Gattung der Rotalgen Aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Galdieria ist eine GattungeinzelligerRotalgen, die zur FamilieGaldieriaceae gehört.[2]
Sie wurde 1981 von dem italienischen BotanikerAldo Merola zur Unterscheidung von Arten (Spezies) der Gattungen Cyanidium und Cyanidioschyzon (beide in der nahe verwandten Familie Cyanidiaceae) geschaffen. Typusart ist Galdieria sulphuraria.[3][4]
Schnelle Fakten Systematik, Wissenschaftlicher Name ...
Sie leben im Boden, auf oder in Felsen (endolithisch), in der Umgebung vulkanischer Thermalquellen, auch in Gegenwart von Schwermetallen.[6] Die Analyse des Genoms von G. sulphuraria bzw. der von dieser Art 2023 abgetrennten Spezies G. javensis (Stamm 074W)[1] sowie von G. phlegrea[7] deutet darauf hin, dass thermoazidophile Anpassungen dieser Arten auf einen vielfachen horizontalen Gentransfer von Archaeen und Bakterien zurückzuführen sind, eine weitere Seltenheit unter den Eukaryoten.[8][9][1][7]
Die zur Gattung Galdieria gehörenden Arten sind annähernd kugelförmige eukaryotischeEinzeller, weshalb sie englisch auch als eukaryotic unicellular algae (EUA) bezeichnet werden.[2][10]
Die Zellen sind manchmal in einer gemeinsamen schleimigen Matrix vereinigt. Sie haben einen Durchmesser von 3–11µm und besitzen einen blaugrünen, parietalen (seitlich wandständigen), mehrlappigen Chloroplasten (Rhodoplast), der kein Pyrenoid enthält.
Der Rhodoplast wird von einer einzigen Membran begrenzt und enthält Chlorophyll a und C-Phycocyanin. Als Eukaryoten besitzen die Zellen einen Zellkern, im Gegensatz zu anderen Vertretern ihrer Klasse aber mehrere Mitochondrien und ein System von Vakuolen. Produziert Floridosid und Isofloridosid,[11] was ihre Klassifizierung als Rotalge bestätigt.[2]
Speicherprodukt ist Semi-Amylopektin (englischfloridean starch).[12][2]
Die ungeschlechtliche Fortpflanzung erfolgt durch Endosporenbildung.
Sexuelle Fortpflanzung war lange Zeit nicht bekannt,[2] wurde aber 2022 durch Higuchi und Miyagishima bei G. partita nachgewiesen.[13]
Die ersten veröffentlichten Beschreibungen von hitze- und säureliebenden (thermoacidophilen) einzelligenAlgen (Mikroalgen) stammen aus der Mitte des 19. Jahrhunderts. Die früheste Beschreibung eines Organismus, der der heutigen Typusspezies G. sulphuraria der Gattung Galdieria entspricht, wurde 1899 von einem italienischen Wissenschaftler, Agostino Galdieri,[14] veröffentlicht, der ihr den Namen Pleurococcus sulphurarius gab.[15][16]
Die Taxonomie der thermoacidophilen Algen wurde 1981 vom italienischen Botaniker Aldo Merola überarbeitet, wobei er die Gattung Galdieria einführte und dem bisher Pleurococcus sulphurarius genannten Organismus als Typusart dieser Gattung festlegte und ihm seine moderne Bezeichnung G. sulphuraria gab.[3][4][17]
Zur Unterscheidung von Cyanidium-ähnlicheren Rotalgen (FamilieCyanidiaceae) wurde von Aldo Merola 1981 mit der Gattung auch die sie enthaltende KlasseCyanidiophyceae geschaffen.[2][4]
Sie ist die am tiefsten abzweigende (d.h. basale) Untergruppe der Rhodophyta (Rotalgen), was bedeutet, dass sie sich in der Evolutionsgeschichte der Rotalgen am frühesten auseinanderentwickelt hat.[18]
Die Gattung Galdieria wurde damit beschrieben als eine Klade von blaugrünen cyanidiophytischen Algen (Algen der Klasse Cyanidiophyceae). Sie zeichnen sich durch ihren einzelligen thermophilen, acidophilen, metallresistenten („poly-extremophilen“[19]) und (quasi-)mixotrophen Stoffwechsel aus.[5]
Aufgrund der großen Anpassungsfähigkeit der Galdieria-Arten wie G. sulphuraria an verschiedene Umweltbedingungen ist es ohne Gensequenzierung schwierig bis unmöglich, zur Gattung gehörende Stämme bekannten oder neuen Spezies zuzuordnen.
