กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 20 นาที

สาหร่ายสีแดง

สาหร่ายสีแดงหรือRhodophyta ( / r oʊ ˈ d ɒ f ɪ t ə / , / ˌ r oʊ d ə ˈ f aɪ t ə / ;มาจากภาษากรีกโบราณῥόδον ( rhódon ) ' กุหลาบ'และφυτόν ( phutón ) ' พืช' )...

สาหร่ายสีแดง

สาหร่ายสีแดง
ช่วงเวลา:
การจำแนกทางวิทยาศาสตร์แก้ไขการจัดหมวดหมู่นี้
โดเมน: ยูคาริโอตา
กลุ่มสายพันธุ์ : อาร์คีพลาสติดา
กลุ่มสายพันธุ์ : โรดาเรีย
แผนก: โรโดไฟตาเวทท์สไตน์ , 1922
กลุ่ม

สาหร่ายสีแดงหรือRhodophyta ( / r ˈ d ɒ f ɪ t ə / , / ˌ r d ə ˈ f t ə / ;มาจากภาษากรีกโบราณῥόδον ( rhódon ) ' กุหลาบ'และφυτόν ( phutón ) ' พืช' ) ประกอบขึ้นเป็นหนึ่งในกลุ่มสาหร่ายยูคาริโอตที่ เก่าแก่ที่สุด [ 3 ] Rhodophyta ประกอบด้วย ไฟลัมสาหร่าย ที่ใหญ่ที่สุด ไฟลัมหนึ่งโดยมีมากกว่า 7,000 ชนิดที่ได้รับการยอมรับภายในมากกว่า 900 สกุล[ 4 ]ท่ามกลางการแก้ไขอนุกรมวิธานที่กำลังดำเนินอยู่[ 5 ]สายพันธุ์ส่วนใหญ่ (6,793) เป็นFlorideophyceaeและส่วนใหญ่ประกอบด้วย สาหร่าย ทะเลหลายเซลล์รวมถึงสาหร่ายทะเล ที่มีชื่อเสียงหลาย ชนิด[ 5 ] [ 6 ]สาหร่ายแดงมีจำนวนมากในแหล่งที่อยู่อาศัยทางทะเล[ 7 ]ประมาณ 5% ของสายพันธุ์สาหร่ายแดงพบในสภาพแวดล้อมน้ำจืด โดยมีความเข้มข้นมากขึ้นในพื้นที่ที่อบอุ่นกว่า[ 8 ]มีเพียงไม่กี่สกุลของสาหร่ายแดงที่อาศัยอยู่บนบก (หรือกึ่งบก) เช่นPorphyridium , Cyanidioschyzon , Cyanidium , ChroodactylonและGoniotrichumนี่อาจเป็นเพราะคอขวดทางวิวัฒนาการที่บรรพบุรุษร่วมสุดท้ายสูญเสียยีนหลักไปประมาณ 25% และความยืดหยุ่นทางวิวัฒนาการส่วนใหญ่[ 9 ] [ 10 ]

สาหร่ายสีแดงเป็นกลุ่มที่แตกต่างออกไป โดยมีลักษณะเฉพาะคือเซลล์ยูคาริโอติกที่ไม่มีแฟลเจลลาและเซนทริโอล คลอโรพลาสต์ที่ ไม่มีเอน โดพลาสมิกเรติคูลัมภายนอก หรือ ไทลาคอยด์ที่ไม่เรียงซ้อน (สโตรมา) และใช้ไฟโคบิ ลิโปรตีน เป็นรงควัตถุเสริมซึ่งทำให้มีสีแดง[ 11 ]แม้จะมีชื่อว่าสาหร่ายสีแดง แต่สีของสาหร่ายสีแดงอาจแตกต่างกันไป ตั้งแต่สีเขียวสดใส สีชมพูอ่อน คล้ายกับสาหร่ายสีน้ำตาล ไปจนถึงเฉดสีแดงและสีม่วง และอาจเกือบเป็นสีดำที่ระดับความลึกมากขึ้น[ 12 ] [ 13 ]แตกต่างจากสาหร่ายสีเขียว สาหร่ายสีแดงจะเก็บน้ำตาลไว้เป็นอาหารสำรองภายนอกคลอโรพลาสต์ในรูปของแป้งฟลอริเดียนซึ่งเป็นแป้งชนิดหนึ่งที่ประกอบด้วยอะไมโลเพกติน ที่มีกิ่งก้านสาขามาก โดยไม่มี อะไม โล[ 14 ]สาหร่ายสีแดงส่วนใหญ่เป็นสิ่ง มีชีวิตหลายเซลล์ มี ขนาดใหญ่และสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศวงจรชีวิตของสาหร่ายแดงโดยทั่วไปจะเป็นการสลับรุ่นซึ่งอาจมีสามรุ่นแทนที่จะเป็นสองรุ่น[ 15 ]สาหร่ายปะการังซึ่งหลั่งแคลเซียมคาร์บอเนตและมีบทบาทสำคัญในการสร้างแนวปะการังจัดอยู่ในกลุ่มนี้

สาหร่ายสีแดง เช่นPalmaria palmata (dulse) และPorphyra species ( laver / nori / gim ) เป็นส่วนประกอบดั้งเดิมของอาหารยุโรปและ เอเชีย และใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่นอะการ์ คา ร์ราจีแนนและสารเติมแต่งอาหาร อื่น ๆ[ 16 ]

คำอธิบาย

สาหร่ายแดงมีสัณฐานวิทยาที่หลากหลาย ตั้งแต่ รูปแบบ เซลล์เดียวไปจนถึงทัลลัสที่มีเนื้อเยื่อพาเรนไคมาและไม่ใช่เนื้อเยื่อพาเรนไคมาที่ซับซ้อน[ 17 ]สาหร่ายแดงมีผนังเซลล์ สอง ชั้น[ 18 ]ชั้นนอกประกอบด้วยพอลิแซ็กคาไรด์อะกาโรสและอะกาโรเพกติน ซึ่งสามารถสกัดได้จากผนังเซลล์เป็นอะการ์โดยการต้ม[ 18 ]ผนังชั้นในส่วนใหญ่เป็นเซลลูโลส[ 18 ]นอกจากนี้พวกมันยังมีจีโนมพลาสติดที่อุดมไปด้วยยีนมากที่สุดเท่าที่รู้จัก[ 19 ]

