Karofüüdid (Charophyceae): maismaataimedega lähimad rohevetikad
Avasta karofüüdid: maismaataimedega lähimad rohevetikad, nende evolutsiooniline tähtsus, paljunemine ja kloroplastide areng — sügav ülevaade botaanilisest sugulusest.
Charophyceae on taimedele kõige lähedasemad rohevetikad.
Nende täpne auaste on vaieldav. Mõned botaanikud soovitavad laiendada olemasolevat taimede kuningriiki, et lisada sinna ka karofüütid ja klorofüütid.
Teised liigitavad Charophyceae klassina Charophyta jaotuse alla, kusjuures Chlorophyta jääb eraldi jaotuseks. On ka teisi võimalusi.
Botaanikud on üksmeelselt seisukohal, et karofüütide puhul on tegemist maismaataimedega (embrüofüütidega) kõige lähedasemalt seotud organismidega.
Paljud sugulise paljunemisega seotud keerulised taimeomadused arenesid kõigepealt karofaasides. cpDNA (kloroplastide DNA) analüüs näitab, et taimede kloroplastide omadused arenesid samuti esimesena karofaasides, enne kui Zygnematales erinesid liinist, mis viis Coleochaetales, Charales ja maismaataimedeni.
Charophyceae hulka kuuluvad üldiselt järgmised rühmad:
Olulised rühmad
- Mesostigmatales – lihtsa ehitusega, ühekihilised filamentide või rakkude järjestused; peetakse üheks varasemaks hargnemiseks streptofüütide evolutsioonipuus.
- Klebsormidiales – puitunud tundemärgid puuduvad, esinevad lihtsad filamentid; mitmed liigid talitlevad maismaasekeskkonnas niisketel pinnastel ja sambla-laadsetes kooslustes.
- Zygnematales – hulka kuuluvad filament- ja üherakulised ribad (näiteks Spirogyra ja Mougeotia); iseloomulik on konjugatsiooniline suguline paljunemine (flagella kaotus paljudel liikidel).
- Coleochaetales – moodustavad lehedelaadseid või plaaditaolisi kolooniaid; nende suguline bioloogia ja rakuorganisatsioon on paljude tunnuste poolest sarnane maismaataimedega.
- Charales (kivivetikad) – sageli suurte, keeruka tsellulaarehitusega ja hargnevate vartega; neid tuntakse ka kivivetikatena ja nad on morfoloogiliselt kõige taimelähedasemad.
Morfoloogia ja elutsükkel
Karofüüdid on peamiselt mitmerakulised ja võivad moodustada filamente, haruvarsiseid kobaraid või plaaditaolisi kolooniaid. Suguline paljunemine on sageli kompleksne: paljudel rühmadel on arenenud oogamia (suur mitteliikuv muna ja väikesed liikuvad spermid). Mõned rühmad, näiteks Zygnematales, kasutavad suguühenduse vormi (konjugatsiooni), kus flagelliga spermid võivad puududa.
Rakusiseselt jagavad streptofüütsete vetikate ja maismaataimede vahel mitmed tunnused, nagu rakuplaatide moodustumine raku jagunemisel (phragmoplasti tüüpi), plasmodesmata kaudu rakkude vahelised ühendused ning teatud raku-seina komponentide sarnasus.
Taksonoomia ja geneetika
Karofüütide täpne taksonoomiline asetumine on teaduses pideva uurimise objekt. Molekulaarsed andmed — sealhulgas kloroplastide DNA (cpDNA) — annavad tuge, et embrüofüüdid (maismaataimed) pärinevad karofüütide sugupuust. See tõestab, et paljud taimedele iseloomulikud omadused kujunesid järk-järgult karofüütide eelkäijates.
Ökoloogia ja levik
Paljud karofüüti liigid elavad mageveekeskkonnas (järved, tiigid, voolud), sealjuures Charales-liigid eelistavad sageli selgevee liiva- või mudaaluseid. Mõned rühmad (näiteks Klebsormidiales) talitlevad ka maismaa niisketes mikroelupaikades, kivide või mulla pinnal. Karofüüdid osalevad ökosüsteemides tooraine ringluses, pakuvad elupaiku mikroorganismidele ja toitaineid selgroogsetele/selgrootutele organismidele.
Fossiililised andmed ja evolutsiooniline tähendus
Fossiilid näitavad, et streptofüütide sugupuud on vanad ja karofüütidele lähedased vormid esinesid juba paleotsoikumis. See ajalugu toetab ideed, et maismaataimedid (embrüofüüdid) tekkisid karofüütide sarnastest eellastest, kes omandasid järk-järgult omadusi, mis võimaldasid ellujäämist maismaal — näiteks rakkude omavaheline side, keerukam paljunemine ja tolmlemise eellased mehhanismid.
Miks see on oluline?
Charophyceae uurimine aitab mõista taimede üleminekut veest maismaale — ühte olulisemat evolutsioonilist sammu elusajaloo jooksul. Uued molekulaarsed ja morfoloogilised uuringud selgitavad järjest paremini, kuidas tekkisid taimeorganismidele iseloomulikud struktuurid ja elutsüklid, ning annavad ülevaate maismaataimede päritolust.
Kuigi taksonoomiline paigutus võib muutuda ja eri autorid kasutavad erinevaid klassifikatsioone, jääb põhimõte samaks: karofüüdid on taimede kõige lähedasemad rohevetikate sugukond, kellel on olnud keskne roll taimede evolutsioonis.
Staurastrum
Klebsormidium bilatum
Küsimused ja vastused
K: Mis on Charophyceae?
V: Charophyceae on rohevetikate liik, mida peetakse taimedele kõige lähedasemateks vetikateks.
K: Milline on arutelu Charophyceae auastme ümber?
V: Botaanikud arutlevad Charophyceae täpse auastme üle. Mõned arvavad, et nad tuleks lisada olemasolevasse taimede kuningriiki, teised aga liigitavad neid omaette klassina Charophyta jaotuse alla.
K: Kuidas on Charophyceae seotud maismaataimedega?
V: Charophyceae on tihedalt seotud maismaataimedega ja neid peetakse nendega kõige lähedasemalt seotud organismideks.
K: Millised taimeomadused arvatakse olevat esimesena välja kujunenud Charophyceatel?
V: Arvatakse, et paljud sugulise paljunemisega seotud keerulised taimeomadused arenesid esimesena karofütsidel.
K: Milline on cpDNA analüüsi tähtsus seoses Charophyceae'ga?
V: cpDNA analüüs on näidanud, et taimede kloroplastide omadused arenesid esimesena Charophyceae's, enne kui Zygnematales erinesid liinist, mis viis Coleochaetales'i, Charales'i ja maismaataimedeni.
K: Millised rühmad kuuluvad tavaliselt Charophyceae hulka?
V: Charophyceae hulka kuuluvad tavaliselt Coleochaetales, Charales ja mõned teised rohevetikate rühmad.
K: Kuidas mõned botaanikud liigitavad Charophyceae?
V: Mõned botaanikud klassifitseerivad Charophyceae klassina liigituse Charophyta alla, samas kui teised soovitavad laiendada olemasolevat taimede kuningriiki, et neid hõlmata.
Otsige