algen - algemeen
Inleiding
Algen is de
niet-systematische verzamelnaam voor een aantal groepen relatief
eenvoudige organismen die aan fotosynthese doen, of wat specifieker,
nagenoeg alle organismen die aan fotosynthese doen en niet behoren tot
de 'hogere planten' of 'landplanten' (Embryophyta). De studie van de
algen is het onderwerp van de fycologie of algologie.
Alhoewel algen in het algemeen beschouwd worden als simpele planten,
behoren ze tot meer dan één domein, namelijk de eukaryoten en de
bacteriën, en binnen de eukaryoten tot meer dan één rijk, namelijk de
planten en de protista.
Algen kunnen zowel eencellige als meercellige organismen zijn en
relatief gecompliceerde vormen aannemen zoals zeewier. Algen hebben geen
bladeren, wortels, bloemen of andere organische structuren die de hogere
planten typeren. Ze verschillen van andere protista in dat ze fototroof
zijn, alhoewel dit niet voor alle algen geldt, aangezien sommige soorten
mixotroof zijn. Sommige eencellige soorten zijn geheel afhankelijk van
externe energiebronnen en hebben hun fotosynthetische vaardigheid
verloren.
Alle algen hebben hun fotosynthetische structuren afgeleid van de
blauwalg (ook wel cyanobacterie) en produceren zuurstof als bijproduct
van fotosynthese. Het wordt geschat dat algen 73 tot 87 procent van de
zuurstof produceren die voor mensen en andere landdieren ter beschikking
staat.
De verschillende soorten algen spelen een belangrijke rol in de
aquatische ecologie. Microscopische vormen die onder water leven,
genaamd fytoplankton, zijn de voedselbasis voor de meeste aquatische
voedselketens. In erg grote dichtheden, zogenaamde algenbloei, kunnen
algen het water verkleuren en andere levenwezens vergiftigen of
verdrijven. Zeewier groeit meestal in ondiep zeewater. Het wordt
gebruikt als voedsel of verbouwd om te verwerken tot Agar-Agar of mest.
De studie van zeealgen wordt fycologie of algologie genoemd.
Algenbloei
Algenbloei (wierbloei) is
een zomers verschijnsel waarbij grote hoeveelheden algen (met name het
blauwwier Planktothrix agardhii) tot ontwikkeling komen zodat er te
weinig zuurstof in het water overblijft om de grote hoeveelheid biomassa
in stand te houden. Hierdoor kan een grote sterfte optreden door hypoxie.
Ecologische betekenis
Algenbloei vindt plaats in troebel, niet of langzaam stromend water,
meestal met een hoge fosfaat- en stikstofbelasting (zowel ammoniak als
nitraat) waarbij er geen hogere waterplanten zijn. In meren en plassen
waar waterplanten voorkomen is er een biotoop waarbij allerlei
organismen als watervlooien voorkomen die in het voorjaar de algen
opeten. Terwijl de watervlooien het water helder houden, komen de
waterplanten tot ontwikkeling. Het drijvend materiaal komt in de
waterplanten tot rust waardoor het water helder blijft. Ook nemen de
waterplanten grote hoeveelheden van het vrije fosfaat en nitraat op en
concurreren om het vrije CO2. Met name het vastleggen van fosfaat en
stikstof in hogere planten maakt deze stoffen tot groeibeperkende
factoren voor algen. De belasting met meststoffen heft die beperking op.
Een andere belangrijke factor zijn de vissen die voorkomen. Vissen als
de brasem en de schubkarper woelen in de bodem, waardoor het water
troebel wordt of blijft. Dit is negatief voor de ontwikkeling van hogere
planten.
Water waarin algenbloei een probleem is, heeft daarmee een stabiele
situatie; de algenbloei zal zich bij ongewijzigde omstandigheden
regelmatig herhalen. Om een water weer gezond te krijgen, zijn er een
aantal beheersmaatregelen nodig.
-
De fosfaat en nitraatbelasting moet verminderd worden.
-
De zaadbank van de waterplanten dient hersteld te worden.
-
Vissen als de brasem en karper dienen weggevangen te worden.