โครงสร้างเซลล์

สาหร่ายสีแดงไม่มีแฟลเจลลาและเซนทริโอลตลอดวงจรชีวิต ลักษณะเด่นของโครงสร้างเซลล์สาหร่ายสีแดง ได้แก่ การมีเส้นใยสปินเดิลปกติ ไมโครทูบูล เยื่อสังเคราะห์แสงที่ไม่เรียงซ้อนกัน เม็ดสีไฟโคบิลิน[ 20 ]การเชื่อมต่อแบบหลุมระหว่างเซลล์ สกุลที่เป็นเส้นใย และการไม่มีเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมของคลอโรพลาสต์[ 21 ]

ภาพจำลองของสาหร่ายสีแดง (Rhodophyte)

คลอโรพลาสต์

การมีอยู่ของรงควัตถุที่ละลายน้ำได้ที่เรียกว่าไฟโคบิลิลิน ( ไฟโคไซยาโนบิลิลิน ไฟโค เอริโทร บิลิลิ น ไฟโคอูโรบิลิลิน และไฟโคบิลิไวโอลิน ) ซึ่งอยู่ในไฟโคบิลิโซมทำให้สาหร่ายสีแดงมีสีที่โดดเด่น[ 22 ] คลอโร พลาสต์ของพวกมันประกอบด้วยไทลาคอยด์ที่เว้นระยะห่างเท่าๆ กันและไม่มีการจัดกลุ่ม[ 23 ]และมีรงควัตถุคลอโรฟิลล์เอ อัลฟาและเบตาแคโรทีน ลูทีน และซีแซนทีน คลอโรพลาสต์ของพวกมันถูกห่อหุ้มด้วยเยื่อหุ้มสองชั้น ไม่มีกรานาและไฟโคบิลิโซมบนพื้นผิวสโตรมาของเยื่อไทลาคอยด์[ 24 ]

ผลิตภัณฑ์จัดเก็บ

ภาพเนื้อเยื่อสาหร่ายสีแดงภายใต้กล้องจุลทรรศน์

ผลิตภัณฑ์สังเคราะห์แสงที่สำคัญ ได้แก่ ฟลอริดอไซด์ (ผลิตภัณฑ์หลัก), ดี-ไอโซฟลอริดอไซด์, ไดจีนีนไซด์, แมนนิทอล, ซอร์บิทอล, ดัลซิทอล เป็นต้น[ 25 ]แป้งฟลอริเดียน (คล้ายกับอะไมโลเพคตินในพืชบก) ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ที่เก็บสะสมในระยะยาว จะถูกสะสมอย่างอิสระ (กระจาย) ในไซโตพลาสซึม[ 26 ]ความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์สังเคราะห์แสงจะเปลี่ยนแปลงไปตามสภาพแวดล้อม เช่น การเปลี่ยนแปลงของ pH, ความเค็มของตัวกลาง, การเปลี่ยนแปลงของความเข้มแสง, ข้อจำกัดของสารอาหาร เป็นต้น[ 27 ]เมื่อความเค็มของตัวกลางเพิ่มขึ้น การผลิตฟลอริดอไซด์จะเพิ่มขึ้นเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำออกจากเซลล์สาหร่าย

การเชื่อมต่อบ่อและปลั๊กบ่อ

การเชื่อมต่อหลุม

การเชื่อมต่อหลุมและปลั๊กหลุมเป็นลักษณะเฉพาะและโดดเด่นของสาหร่ายแดงที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการไซโทคิเนซิสหลังจากไมโทซิส [ 28 ] [ 3 ] ในสาหร่ายแดง ไซโทคิเนซิสไม่สมบูรณ์ โดยทั่วไปจะมีรูพรุนเล็กๆ เหลืออยู่ตรงกลางของพาร์ติชั่นที่เกิดขึ้นใหม่ การเชื่อมต่อหลุมจะเกิดขึ้นในบริเวณที่เซลล์ลูกสาวยังคงสัมผัสกัน

หลังจากที่เกิดการเชื่อมต่อแบบหลุมขึ้นไม่นาน ความต่อเนื่องของไซโตพลาสซึมจะถูกปิดกั้นโดยการสร้างปลั๊กหลุม ซึ่งจะถูกสะสมไว้ในช่องว่างของผนังเซลล์ที่เชื่อมต่อเซลล์เข้าด้วยกัน

การเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ที่มีเซลล์แม่ร่วมกันเรียกว่าการเชื่อมต่อแบบหลุมปฐมภูมิ เนื่องจาก สาหร่ายสีแดงมี การเจริญเติบโตที่ส่วนปลายตามปกติ เซลล์ส่วนใหญ่จึงมีการเชื่อมต่อแบบหลุมปฐมภูมิสองจุด จุดละหนึ่งจุดไปยังเซลล์ข้างเคียง

การเชื่อมต่อที่เกิดขึ้นระหว่างเซลล์ที่ไม่ได้มีเซลล์แม่ร่วมกันเรียกว่าการเชื่อมต่อหลุมรอง การเชื่อมต่อเหล่านี้เกิดขึ้นเมื่อการแบ่งเซลล์ที่ไม่เท่ากันทำให้เกิดเซลล์ลูกที่มีนิวเคลียสซึ่งจากนั้นจะรวมเข้ากับเซลล์ข้างเคียง รูปแบบของการเชื่อมต่อหลุมรองสามารถพบได้ในอันดับ Ceramiales [ 3 ]

