Κρυπτόφυτα

Κρυπτόφυτα
Rhodomonas salina
Συστηματική ταξινόμηση
Επικράτεια: Ευκαρυώτες (Eukaryota) Βασίλειο: Chromalveolata Κλάδος: Ακρόβια Hacrobia Συνομοταξία: Κρυπτόφυτα (Cryptophyta) Ομοταξία: Cryptophyceae

Τα κρυπτόφυτα ή κρυπτοφύκη είναι φύκη με ένα θάλαμο και με μήκος κυττάρων που κυμαίνεται από 3 μm (είδη Hemiselmis species) ως 50 μm (Cryptomonas curvata). Τα κύτταρα περιέχουν 1 ως 2 πλαστίδια και προωθούνται στο νερό με δύο άνισα μαστίγια.

Μορφολογία

Κάθε κύτταρο μπορεί να θεωρηθεί ότι αποτελείται από δύο διαμερίσματα που διαχωρίζονται με μεμβρανικές δομές. Ο χλωροπλάστης κι ο πυρήνας είναι κλεισμένοι από το ενδοπλασματικό δίκτυο του πρώτου κι αντιπροσωπεύουν το ένα διαμέρισμα, ενώ το άλλο περιλαμβάνει τα μιτοχόνδρια, το σύμπλεγμα Golgi και τις τριχοκύστεις (ejectosomes).

Το σχήμα του κυττάρου είναι ασύμμετρο και μέσω μίας δομής όμοιας με οισοφάγο αναδύεται το ένα από τα δύο μαστίγια. Το ένα μαστίγιο, συνήθως το μεγαλύτερο, έχει δύο αντίθετες σειρές από τριχίδια. Το κοντύτερο διαθέτει μία μόνο σειρά από τριχίδια που είναι πιο κοντά τοποθετημένα από αυτά του μακρύτερου. Τα μαστίγια καλύπτονται από λεπτές κλίμακες σε σχήμα ροζέτας. Όσο αφορά το χλωροπλάστη, σε πλήρως ανεπτυγμένα κύτταρα έχει τη μορφή μίας δίλοβης κούπας με ένα πυρηνοειδές μεταξύ των λοβών. Ο ένας λοβός επεκτείνεται γύρω και πιο πάνω από την περιοχή σχήματος οισοφάγου/ αυλακιού. Ο χλωροπλάστης περιβάλλεται από διπλή μεμβρανική δομή κι έξω από αυτή υπάρχουν θυλακοειδή ενδοπλασματικού δικτύου. Το στρώμα του χλωροπλάστη είναι συνεχές με το πυρηνοειδές. Αρκετά θυλακοειδή διασχίζουν το πυρηνοειδές στα Chroomonas και τα Cryptomonas.

Το κύτταρο περιβάλλεται από το περίπλασμα που σταθεροποιεί το σχήμα του. Αυτή η δομή αποτελείται από πλασματική μεμβράνη (PM), ένα συστατικό που σχετίζεται με την επιφάνεια του περιπλάσματος (SPC) κι ένα κυτοπλασματικό ή εσωτερικό του περιπλάσματος συστατικό (IPC). Τα παραπάνω συστατικά είναι πρωτεϊνούχα και η μορφή τους ποικίλει μεταξύ των taxa.

Κάποια ιδιαίτερα χαρακτηριστικά των Cryptophyceae είναι: 1) τα εξολκυοσώματα (ejectisomes), δηλαδή κυτοπλασματικές δομές που εκτοξεύονται από τα κύτταρα ως αμυντική αντίδραση και εντοπίζονται στην περιοχή του αυλακιού. Αποτελούνται από δύο άνισες συσπειρωμένες ταινίες, με τη μικρότερη εντός μίας εκβάθυνσης που δημιουργείται από στενά τμήματα της μεγαλύτερης ταινίας, 2) ο περιπλαστιδιακός χώρος μεταξύ των δύο εσωτερικών και των δύο εξωτερικών πλαστιδιακών μεμβρανών. Περιέχει αμυλόκοκους, 80S ριβοσώματα κι ένα δεύτερο πυρήνα που ονομάζεται πυρηνόμορφο (nucleomorph), 3)ένα σύμπλοκο που συσσωρεύει το φως αποτελούμενο από ένα τύπο είτε κόκκινης είτε μπλε φυκοβιλλιπρωτεΐνης , η οποία είναι πακεταρισμένη στους αυλούς των πλαστιδιακών θυλακοειδών.

Αναπαραγωγή

Η αναπαραγωγή των κρυπτομονάδων διεξάγεται κυρίως με αγενή μίτωση και κυτοκίνηση. Το εναρκτήριο γεγονός της μίτωσης είναι ο διπλασιασμός των μαστιγίων. Στη συνέχεια ο πυρήνας μεταναστεύει προς το πρόσθιο μέρος του κυττάρου και παρατηρείται διάρρηξη του φακέλου του και του πυρηνίσκου. Η χρωματίνη συμπυκνώνεται σε μία υγρή μάζα. Στη μετάφαση η πυκνή χρωματίνη βρίσκεται στον ισημερινό, ενώ μεμονωμένα χρωμοσώματα και διαφοροποιημένοι κινητοχώροι δεν έχουν παρατηρηθεί. Στην ανάφαση δύο πλάκες χρωματίνης διαχωρίζονται και ο νέος πυρηνικός φάκελος αρχίζει να σχηματίζεται στην αντίθετη πλευρά του θυγατρικού πυρήνα. Η κυτοκίνηση συνίσταται από συστολή του πατρικού κυττάρου, αρχίζοντας από το οπίσθιο άκρο και ακολουθούμενη από το διαχωρισμό των δύο θυγατρικών κυττάρων.

