Макроцистис

Чтобы узнать о роде грибов, см. Macrocystidia . О состоянии увеличенных эритроцитов см. Макроцитоз .

Макроцистис
Макроцистис пирифера
Научная классификация
Домен:	Эукариоты
Клэйд :	потогонные средства
Клэйд :	САР
Клэйд :	Страменопилес
Тип:	Гириста
Подтип:	Охрофитина
Сорт:	феофицеи
Заказ:	Ламинарии
Семья:	Ламинариевые
Род:	Макроцистис К.Агард
Разновидность:	М. пирифера
Биномиальное имя
Макроцистис пирифера (Л.) К.Агард
Синонимы
Фукус пирифер L. Ламинария пирифера (L.) Ламуру M. humboldtii (Bonpland) C.Ag. М. planicaulis C. Agardh М. пирифера вар. Гумбольдти Бонплан. Гетеротипические синонимы К. Агарда Макроцистис узколистный Macrocystis integrifolia Бори де Сен-Винсент 1826 г. Macrocystis laevis

Macrocystis — моновидовой род. ламинарии ) , (крупные бурые водоросли причем все виды теперь являются синонимами Macrocystispyrifera . Он широко известен как гигантские водоросли или водоросли мочевого пузыря . Этот род содержит самые крупные из всех Phaeophyceae или бурых водорослей . Macrocystis имеет пневматоцисты у основания лопастей . Спорофиты многолетние, особи могут жить до трех лет; ножки/листья у целой особи подвергаются старению , при этом каждая ветвь может сохраняться примерно 100 дней. Род широко распространен в субтропических , умеренных и субантарктических океанах Южного полушария (например, Чили, Новая Зеландия, Австралия, Фолклендские острова, Оклендские острова, западное побережье Южной Африки и т. д.) и в северо-восточной части Тихого океана от Нижней Калифорнии. в Ситку, Аляска . Macrocystis часто является основным компонентом лесов умеренных водорослей .

Несмотря на свой внешний вид, это не растение ; это гетероконт . Гигантские водоросли распространены вдоль побережья северо-восточной части Тихого океана , от северной Нижней Калифорнии до юго-восточной Аляски , а также встречаются в южных океанах вблизи Южной Америки , Южной Африки , Австралии и Новой Зеландии . Отдельные водоросли могут вырасти до длины более 45 метров (150 футов) со скоростью до 60 см (2 фута) в день. Гигантские водоросли растут в густых зарослях, известных как леса из водорослей , которые являются домом для многих морских животных, которым водоросли служат источником пищи или укрытия. Основным коммерческим продуктом, получаемым из гигантских водорослей, является альгинат , но люди также в ограниченных количествах собирают этот вид для использования непосредственно в пищу, поскольку он богат йодом , калием и другими минералами. Его можно использовать в кулинарии во многих случаях, как и другие морские овощи, и, в частности, он служит для придания аромата блюдам из фасоли.

Описание

Macrocystis — моновидовой род, единственный вид — M.pyrifera . Некоторые особи настолько огромны, что слоевище может вырасти до 60 м (200 футов). Ножки выходят из опоры и три или четыре раза разветвляются у основания. Лезвия развиваются вдоль ножки через неравномерные промежутки времени. M.pyrifera вырастает до более 45 м (150 футов) в длину. Ножки неразветвленные, у основания каждой пластинки имеется газовый пузырь.

Macrocystispyrifera — самая крупная из всех водорослей . Обычно наблюдаемая стадия жизненного цикла — это спорофит , который является многолетним, а отдельные особи сохраняются в течение многих лет. Особи могут вырасти до 50 м (160 футов) в длину и более. Водоросли часто вырастают даже длиннее, чем расстояние от дна до поверхности, поскольку они растут в диагональном направлении из-за того, что океанское течение давит на водоросли. Стебли возникают из базальной меристемы, у старых, хорошо защищенных особей насчитывается до 60 стеблей. Лезвия развиваются вдоль ножки через неравномерные промежутки времени, с единственной пневматоцистой (газовым пузырем) у основания каждой пластинки. У основания каждого стебля находится скопление пластинок, в которых отсутствуют пневматоцисты, вместо этого на пластинке образуются небольшие мешочки, из которых выделяются двужгутиковые зооспоры (спорофиллы).