Het omslagpunt waarbij een jaarlijkse algenbloei voorkomen wordt, is bereikt als er voldoende waterplanten zijn om het water helder te houden en als deze in staat zijn om het oppervlak waarin zij voorkomen uit te breiden. Nadat zich een biotoop met waterplanten heeft kunnen vestigen, is er tijd nodig om alle hogere en lagere dieren hun niche in dit milieu te laten innemen. Naarmate de biodiversiteit groter wordt, is het risico op een volgende algenbloei minder.
Classificatie
Algen zijn eukaryoten en voeren hun fotosynthese uit met behulp van
organellen, genaamd chloroplasten (ook wel bladgroenkorrels).
Chloroplasten hebben hun eigen DNA en hebben een vergelijkbare structuur
met cyanobacteriën. Chloroplasten kunnen verschillen in de diverse
algen:
Er zijn drie
groepen algen die "primaire" chloroplasten hebben dewelke chlorofyl "a"
en "b" bevatten,
deze behoren tot de Primoplantae of Archaeplastida, samen met de
Embryophyta:
Groenwieren (Chlorophyta);
Roodwieren (Rhodophyta)
Glaucophyta
In deze groepen zijn de chloroplasten omgeven door twee membranen. De chloroplasten van de rode alg hebben een min of meer typische cyanobacterische pigmentatie, terwijl de groenalg chloroplasten heeft met chlorofyl "a" en "b" (een pigment gebruikt in fotosynthese). Hogere planten hebben een vergelijkbare pigmentatie als de groenalg en zijn waarschijnlijk uit hen geëvolueerd.
Twee andere groepen algen
hebben chloroplasten die chlorofyl "b" bevatten,
deze behoren tot de Cabozoa:
Euglenoidea ;
Chlorarachniophyta
Deze zijn respectievelijk omgeven door drie oftewel vier membranen.
De overgebleven algen hebben allemaal chloroplasten die chlorofyl "a" en
"c" bevatten. Chlorofyl "c" is niet bekend bij prokaryoten of primaire
chloroplasten, deze algen behoren tot de Chromalveolata en omvatten
volgende groepen:
Heterokonta ;
Haptophyta ;
Cryptophyta ;
Dinoflagellata
In de eerste drie van deze groepen hebben de chloroplasten vier membranen en ze hebben waarschijnlijk een gezamenlijke voorvader voor hun pigmenten. De typische dinoflagellatische chloroplast heeft drie membranen, maar er is een grote diversiteit van chloroplasten in de groep, aangezien sommige leden verschillende evolutienaire fasen hebben ondergaan. De apicomplexa, een groep van parasieten, hebben eveneens plastiden maar geen echte chloroplasten, die dezelfde oorsprong schijnen te hebben als de dinoflagellaten.
Recentelijk zijn ook de
Picobiliphyta ontdekt, hun plaats in de taxonomie van eukaryotische
algen is nog onzeker
Merk op dat bij veel van deze groepen sommige leden niet meer aan
fotosynthese doen. Sommige hebben nog plastiden, maar geen
chloroplasten, terwijl anderen hen helemaal verloren hebben.
Zwemwater
Als blauwalgen overmatig in het zwemwater aanwezig zijn, is het
zwemwater niet veilig en wordt een negatief zwemadvies uitgebracht.
Zwemmen in zwemwater waar blauwalg voorkomt is ten zeerste af te raden
tenzij het zwemwater elke dag of zelfs meerdere malen per dag wordt
getest.
Vergiftigingen
Vergiftigingen door blauwwieren komen alleen via de mond tot stand. Het
gif dringt niet door in de huid. Ernstige vergiftigingen doen zich bij
volwassenen zelden voor. Kleine kinderen zijn kwetsbaarder, omdat zij
eerder water binnenkrijgen en sneller ziek worden door vergiftiging. Dit
geldt ook voor honden, die altijd met open mond zwemmen.