ปลั๊กอุดหลุม

หลังจากเกิดการเชื่อมต่อแบบหลุมแล้ว เยื่อหุ้มรูปท่อจะปรากฏขึ้น จากนั้นโปรตีนเม็ดเล็กๆ ที่เรียกว่าแกนปลั๊กจะก่อตัวขึ้นรอบๆ เยื่อหุ้มเหล่านั้น เยื่อหุ้มรูปท่อจะหายไปในที่สุด ในขณะที่สาหร่ายสีแดงบางกลุ่มมีเพียงแกนปลั๊กเท่านั้น แต่บางกลุ่มก็มีเยื่อหุ้มที่เกี่ยวข้องอยู่ด้านข้างของมวลโปรตีนแต่ละด้าน เรียกว่าเยื่อหุ้มฝาปิด ปลั๊กหลุมจะยังคงอยู่ระหว่างเซลล์จนกว่าเซลล์ใดเซลล์หนึ่งจะตาย เมื่อเกิดเหตุการณ์นี้ เซลล์ที่ยังมีชีวิตอยู่จะสร้างชั้นของวัสดุผนังเซลล์เพื่อปิดผนึกปลั๊ก

การทำงาน

มีการเสนอว่าการเชื่อมต่อหลุมทำหน้าที่เป็นการเสริมแรงโครงสร้าง หรือเป็นช่องทางสำหรับการสื่อสารและการขนส่งระหว่างเซลล์ในสาหร่ายแดง อย่างไรก็ตาม มีข้อมูลเพียงเล็กน้อยที่สนับสนุนสมมติฐานนี้[ 29 ]

การสืบพันธุ์

วงจรการสืบพันธุ์ของสาหร่ายแดงอาจถูกกระตุ้นด้วยปัจจัยต่างๆ เช่น ความยาวของวัน[ 3 ]สาหร่ายแดงสืบพันธุ์ได้ทั้งแบบอาศัยเพศและไม่อาศัยเพศ การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศสามารถเกิดขึ้นได้จากการสร้างสปอร์และโดยวิธีการขยายพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ (การแตกตัว การแบ่งเซลล์ หรือการสร้างส่วนขยายพันธุ์) [ 30 ]

การปฏิสนธิ

สาหร่ายสีแดงไม่มีสเปิร์มที่เคลื่อนที่ได้ ดังนั้นพวกมันจึงต้องอาศัยกระแสน้ำในการขนส่งแกมีตไปยังอวัยวะเพศเมีย แม้ว่าสเปิร์มของพวกมันจะสามารถ "ลื่นไถล" ไปยังไตรโค จีน ของคาร์โพโกเนียม ได้ ก็ตาม[ 3 ]สัตว์ยังช่วยในการกระจายและการปฏิสนธิของแกมีตด้วย สัตว์ชนิดแรกที่ค้นพบว่าทำเช่นนั้นคือไอโซพอด Idotea balthica [ 31 ]

ไตรโคไจนจะเจริญเติบโตต่อไปจนกว่าจะพบกับสเปิร์มาเทียมเมื่อได้รับการปฏิสนธิแล้ว ผนังเซลล์ที่ฐานจะหนาขึ้นเรื่อยๆ แยกออกจากส่วนที่เหลือของคาร์โพโกเนียมที่ฐาน[ 3 ]

เมื่อเกิดการชนกัน ผนังของสเปอมาเทียมและคาร์โพโกเนียมจะสลายไป นิวเคลียสของตัวผู้จะแบ่งตัวและเคลื่อนเข้าไปในคาร์โพโกเนียม โดยครึ่งหนึ่งของนิวเคลียสจะรวมเข้ากับนิวเคลียสของคาร์โพโกเนียม[ 3 ]

เปอร์มีนโพลีอะมี น ถูกผลิตขึ้น ซึ่งกระตุ้นการสร้างคาร์โปสปอร์[ 3 ]

สเปิร์มแมงเจียอาจมีส่วนยื่นที่ยาวและบอบบาง ซึ่งเพิ่มโอกาสในการ "เชื่อมต่อ" [ 3 ]

วงจรชีวิต

วงจรชีวิตที่มีสามรุ่นในChondrus crispus

พวกมันแสดงการสลับรุ่นนอกจาก รุ่น แกมีโทไฟต์แล้วหลายชนิดยังมีรุ่นสปอโรไฟต์ สองรุ่น คือ คาร์ปอสปอโรไฟต์ซึ่งผลิตคาร์ปอสปอร์ที่งอกเป็นเตตระสปอโรไฟต์ – ซึ่งผลิตสปอร์เตตระ ซึ่งจะแยกตัวและงอกเป็นแกมีโทไฟต์[ 3 ]โดยทั่วไปแล้ว แกมีโทไฟต์จะเหมือนกับเตตระสปอโรไฟต์ (แต่ไม่เสมอไป) [ 32 ]

คาร์โปสปอร์อาจงอกเป็นแก มีโทไฟต์ แบบทัลลอยด์ โดยตรง หรือคาร์โปสปอโรไฟต์อาจสร้างเตตระสปอร์โดยไม่ต้องผ่านระยะเตตระสปอโรไฟต์ (ที่ดำรงชีวิตอิสระ) [ 32 ] เตตระสปอ แรนเจียอาจเรียงตัวเป็นแถว ( แบบโซน ) เป็นรูปกากบาท (แบบครูเซียต) หรือเป็นเตตระด[ 3 ]

คาร์โปสปอโรไฟต์อาจถูกห่อหุ้มอยู่ภายในแกมีโตไฟต์ ซึ่งอาจปกคลุมมันด้วยกิ่งก้านเพื่อสร้างซิสโตคาร์[ 32 ]

กรณีศึกษาต่อไปนี้สองกรณีอาจเป็นประโยชน์ในการทำความเข้าใจวงจรชีวิตบางอย่างที่สาหร่ายอาจแสดงออกมา:

ในกรณีง่ายๆ เช่นRhodochorton investiens :