Более мелкие морфы, ранее идентифицированные как Macrocystis integrifolia , имеют темно-коричневый цвет на уплощенных корневищах, которые обильно дихотомически разветвлены. Каждый прикреплен разветвленными корнеобразными структурами, выходящими из боковых сторон корневищ. Тонкие основные ножки (от 1 сантиметра (0,39 дюйма) в ширину до 30 метров (98 футов) в длину) выходят из корневища, ширина которого в самом широком месте достигает 0,1 метра (3,9 дюйма). Периодически от ножки отходят сплющенные листовидные ветви шириной 5 сантиметров (2,0 дюйма) и длиной 35 сантиметров (14 дюймов). Они имеют бороздчатую поверхность и постепенно сужаются, но затем имеют овальный или закругленный поплавок в местах прикрепления к ножке. Лезвиевидные ветви имеют зазубренные зубчатые края, ведущие к конечной пластинке на кончике ножки, которая разделена несколькими более мелкими ветвями. Его длина вырастает всего до 6 м (20 футов). Он встречается на приливных скалах или мелких сублиторальных скалах вдоль тихоокеанского побережья Северной Америки ( от Британской Колумбии до Калифорнии ) и Южной Америки. В Новой Зеландии M.pyrifera встречается в сублиторальной зоне южной части Северного, Южного острова, островов Чатем, Стюарт, Баунти, Антиподы, Окленд и Кэмпбелл. Этот вид можно встретить на скалах и на защищенных открытых побережьях.

• 
• 
• 
  M.pyrifera растет на Нормандских островах.
• 
  Macrocystis integrifolia
• 
  Гигантская водоросль
• 
  Привычка особи на относительно мелководье
• 
  Листья водорослей, плавающие у поверхности
• 
  Растущий апекс (пластиковая модель)
• 
  Крепление маленькой особи (пластиковая модель)
• 
  Урожай водорослей
• 
  Гигантские водоросли, плавающие недалеко от гавани Санта-Крус
• Калико-бас плавает внутри гигантских водорослей

Жизненный цикл

Макроскопический спорофит имеет множество специализированных пластинок, растущих рядом с опорой. Эти пластинки несут различные сорусы , содержащие спорангии , которые выделяют гаплоидные споры , из которых вырастают микроскопические женские и мужские гаметофиты . Эти гаметофиты, достигнув соответствующего субстрата, растут митотически, в конечном итоге образуя гаметы.

яйца ( оогонии ) вместе с феромоном ламоксиреном Самки выпускают . Это соединение вызывает выделение спермы у мужчин. Сперматозоиды Macrocystis состоят из двужгутиковых несинтетических . антерозоидов , которые попадают в оогонии вслед за ламоксиреном Затем яйцеклетка оплодотворяется с образованием зиготы , которая посредством митоза начинает рост.

Macrocystis integrifolia встречается на скалах приливной зоны или неглубоких скалах сублиторальной зоны вдоль тихоокеанского побережья Северной Америки от Британской Колумбии до Калифорнии . Он предпочитает воду глубиной от 7 метров (23 футов) до 10 метров (33 фута), открытую для открытого моря и нормальной солености, но защищенную от воздействия полных волн.

Macrocystis integrifolia чередует гетероморфные фазы от макроскопического спорофита до раздельнополых микроскопических гаметофитов. Его изучали как удобрение для растений, повышающее урожайность бобов до 24%, а химические исследования указывают на наличие веществ, подобных фитогормонам.

Рост

Молодь Macrocystispyrifera , Бухта Уэйлера ( Государственный заповедник Пойнт-Лобос )

Macrocystispyrifera — один из самых быстрорастущих организмов на Земле. Они могут расти со скоростью 60 см (2 фута) в день и достигать длины более 45 м (150 футов) за один вегетационный период.

Молодые гигантские водоросли растут непосредственно на родительском женском гаметофите . Чтобы утвердиться, молодая водоросль выпускает одну или две первичные пластинки и начинает элементарную опору, которая служит для закрепления растения на каменистом дне. По мере роста водорослей на растущем кончике развиваются дополнительные пластинки, а опора увеличивается и может полностью покрывать камень, к которому она прикреплена.

