Micrasterias

Micrasterias
Datei:Mikrofoto.de-Micrasterias-20.jpg Micrasterias sp.
Systematik
ohne Rang: Chloroplastida ohne Rang: Charophyta Klasse: Schmuckalgen (Zygnemophyceae) Ordnung: Zieralgen (Desmidiales) Familie: Desmidiaceae Gattung: Micrasterias
Wissenschaftlicher Name
Micrasterias
C. Agardh

Datei:Spajivky.jpg

Micrasterias sp., zusammen mit Spirogyra sp., Umweltprobe aus einem Bergbach im Isergebirge (Jizerské Hory), Region Liberec, Tschechien

Micrasterias (schwedisch ) ist eine ausschließlich in Süßwasser vorkommende Gattung der Zieralgen (Desmidiales) mit rund 40 Arten. Sie wurde von der Sektion Phykologie der Deutschen Botanischen Gesellschaft zur Alge des Jahres 2008 gekürt.

Merkmale

Datei:Micrasterias Highlighted.svg

Schemazeichnungen: Micrasterias-Alge im Detail.

Datei:Comprehensive catalogue of Queensland plants, both indigenous and naturalised. To which are added, where known, the aboriginal and other vernacular names; with numerous illustrations, and copious (14596463250)-954-v2.jpg

Oben: M. denticulata var. notata: Seitenansicht (spindel­förmig), Querschnitt; unten: Aufsicht (Zellhälfte). Skizze von 1909.

Micrasterias sind einzellige unbegeißelte Grünalgen, lediglich die Art M. foliacea bildet Fäden.<ref name="Skaloud2011"/> Die Zellen sind bei den meisten Arten mit etwa von etwa 200 μm<ref name="Lütz2016"/> (60 bis 300 µm<ref name="Linne"/>) vergleichsweise groß und scheibenförmig abgeflacht, sodass sie in Seitenansicht spindel­förmig erscheinen (M. dickiei hat jedoch elliptische, dreistrahlige Zellen). Eine tiefe mediane Einschnürung (Sinus) teilt die Zellen in zwei symmetrische Hälften (Halbzelken, ). Die Halbzellen von M. ralfsii und M. dickiei sind nicht weiter unterteilt; in der Regel gibt es aber weitere flache oder tiefere Einschnitte, die jede Halbzelle in einen apikalen (vorderen) Lappen, der auch Scheitellappen genannt wird, und zwei seitliche Lappen unterteilen (englisch ). Diese Seitenlappen können weiter unterteilt sein in Lappen zweiter bis vierter Ordnung. Die Zellen erscheinen daher in der Aufsicht sternförmig. An den Lappen sitzen bei vielen Arten kleine oder große Ausstülpungen der Zellwand in Form stachelförmiger Fortsätze.<ref name="AlgaeBase"/>

Der Zellkern ist farblos und liegt in der Brücke (Isthmus) zwischen den beiden Hälften. In der Regel besitzt jede Halbzelle einen großen flachen Chloroplasten mit etlichen Pyrenoiden. Die Form des Chloroplasten entspricht den Ausbuchtungen der Lappen.

Die Typusart M. furcata hat im eine rundliche Körperform mit fünf Lappen auf jeder Seite, wobei sich von allen 10 Lappen zwei andere, viel kleinere Läppchen abteilen, so dass jede der beiden Seiten von M. furcata insgesamt 15 Lappen (große und kleine) hat.<ref name="Brook1981"/>

Datei:1536x1535.png

Micrasterias ralfsii [Cosmarium ralfsii], Schemazeichnung

Molekularphylogenetische Analysen haben gezeigt, dass Micrasterias ralfsii (früher Cosmarium ralfsii) trotz abweichender Morphologie (Zellen ellipsoidal ohne Lappen) zur Gattung gehört.<ref name="Skaloud2011"/><ref name="RML-ralfsii"/> Das Gleiche gilt für Micrasterias dickiei (früher Staurodesmus dickiei), deren Zellen in der Polaransicht dreistrahlig nicht abgeflacht sind mit drei Stacheln auf jeder Halbzelle.<ref name="AlgaeBase"/>

