ekologija i znaČaj - bio.bg.ac.rs · pdf file• prilagođenosti na planktonski način...
TRANSCRIPT
EKOLOGIJA I ZNAČAJ ALGI
EKOLOŠKI TIPOVI ALGI
• alge naseljavaju veoma različita staništa i poseduju specifične prilagođenosti na uslove života u njima
• osnovni ekološki tipovi algi:planktonskebentosneepifitske (bentosne)zemljišneaerofitske
terestrične
PLANKTONSKE ALGE• plankton (gr. planktos = lutajući) – organizmi koji
lebde u slobodnom vodenom stubu između površine i dna
• fitoplankton (gr. phyton = biljka) – organizmi sa hlorofilom a koji lebde u slobodnom vodenom stubu između površine i kraja fotične zone
• alge svih razdela (osim mrkih)• u svim akvatičnim ekosistemima (osim brzotekućim
rekama i potocima)• mnoge se i aktivno kreću, npr. bičevima
• prilagođenosti na planktonski način života:1) smanjenje specifične težine algi2) povećanje otpora tonjenju
• specifična težina je težina materije u jedinici zapremine , jedinica N/m3
• spec. težina vode ≈ 1, spec. težina organizma >1• da bi alga lebdela u vodi - potrebna što manja
spec. težina, tj. što približnija spec. težini vode
PLANKTONSKE ALGE
Ɣ =mxg/V
• tri osnovna načina smanjenja specifične težine:
1) nakupljanje u ćeliji organskih supstanci sa spec. težinom manjom od spec. težine vode (ulja, masti, neki karoteni)
2) nakupljanje u ćeliji gasnih vakulola (samo kod cijanoprokariota)
3) redukcija delova talusa koji povećavaju spec. težinu alge (npr. smanjenje silifikacije ćelijskog zida kod planktonskih silikatnih algi)
PLANKTONSKE ALGE
• povećanje otpora tonjenju zasniva se na povećanju površine alge u odnosu na zapreminu
• tako se povećava otpor tonjenju, ali ne i spec. težina alge
PLANKTONSKE ALGE
P = 6 cm2 P = 24 cm2
V = 1 cm3 V = 8 cm3
P : V = 6 : 1 P : V = 3 : 1
Ɣ Ɣ
• tri osnovna načina povećanja otpora tonjenju:veoma male dimenzije i loptast oblik jednoćelijskih
planktonskih algi
različiti izraštaji na talusu algi
udruživanje u kolonije ili cenobije pločastog izgleda
• prilagođenosti se čestomeđusobno prepliću
PLANKTONSKE ALGE
• bentosne alge (gr. benthos = dubina) ceo životniciklus provode na dnu vodenog ekosistema
• pričvršćene za podogu ili slobodno na njoj• podloga stena, kamen ili krupniji predmet –
pričvršćene su:
1. jednom ćelijom2. malom grupom ćelija3. velikom grupom ćelija koje grade ploču4. galertnim drškama, jastučićima, itd.
BENTOSNE ALGE
31
4
• nepričvršćene bentosne alge:nalaze se na površini dnakreću se po površini dnazalaze u unutrašnjost podloge, posebno ako je
rastresita (mulj, pesak)
• prema veličini talusa:1. mikrobentosne alge2. makrobentosne alge
BENTOSNE ALGE
1 2
• u zavisnosti od podloge za koju se pričvršćuju ili na kojoj žive:epifitske (gr. epi = iznad, phyton = biljka) na površini
drugih algi ili biljakaepilitske (gr. lithos = stena) na površini stene ili
kamenaepipelne (gr. pelos = mulj, glina) na površini muljaepipsamne (gr. psamos = pesak) na površini peskaepizoične (gr. zoion = životinja) na površini životinja
BENTOSNE ALGE
• epifitske alge – “paraziti” prostora• od biljke na kojoj žive ne uzimaju ništa• ukoliko se razviju u masi – smanjuju količinu
dostupne svetlosti i mineralnih materija koja je potrebna za fotosintezu biljke na kojoj žive
• posledica – smanjenje otpornosti na parazite iinfekcije biljke na kojoj epifitske alge žive
EPIFITSKE ALGE
• naseljavaju površinu ili prvih nekoliko cm u dubinu zemljišta
• dubina na kojoj žive alge prvenstveno zavisi od poroznosti zemljišta
• kvalitativno i kvantitativno najviše algi se nalazi do 1 cm dubine
• u slojevima do 2,5 cm – alge nošene vodom, životinjama, korenovima biljaka, itd.