Рост происходит с удлинением ножки ( центрального стебля) и расщеплением лопастей. На растущей верхушке находится единственная пластинка, у основания которой вдоль одной стороны образуются небольшие газовые пузыри. По мере роста мочевого пузыря и ножки на прикрепленном лезвии образуются небольшие разрывы. После завершения разрыва каждый пузырь поддерживает одно отдельное лезвие вдоль ножки, при этом пузыри и их лезвия прикрепляются через неравные промежутки времени.

Экология

Основная статья: Лес водорослей

Macrocystis обычно растут, образуя обширные заросли, большие «плавающие навесы», на каменистых субстратах между низкой литоралью. Его собирали на баржах, которые использовали большие лопасти, чтобы собирать до 300 тонн в день вдоль побережья Калифорнии .

Macrocystispyrifera встречается в Северной Америке ( от Аляски до Калифорнии ), Южной Америке , Южной Африке , Новой Зеландии и южной Австралии . Он процветает в более прохладных водах, где температура воды в океане в основном остается ниже 21 ° C (70 ° F). Этот вид также встречается недалеко от Тристан-да-Кунья в средней части Атлантического океана.

Там, где дно каменистое и есть места для стоянки, гигантские водоросли образуют обширные заросли с большими «плавающими навесами». Когда гигантские водоросли присутствуют в больших количествах, они образуют леса из водорослей , которые являются домом для многих морских видов, которые напрямую зависят от водорослей как источника пищи и укрытия или косвенно как охотничьих угодий для добычи. И большой размер водорослей, и большое количество особей существенно меняют доступность света, течение океанских течений и химический состав океанской воды в районе, где они растут.

В популяциях с высокой плотностью особи гигантских водорослей конкурируют с другими особями этого вида за пространство и ресурсы. гигантские водоросли также могут конкурировать с Pterygophora Californica . В этих обстоятельствах

Там, где поверхностные воды бедны питательными веществами, азот в виде аминокислот перемещается вверх по ножке через ситообразные элементы, очень напоминающие флоэму сосудистых растений . Перемещение питательных веществ по ножке может достигать 60 см (24 дюйма) в час. Большая часть транслокаций происходит для перемещения богатого углеродом фотосинтата и обычно переносит материал из зрелых регионов в активно растущие регионы, где механизмы фотосинтеза еще не полностью развиты. Транслокация также перемещает питательные вещества вниз от освещенных поверхностных листьев к спорофиллам (репродуктивным листьям) у основания водорослей, где мало света и, следовательно, мало фотосинтеза для производства пищи.

Разновидность

Первоначально в пределах рода Macrocystis было описано 17 видов . В 1874 году Хукер, следуя морфологии пластинок, отнес их всех к одному таксону Macrocystispyrifera . В наше время большое количество видов было переклассифицировано на основе морфологии крепления, в результате чего были выделены три вида ( M. angustifolia , M. integrifolia и M.pyrifera ), а также на морфологии пластинок, в результате которой был добавлен четвертый вид ( M. laevis ) в 1986 году. Однако в 2009 и 2010 годах два исследования, в которых использовались как морфологические и молекулярный оценки показывают, что Macrocystis является моноспецифичным (как M.pyrifera ), что в настоящее время признано психологическим сообществом (см. AlgaeBase).

Морфы

Хотя Macrocystis является моноспецифичным родом, некоторые разделяют его на четыре морфы или подвида, описанные ниже, в соответствии с таксономией до 2010 года:

• Macrocystispyrifera , известная как гигантская водоросль , наиболее широко распространенный Macrocystis . вид встречается в средней и глубокой воде Северной Америки ( от Аляски до Калифорнии ), Южной Америки , Южной Африки , Новой Зеландии и южной Австралии .
• Macrocystis integrifolia , обычно встречается на скалах приливной зоны или неглубоких скалах сублиторальной зоны Британской Колумбии, Мексики, Перу и Северного Чили. Его считали отдельным видом на основании морфологии лезвия и крепления.
• Macrocystis laevis , более мелкий вид, обитающий в приливной зоне, встречается на тихоокеанском побережье Северной Америки ( от Британской Колумбии до Калифорнии ) и Южной Америки.
• Macrocystis angustifolia Bory, известная как южная гигантская водоросль , встречается на мелководье Южной Африки и Южной Австралии.

