Sinice a řasy

Sinice a řasy jsou dvě zcela rozdílné skupiny organismů. SInice patří mezi prokaryota, jsou tedy příbuzné spíše s bakteriemi, zatímco řasy jsou primitivními rostlinami. To však nic nemění na tom, že sinice a řasy mají také mnoho společného. Je to zejména způsob života, neboť obě skupiny získávají energii pomocí fotosyntézy, k jejímuž průběhu jsou přizpůsobeny též barvivy, zejména různými typy chlorofylu. Sinice produkují také podobné zásobní látky jako řasy. V zastoupení barviv, ale také v produkci zásobních látek, se od sebe odlišují nejen skupiny sinic a řas, ale i jednotlivé skupiny řas navzájem. Konečně - sinice i řasy žijí povětšinou ve vodě a jsou si podobné i zevnějškem.

Sinice (Cyanophyta)

Sinice jsou autotrofní, fotolitotrofní prokaryotické organismy, které obsahují chlorofyl. Při fotosyntéze využívají jako donor elektronů vodu. Při tomto procesu je uvolňován kyslík. Některé sinice jsou schopny při fotosyntéze fixovat vzdušný dusík. Sinice jsou tvořeny prokaryotickými buňkami. Jejich viskózní cytoplasma je rozdělena na vnitřní nukleoplasmu, obsahující jadernou hmotu a ribosomy, a vnější chromatoplasmu, obsahující mnoho tylakoidů. Uvnitř těchto váčků jsou lipofilní fotosyntetická barviva jako je zelený chlorofyl a a oranžový β-karoten. Molekuly těchto barviv jsou pevně zakotveny v struktuře tylakoidů. Další barviva, která jsou v podobě kulovitých tělísek seřazena na vnějším povrchu tylakoidů, jsou červený fykoerytrin či modrý fykocyanin. Kombinace barviv dává té které sinici konkrétní barvu, výsledné zbarvení se pak může pohybovat od červené, přes hnědou, hnědopurpurovou, ocelově šedou až po černou. Buněčná stěna je tvořena z mukopolymeru a její stavby se účastní několik sloučenin, jako je kyselina muramová, diaminopimelová, glutamová a alanin. Slizová pochva sinic má vláknitou strukturu, je složena z pektinových kyselin a mukopolysacharidů a bývá inkrustována uhličitanem vápenatým.

Sinice mohou tvořit součást léčivých bahen, kde ovlivňují oxidačně-redukční vlastnosti. Sinice též do těchto bahen vylučují mnohé organické látky s blahodárným účinkem. Sinice však mohou do svého okolí vylučovat i látky jedovaté. Některé druhy vylučují látky zabraňující růstu zelených řas, jiné jsou toxické pro živočichy, tedy i pro člověka. Připomeňme například toxicitu druhů Anabaena flos-aquae či Microcystis aeruginosa. Tyto sinice způsobují ve vodách vznik tzv. vodního květu. Vylučují do svého okolí toxické látky, které u člověka vyvolávají alergické záněty pokožky. Druh Langbya majuscula, vyskytující se na Havajských ostrovech, vylučuje silně toxickou látku, působící jako buněčný jed. Tato látka napadá vnitřní vrstvy kůže a způsobuje zde rozklad DNA - ničí tedy buňku zevnitř. Následně dochází ke vzniku ošklivých hnisajících puchýřů. Atak této látky může vést až k oslepnutí nebo ke smrti.

Řasy (Algae)

Řasy jsou jednoduchými formami rostlin. Dříve byly řazeny spolu s houbami a lišejníky mezi nižší, vývojově starší rostliny. Dnes již bylo od tohoto systému upuštěno, takže pojem nižší rostliny je totožný s pojmem řasy. Řasy jsou tedy nejjednodušší rostlinné organismy. Je to poměrně nejednotná a pestrá skupina rostlin. Zástupci se liší kombinací fotosyntetických barviv, chemickým složením zásobních látek i buněčných stěn. Jsou to typické vodní rostliny, představují předchůdce rostlin vyšších, suchozemských. Jejich tělo tvoří stélka, která není rozlišena na kořen, stonek a listy, nejsou přítomna vodivá pletiva. Mezi řasy patří tři vývojové větve, červená, hnědá a zelená, mezi něž je rozřazeno několik oddělení, o kterých si nyní povíme něco bližšího.

