ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.05.2024
Просмотров: 281
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
600 000 – 750 000 знаков – (250-300 стр.) - аутентичного материала (монография, материалы научных конференций, научные статьи и т.д. не ранее 2014 года) ;
Темы связанные с биологией, в частности водорослями и всем что и ними связано Аутентичный(оригинальный английский, учёным из англоговорящей страны)
Найти, подготовить и оформить. Клиент: на антиплагиат не проверяется. Весь текст это ведь чужие статьи или книги или ещё что:)
Важно чтобы авторы были англоговорящие И общее количество символов или страниц И тематика
Ученые впервые обнаружили на территории России штамм зеленой одноклеточной водоросли Coelastrella multistriata. Она представляет большой интерес для биотехнологии, поскольку до 50% ее массы составляют жирные кислоты, которые перспективны в качестве сырья для фармацевтических препаратов, а также производства биодизельного топлива. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Scientific Reports.
Род Coelastrella объединяет одноклеточных зеленых водорослей, которые обитают на суше и в пресных водоемах Европы. Ученые выяснили, что представители этого рода накапливают в клетках большое количество липидов в виде жирных кислот и каротиноидов (предшественников витамина А) — до 50% и 2% биомассы соответственно. Эти вещества очень ценятся в фармацевтической промышленности, поскольку из них можно синтезировать биологически активные вещества, витамины и пищевые добавки.
Исследователи из Института физиологии растений имени К.А. Тимирязева РАН (Москва) с коллегами описали новый штамм водоросли Coelastrella multistriata, а также изучили состав, количество и особенности накопления в ее клетках жирных кислот. Штамм MZ-Ch23 биологи обнаружили в почве на территории Гуровского карьера в Тульской области. Водоросль очистили от сопутствующих микроорганизмов и выращивали в колбах на минеральной среде. Количество и тип жирных кислот, накапливаемых в клетке, исследователи определяли биохимически.
Оказалось, что по количеству преобладали ненасыщенные кислоты, в молекулах которых между некоторыми атомами углерода образуются двойные связи. Среди них больше всего оказалось омега-3 и омега-6 жирных кислот, таких как альфа-линоленовая — 38%, гексадекатриеновая — 19% и линолевая — 12%. Омега-3 и омега-6 жирные кислоты очень полезны для человека: на их основе в организме синтезируются многие биологически активные вещества и гормоны, поэтому
Coelastrella может стать хорошим источником для их промышленного получения.
Также ученые создали для водоросли условия голодания — штамм поместили в среду, в которой не было азота, фосфора или обоих этих элементов. Азот и фосфор необходимы для роста всех микроорганизмов, в том числе одноклеточных водорослей, поскольку с помощью этих элементов собираются «строительные блоки» белков и нуклеиновых кислот. Если же появляется недостаток азота или фосфора, водоросли начинают накапливать запасные питательные вещества, в первую очередь липиды. Поэтому биологи предположили, что при голодании штамм Coelastrella multistriata будет синтезировать еще больше ценных жирных кислот. Оказалось, что в таких условиях водоросли вместо омега-3 и омега-6 стали синтезировать преимущественно насыщенные и мононенасыщенные (только с одной двойной связью) жирные кислоты — до 61% от общего количества.
«Наше исследование показало, что общее содержание жирных кислот в клетках Coelastrella multistriata MZ-Ch23 достигает 57% биомассы, что гораздо выше, чем у других видов этого рода водорослей. Поэтому этот штамм перспективен для получения омега-3 и омега-6 жирных кислот, которые в большом количестве накапливаются в клетках при выращивании на полной питательной среде. Кроме того, мы показали, что при голодании водоросль синтезирует насыщенные жирные кислоты, которые можно использовать для производства биодизельного топлива. В дальнейшем мы планируем исследовать влияние других стрессоров, например тяжелых металлов или избыточного освещения, на накопление липидов этим штаммом», — рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ Евгений Мальцев, кандидат биологических наук, доцент, ведущий научный сотрудник Лаборатории молекулярной систематики водных растений Института физиологии растений имени К.А. Тимирязева РАН.