Binnen twaalf uur na het zwemmen in water met blauwwieren kunnen mensen
last krijgen van hoofdpijn, huiduitslag, maagkramp, misselijkheid,
braken, diarree, koorts, een pijnlijke of rode keel, oorpijn,
oogirritaties, loopneus of gezwollen lippen. Deze verschijnselen houden
ongeveer vijf dagen aan en verdwijnen vanzelf.
De blauwalgen (cyanobacteriën)
"Dit zijn de laagst staande Algen, wier protoplast nog geen kern
bevat..."
Alg is afgeleid van het Latijnse alga wat zeewier betekent.
Ongeveer anderhalve eeuw lang werden alle lagere organismen, van
eencellige tot kelp, die tot fotosynthese in staat zijn, gezien als
algen. Echter na de indeling van alle organismen die geen
membraangebonden celstructuren bezitten (geen celorganellen zoals een
celkern, mitochondriën, chloroplasten, endoplasmatisch reticulum, Golgi
apparaat en vacuoles) als prokaryoten, en zij die wel celorganellen
bezitten als eukaryoten, is een nieuwe naam voor de blauwalgen
voorgesteld: cyanobacteriën. De blauwalgen blijken namelijk geen
celorganellen te hebben; het zijn fotoautotrofe bacteriën. Fotoautotroof
wil zeggen dat ze kooldioxide (CO2) en anorganische voedingsstoffen
onder invloed van licht omzetten in biomassa. Bij dit proces
(fotosynthese) komt zuurstof vrij. Cyanobacteriën vangen licht met
behulp van pigmenten. Alle cyanobacteriën bevatten chlorofyl-a
(bladgroen) en het pigment fycocyanine (phycocyaan) waaraan de groep
haar naam dankt. De kleur van cyanobacteriën varieert van blauwgroen
(cyaan) tot roodbruin vanwege de mogelijke aanwezigheid van andere
pigmenten, zoals fycoerythrine.
Cyanobacteriën behoren tot de oudste levensvormen die we kennen. Sommige
onderzoekers menen te kunnen herleiden dat er al 3,5 miljard jaar
geleden cyanobacteriën waren, terwijl andere hier vraagtekens bij
plaatsen. In ieder geval laten fossiele en chemische aanwijzingen met
grote zekerheid zien dat er al zo’n 2,7 miljard jaar geleden cyanobacteriën waren. Dankzij hun fotosynthetische activiteit zorgden
deze cyanobacteriën voor één van de grootste milieuveranderingen uit de
geschiedenis van de aarde. De atmosfeer veranderde rond 2,2 miljard jaar
geleden van een vrijwel zuurstofloze in een zuurstofrijke. Hiermee werd
het leven zoals we dat nu kennen mogelijk.
Cyanobacteriën horen van nature in het water thuis. Ze worden
aangetroffen in zoet, brak en zout water, in koud water tot zeer warm
water en in extreme milieus, waar verder geen andere organismen
overleven, zoals in heetwaterbronnen. Daarnaast komen cyanobacteriën
voor op het land en kunnen ze symbiotische interacties aangaan met
dieren, planten en schimmels.
Huiduitslag door blauwalg
Huiduitslag krijgt men door in water te zwemmen waar de blauwalg zich
aan het vermenigvuldigen is door het ineens optredende warme weer of
door alleen maar continuïteit in de hete dagen.
De verschijnselen van uitslag ten gevolge van blauwalg bestaan uit
kleine rode bultjes die lijken op zonne-allergie-bultjes. Deze bultjes
kunnen ook een groot rood waas vormen en enorm jeuken. Men kan het beste
de lichaamsdelen waar de uitslag optreedt een aantal malen per dag
insmeren met vochtinbrengende after sun waardoor de huid minder snel
uitdroogt en minder jeukt. Is de jeuk echt ondragelijk, stap dan onder
een vrij warme douche en sproei met het water op de plekken waar de
uitslag voorkomt en de jeuk trekt een beetje weg, wat zeer verlichtend
werkt. Daarna weer insmeren met after sun of een ander huidsmeermiddel.
Ook helpt mentholpoeder zeer goed tegen de jeuk. De eerste dagen na de
irritatie moeten zon en met blauwalg besmet water vermeden worden.