I denne artikel vil vi diskutere cellestrukturerne i alger ved hjælp af diagrammer.

I. Cellevæg:

Cellevæggen hos de fleste alger er celluloseholdig. Den indeholder også hemicellulose, slim, pektin og andre stoffer som alginsyre, fucoidin, fucin, calciumcarbonat, silica osv. i forskellige kombinationer i forskellige algegrupper. Elektronmikroskopiske undersøgelser viser, at cellulosevæggen er sammensat af cellulosemikrofibriller af varierende tykkelse, der forbliver forskelligt orienteret i en granulær matrix.

Diatomernes cellevæg er silikificeret og viser karakteristiske sekundære strukturer. Hos Cyanophyceae består cellevæggen af mucopeptid, der hovedsagelig består af et peptid af få aminosyrer, der er kovalent bundet til aminosukkerstoffer, glucosamin og muraminsyre.

Dette muco- kompleks findes også i cellevæggen hos bakterier. En egentlig cellevæg er fraværende i visse alger som Gymnodinium og Pyramimonas. I stedet besidder de en grænsemembran kendt som pellicle.

II. Protoplasten:

Det protoplasmatiske indhold i en celle kaldes protoplast. Den eukaryote algeprotoplast er omgivet af en lipoproteinagtig ydre afgrænsning, kaldet cellemembran, og består af en eller flere normalt kugleformede eller ellipsoide kerner og cytoplasma.

Cellemembranen består af lipid og protein og er flydende mosaisk i sin natur ligesom alle andre biologiske membransystemer. Den er meget tynd og elastisk og selektivt permeabel. Den styrer passage af materialer ind og ud af cellerne.

I alle eukaryote alger (Chlorophyceae osv.) er kernen et velorganiseret kugleformet eller elliptisk legeme. Den forbliver omgivet af en tydelig kernemembran. Indersiden er optaget af et kromatinretikulum, der er indlejret i en matrix kaldet karyolymph. Kernemembranen er dobbeltlaget. Den ydre membran er sammenhængende med det endoplasmatiske retikulum.

Hver kerne indeholder en eller flere nukleoler eller endosomer. Antallet af kerneoli varierer hos forskellige alger. Det kan være en, to eller flere. Kromosomerne kan have et lokaliseret eller diffust centromer. Antallet af kromosomer varierer fra art til art – det laveste antal er n=2 (f.eks. Porphyra linearis), mens det højeste er n=592 (Netrium digitali).

I eukaryote algeceller findes der membranbundne celleorganeller som kloroplaster, mitokondrier, golgi-apparat, endoplasmatisk retikulum og i nogle tilfælde øjenplet eller stigma.

I prokaryotiske algeceller (cyanofyceaner) er kernen ikke afgrænset af nogen membran. I stedet er protoplasten differentieret i det ydre perifere kromoplasma, der indeholder fotosyntetiske pigmenter, og et indre farveløst centroplasma, hvor det genetiske materiale ikke findes inden for den membranbundne kerne, og hvor DNA-strengene ikke kombineres med histoner for at danne kromosomer.

Dermed repræsenterer centroplasmaet den begyndende kerne hos Cyanophyceae. Kernen i Dinophyceae er heller ikke rigtig eukaryotisk, selv om den er membranbunden, men kromosomer og mitotisk apparat er fraværende. Algecellens cytoplasma er opdelt i celleorganeller og cytosol.

1. Kloroplasten:

Khloroplasten er det meget fremtrædende træk ved algeceller. De bærer de fotosyntetiske pigmenter. Det er en dobbeltmembranstruktur.

Der findes forskellige former for kloroplaster i forskellige algearter, hvoraf otte hovedtyper normalt anerkendes : bægerformet (f.eks. Chlamydomonas og Volvox), diskoid (f.eks. Chara, Vaucheria og centrerede diatomer), parietalformet (f.eks, Chaetophorales, Phaeophyceae, Rhodo- phyceae, mange Chrysophyceae og finnede diatomeer), bælteformet eller C-formet (f.eks. Ulothrix), spiralformet (f.eks. Spirogyra), retikuleret (f.eks. Oedogonium, Hydrodictyon og Cladophora), stjerneformet (f.eks. Zygnema) og ribbet (f.eks. Volvocales). Kloroplastens grundstruktur er næsten ens i hele planteriget.

Der er tre store strukturelle regioner i kloroplasten:

1. En kuvert bestående af to membraner med et lukket rum.

2. Det bevægelige stroma, der indeholder de opløselige enzymer til metabolisme, proteinsyntese og stivelseslagring, og

3. De højt organiserede indre lamelmembraner, der indeholder pigmenter og er involveret i energiindfangning og -transduktion.

Det indre lamellarsystem danner skiver, der er stablet sammen som bunker af mønter for at danne grana. Hver skive er en sæk eller vesikel og betegnes som thylakoid. Hver thylakoid omslutter et interthylakoidrum.