Во́доросли (лат. Algae) — гетерогенная экологическая группа преимущественно фотоавтотрофных одноклеточных, колониальных или многоклеточных организмов, обитающих, как правило, в водной среде, в систематическом отношении представляющая собой совокупность многих отделов. Вступая в симбиоз с грибами, эти организмы в ходе эволюции образовали совершенно новые организмы — лишайники. Наука о водорослях называется альгологией
.
Водоросли отличаются большим разнообразием. По разным оценкам, количество видов водорослей составляет от 30 тыс. до более 1 млн [Guiry]. И хотя не определены объемы групп водорослей и часто само понятие вида в различных отделах и классах, по самым консервативным оценкам насчитывается около 72 500 видов водорослей.
Традиционно водорослями называют организмы, осуществляющие оксигенный фотосинтез, у которых отсутствуют стерильные ткани вокруг половых репродуктивных структур [Bold, 1973]. Термин «водоросли» является собирательным для огромной группы эукариотических организмов и прокариот, имеющих разное происхождение и не обязательно родственных друг другу. Существует несколько отдельных филогенетических ветвей эукариот, которые эволюционировали независимо друг от друга и содержат фотосинтезирующие организмы. В соответствии с современными представлениями зеленые и харовые водоросли, наряду с настоящими наземными растениями, образуют подцарство Viridiplantae, которое, в свою очередь, вместе с красными водорослями и глаукофитами (вместе образующими подцарство Biliphyta) формирует обособленную ветвь в филогенетическом дереве — царство Archaeplastidae или Plantae [Cavalier-Smith, 1998; Keeling; Lewis, McCourt].
Несмотря на то, что современные генетические данные говорят о том, что водоросли не представляют собой отдельную филетическую группу, а являются эукариотами различного происхождения, получившими в качестве эндосимбионта цианобактерию или образовавшиеся в результате эндосимбиогенеза разных эукариотических организмов, термин «водоросли» является очень удобным, и, в соответствии с классическим пониманием этого термина, мы будем относить к водорослям как эукариотические, так и прока-риотические фотосинтетические организмы, характеризующиеся отсутствием тканей и органов.
Общие сведения
Водоросли — группа организмов различного происхождения, объединённых следующими признаками: наличие хлорофилла и фотоавтотрофного питания; у многоклеточных — отсутствие чёткой дифференцировки тела (называемого слоевищем, или талломом) на органы; отсутствие ярко выраженной проводящей системы; обитание в водной среде или во влажных условиях (в почве, сырых местах и т. п.). Они сами по себе не имеют органов, тканей и лишены покровной оболочки.
Некоторые водоросли способны к гетеротрофии (питанию готовой органикой), как осмотрофной (поверхностью клетки), например жгутиконосцы, так и путём заглатывания через клеточный рот (эвгленовые, динофитовые). Размеры водорослей колеблются от долей микрона (кокколитофориды и некоторые диатомеи) до 30—50 м (бурые водоросли — ламинария, макроцистис, саргассум)[1]. Таллом бывает как одноклеточным, так и многоклеточным. Среди многоклеточных водорослей наряду с крупными есть микроскопические (например, спорофит ламинариевых). Среди одноклеточных есть колониальные формы, когда отдельные клетки тесно связаны между собой (соединены через плазмодесмы или погружены в общую слизь).
К водорослям относят различное число (в зависимости от классификации) отделов эукариот, многие из которых не связаны общим происхождением. Также к водорослям часто относят синезелёные водоросли или цианобактерии, являющиеся прокариотами. Традиционно водоросли причисляются к растениям.
Водоросли — вездесущие организмы. Они встречаются в раз-личных местообитаниях и играют важную роль в экосистемах. Во-преки бытующему мнению, водоросли распространены не только в воде, но и на суше. Они обычны в поверхностном слое почвы, на поверхности камней, коре деревьев и других увлажненных субстратах. Существуют нивальные виды, встречающиеся в горах на поверхности снега.