Распределение

Macrocystis распространен вдоль восточного побережья Тихого океана от Аляски до Мексики и от Перу и вдоль побережья Аргентины , а также в Австралии, Новой Зеландии, Южной Африке и на большинстве субантарктических островов до 60° ю.ш.

Аквакультура

Основная статья: Аквакультура гигантских водорослей

Macrocystispyrifera уже много лет используется в качестве источника пищи; он также содержит множество соединений, таких как йод , калий , другие минералы, витамины и углеводы , поэтому его также используют в качестве пищевой добавки. В начале 20 века калифорнийские водоросли собирали как источник кальцинированной соды . Поскольку коммерческий интерес значительно возрос в 1970-х и 1980-х годах, это было связано, прежде всего, с производством альгинатов , а также с производством биомассы для корма для животных из-за энергетического кризиса в тот период. Однако коммерческое производство M.pyrifera так и не стало реальностью. С окончанием энергетического кризиса и снижением цен на альгинаты исследования по выращиванию Macrocystis также пришли в упадок.

Спрос на M.pyrifera растет из-за новых применений этих растений, таких как удобрения , выращивание в целях биоремедиации , корм для морского ушка и морских ежей . В настоящее время проводятся исследования по использованию M.pyrifera в качестве корма для других видов аквакультуры, таких как креветки. Недавно M.pyrifera рассматривалась как возможное сырье для переработки в этанол для использования в качестве биотоплива .

Сохранение

В последние годы численность лесов водорослей резко сократилась по всей Японии, Чили, Корее, Австралии и Северной Америке. Сбор ламинарии в качестве источника пищи и других целей может быть наименее тревожным аспектом ее истощения. В северо-западной части Тихого океана леса водорослей в водах вблизи крупных населенных пунктов могут больше всего пострадать от сброса канализационных/ливневых вод.

Природное явление, известное как Эль-Ниньо , перемещает теплую тропическую воду из южной части Тихого океана в северные воды. Известно, что это убивает M.pyrifera из-за его потребности в холодных водах, которые он обычно находит в северной части Тихого океана. В Калифорнии Эль-Ниньо также принесло с собой популяцию фиолетовых морских ежей, которые питаются гигантскими водорослями.

Тасмания

У берегов Тасмании леса водорослей подверглись значительному воздействию нескольких факторов, в том числе потепления вод, смещения Восточно-Австралийского течения (EAC) и нашествия длинноиглых морских ежей . Местные жители заметили значительное влияние на популяцию морского ушка , источника пищи для аборигенов Тасмании на протяжении тысячелетий. Эти изменения также коснулись отрасли выращивания устриц . Спасая устриц, переживших вспышки болезней, они смогли продолжить свой образ жизни. По оценкам, к 2019 году 95 процентов гигантских лесов водорослей вдоль восточного побережья Тасмании были потеряны всего за несколько десятилетий. Часть этих потерь местные жители объяснили вырубкой лесов компанией Alginates Australia, которая открыла свой завод недалеко от Триабунны в 1963 году, а 10 лет спустя закрыла производство как нерентабельное. Однако эксперт по морским экосистемам Крейг Джонсон говорит, что исчезновение лесов «почти наверняка является результатом изменения климата ». Температура воды вдоль восточного побережья Тасмании выросла почти в четыре раза по сравнению со средними темпами в мире. EAC приносит более теплые воды, которые также бедны питательными веществами по сравнению с ранее обычной холодной водой вокруг побережья. Обыкновенная ламинария ( Ecklonia radiata ) лучше сохраняет азот, чем гигантская ламинария, поэтому она заняла территории, ранее занимаемые гигантскими ламинариями.

Macrocystispyrifera стала первым морским сообществом Австралии, внесенным в федеральный список, находящимся под угрозой исчезновения . Ученые и защитники природы постоянно ищут способы вернуть некогда густонаселенный вид в его первоначальное состояние. Методы включают создание искусственных рифов , сокращение численности фиолетовых морских ежей в перенаселенных районах и высадку корней на дне океана. К 2019 году учёные построили 28 искусственных рифов у острова Мария и надеялись вернуть леса водорослей.