Κάποιες κρυπτομονάδες φαίνεται ότι εμπλέκονται σε εγγενή τρόπο αναπαραγωγής, έχοντας βιολογικό κύκλο που περιλαμβάνει μορφολογικώς διακριτά απλοειδή και διπλοειδή στάδια.

Οικολογία

Τα κρυπτόφυτα ευδοκιμούν σε όλα τα υδάτινα ενδιαιτήματα, θαλάσσια, υφάλμυρα, καθαρά νερά ή ακόμα και στο χιόνι. Ως φωτοσυνθετικοί οργανισμοί συνεισφέρουν στη δέσμευση του διοξειδίου του άνθρακα και ως μη τοξικά πλαγκικά μαστιγοφόρα αποτελούν σημαντικό θήραμα στην τροφική αλυσίδα. Εξαιτίας των φικοβιλλιπρωτεϊνών που απορροφούν φωτεινή ενέργεια, τα κρυπτόφυτα μπορούν να χρησιμοποιούν το φως σε χαμηλές εντάσεις. Επιπλέον, τα πλαστίδια περιέχουν χλωροφύλλη α και c₂ και ξανθοφύλλες. Διαφορετικοί συνδυασμοί και συγκεντρώσεις αυτών των χρωστικών προκαλούν μία ποικιλία από καφέ, κοκκινωπές και μπλε αποχρώσεις στα κύτταρα των κρυπτοφυκών.

Τα περισσότερα είδη κρυπτοφύτων είναι φωτοσυνθετικά. Ωστόσο, μερικά χάνουν τις φωτοσυνθετικές χρωστικές τους κι επιστρέφουν σε μία ετεροτροφικού τύπου θρέψη με τη διατήρηση ενός λευκοπλάστη.

Τα κρυπτόφυτα είναι σχεδόν πάντα παρόντα σε υδάτινα ενδιαιτήματα. Το γένος Cryptomonas περιορίζεται στα καθαρά νερά και αποτελείται από είδη με χρώμα ανοιχτό καφέ, σκούρο καφέ έως λαδί. Πληθυσμοί Cryptomonas μπορούν να βρεθούν στη διάρκεια του χρόνου σε λίμνες, όπου σχηματίζουν σφαιρικές κύστεις περιβαλλόμενες από χοντρό κυτταρικό τοίχωμα για να εξασφαλίσουν την επιβίωσή τους.

Η ποικιλότητα των κρυπτοφύτων σε θαλάσσια περιβάλλοντα φαίνεται να υπερτερεί της ποικιλότητας των κρυπτοφύτων στα γλυκά νερά. Θαλάσσια κρυπτόφυτα αλλά και κρυπτόφυτα των γλυκών νερών είναι πιθανό να σχηματίζουν πληθυσμιακές εκρήξεις (blooms), αλλά διαφορετικά από τα δινοφύκη, τα οποία παράγουν τοξίνες, ή τα κυανοβακτήρια. Τα blooms των κρυπτοφύτων δεν προκαλούν ζημιά, όπως είναι γνωστό μέχρι τώρα.

Ταξινόμηση

Από την πλευρά των βοτανικών τα κρυπτοφύκη μπορούν να συμπεριληφθούν στο βασίλειο φυτά, φύλο κρυπτόφυτα κλάση κρυπτοφύκη ενώ με βάση τους ζωολόγους τοποθετούνται στο βασίλειο ζώα, φύλο μαστιγοφόρα, κλάση φυτομαστιγοφόρα, τάξη κρυπτομονάδες. Επίσης τα κρυπτοφύκη προς στιγμή συμπεριλαμβάνονται σε ξεχωριστό βασίλειο αυτό των πρωτίστων ή το λεγόμενο βασίλειο των Chromista.

Βιβλιογραφία

1. Clay BL, Kugrens P, Lee RE (1999) A revised classification of the Cryptophyta. Bot J Linnean Soc 131: 131-151
2. Hibberd DJ, Greenwood AD, Griffiths HB (1971) Observations on the ultrastructure of the flagella and periplast in the Cryptophyceae. Br Phycol J 6: 61-72
3. Brett SJ, Perasso L, Wetherbee R (1994) Structure and development of the cryptomonad periplast: a review. Protoplasma181: 106-122
4. Gillott M, Gibbs SP (1980) The cryptomonad nucleomorph: its ultrastructure and evolutionary significance. J Phycol 16: 558-568
5. Gantt E, Edwards MR, Provasoli L (1971) Chloroplast structure of the Cryptophyceae. Evidence for phycobiliproteins within the intrathylakoidal spaces. J Cell Biol 48: 280-290
6. Klaveness D (1988) Ecology of the Cryptomonadida: A First Review. In Sandgren CD (ed.) Growth and Reproductive Strategies of Freshwater Phytoplankton. Cambridge University Press, Cambridge, pp 105-133
7. Pithart D (1997) Diurnal vertical migration study during a winter bloom of cryptophyceae in a floodplain pool. Int Rev ges Hydrobiol 82: 33-46
8. Hammer A, Schumann R, Schubert Η (2002) Light and temperature acclimation of Rhodomonas salina (Cryptophyceae): photosynthetic performance. Aquat Microb Ecol 29: 287-296