Im Februar 2023 veröffentlichten Park etal. eine Neuordnung der Cyanidiophyceae, in der sie einige Stämme, die bisher der Art G. sulphuraria zugerechnet wurde, nun in eigen, neue Arten der Gattung stellten.[1]
Aktuell ist Galdieria die einzige Gattung in der Familie der Galdieriaceae:[2]
Nach Park etal. (2023) umfasst die Ordnung Galdieriales eine Familie (Galdieriaceae), und diese eine Gattung (Galdieria) mit vier gültig beschriebenen Arten (G. sulphuraria – Typusspezies, G. javensis, G. yellowstonensis, G. phlegrea); dazu kommen drei weitere Arten (G. maxima, G. partita, G. daedala), für die kein offiziell hinterlegtes Typusmaterial zur Verfügung steht (notwendig für eine gültige Veröffentlichung).[1]
Die folgende Artenliste (Stand Mitte April 2023) umfasst jeweils nur eine Auswahl beispielhafter Stämme:
Galdieria sulphuraria(Galdieri) Merolaetal., 1981/1982 [Pleurococcus sulphurariaGaldieri, 1899, Cyanidium sulphuraria(Galdieri) F.D. Ott, 1994] (Akronym: Gsulp[29]) – zu dieser Typusspezies gehören die Organismen mit den früheren Bezeichnungen Cyanidium caldarium(Allen), Cyanidium caldarium M-8 und Cyanidium caldarium Forma B.[30]
Galdieria yellowstonensisH.S.Yoon, S.I.Park, & T.McDermott, 2023 inkl. Galdieria sp. SPark-2023a mit Stämmen SAG 108.79 E11 (kurz: 108.79 E11, früher zu G. sulphuraria bzw. Cyanidium caldarium, Fundort: Namenlose sauer-heiße Quelle (pH 3–4) am West Thumb (Yellowstone Lake), USA, 2017[31][32][33])[1] und HSY245 (Fundort: Frying Pan Basin, Yellowstone-Nationalpark, USA)[1][A. 2]
Die obige Liste berücksichtigt die im Februar 2023 von Park etal. veröffentlichte Neuordnung der Cyanidiophyceae, in der sie einige bisher der Art G. sulphuraria zugerechnete Stämme in eigene, neue Arten der Gattung stellten,[1] ein weiterer Stamm wurde vom National Institute for Environmental Studies (Japan) provisorisch ausgegliedert;[45]
außerdem gliedert das National Center for Biotechnology Information (NCBI) einen Stamm der Art G. phlegrea aus:[46]
Bei älteren Veröffentlichungen zu diesen Spezies ist daher grundsätzlich prüfen, ob der jeweilige Stamm nicht inzwischen einer anderen Spezies zugeordnet wird.