ในคาร์โปสปอโรไฟต์: สเปอมาเทียมจะรวมตัวกับไตรโคจีน (ขนยาวบนอวัยวะสืบพันธุ์เพศเมีย) จากนั้นจะแบ่งตัวเพื่อสร้างคาร์โปสปอแรนเจีย ซึ่งจะสร้างคาร์โปสปอร์
คาร์โปสปอร์งอกเป็นแกมีโทไฟต์ ซึ่งสร้างสปอโรไฟต์ ทั้งสองอย่างนี้คล้ายคลึงกันมาก พวกมันสร้างโมโนสปอร์จากโมโนสปอแรนเจีย "อยู่ใต้ผนังขวางในเส้นใย" [ 3 ]และสปอร์ของพวกมัน "ถูกปล่อยออกมาทางปลายเซลล์สปอแรนเจีย" [ 3 ]
สปอร์ของสปอโรไฟต์จะสร้างเททราสปอโรไฟต์ได้ โมโนสปอร์ที่สร้างขึ้นในระยะนี้จะงอกทันทีโดยไม่มีระยะพักตัว เพื่อสร้างสำเนาที่เหมือนกันของต้นแม่ เททราสปอโรไฟต์อาจสร้างคาร์โปสปอร์ซึ่งงอกเพื่อสร้างเททราสปอโรไฟต์อีกต้นหนึ่ง[ 3 ]
แกมีโทไฟต์อาจสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศโดยใช้โมโนสปอร์ แต่ยังผลิตสเปิร์มที่ไม่เคลื่อนที่ในสเปอร์มาแทงเจีย และบริเวณ "ไข่" ที่มีนิวเคลียสอยู่ด้านล่างของคาร์โพโกเนียม[ 3 ] [ 33 ]

ตัวอย่างที่แตกต่างออกไปคือPorphyra gardneri :

ใน ระยะ ดิพลอยด์ คาร์โปสปอร์สามารถงอกเพื่อสร้าง "ระยะคอนโคเซลิส" ที่เป็นเส้นใย ซึ่งสามารถจำลองตัวเองได้โดยใช้โมโนสปอร์ ระยะคอนโคเซลิสจะสร้างคอนโคสปอแรนเจียในที่สุด คอนโคสปอร์ที่เกิดขึ้นจะงอกเพื่อสร้างโปรทัลลัส ขนาดเล็ก ที่มีไรโซอยด์ซึ่งพัฒนาเป็นทัลลัสที่มีใบขนาดเซนติเมตร ทัลลัสนี้ก็สามารถสืบพันธุ์ได้โดยใช้โมโนสปอร์ ซึ่งผลิตขึ้นภายในทัลลัสเอง[ 3 ] นอกจากนี้ ยังสามารถสืบพันธุ์ได้โดยใช้สเปิร์มาเทีย ซึ่งผลิตขึ้นภายในและถูกปล่อยออกมาเพื่อพบกับคาร์โปโกเนียมที่คาดหวังในคอนเซปแทเคิ[ 3 ]

เคมี

กลุ่มสาหร่าย ช่วงδ 13 C [ 34 ]
HCO 3 -ใช้สาหร่ายแดง−22.5‰ ถึง −9.6‰
CO2 -โดยใช้สาหร่ายแดง −34.5‰ ถึง −29.9‰
สาหร่ายสีน้ำตาล−20.8‰ ถึง −10.5‰
สาหร่ายสีเขียว−20.3‰ ถึง −8.8‰

ค่า δ 13 Cของสาหร่ายสีแดงสะท้อนถึงวิถีชีวิตของพวกมัน ความแตกต่างที่มากที่สุดเกิดจากวิถีการเผาผลาญ แบบสังเคราะห์แสง : สาหร่ายที่ใช้HCO 3เป็นแหล่งคาร์บอนจะมีค่าδ 13 Cติดลบ น้อยกว่าค่าต่างๆ มากกว่า ค่าที่ใช้CO2 เพียง อย่าง เดียว [ 35 ]ความแตกต่างเพิ่มเติมประมาณ 1.71‰ แยกกลุ่มระหว่างน้ำขึ้นน้ำลง กับกลุ่มที่อยู่ต่ำกว่าแนวน้ำขึ้นน้ำลงต่ำสุด ซึ่งไม่เคยสัมผัสกับคาร์บอนในบรรยากาศ กลุ่มหลังใช้ CO2 ที่ละลายในน้ำทะเลซึ่ง มีค่า 13C เป็นลบมากกว่าในขณะที่กลุ่มที่สามารถเข้าถึงคาร์บอนในบรรยากาศจะสะท้อนถึงค่าบวกที่มากกว่าของแหล่งสำรองนี้

รงควัตถุสังเคราะห์แสงของสาหร่ายสีแดงคือคลอโรฟิลล์เอและดีสาหร่ายสีแดงมีสีแดงเนื่องจากมีไฟโคเอริทรินพวกมันมีพอลิแซ็กคาไรด์ ซัลเฟตที่เรียกว่าคาร์รา จีแนนในส่วนอสัณฐานของผนังเซลล์ แม้ว่าสาหร่ายสีแดงจากสกุลPorphyraจะมีพอร์ฟิแรนก็ตาม พวกมันยังผลิตแทนนินชนิดพิเศษที่เรียกว่าฟลอโรแทนนินแต่ในปริมาณที่น้อยกว่าสาหร่ายสีน้ำตาล

อนุกรมวิธาน

ในระบบการจำแนกประเภทของ Adl et al. 2005 สาหร่ายสีแดงถูกจัดอยู่ในArchaeplastidaร่วมกับglaucophytesและสาหร่ายสีเขียวรวมถึงพืชบก ( Viridiplantaeหรือ Chloroplastida) ผู้เขียนใช้การจัดเรียงแบบลำดับชั้นโดยที่ชื่อกลุ่มไม่ได้บ่งบอกถึงลำดับชั้น ชื่อชั้น Rhodophyceae ใช้สำหรับสาหร่ายสีแดง ไม่มีการแบ่งย่อย ผู้เขียนกล่าวว่า "กลุ่มย่อยแบบดั้งเดิมเป็นโครงสร้างเทียมและไม่ถูกต้องอีกต่อไป" [ 36 ]การศึกษาต่อมาหลายชิ้นได้ให้หลักฐานที่สอดคล้องกับความเป็นเอกพันธุ์ใน Archaeplastida (รวมถึงสาหร่ายสีแดง) [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ]อย่างไรก็ตาม การศึกษาอื่นๆ ได้แนะนำว่า Archaeplastida เป็นกลุ่มที่ไม่เป็นเอกพันธุ์[ 41 ] [ 42 ]ณ เดือนมกราคม พ.ศ. 2563 ความเห็นโดยทั่วไปคือ Archaeplastida เป็นกลุ่มพาราไฟเลติก[ 43 ]