• u još dubljim slojevima opstaju samo alge koje mogu da se hrane heterotrofno
ZEMLJIŠNE ALGE
• uslovi za opstanak algi veoma nepovoljni – u kratkom vremenskom roku velike promene vlažnosti i temperature zemljišta
• prilagođenosti za život na ili u zemljištu:galertni (sluzni) omotač oko talusakratak životni ciklusbrz prelazak vegetativnih ćelija u mirujuće
stadijume i obratnosposobnost dugotrajnog opstanka u obliku
mirujućih stadijuma
ZEMLJIŠNE ALGE
• značaj zemljišnih algi:hrana primarnim potrošačima u zemljišturazgradnjom uginulih algi povećava se kvalitet
zemljištazadržavanje vode u galertnim omotačima ili telu alge
se smanjuje sušenje površinskih slojeva zemljištagalerta zadržava čestice zemljišta – smanjuje se
erozija zemljištazemljišne cijanoprokariota – fiksacija atmosferskog
azota
ZEMLJIŠNE ALGE
• osnovna životna sredina je vazduh(gr. aer = vazduh, phyton = biljka)
• naseljavaju najčešče zasenjene površine koje su stalno ili povremeno vlažne, jer su alge primarno akvatični organizmi
• uslovi za opstanak algi veoma nepovoljni – u kratkom vremenskom roku velike promene vlažnosti i temperature vazduha i podloge, kao i nedostatak mineralnih supstanci
AEROFITSKE ALGE
AEROFITSKE ALGE
Desmococcus olivaceus
• prilagođenosti za život u vazdušnoj sredini:jednostavna morfologija talusa – jednoćelijski,
ukoliko je talus složenije građe najčešće više ili manjeredukovandebeo i dobro razvijen galertni omotač i ćelijski zidnagomilavanje karotenoida – zaštita od UV zračenjaprilagođeno razmnožavanje – polno često odsustvuje,
sporulativno prilagođeno nedostatku vodebrz prelazak vegetativnih ćelija u anabiozu i obratnoaerofitske cijanoprokariota – fiksacija atmosferskog
azota
AEROFITSKE ALGE
• agresivno šire svoj areal rasprostranjenja(lat. invado = preuzimati)
• naseljavaju staništa na kojima ih pre nije bilo• potiskuju autohtone vrste iz prirodnog staništa• narušavaju ravnotežu u ekosistemu, a kao krajnji
rezultat mogu dovesti do njegovog propadanja• na nova staništa dospevaju:prirodnim putemčovek ih namerno ili nenamerno unosi
INVAZIVNE ALGE
• širom sveta različiti primeri:1. zelene alge Caulerpa racemosa2. silikatna alga Didymosphenia geminata
• u Srbiji:cijanoprokariota Cylindrospermopsis racborskii,
veoma toksična alga originalno tropskog areala, kojaje brodskom vodom dospela do voda dunavskog sliva, kod nas na više mesta, posebno u Vojvodini
INVAZIVNE ALGE
1
2
ZNAČAJ ALGI
• na različite načine značajne i korisne i za čoveka:
primarna produkcijafiksacija atmosferskog azotabioindikacijaprivredni značajprodukcija toksina
PRIMARNA PRODUKCIJA
• organske supstance su jedan od proizvoda fotosinteze, alge ih nagomilavaju u sebi
• alge kao producenti su hrana primarnim potrošačima i omogućavaju održanje lanaca ishrane
• život primarnih potrošača u morima i okeanima direktno zavisi od produkcije algi u njima, dok u manjim vodenim ekosistemima značajnu ulogu imaju i vaskularne biljke
ZNAČAJ ALGI
PRIMARNA PRODUKCIJA
• kiseonik - sporedni proizvod fotosinteze, oslobađa se u spoljašnju sredinu
• O2 uslov opstanka svih aerobnih organizamana planeti Zemlji
• više od 70% površine Zemlje pokrivaju okeanii mora