Det thylakoide system udgør et enkelt, komplekst hulrum, der er adskilt fra stromaet af thylakoidemembranen. Indbygget i thylakoidemembranerne er der pigmentsystemer og elektronbærere, som udfører lysfasen i fotosyntesen.

I Cyanophyceae er thylakoiderne ikke omsluttet af membranbundne grupper for at danne kloroplaster, men ligger i stedet frit i cytoplasmaet. Thylakoiderne er stedet for klorofyl a, og de accessoriske pigmenter forekommer også på deres overflade i form af små vesikler kaldet phycobilisomer.

a. Pigmentering:

De pigmenter, der giver selve farven på thallus, er af forskellige typer:

i. Klorofyller:

Der findes fem typer klorofyller i alger, Chi a, b, c, d og e. Af dem er klorofyl a til stede i alle algegrupper. Klorofyl b findes kun hos Chlorophyceae, klorofyl c hos Phaeophyceae, Cryptophyceae, Bacillariophyceae og Chrysophyceae, klorofyl d hos nogle rødalger, og klorofyl e hos visse Xanthophyceae.

ii. Caroteinoider:

Carotener og xantofyller udgør tilsammen carotenoiderne. De er accessoriske fotosyntetiske pigmenter.

Fem typer carotener findes i alger: α-caroten i Chlorophyceae, Cryptophyceae og Rhodophyceae; β-caroten i alle algegrupper, undtagen Cryptophyceae; c-caroten i Chlorophyceae; e-caroten i Bacillariophyceae, Cryptophyceae, Phaeophyceae og Cyanophyceae og flavacen i. medlemmer af Cyanophyceae.

iii. Xantofyller:

Der findes flere typer xantofyller i alger. Af dem findes lutein, violaxanthin og neoxanthin hos medlemmerne af Chlorophyceae og Phaeophyceae. Fucoxanthin er det vigtigste xantofylpigment hos Phaeophyceae og Bacillariophyceae, mens myxoxanthophyll, myxoxanthin og oscilloxan- tynd kun findes hos Cyanophyceae.

iv. Phycobiliner:

Phycobiliner er vandopløselige lineære tetr’apyrroler. De er biliproteiner af enten rød (phycoerythrin) eller blå (phycocyanin) farve. De findes kun hos Rhodophyceae og Cyanophyceae. De fungerer som accessoriske pigmenter ved at absorbere og overføre lysenergi til reaktionscentret.

b. Pyrenoider:

Pyrenoider er proteinholdige organer, der findes i kloroplaster eller chromatophorer – selve kendetegnet for algers kloroplaster. De er normalt forbundet med syntesen og lagringen af stivelse. Hos Bacillariophyceae akkumulerer de lipid. Antallet af pyrenoider kan være ét (f.eks. Chlamydomonas) eller flere (f.eks. Oedogonium) pr. kromatophor.

2. Mitokondrier:

Mitokondrier findes i alle algeceller undtagen i Cyanophyceae. Hver mitokondrion er omgivet af en dobbelt membranhinde. Den indre membran i planternes mitokondrier omslutter en vandig matrix af opløste stoffer, opløselige enzymer og mitokondriens glukose.

Den indre membran er større end den ydre membran og undergår invagination, hvorved der dannes sækkeformede cristae af varierende form og antal – normalt med en smal hals. Hele mitokondriet er igen omgivet af en ydre membran, der ligger tæt på den indre, hvilket efterlader et intermembranrum, som er sammenhængende med det interkristale rum.

Matrixen er fint granuleret og meget proteinholdig. Organellen er semiautonom af natur, da den indeholder et cirkulært DNA og sine egne ribosomer, ved hjælp af hvilke den kan syntetisere nogle af sine proteiner. Der er normalt mere end én mitokondrion pr. celle, men hos Micromonas (Chlorophyceae) indeholder hver celle en enkelt mitokondrion

Cellerne hos blågrønalger mangler mitokondrier. Cytoplasmamembranen er stedet for de biokemiske funktioner, der normalt er forbundet med de veldefinerede membranorganeller i eukaryote celler. Ligesom bakterier invaginerer cellemembranen for at danne en struktur kaldet meso-some, hvor de respiratoriske enzymer er lokaliseret.

3. Endoplasmatisk retikulum (ER):

Elektronmikroskopiske undersøgelser viser, at algecellerne indeholder et omfattende membrannetværk af indbyrdes forbundne rør og cisterner (fladtrykte sække), kaldet det endoplasmatiske retikulum. ER-membranerne gennemskærer hele cytoplasmaet.

Retikulumet består af indbyrdes forbundne parallelle cisterner, der er forbundet med ribosomer, som er fastgjort til membranens cytoplasmatiske side. Denne form for ER er kendt som det ru endoplasmatiske retikulum (RER), som er et vigtigt sted for proteinsyntese. Derimod kaldes de ER-membraner, som ikke bærer ribosomer, for glat endoplasmatisk retikulum (SER).