Цитология
Клетки водорослей (за исключением амёбоидного типа) покрыты клеточной стенкой или клеточной оболочкой. Стенка находится снаружи мембраны клетки, обычно содержит структурный компонент (например, целлюлозу) и аморфный матрикс (например, пектиновые или агаровые вещества); также в ней могут быть дополнительные слои (например, спорополлениновый слой у хлореллы). Клеточная оболочка представляет собой или внешний кремнийорганический панцирь (у диатомей и некоторых других охрофитовых), или уплотнённый верхний слой цитоплазмы (плазмалемму), в котором могут быть дополнительные структуры, например, пузырьки, пустые или с целлюлозными пластинками (своеобразный панцирь, тека, у динофлагеллятов). Если клеточная оболочка пластичная, клетка может быть способна к так называемому метаболическому движению — скольжению за счёт небольшого изменения формы тела.
Фотосинтезирующие (и «маскирующие» их) пигменты находятся в особых органоидах — хроматофорах. Хроматофор имеет две (красные, зелёные, харовые водоросли), три (эвглены, динофлагелляты) или четыре (охрофитовые водоросли) мембраны. Также он имеет собственный сильно редуцированный генетический аппарат, что позволяет предположить его симбиогенез (происхождение от захваченной прокариотной или, у гетероконтных водорослей, эукариотной клетки). Внутренняя мембрана выпячивается внутрь, образуя складки — тилакоиды, собранные в стопки — граны: монотилакоидные у красных и синезелёных, двух- и больше у зелёных и харовых, трёхтилакоидные у остальных. На тилакоидах, собственно, и расположены пигменты. Хроматофоры у водорослей имеют различную форму (мелкие дисковидные, спиралевидные, чашевидные, звёздчатые и т. д.).
У многих в хроматофоре имеются плотные образования — пиреноиды. Это место скопления питательных веществ и зона, в которой наиболее активно идёт процесс фотосинтеза.
Продукты фотосинтеза, в данный момент излишние, сохраняются в форме различных запасных веществ: крахмала, гликогена, других полисахаридов, липидов. Помимо прочего липиды, будучи легче воды, позволяют держаться на плаву планктонным диатомовым с их тяжёлым панцирем. В некоторых водорослях образуются газовые пузыри, также обеспечивающие водоросли подъёмную силу.
Морфологическая организация таллома
У водорослей выделяют несколько основных типов организации таллома:
-
Амёбоидный (ризоподиальный)
Одноклеточные организмы, лишённые твёрдой клеточной оболочки, и вследствие этого, не способные сохранять постоянную форму тела. Благодаря отсутствию клеточной стенки и наличию особых внутриклеточных структур клетка способна к ползающему движению посредством псевдоподий или ризоподий. Для некоторых видов характерно образование синцития путём слияния нескольких амёбоидных клеток. Амёбоидное строение могут вторично приобретать некоторые монадные формы путём отбрасывания или втягивания жгутиков.
-
Монадный
Одноклеточные водоросли, имеющие постоянную форму тела, жгутик(и), часто стигму, а пресноводные — сократительную вакуоль. Клетки активно двигаются в вегетативном состоянии. Часто встречается объединение нескольких монадных клеток в колонию, окружённую общей слизью, в некоторых случаях они даже соединяются между собой посредством плазмодесм. У высокоорганизованных форм с многоклеточным талломом часто имеются расселительные стадии — зооспоры и гаметы, имеющие монадную структуру.
-
Коккоидный
Одноклеточные, лишённые каких-либо органоидов передвижения и сохраняющие постоянную форму тела в вегетативном состоянии клетки. Чаще всего имеется утолщённая клеточная стенка или панцирь, могут быть различные выросты, поры и пр. для облегчения парения в толще воды. Многим водорослям с данной структурой свойственно образование колоний. Некоторые диатомеи и десмидиевые способны к активному передвижению путём выделения слизи.
-
Пальмеллоидный (капсальный)
Постоянное, достаточно крупное, как правило, прикреплённое к субстрату, образование из нескольких коккоидных клеток, погружённых в общую слизистую массу. Клетки непосредственно между собой не объединяются — отсутствуют плазмодесмы. Временную стадию жизненного цикла с аналогичной морфологией называют