Algen (Einzelalgen) sind eine große Gruppe verschiedener Organismen, die Photosynthese nutzen, um Nahrung zu produzieren. Obwohl einige Formen groß und vielzellig sind, unterscheiden sie sich von Pflanzen dadurch, dass ihre Zellen nicht klar in verschiedene Gewebearten mit unterschiedlichen Funktionen organisiert sind. Diese Gruppe umfasst eine Vielzahl von Organismen, die nicht immer eng miteinander verwandt sind – die Ähnlichkeiten in der Form sind oft auf eine parallele Evolution zurückzuführen, bei der sich verschiedene Organismen auf ähnliche Weise angepasst haben, um ähnliche Nischen zu füllen. Sie werden als polyphyletisch beschrieben, was bedeutet, dass nicht alle Mitglieder der Gruppe denselben gemeinsamen Vorfahren haben.
Nach der modernen Definition sind alle Algen Eukaryoten, was bedeutet, dass die DNA in ihren Zellen in einem von einer Membran umschlossenen Zellkern enthalten ist. Organismen, deren Zellen keinen Zellkern haben, sind Prokaryonten. Zu den Eukaryoten zählen auch Pflanzen, Pilze und Tiere. Prokaryoten umfassen Bakterien und Archaeen. Die Algen lassen sich in eine Reihe von Untergruppen einteilen, die hauptsächlich auf der Art der Pigmente basieren, die sie für die Photosynthese verwenden.
Grüne Algen
Diese Formen verwenden das grüne Pigment Chlorophyll zur Photosynthese und gelten als Vorfahren der Landpflanzen. Einige Autoritäten zählen sie zum Pflanzenreich, während andere sie lieber als eine separate Kategorie des Lebens betrachten. Sie können einzellig oder mehrzellig sein, und einige Arten leben in Kolonien oder bilden lange Filamente, die aus vielen Zellen bestehen. Eine Reihe der einzelligen Typen sind in der Lage, sich mithilfe von Flagellen unabhängig zu bewegen – lange, peitschenartige Strukturen, die von vielen Mikroorganismen zur Fortbewegung verwendet werden. Grünalgen kommen in einer Vielzahl von Lebensräumen vor, darunter Süßwasser, Meer, Erde, Baumstämme und feuchte Wände, aber die meisten sind aquatisch.
Es wird vermutet, dass sich Landpflanzen vor etwa 500 Millionen Jahren aus einer Art Grünalge entwickelt haben. Sie enthalten die gleichen Arten von Chlorophyll und anderen Pigmenten wie Landpflanzen. Es gibt noch weitere Gemeinsamkeiten: Das Chlorophyll ist beispielsweise in sogenannten Chloroplasten enthalten, und viele Arten speichern Zucker in Stärkekörnern, ebenso wie Landpflanzen.
Rote Algen
Auch bekannt als Rhodophyta, gehörten diese zu den ersten eukaryotischen Organismen auf dem Planeten, und ihre Signaturen wurden in fast 2 Milliarden Jahre alten Gesteinen gefunden. Sie sind hauptsächlich Meeresorganismen und umfassen viele Arten von Algen sowie eine Reihe einzelliger Arten. Ihre rote Farbe kommt von den Pigmenten Phycoerythrin und Phycocyanin, die sie für die Photosynthese verwenden. Diese Pigmente absorbieren blaues Licht, das weiter unter die Meeresoberfläche reicht als das von Chlorophyll eingeschlossene rote Licht, wodurch Rhodophyta in größeren Tiefen Photosynthese betreiben können. Zu dieser Gruppe gehören auch Korallenalgen, die sich selbst Schalen aus Kalziumkarbonat bauen und Riffe bilden können.
Braune Algen
Der richtige wissenschaftliche Name für diese Gruppe ist chromista. Es ist eine äußerst vielfältige Gruppe, deren Mitglieder von Kieselalgen – mikroskopischen, einzelligen Formen mit Kieselsäureschalen – bis hin zu „Seetang“-Algen – großen, mehrzelligen Organismen, die bis zu 164 Meter lang werden können – reichen. Sie verwenden eine andere Art von Chlorophyll als die Pflanzen zur Photosynthese und haben oft zusätzliche Pigmente wie Fucoxanthin, das vielen dieser Organismen eine braune Farbe verleiht. Kieselalgen sind ein wichtiger Bestandteil des Phytoplanktons, das durch Photosynthese einen Großteil des Sauerstoffs des Planeten produziert und die Basis vieler mariner Nahrungsketten bildet. Seetang-Algen können ausgedehnte Meeresboden-„Wälder“ bilden, die von großer ökologischer Bedeutung sind.
Cyanobakterien
Heute gelten diese Mikroorganismen als Bakterien; Sie werden jedoch manchmal immer noch mit ihrem alten Namen „Blaualgen“ bezeichnet. Sie unterscheiden sich hauptsächlich darin, dass sie wie alle Bakterien Prokaryoten sind, aber durch Photosynthese ihre eigene Nahrung herstellen können. Cyanobakterien sind eine sehr alte Gruppe und waren möglicherweise die allerersten Organismen, die die Photosynthese nutzten. Viele Experten glauben, dass in der fernen Vergangenheit einige einzellige, nicht photosynthetische Organismen Cyanobakterien in einer symbiotischen Beziehung aufgenommen haben und dass diese Bakterien zu den Chloroplasten geworden sein könnten, die heute in Algen und Pflanzen vorkommen.
Algenblüte
Von Zeit zu Zeit kann es an bestimmten Orten zu einer Populationsexplosion einer Algenart kommen, die zu einer sogenannten „Algenblüte“ führt. Diese können an Küsten und in Süßwasserseen auftreten. Es ist nicht immer möglich, die Ursache festzustellen, aber oft scheint es auf landwirtschaftliche Abflüsse zurückzuführen zu sein, die Düngemittel enthalten, die zu mehr Wachstum und Vermehrung stimulieren. Algenblüten sind oft schädlich für andere Wasserlebewesen und gelegentlich auch für Tiere und sogar Menschen. Die große Zahl von Algen kann den Sauerstoffgehalt des Wassers stark reduzieren, und einige Arten produzieren Giftstoffe, die andere Organismen töten oder schädigen können.
Verwendung
Eine Reihe von Algenarten, insbesondere unter den Rotalgen, können gegessen werden. Algen liefern auch eine Reihe wichtiger Lebensmittelzusatzstoffe und Agar – eine Art Gel, das zur Kultivierung von Mikroorganismen verwendet wird. Ein weiteres Anwendungspotenzial liegt in der Herstellung von Biokraftstoffen. Die Organismen sind schnell wachsend und anspruchslos in Bezug auf die Bedingungen und den Nährstoffbedarf und können daher eine kostengünstige und effiziente Möglichkeit bieten, Biomasse für Kraftstoffe zu akkumulieren.