ด้านล่างนี้คืออนุกรมวิธานอื่น ๆ ที่ตีพิมพ์ของสาหร่ายสีแดงโดยใช้ข้อมูลอนุกรมวิธานระดับโมเลกุลและระดับอัลฟาแบบดั้งเดิม อย่างไรก็ตาม อนุกรมวิธานของสาหร่ายสีแดงยังคงอยู่ในสถานะที่เปลี่ยนแปลง (โดยการจำแนกประเภทที่สูงกว่าระดับอันดับไม่ได้รับความสนใจทางวิทยาศาสตร์มากนักในช่วงศตวรรษที่ 20 ส่วนใหญ่) [ 44 ]

  • ถ้าหากอาณาจักรพืช (Plantae) ถูกนิยามว่าเป็นกลุ่มอาร์คีพลาสติด (Archaeplastida) แล้ว สาหร่ายสีแดงก็จะอยู่ในกลุ่มนั้นด้วย
  • หากนิยาม Plantae ให้แคบลงเป็น Viridiplantae แล้ว สาหร่ายสีแดงอาจจะไม่ถูกนับรวมด้วย

โครงการวิจัยสำคัญเพื่อสร้างแผนภูมิวิวัฒนาการของสาหร่ายสีแดง (RedToL) ขึ้นใหม่โดยใช้ วิธี การทางวิวัฒนาการและจีโนมิกส์ได้รับทุนสนับสนุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติภายใต้โครงการประกอบแผนภูมิวิวัฒนาการ (Assembling the Tree of Life Program)

การเปรียบเทียบการจำแนกประเภท

ระบบการจำแนกประเภทตามSaunders และ Hommersand 2004 [ 44 ]ระบบการจำแนกประเภทตามHwan Su Yoon และคณะ 2006 [ 45 ]คำสั่งซื้อ สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์? ปลั๊กอุดหลุม? ตัวอย่าง
อาณาจักรรองโรโดแพลนเท (Rhodoplantae)ไฟลัมไซยานิดิโอไฟตา
ชั้นCyanidiophyceae Merola และคณะ
ไฟลัมโรโดไฟตาเวทสไตน์ซับไฟลัมไซยานิดิโอไฟตินาซับไฟลัมโนวุสชั้นCyanidiophyceae Merola และคณะไซยานิเดียลเลขที่ เลขที่ ไซยานิดิโอสคีซอน เมโรเล
ไฟลัมโรโดไฟตาเวทสไตน์ไฟลัมย่อยโรเดลโล ไฟตินา
ชั้นRhodellophyceae Cavalier-Smith
ซับไฟลัมโรโดไฟตินาซับไฟลัมโนวัสชั้นRhodellophyceae Cavalier-Smithโรเดลเลสเลขที่ เลขที่ โรเดลลา
คลาสStylonematophyceae คลาสโนวารูฟูเซียลส์ , สไตโลเนมาตาเลสใช่ เลขที่ สไตโลนีมา
ชั้นPorphyridiophyceae classis nova

พอร์ฟิริเดียล

เลขที่ เลขที่ พอร์ฟิริเดียม ครูเอนตัม
ไฟลัมย่อยMetarhodophytina
ชั้นCompsopogonophyceae Saunders et Hommersand
ชั้นCompsopogonophyceae Saunders et Hommersandคอมป์โซโพโกนาเลส , โรโดเคทาเลส , เอริโทรเพลทิดาเลสใช่ เลขที่ คอมป์โซโพกอน
ไฟลัมย่อยEurhodophytina
ชั้นBangiophyceae Wettstein
ชั้นBangiophyceae Wettstein

บังเกียเลส

ใช่ ใช่ บังเกีย "พอร์ฟีรา "
ชั้นFlorideophyceae Cronquist
วงศ์ย่อยHildenbrandiophycidae
ชั้นFlorideophyceae Cronquistฮิลเดนแบรนเดียเลสใช่ ใช่ ฮิลเดนแบรนเดีย
ชั้นFlorideophyceae Cronquist
วงศ์ย่อยNemaliophycidae
Batrachospermales , Balliales , Balbianiales , Nemaliales , Colaconematales , Acrochaetiales , Palmariales , Thorealesใช่ ใช่ เนมาเลียน
โรโดกอร์โกนาเลส , คอรัลลินาเลสใช่ ใช่ คอรัลลิน่า ออฟฟิซินาลิส
ชั้นFlorideophyceae Cronquist
วงศ์ย่อยAhnfeltiophycidae
อานเฟลเทียลส์ , ปิฮิเอลลาลส์ใช่ ใช่ แอนเฟลเทีย
ชั้นFlorideophyceae Cronquist
วงศ์ย่อยRhodymeniophycidae
Bonnemaisoniales , Gigartinales , Gelidiales , Gracilariales , Halymeniales , Rhodymeniales , Nemastomatales , Plocamiales , Ceramialesใช่ ใช่ เจลิเดียม

แหล่งข้อมูลบางแห่ง (เช่น Lee) จัดให้สาหร่ายสีแดงทั้งหมดอยู่ในชั้น "Rhodophyceae" (การจัดระเบียบของ Lee ไม่ใช่การจำแนกประเภทที่ครอบคลุม แต่เป็นการเลือกอันดับที่ถือว่าพบได้ทั่วไปหรือสำคัญ[ 3 ] : 107 )

มีการเสนอสับไฟลั ม – Proteorhodophytina – เพื่อครอบคลุมคลาสที่มีอยู่ ได้แก่Compsopogonophyceae , Porphyridiophyceae , RhodellophyceaeและStylonematophyceae [ 46 ]ข้อเสนอนี้ทำขึ้นบนพื้นฐานของการวิเคราะห์จีโนมพลาสติด

สายพันธุ์

ปัจจุบันมีการอธิบายสาหร่ายสีแดงมากกว่า 7,000 ชนิด[ 5 ]แต่การจำแนกทางอนุกรมวิธานยังคงเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา โดยมีการอธิบายชนิดใหม่ๆ ทุกปี[ 44 ] [ 45 ]ส่วนใหญ่เป็นสาหร่ายทะเล โดยมีประมาณ 200 ชนิดที่อาศัยอยู่ในน้ำจืดเท่านั้น

ตัวอย่างของสายพันธุ์และสกุลของสาหร่ายสีแดง ได้แก่:

วิวัฒนาการ

แม้ว่าCyanidiophyceae จะได้รับการยอมรับโดยทั่วไปว่าเป็น กลุ่มพื้นฐานที่สุดแต่คลาสที่เหลืออีก 6 คลาสในซับไฟลัมRhodophytinaนั้นมีความสัมพันธ์ที่ไม่แน่นอน แผนภูมิวิวัฒนาการด้านล่างนี้เป็นไปตามผลการศึกษาในปี 2016 เกี่ยวกับช่วงเวลาการกระจายพันธุ์ของสาหร่ายสีแดง[ 47 ]จำนวนชนิดที่ยังมีชีวิตอยู่ที่ทราบอยู่ในวงเล็บ[ 48 ]

วิวัฒนาการ

Botryocladia occidentalis (แถบมาตราส่วน: 2 เซนติเมตรหรือ3/4นิ้ว )

คลอโรพลาสต์ของสาหร่ายสีแดงมีต้นกำเนิดมาจาก เหตุการณ์ เอนโดซิมไบโอ ซิส ระหว่างไซยาโนแบคทีเรียสังเคราะห์แสงบรรพบุรุษและฟาโกโทรฟ ยูคาริ โอ ตยุคแรก [ 49 ]เหตุการณ์นี้เรียกว่าเอนโดซิมไบโอซิสขั้นต้นซึ่งเป็นต้นกำเนิดของทั้งสาหร่ายสีแดงและสีเขียว (รวมถึงพืชบกหรือเอ็มบริโอไฟต์ ) และกลอโคไฟต์กลุ่มเหล่านี้รวมกันเป็นสายวิวัฒนาการที่เก่าแก่ที่สุดของยูคาริโอตสังเคราะห์แสง ซึ่งรู้จักกันในชื่ออาร์คีพลาสติดา[ 50 ]

ผ่านเหตุการณ์เอนโดซิมไบโอซิสทุติยภูมิ คลอโรพลาสต์ของสาหร่ายแดง พร้อมด้วยยีนจำนวนมากจากทั้งนิวเคลียสและจีโนมของคลอโรพลาสต์ของสาหร่ายแดง ได้ถูกถ่ายโอนไปยังสายพันธุ์ยูคาริโอตที่แตกต่างกันสี่ สาย พันธุ์ ได้แก่ คริปโทไฟต์ [ 51 ]แฮปโทไฟต์โอโครไฟต์และ ไม โซ ซั ว[ 52 ] [ 50 ]ส่งผลให้มีการประมาณการว่า นอกเหนือจากสาหร่ายสีน้ำตาลหลายเซลล์แล้ว มากกว่าครึ่งหนึ่งของสายพันธุ์ยูคาริโอตจุลินทรีย์ที่รู้จักทั้งหมดมีพลาสติดที่ได้มาจากสาหร่ายแดง[ 53 ]จีโนมนิวเคลียร์ของยูเกลนิดและคลอราแรคนิโอไฟต์ยังมีจำนวนยีนที่มีต้นกำเนิดจากสาหร่ายแดงจำนวนมาก แม้ว่าพลาสติดของพวกมันจะมาจากสาหร่ายสีเขียวก็ตาม[ 54 ]

โรโดไฟต์แบ่งออกเป็นไซยานิดิโอไฟซี (Cyanidiophyceae ) ซึ่งเป็นคลาสของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและทน ความร้อนและ กรดสูง ที่พบในบ่อน้ำพุร้อนกำมะถันและสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดอื่นๆ[ 55 ] ซึ่ง เป็นการปรับตัวที่เกิดขึ้นได้บางส่วนจากการถ่ายโอนยีนในแนวนอนจากโปรคาริโอต[ 56 ]โดยประมาณ 1% ของจีโนมมีต้นกำเนิดมาจากสิ่งนี้[ 57 ]และกลุ่มพี่น้องสองกลุ่มที่เรียกว่า SCRP ( Stylonematophyceae , Compsopogonophyceae , RhodellophyceaeและPorphyridiophyceae ) และ BF ( BangiophyceaeและFlorideophyceae ) ซึ่งพบได้ทั้งในสภาพแวดล้อมทางทะเลและน้ำจืด BF เป็นสาหร่ายขนาดใหญ่ ซึ่งโดยปกติจะไม่เติบโตเกินประมาณ 50 ซม. แต่บางชนิดสามารถยาวได้ถึง2 เมตร ( 6 )+12  ฟุต) [ 58 ]ในกลุ่ม SCRP คลาส Compsopogonophyceae เป็นสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ โดยมีรูปร่างที่แตกต่างกันตั้งแต่เส้นใยขนาดเล็กไปจนถึงสาหร่ายขนาดใหญ่ Stylonematophyceae มีทั้งชนิดเซลล์เดียวและชนิดเส้นใยขนาดเล็กที่เรียบง่าย ในขณะที่ Rhodellophyceae และ Porphyridiophyceae เป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวเท่านั้น [ 59 ] [ 60 ]