Die Kapazität zur Fixierung von Kohlendioxid (CO2) ist bei Galdieria größer als die von Pflanzen; außerdem erreichen diese Mikroalgen eine höhere Konzentrationen an Proteinen, Vitaminen und Pigmenten. Wissenschaft und Unternehmen haben in den letzten Jahren (Stand 2022) daran gearbeitet, die schnell wachsende G. sulphuraria als industrielle Quelle von Vitaminen und Pigmenten zu entwickeln.[28][13]
Chung Hyun Cho, Seung In Park, Claudia Ciniglia, Eun Chan Yang, Louis Graf, Debashish Bhattacharya, Hwan Su Yoon: Potential causes and consequences of rapid mitochondrial genome evolution in thermoacidophilic Galdieria (Rhodophyta). In: BMC Evolutionary Biology, Band 20, Nr.112, 7. September 2020; doi:10.1186/s12862-020-01677-6. Dazu:
Pisciarelli ist ein hydrothermales System, das sich am östlichen Rand des Solfatara-Kraters im zentralen Teil der Campi Flegrei befindet. Es handelt sich um ein flüssigkeitsdominiertes System mit Quellwassertemperaturen von bis zu 92 °C.[16]
Park etal.. (2023) geben als Koordinaten des Frying Pan Basin im Yellowstone-Nationalpark44°44′24″N, 110°43′43″W44.739972222222-110.72866111111 an (zu unterscheiden vom Frying Pan Basin mit einer gleichnamigen Mine im US-Bundesstaat Montana[34]). Dieser Ort liegt am Nymph Creek und scheint aber eher ein Becken dieses Baches etwas nordwestlich oberhalb vom Nymph Lake zu bezeichnen, nicht die nordöstlich gelegene Quelle Frying Pan Spring.[35][36][37][38]
Seung In Park, Chung Hyun Cho, Claudia Ciniglia, Tzu-Yen Huang, Shao-Lun Liu, Danilo E. Bustamante, Martha S. Calderon, Andres Mansilla, Timothy McDermott, Robert A. Andersen, Hwan Su Yoon: Revised classification of the Cyanidiophyceae based on plastid genome data with descriptions of the Cavernulicolales ord. nov. and Galdieriales ord. nov. (Rhodophyta). In: Journal of Phycology, 15. Februar 2023; doi:10.1111/jpy.13322, PMID 36792488, ResearchGate. Siehe insbes. Fig.1 und 3. Anm.: Im Artikel sind „Caserta“ als „Carseta“ und „Frying Pan“ als „Frying Fan“ verschrieben.
Aldo Merola, Rosa Castaldo, Paolo De Luca, Raffaele Gambardella, Aldo Musacchio, Roberto Taddei:Revision of Cyanidium caldarium. Three species of acidophilic algae. In: Giornale Botanico Italiano. 115. Jahrgang, Nr.4–5, 9.Januar 1982, ISSN0017-0070, S.189–195, doi:10.1080/11263508109428026 (englisch). Epub: 14. September 2009.
Dana J. Skorupa, Valerie Reeb, Richard W. Castenholz, Debashish Bhattacharya: Cyanidiales diversity in Yellowstone National Park. In: Letters in Applied Microbiology, Band 57, Nr.5, 1. November 2013, S.459–466; doi:10.1111/lam.12135, PMID 23865641, ResearchGate, Epub Juli/August 2013 (englisch).
Huan Qiu, Dana C. Price, Andreas Paul Michael Weber, Valérie Reeb, Eun Chan Yang, Jun Mo Lee, Su Yeon Kim, Hwan Su Yoon, Debashish Bhattacharya: Adaptation through horizontal gene transfer in the cryptoendolithic red alga Galdieria phlegrea. In: Current Biology, Band 23, Nr.19, 7. Oktober 2013 Oct, S.R865-R866; doi: 10.1016/j.cub.2013.08.046, PMID 24112977.
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Thinesh Selvaratnem, Ambica Koushik Pegallapati, Felly Montelya, G. Rodriguez, Nirmal Nagamany Khandan, Wayne Van Voorhies, Peter Lammers: Evaluation of a thermo-tolerant acidophilic alga, Galdieria sulphuraria, for nutrient removal from urban wastewaters. In: Bioresource Technology, Band 156, März 2014, S.395–359; doi:10.1016/j.biortech.2014.01.075, PMID 24582952, ResearchGate, Epub Januar 2014 (englisch).
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