatoriales to organizmy nitkowate rozmnażające się przez hormogonia. Komórki w obrębie nici, zwanej trychomem niewiele różnią się między sobą.
Do rzędu Nostocales należą taksony nitkowate wytwarzające zarówno akinety jak i heterocyty.
Najwyżej uorganizowane formy należą do rzędu Stigonematales. Występują u nich plechy o organizacji nici wielorzędowej. Rozmnażają się przez hormogonia. Niektóre rodzaje wytwarzają heterocyty.
Występowanie w różnych ekosystemach. Sinice są spotykane w bardzo różnorodnych siedliskach. Wiele jest gatunków typowo słodkowodnych i typowo morskich. Przykładem gatunku typowo morskiego występującym w Bałtyku jest Nodularia spumigena należąca do rzędu Nostocales. Znane są gatunki zarówno z siedlisk oligotroficznych jak i eutroficznych. Doniesienia na temat zakwitów naśnieżnych sinic wydają się wątpliwe.
Znaczenie w przyrodzie. Wiele gatunków to organizmy pionierskie. Dzięki możliwości wiązania azotu cząsteczkowego mogą zasiedlać miejsca, gdzie występuje deficyt tego pierwiastka. UWAGA: Zdolność do wiązania azotu cząsteczkowego wykazuje również wiele gatunków, które nie wytwarzają heterocytów. Wiązanie azotu zachodzi w warunkach beztlenowych. Niektóre sinice wchodzą w skład plech porostów żyjących w skrajnych warunkach. Liczne gatunki mają skłonności do pojawów masowych i są przyczyną zakwitów planktonowych. Zakwity sinicowe częściej występują w ekosystemach słodkowodnych niż morskich. Sinice są często przyczyną zakwitów zbiorników słodkowodnych w Polsce najczęściej w lecie. W południowym Bałtyku najczęściej zakwity wywołują gatunki słodkowodne. Zakwity te niekiedy wykazują charakter toksyczny.
Sinice, jako organizmy prokariotyczne zaliczane są przez niektórych systematyków do bakterii i nazywane Cyanobacteria. Takie ujęcie taksonomiczne jest również poprawne pod warunkiem stosowania nomenklatury i systemu klasyfikacji bakteriologicznej wg Berge’a. Wartą polecenia nazwą propagowaną przez K. Starmacha naszego wybitnego fykologa odnoszącą się do Cyanophyta jest określenie: „glony prokariotyczne”.
Prochlorophyta (prochlorofity)
Poziomy organizacji. Kokoidalny, nici jednorzędowe. Brak stadiów monadalnych!
Charakterystyczne elementy budowy. Ściana komórkowa zbudowana z mukopolipeptydów. Komórki o organizacji prokariotycznej bez jądra komórkowego i chloroplastów. Tylakoidy zebrane w pakiety rozmieszczone w cytoplazmie. U Prochlorothrix noerlandica stwierdzono wakuole gazowe.
Barwniki asymilacyjne. Chlorofile a i b, oraz karotenoidy.
Główne materiały zapasowe. Poliglikan o długich łańcuchach z wiązaniami 1-4 posiadający wiązania boczne 1-6.
Rozmnażanie i cykle życiowe. Do tej pory stwierdzono jedynie rozmnażanie przez podział u form kokoidalnych.
Zróżnicowanie gromady, najważniejsze niższe taksony. Grupa słabo zbadana i prawdopodobnie nieliczna. Należą do niej 3 dobrze udokumentowane rodzaje: Prochloron, Prochlorothrix i Prochlorococcum. Pojawiają się wciąż nowe doniesienia o opisaniu następnych gatunków. Należy się do nich odnosić z ostrożnością. Również status taksonomiczny tej grupy może ulec w przyszłości zmianie.
Występowanie w różnych ekosystemach. Prochloron i Prochlorococcus to organizmy morskie. Prochloron żyje w morskich bezkręgowcach (Tunicata), Prochlorococcus związany jest z pikoplanktonem oceanicznym. Prochlorothrix został stwierdzony w jeziorze eutroficznym. W Polsce do tej pory żadnego przedstawiciela Prochlorophyta nie stwierdzono.
Znaczenie w przyrodzie. Prochlorococcus jest częstym i licznym składnikiem pikoplanktonu oceanicznego. Jest spotykany nawet na głębokości 100 m. Jego rola w tych ekosystemach nie jest znana.