สาหร่ายสีแดงส่วนใหญ่เป็นสาหร่ายทะเลที่มีการกระจายตัวทั่วโลก และมักพบในระดับความลึกที่มากกว่าสาหร่ายทะเลชนิดอื่น ในขณะที่ก่อนหน้านี้เชื่อกันว่าเป็นเพราะมีเม็ดสี (เช่นไฟโคเอริทริน ) ที่ทำให้สาหร่ายสีแดงสามารถอาศัยอยู่ในระดับความลึกที่มากกว่าสาหร่ายขนาดใหญ่ชนิดอื่นได้ด้วยการปรับตัวทางสี แต่หลักฐานล่าสุดทำให้เกิดข้อสงสัยในเรื่องนี้ (เช่น การค้นพบสาหร่ายสีเขียวในระดับความลึกมากในบาฮามาส) [ 61 ]สาหร่ายทะเลบางชนิดพบได้ตามชายฝั่งที่เป็นทราย ในขณะที่ส่วนใหญ่พบเกาะติดอยู่กับพื้นผิวที่เป็นหิน[ 62 ]สาหร่ายน้ำจืดคิดเป็น 5% ของความหลากหลายของสาหร่ายสีแดง แต่ก็มีการกระจายตัวทั่วโลกในแหล่งที่อยู่อาศัยต่างๆ[ 8 ]โดยทั่วไปพวกมันชอบลำธารที่สะอาด มีกระแสน้ำไหลแรง มีน้ำใส และมีพื้นเป็นหิน แต่ก็มีข้อยกเว้นอยู่บ้าง[ 63 ]สาหร่ายน้ำจืดบางชนิดพบได้ในน้ำสีดำที่มีพื้นเป็นทราย[ 64 ]และมีจำนวนน้อยกว่ามากที่พบในน้ำนิ่ง[ 65 ]ทั้งกลุ่มสิ่งมีชีวิตในทะเลและน้ำจืดต่างก็มีรูปแบบสาหร่ายขนาดใหญ่ที่ดำรงชีวิตอิสระและรูปแบบเอนโด/เอพิไฟติก/โซอิกขนาดเล็ก ซึ่งหมายความว่าพวกมันอาศัยอยู่ในหรือบนสาหร่าย พืช และสัตว์อื่นๆ[ 11 ]นอกจากนี้ สิ่งมีชีวิตในทะเลบางชนิดยังปรับตัวให้มีวิถีชีวิตแบบปรสิตและอาจพบได้ในสาหร่ายสีแดงที่เป็นโฮสต์ที่มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดหรือห่างไกลกัน[ 66 ] [ 67 ]

จีโนมและทรานสคริปโตม

ตามที่ระบุไว้ในrealDB [ 68 ]มีทรานสคริปโตมที่สมบูรณ์ 27 รายการและลำดับจีโนมที่สมบูรณ์ 10 รายการของสาหร่ายแดง รายการด้านล่างนี้คือจีโนมที่สมบูรณ์ 10 รายการของสาหร่าย แดง

บันทึกฟอสซิล

หนึ่งในฟอสซิลที่เก่าแก่ที่สุดที่ระบุว่าเป็นสาหร่ายสีแดงคือฟอสซิลยูคาริโอต ที่เก่าแก่ที่สุด ที่อยู่ในกลุ่มอนุกรมวิธาน สมัยใหม่ที่เฉพาะ เจาะจงBangiomorpha pubescensซึ่งเป็นฟอสซิลหลายเซลล์จากอาร์กติกของแคนาดามีลักษณะคล้ายกับสาหร่ายสีแดงBangia ในปัจจุบันอย่างมาก และพบในหินที่มีอายุย้อนไปถึง 1.05 พันล้านปีก่อน[ 2 ]

มีการค้นพบฟอสซิลสองชนิดที่มีลักษณะคล้ายสาหร่ายสีแดงในช่วงระหว่างปี 2006 ถึง 2011 ในหินตะกอนที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างดีในจิตรโกฏ ทางตอนกลางของอินเดีย สาหร่ายสีแดงที่สันนิษฐานว่าฝังตัวอยู่ในแผ่นฟอสซิลของไซยาโนแบคทีเรียที่เรียกว่าสโตรมาโตไลต์ในฟอสฟอไรต์อินเดียอายุ 1.6 พันล้านปี ทำให้เป็นฟอสซิลที่มีลักษณะคล้ายพืชที่เก่าแก่ที่สุดเท่าที่เคยพบมา โดยมีอายุเก่าแก่กว่าฟอสซิลอื่นๆ ประมาณ 400 ล้านปี[ 80 ]

สาหร่ายสีแดงเป็นผู้สร้าง แนว ปะการังหินปูน ที่สำคัญ สาหร่ายปะการังชนิดแรกสุดที่เรียกว่า โซ เลโน พอเรส (solenopores ) นั้นพบได้ใน ยุค แคมเบรียนสาหร่ายชนิดอื่นๆ ที่มีต้นกำเนิดแตกต่างกันก็มีบทบาทคล้ายกันในยุคพาลีโอโซอิก ตอนปลาย และในแนวปะการังยุคหลังๆ ด้วย

เปลือก แคลไซต์ที่ตีความว่าเป็นซากของสาหร่ายแดงปะการัง มีอายุย้อนไปถึงยุคเอเดียคารัน[ 81 ]ทัลโลไฟต์ที่มีลักษณะคล้ายสาหร่ายแดงปะการังเป็นที่รู้จักจากการก่อตัวของดูชานตูโอใน ยุคโปรเทโรโซอิกตอนปลาย [ 82 ]

การใช้งาน

การบริโภคของมนุษย์

การเพาะเลี้ยงสาหร่ายเพื่อใช้ทำสาหร่ายโนริในอ่าวโกคาโช ประเทศญี่ปุ่น

สาหร่ายแดงมีประวัติการใช้งานมายาวนานในฐานะแหล่งของสารอาหาร ส่วนประกอบอาหารที่มีคุณสมบัติทางชีวภาพ และสารเภสัชกรรม[ 83 ]เป็นแหล่งของสารต้านอนุมูลอิสระ ได้แก่ โพลีฟีนอล และไฟโคบิลิโปรตีน และมีโปรตีน แร่ธาตุ ธาตุอาหารรอง วิตามิน และกรดไขมันจำเป็น[ 84 ] [ 85 ]

ตามธรรมเนียมแล้ว สาหร่ายสีแดงจะรับประทานดิบในสลัด ซุป อาหาร และเครื่องปรุงรส หลายชนิดเป็นพืชอาหาร โดยเฉพาะดัลส์ ( Palmaria palmata ) [ 86 ]และสมาชิกในสกุลPorphyraซึ่งรู้จักกันในชื่อต่างๆ เช่นโนริ (ญี่ปุ่น) กิม (เกาหลี) ซิไฉ่ (จีน) และลาเวอร์ (หมู่เกาะอังกฤษ) [ 87 ]