Ruduchy (Rhodophyta)

Ruduchy jsou typickými zástupci červené vývojové větve řas. Toto oddělení zahrnuje řasy s jednobuněčnou, vláknitou nebo pletivnou stélkou. Ruduchy se od ostatních oddělení řas v mnohém liší. Obsahují ve vodě rozpustná fotosyntetická barviva, zvaná fykobiliny. Jde zejména o červený fykoerytrin a modrý fykocyanin. Dále obsahují chlorofyl a, chlorofyl d, β-karoten a xantofyly. Podle poměru jednotlivých barviv mohou mít ruduchy barvu od jasně červené až po modrozelenou. Zásobní látkou je florideový škrob, uložený v cytoplasmě. Ve vývoji ruduch nenalézáme žádné bičíkaté stádium, čímž se také odlišují od ostatních řas. Buněčná stěna je tlustá, dvouvrstevná, je složena z pektinů rozpustných v horké vodě, hlavně β(1,3)xylanu a β(1,4)mannanu, částečně též z celulosy. U některých druhů dochází při tloustnutí buněčné stěny k znatelnému vrstvení. Při extrakci buněčných stěn horkou vodou získáme koloidní roztok, obsahující směs polysacharidů, hlavně gelosy.

Gelidium gelidiella

Tato ruducha, ale i další její příbuzné z čeledi Gelidiaceae a též některé ruduchy z čeledí Gracilariaceae a Ceramiaceae, se používají pro zisk agaru. Stélky těchto červených řas jsou více či méně rozvětvené, morfologicky diferenciované na základní pletiva. Uvedené řasy se vyskytují zejména v Japonském moři a v teplých částech Tichého a Indického oceánu.

Agar (Agar)

Agar je sušený sliz, získávaný vyvářením předem usušených a na slunci vybělených stélek uvedených druhů ruduch. Ochlazením extrakt tuhne na gel. Na trh se dostává ve formě bezbarvých, šedobílých nebo slabě nažloutlých průsvitných lesklých proužků nebo čtyřbokých hranolů, případně může tvořit vločky. Nepáchne, zato chutná slizovitě. Za sucha je agar lámavý, po navhlčení vodou je ohebný. Je prakticky nerozpustný ve vodě, pouze bobtná. V horké vodě se rozpouští. Při mikroskopování jsou patrny schránky rozsivek. Agar (Agar) je uveden v ČSL 4.

Agar obsahuje zejména slizy, jejichž podstatou je směs různých polysacharidů, zejména agarosy (70%), polysacharidu, který obsahuje β-D-galaktosové jednotky, pospojované s 3,6-anhydro-α-L-galaktosovými jednotkami 1-4 vazbou. Obsahuje též disacharidy agarobiosu a neoagarobiosu. Dále je přítomen agaropektin, složený z molekul β-D-galaktosy, spojených vazbou 1,3 a částečně esterifikovaných v poloze 6 kyselinou sírovou.

Agar se používá jako zahušťovací prostředek k výrobě lékových forem - jako spojovací materiál při výrobě tablet a pilulek. Dále se využívá jako chirurgický materiál pro výrobu vstřebatelných nití. V mikrobiologii se jej užívá jako živné půdy pro pěstování mikroorganismů.

Chondrus crispus

Tato řasa roste na skalnatých pobřežích Severního moře a Atlantického oceánu, zejména při pobřeží Irska, Skotska, Norska, USA a Kanady. Její stélky jsou křehké, průsvitné, velké asi jako dlaň, jejich barva je žlutavá, chuť slizová. Tato řasa je zdrojem karagenu.

Karagen (Carrageen)

Karagen tvoří na slunci vybělené a vysušené stélky uvedeného druhu. Droga se nazývá také irský mech. Stélky obsahují směs polysacharidů, složených z D- a L-galaktosy, přičemž polysacharidy jsou částečně esterifikované kyselinou sírovou. Je též přítomno jisté množství draselných solí. Odvary z drogy se používají pro podpoření tvorby hlenu, zejména při problémech dýchacích cest. V žaludku dochází k tlumení nadměrné tvorby žaludečních šťáv. V potravinářství se používá jako emulgátor, případně k čiření zakalených kapalin.

Hnědé řasy (Chromophyta)

Hnědé řasy, jakožto zástupci hnědé větve, zahrnují na první pohled navzájem nepodobné zástupce, kteří však vykazují podobnou stavbu plastidů. Ty jsou obklopeny endoplasmatickým retikulem. Kombinaci fotosyntetických barviv zde tvoří chlorofyl a a c, dále pak různé karotenoidy, hlavně fukoxantin. Kombinace těchto barviv dodává hnědým řasám jejich charakteristickou barvu, která se pohybuje od hnědé po žlutozelenou. Zásobní látkou je polysacharid chrysolaminarin nebo laminarin a tuk, nikdy se však netvoří škrob. Do oddělení hnědých řas patří například třídy rozsivky, chaluhy a zlativky.