См. также

• Крупнейшие организмы

Дальнейшее чтение

• Агард, Калифорния (1820) Правильно признанные виды водорослей, с синонимами, специфическими различиями и краткими описаниями. Том. 1, часть 1, с. [i-iv], [1]-168. Лунд: Берлинг.
• Бушманн А., Варела Д., Эрнандес-Гонсалес М. и Хуовинен П. (2008). Возможности и проблемы развития комплексной деятельности по аквакультуре на основе морских водорослей в Чили: определение физиологических возможностей Macrocystis и Gracilaria в качестве биофильтров. Журнал прикладной психологии, 20 (5), 571–577.
• Бушманн А.Х., Эрнандес-Гонсалес М.К., Астудильо К., Фуэнте Л.дл, Гутьеррес А. и Арока Г. (2005). Выращивание морских водорослей , разработка продукции и комплексные исследования в области аквакультуры в Чили. Мировая аквакультура, 36 (3), 51–53.
• Чаоюань В. и Гуанхэн Л. (1987). Прогресс в генетике и разведении хозяйственных морских водорослей в Китае. Гидробиология, 151-152 (1), 57-61.
• Коннор, Джудит и Чарльз Бакстер. (1989) Леса водорослей. Монтерей, Калифорния: Аквариум Монтерей-Бей. ISBN   1-878244-01-9
• Статистика рыболовства и аквакультуры (2007 г.). получено с ftp.fao.org
• Грэм, М.Х., Васкес, Х.А. и Бушманн, А.Х. (2007) Глобальная экология гигантских водорослей Macrocystis : от экотипов к экосистемам. Океанография и морская биология: Ежегодный обзор 45: 39–88.
• Хьюсман, Дж. М. (2000) Морские растения Австралии. Издательство Университета Западной Австралии. ISBN   1-876268-33-6
• Лопес, Джеймс. « Макроцистис пирифера ». Научно-исследовательский институт аквариумов Монтерей-Бэй. 2001. Научно-исследовательский институт аквариумов Монтерей-Бэй. 10 января 2007 г.
• Маккиавелло Дж., Арайя Э. и Бульбоа К. Производство Macrocystispyrifera (Laminariales; Phaeophyceae) в северной части Чили с помощью споровой культуры. Журнал прикладной психологии , 1-7.
• Марикультура морских водорослей. (2010). Получено с https://web.archive.org/web/20101226110745/http://aquanic.org/species/documents/6_Algae_3__Culturing.pdf.
• Норт, У.Дж., Г.А. Джексон и С.Л. Мэнли. (1986) « Макроцистис и его окружающая среда, известные и неизвестные». Водная биология 26: 9-26.
• Шил, Д.Р., и Фостер, М.С. (2015). Биология и экология лесов гигантских водорослей . Издательство Калифорнийского университета.
• Сименстад, Калифорния, Эстес, Дж. А. и Кеньон, К. У., 1978. Алеуты, каланы и альтернативные стабильные государственные сообщества. Наука, 200 : 403–411.
• Вестермайер Р., Патиньо Д., Пиль М.И., Майер И. и Мюллер Д.Г. (2006). Новый подход к марикультуре ламинарии в Чили: производство свободно плавающих саженцев спорофитов из гаметофитных культур Lessonia trabeculata и Macrocystispyrifera . Исследования аквакультуры, 37 (2), 164–171.
• Вестермайер Р., Патиньо Д. и Мюллер Д.Г. (2007). Сексуальная совместимость и образование гибридов между гигантскими видами водорослей Macrocystispyrifera и M. integrifoliat (Laminariales, Phaeophyceae) в Чили. Журнал прикладной психологии, 19 (3), 215–221.

Внешние ссылки

• Макроцистис пирифа
• Macrocystis integrifolia
• Бушинг, Уильям В. (2000) Гигантская водоросль мочевого пузыря . Проверено 21 сентября 2008 г.
• Macrocystis integrifolia Bory California Biota Домашняя страница... Protoctista... Phaeophyta