สาหร่ายสีแดง เช่นGracilariaและLaurenciaอุดมไปด้วยกรดไขมันไม่อิ่มตัวเชิงซ้อน (กรดไอโคเพนตาอีโนอิก กรดโดโคเฮกซา อีโนอิก กรดอะราคิโดนิก ) [ 88 ]และมีปริมาณโปรตีนสูงถึง 47% ของมวลชีวภาพทั้งหมด[ 83 ]ในขณะที่ประชากรโลกส่วนใหญ่ได้รับไอโอดีนไม่เพียงพอต่อวัน สาหร่ายสีแดงเพียง 1 กรัมสามารถตอบสนองความต้องการไอโอดีน 150 ไมโครกรัมต่อวันได้[ 89 ]สาหร่ายสีแดง เช่นGracilaria , Gelidium , Euchema , Porphyra , AcanthophoraและPalmariaเป็นที่รู้จักกันดีในด้านการใช้งานทางอุตสาหกรรมสำหรับไฟโคคอลลอยด์ (อะการ์, อัลจิน, เฟอร์เซลลารัน และคาราจีแนน) ในฐานะสารเพิ่มความข้น สิ่งทอ อาหาร สารป้องกันการแข็งตัว สารกักเก็บน้ำ ฯลฯ[ 90 ]ดัลส์ ( Palmaria palmata ) เป็นสาหร่ายสีแดงที่บริโภคมากที่สุดชนิดหนึ่ง และเป็นแหล่งของไอโอดีน โปรตีน แมกนีเซียม และแคลเซียม[ 91 ]คุณค่าทางโภชนาการของสาหร่ายสีแดงถูกนำมาใช้เป็นอาหารเสริมสำหรับสาหร่ายแคลเซียม[ 92 ]

จีน ญี่ปุ่น และสาธารณรัฐเกาหลีเป็นผู้ผลิตสาหร่ายทะเลรายใหญ่ที่สุด[ 93 ]ในเอเชียตะวันออกและเอเชียตะวันออกเฉียงใต้อะการ์ส่วนใหญ่ผลิตจากGelidium amansiiสาหร่ายสีแดงเหล่านี้ปลูกง่าย และตัวอย่างเช่น การเพาะปลูก สาหร่ายโนริในญี่ปุ่นมีมานานกว่าสามศตวรรษแล้ว[ 94 ]

อาหารสัตว์

นักวิจัยในออสเตรเลียค้นพบว่าลิมูโคฮู ( Asparagopsis taxiformis ) สามารถลด การปล่อย ก๊าซมีเทนในวัวได้ ใน การทดลอง ที่ฮาวายการลดลงสูงถึง 77% ธนาคารโลกคาดการณ์ว่าอุตสาหกรรมนี้อาจมีมูลค่าประมาณ 1.1 พันล้านดอลลาร์สหรัฐภายในปี 2030 ณ ปี 2024 การเตรียมการประกอบด้วยสามขั้นตอนของการเพาะปลูกและการตากแห้ง การเก็บเกี่ยวเชิงพาณิชย์ครั้งแรกของออสเตรเลียเกิดขึ้นในปี 2022 การเกษตรคิดเป็น 37% ของการปล่อยก๊าซมีเทนที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ทั่วโลก วัวหนึ่งตัวผลิตก๊าซมีเทนได้ระหว่าง 154 ถึง 264 ปอนด์ต่อปี[ 95 ]

อื่น

ตลาดอื่นๆ ที่ใช้สาหร่ายเป็นวัตถุดิบ ได้แก่ วัสดุก่อสร้าง ปุ๋ย และปัจจัยการผลิตทางการเกษตรอื่นๆ พลาสติกชีวภาพ เชื้อเพลิงชีวภาพ และผ้า สาหร่ายแดงยังให้บริการระบบนิเวศ เช่น การกรองน้ำและการกักเก็บคาร์บอน[ 95 ]

ดูเพิ่มเติม

  • AlgaeBase: โรโดไฟตา
  • แหล่งข้อมูลสาหร่ายทะเล: Rhodophyta เก็บถาวรเมื่อ 2012-07-09 ที่Wayback Machine
  • ต้นไม้แห่งชีวิต: โรโดไฟตา (Rhodophyta) เก็บถาวรเมื่อ 2 พฤษภาคม 2012 ที่Wayback Machine
  • มอนเทอเรย์ เบย์ ฟลอร่า
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Red_algae&oldid=1356786320 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ สาหร่ายสีแดง

สาหร่ายสีแดงหรือRhodophyta ( / r oʊ ˈ d ɒ f ɪ t ə / , / ˌ r oʊ d ə ˈ f aɪ t ə / ;มาจากภาษากรีกโบราณῥόδον ( rhódon ) ' กุหลาบ'และφυτόν ( phutón ) ' พืช' )...

คำอธิบาย

สาหร่ายแดงมีสัณฐานวิทยาที่หลากหลาย ตั้งแต่ รูปแบบ เซลล์เดียว ไปจนถึงทัลลัสที่มีเนื้อเยื่อพาเรนไคมาและไม่ใช่เนื้อเยื่อพาเรนไคมาที่ซับซ้อน [ 17 ] สาหร่ายแดงมี ผนังเซลล์ สอง ชั้น [ 18 ] ชั้นนอกประกอบด้วยพอลิแซ็กคาไรด์ อะกาโรส และอะกาโรเพกติน...

โครงสร้างเซลล์

สาหร่ายสีแดงไม่มีแฟลเจลลาและเซนทริโอลตลอดวงจรชีวิต ลักษณะเด่นของโครงสร้างเซลล์สาหร่ายสีแดง ได้แก่ การมีเส้นใยสปินเดิลปกติ ไมโครทูบูล เยื่อสังเคราะห์แสงที่ไม่เรียงซ้อนกัน เม็ดสีไฟโคบิลิน [ 20 ] การเชื่อมต่อแบบหลุมระหว่างเซลล์ สกุลที่เป็นเส้นใย...

ผลิตภัณฑ์จัดเก็บ

ผลิตภัณฑ์สังเคราะห์แสงที่สำคัญ ได้แก่ ฟลอริดอไซด์ (ผลิตภัณฑ์หลัก), ดี-ไอโซฟลอริดอไซด์, ไดจีนีนไซด์, แมนนิทอล, ซอร์บิทอล, ดัลซิทอล เป็นต้น [ 25 ] แป้งฟลอริเดียน (คล้ายกับอะไมโลเพคตินในพืชบก) ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ที่เก็บสะสมในระยะยาว จะถูกสะสมอย่างอิสระ (กระจาย)...