Rozsivky (Bacillariophyceae)

Rozsivky představují jednobuněčné hnědé řasy, žijící v koloniích nebo jednotlivě. Jejich buňka je uzavřena do dvoudílné křemité schránky, jejíž dva díly připomínají víčko a dno krabičky. Podle tvaru skořápky dělíme třídu rozsivek do dvou řádů - centrické rozsivky s okrouhlým tvarem a paprsčitě uspořádanými řadami pórů, vybíhajících ze středu misky, a penátní rozsivky s protáhlým tvarem a po obvodu vyvinutými dvěma souměrnými systémy komůrek či pórů. Zásobní látku tvoří olejové krůpěje uložené v plasmě a velká množství volutinu (polyfosfátová zrníčka). Rozsivky se vyskytují velice hojně ve vodě i v půdě. Ve slaných vodách převažují centrické rozsivky, kdežto sladké vody jsou osidlovány zejména penátními formami. Rozsivky mohou růst na povrchu jiných vodních rostlin, kde jsou přichyceny slizem. Fosilní rozsivkové sedimenty tvoří horninu zvanou diatomit. Ten se užívá jako izolační materiál nebo při filtracích.

Chaluhy (Phaeophyceae)

Chaluhy jsou hnědé řasy s výhradně mnohobuněčnými stélkami, velkými od několika centimetrů po několik desítek metrů. Stélky mohou být vláknité s osním vláknem a vlákny bočními, nejčastěji jsou to však stélky pletivné, které mohou u některých chaluh obsahovat i plovací měchýřky. Plastidy obsahují barviva chlorofyl a a c, fukoxantin a β-karoten. Zásobními látkami jsou laminarin a mannitol. Buněčná stěna je jen částečně celulózní a je tvořena hlavně z alginátových kyselin. Fukoidin spolu s alginovými kyselinami (polymery kyseliny mannuronové) je hlavní složkou slizu. Dále jsou v chaluhách obsaženy polyfenoly. Ve stélkách chaluh je v organické podobě přítomen jód. Chaluhy se vyskytují zejména v mořích, pouze tři rody jsou sladkovodní. Osidlují hlavně chladnější moře obou polokoulí. Většinou rostou poblíž pobřeží v pásmu přílivu a odlivu.

Chaluha bublinatá (Fucus vesiculosus)

Tato chaluha je tvořena kožovitou stélkou se středním žebrem, podle něhož jsou ve stélce duté měchýře, sloužící jako plovací zařízení. Může dosahovat až velikosti 1 metr. Vyskytuje se převážně v litorálu severních moří, hlavně na atlantickém pobřeží.

Fucus vesiculosus

Drogu tvoří usušené stélky zmiňované řasy. Droga obsahuje organické sloučeniny jodu, hlavně 3,5-dijodtyrosin, který může ovlivňovat funkci štítné žlázy. Může být proto užita při odtučňovacích čajových kúrách. Dále jsou obsaženy mnohé polysacharidy, jmenujme laminarin a fukoidin. Další neméně důležitou složku tvoří rosolovité látky, jejichž hlavní součástí jsou algináty. Ty jsou důležité jako emulgátory, přísady do přípravků a k výrobě vstřebatelného materiálu.

Krásnoočka (Euglenophyta)

Krásnoočka jsou jednobuněčné řasy s jedním nebo dvěma bičíky, vyrůstajícími z prohloubeniny na předním konci buňky. V její blízkosti je červené stigma - světločivná skvrna. Chloroplasty obsahují podobnou kombinaci barviv, jakou známe u zelených řas a následně u vyšších rostlin. Jde o chlorofyl a a b, β-karoten a různé xantofyly. Povrch buňky kryje pelikula, složená z bílkovinných proužků, vzájemně se překrývajících. Zásobní látkou je paramylon, což je β(1,3)glukan. Krásnoočka nemají pro náš účel značný význam.

Zelené řasy (Chlorophyta)

Zelené řasy tvoří nejrozšířenější skupinu řas. Jsou to předchůdci vyšších, suchozemských rostlin. Nalézáme u nich stejná barviva (chlorofyl a, b, β-karoten, xantofyly), ale i stejné zásobní látky (škrob). Zrnka škrobu jsou u zelených řas uložena v chloroplastech nebo na povrchu pyrenoidů, což jsou oválná nebo kulovitá bílkovinná tělíska, obsahující enzymy. Buněčná stěna zelených řas je vícevrstevná, tvoří ji celulózní mikrofibrily, přičemž volný prostor mezi nimi vyplňují pektiny. Patří sem třídy zelenivky (Chlorophyceae), spájivky (Conjugatophyceae) a parožnatky (Charophyceae).

Zelenivka (Chlorella pyrenoidosa)

Tato zelená řasa s jednobuněčnou kokální stélkou patří do třídy zelenivek - Chlorophyceae, a to konkrétně do řádu Chlorococcales - kokální zelenivky. Ve farmacii je hojně zkoumána. Snadno se pěstuje v kulturách a mohla by sloužit jako zdroj bílkovin a pro izolaci účinných látek. Zkoumá se hlavně možnost využití jako eventuální stravy pro kosmonauty.