• alge u akvatičnim ekosistemima proizvodeviše organskih supstanci i kiseonika nego štose proizvede u svim terestričnim ekosistemima
ZNAČAJ ALGI
FIKSACIJA ATMOSFERSKOG AZOTA
• atmosfera je veoma bogata azotom (≈ 78%), u obliku vrlo inertnog gasa N2
• eukariotske alge i biljke nisu u stanju da ga u tom obliku koriste u fotosintezi, već u obliku različitihazotnih jedinjenja (najčešće soli)
• prelazak inertnog N2 u složenija jedinjenja među algama obavljaju cijanoprokariote azotofiksatori
• cijanoprokariote i bakterije vezuju veliku količinuatmosferskog N2, oko 20 miliona tona godišnje
ZNAČAJ ALGI
BIOINDIKACIJA
• svaki organizam reaguje na ekološke faktoresredine u okviru svoje ekološke valence
• što je ona uža, tj. što je organizam prilagođeniji namalo variranje nekog faktora, to je on boljibioindikator promene u životnoj sredini
• promene i zagađenje u vodenim ekosistemima pod uticajem čoveka su veoma značajni
• alge prisutne u takvim vodama različito podnosete promene i zagađenje, menja se njihova brojnost
ZNAČAJ ALGI
BIOINDIKACIJA
• to je osnova postupka bioindikacije, koji je deo zakonske regulative za kontrolu kvaliteta voda
• prisustvo određenih vrsta algi ukazuje na stepenkvaliteta vode u tom ekosistemu – da li je voda zagađena ili čista
• npr. crvena alga Batrachospermum moniliformeživi samo u veoma čistim potocima, pa je njena pojava, naročito u velikom broju, indikator dobrog kvaliteta vode u tom ekosistemu
ZNAČAJ ALGI
PRIVREDNI ZANAČAJ
• brojne morske makrofite (ređe slatkovodne) čovek od davnina koristi u svojoj ishrani i ishrani životinja koje gaji
• đubri zemljište na kojem gaji biljke za svoju ishranu i ishranu životinja koje gaji
crvena alga Porphyra sp.
ZNAČAJ ALGI
PRIVREDNI ZANAČAJ
• industrijsko korišćenje krupnih algi za izdvajanje specifičnih supstanci visoke komercijalne vrednosti
• koriste se u medicini, farmaciji, kozmetici, zbog dokazanog antibakterijskog, antiviralnog, antifungalnog, pa i antikancerogenog dejstva
• za indstrijsku namenu u svetu se godišnje sakupi preko 4 miliona tona samo krupnih mrkih algi
ZNAČAJ ALGI
PRIVREDNI ZANAČAJ
• fikokoloidi – kompleksne polisaharidne supstance izolovane iz crvenih i mrkih algi
• agar-agar i karagenan – primena u prehrambenoj i farmaceutskoj industriji, kozmetici, slikarstvu, naučnim istraživanjima
ZNAČAJ ALGI
PRIVREDNI ZANAČAJ
• masovno uzgajanje mikroalgi u različite svrhe• eksperimenti sa namerom da se alge koriste na
dužim svemirskim putovanjima u ciljuprečišćavanja otpadne vode i ishrane posade, produkcije kiseonika za posadu
• ozbiljna istraživanja u cilju korišćenje algi za dobijanje biogoriva
• pretpostavlja se da već 2025. godine biogorivo iz algi može biti komercijalno iskoristivo
ZNAČAJ ALGI
PRODUKCIJA TOKSINA
• veliki broj vrsta algi različitih razdela sadrži i/ili u svoju okolinu luči toksine (fikotoksine) čija je osnovna funkcija zaštita od herbivora
• razviće algi u kratkom periodu i u velikoj količini (“cvetanje” algi) ponekad je praćeno i toksičnošću
• brojne cijanoprokariote produkuju cijanotoksine, koji se oslobađaju u vodu
• u Srbiji: problemi u vodosnabdevanju Užica –Planktothrix rubescens – cjanoprokariota
ZNAČAJ ALGI
ZNAČAJ ALGI
Planktothrix rubescens