4. Dictyosomer eller Golgi-apparat:

Dictyosomer eller Golgi-apparater findes i alle algeceller undtagen blågrønalger og kan ses i elektronmikroskopet. Golgi-apparatet er en del af cellens endomembransystem og synes at fungere som et mellemled mellem det endoplasmatiske retikulum og plasmamembranen.

Golgi-organer kan findes i området omkring kernen (f.eks. Chlamydomonas), i nærheden af plastider (f.eks. diatom og Bulbochaete), eller det kan findes overalt i cellen. Golgi-legemer består af 2-20 flade vesikler, som er anbragt i stakke.

Hver stak kaldes dictyosom. Alle dictyosomer udgør tilsammen Golgi-apparatet. Det fungerer ved pakning af materialer til eksport til cellens yderside. Den er også ansvarlig for dannelsen af ny plasmamembran til støtte for vækst eller til erstatning for den tabte.

5. Øjenplet eller stigma:

Algernes bevægelige vegetative og reproduktive celler har en pigmenteret plet i den forreste, midterste eller bageste del af cellen, kendt som øjenplet eller stigma (Fig. 3.12). Det er direkte eller indirekte involveret i lysopfattelsen. Stigmaet findes normalt i thylakoiderne, der løber i længderetningen gennem øjepletten mellem to rækker af granula.

6. Vacuoler:

Næsten alle algeceller, undtagen medlemmerne af Cyanophyceae, besidder en eller flere vacuoler. Hver vakuole er afgrænset af en særskilt membran kaldet tonoplast.

Tre typer af vacuoler findes i bevægelige former: (i) Enkel vacuole:

De er meget små i størrelse og viser periodisk sammentrækning og udvidelse. De kaldes også kontraktile vacuoler. De smider cellernes metaboliske affaldsstoffer ud. De regulerer også cellens vandindhold ved at udlede den overskydende mængde med korte intervaller. De har altså en sekretorisk funktion.

(ii) Kompleksvakuole:

Dette er kendetegnende for Dinophyceae og Euglenophyceae. Den består af et rørlignende cytopharynx, et stort reservoir og en gruppe af vacuoler af varierende størrelse. Vakuolerne udfører funktionen af osmoregulering inde i cellen. Nogle gange lagrer vakuolerne også reservematerialer som laminarin og chrysolaminarin.

(iii) Gasvakuoler:

I cellerne hos medlemmerne af Cyanophyceae findes der gasholdige hulrum, der optræder som stakke af små gennemsigtige cylindre med ensartet diameter. Deres vægge er frit gennemtrængelige for gasser. Gasvakuolerne giver flydeevne til planktonformerne og tjener også som beskyttende skærme mod indfaldende skarpt lys.

7. Flageller:

Motile vegetative eller reproduktive celler er til stede i alle algegrupper undtagen Cyanophyceae og Rtiodophyceae. Bevægelsen sker ved hjælp af små trådformede eller trådlignende protoplasmatiske vedhæng, kaldet flageller, der slår. De varierer i antal, længde, placering og tilstedeværelse eller fravær af hår i forskelligt antal. Antallet varierer fra en til fire eller mange.

De er hovedsageligt af to typer:

1. Piskesmæld eller akronematisk:

Disse er hårløse glatte overflade-.flageller (Fig. 3.13A, Fig. 3.14A), og

2. Tinsel eller Pleuronematic:

De har en eller flere rækker af laterale fine filamentøse hår, kendt som mastigonemer eller flimmers

De er yderligere kategoriseret i:

a. Pantonematiske. Hvor mastigonemerne er anbragt i to modsatte rækker (Fig. 3.13B).

b. Pantoacronematisk. Pantonematisk flagellum med en terminal fibril kaldes pantoacronematisk (Fig. 3.13C).

c. Stichonematic. Den har ensidige mastigonemer (Fig. 3.13D).

Hvis antallet af flageller pr. celle er mere end ét og er identiske, kaldes den isokont, og når de er uensartede, kaldes den heterokont.

Flagellarødder i alger:

Flageller er de ekstremt fine, hyaline fremspring af cytoplasma. Almindeligvis er der et enkelt granulat ved basis af hvert flagellum (fig. 3.15A), blefaroplasten eller basallegemet. Hvis algecellen har en fast væg, kommer flagellummet ud gennem en pore.

Hvert flagellum har et centralt eller aksialt tyndt filament, axoneme. Axoneme er omgivet af en cytoplasmisk membran eller kappe, der er dannet af en forlængelse af celle- eller plasmamembranen. Skeden slutter lige før flagellens spids. Den nøgne, apikale del af axoneme kaldes endestykket.

I tværsnit viser flagellummet (fig. 3.15B) to centrale singlet-fibriller omgivet af ni perifere doublet-fibriller. Hver fibrille er dækket af en membran, og de to centrale er yderligere dækket af en ekstra membran.