Micrasterias lagert Strontium und Barium aus ihrer Umgebung in internen Kristallen ab, wodurch deren schädliche Wirkung auf den Organismus vermindert wird.<ref name="Niedermeier2018"/>

Datei:Haeckel Desmidiea-7-v3.jpg

Micrasterias sp. (M. mahabuleshwarensis?), sich teilende Zelle nach Ernst Haeckel, 1904

Die ungeschlechtliche Fortpflanzung erfolgt durch die für die Zieralgen typische Zweiteilung. Die geschlechtliche Fortpflanzung erfolgt durch Konjugation. Die Zygoten sind kugelig, eiförmig oder polyedrisch und bleiben mit den leeren Zellhälften verbunden.

Vorkommen

Wie andere Angehörige der Familie Desmidiaceae findet man die Gattung Micrasterias in Süßwasser-Habitaten. Sie kommt nur dort vor und bevorzugt oligotrophe bis mesotrophe Seen und Sümpfe, stehende Gewässer und Hochmoore, oft in Verbindung mit Wasserpflanzen.<ref name="Hall2015"/> Beispielsweise ist M. denticulata in sumpfigem Gelände und in Gräben nicht ungewöhnlich.<ref name="Landsborough1851"/>

Bei Süßwassermikroalgen und anderen mikroskopisch kleinen Organismen wird oft angenommen, dass ihre Arten kosmopolitisch verbreitet sind („Baas-Becking-Hypothese“). Die Arten der Desmidiaceae bilden jedoch oft eine Ausnahme, wahrscheinlich aufgrund der Tatsache, dass sie meist keine ruhenden Sporen bilden, die eine weitere Ausbreitung ermöglichen würden. Dazu kommt, dass ihre hohe morphologische Komplexität eine leichtere Identifizierung der unterschiedlichen Arten der Gattung ermöglicht.<ref name="Coesel1996"/> So scheint Micrasterias muricata in Nordamerika endemisch zu sein, während Micrasterias ceratofera auf Südostasien und Nordaustralien beschränkt zu ist.<ref name="Coesel2008"/>

Micrasterias denticulata

Datei:A popular history of British sea-weeds (Pl. XX) (7176264211)-80-v4.jpg

M. denticulata, oben eine reife Zelle, unten im Stadium der Zellteilung. Illustration von 1851.

Datei:Fpls-07-00999-g001.jpg

(A) Lichtmikroskopische und (B) Raman-spektroskopische Aufnahme von M. denticulata. (A) Aufbau der Zelle. (B) Die grüne Farbe steht für die Zellwand (in der alten Halbzelle unten dicker als in der neuen Halbzelle oberen). In der jungen wachsenden Halbzelle ist die Zellwand im Bereich der Vertiefungen stärker hervorgehoben (Pfeile) als an den Lappenspitzen.<ref name="Lütz2016"/>

Datei:Haeckel Desmidiea-6-v1.jpg

M. denticulata, sich teilende Zelle nach Ernst Haeckel, 1904

Bei M. denticulata sind die Zellen fast kreisförmig mit großen und wedelartigen Lappen, jedes Segment ist fünflappig. Die Farbe ist leuchtend grün, häufig ist der Rand der Lappen oder Wedel farblos. Ursprünglich sind die beiden Hälften nur durch eine schmale Röhre miteinander verbunden, wie auf der Abbildung zu sehen ist. Bei der Zellteilung verlängert sich diese Verbindungsröhre, dehnt sich aus und wird zu zwei jungen Lappen, die anfänglich eine hellere grüne Farbe haben als die alten Zellhälften. Wenn diese beiden Teile ausgewachsen sind, trennen sie sich. Auf diese Weise entstehen zwei Tochterzellen, von denen jeweils eine Hälfte alt und die andere Hälfte neu ist.<ref name="Landsborough1851"/>

Modellorganismus

Als Mitglied der Charophyta (alias Streptophytina)<ref name="NCBI"/><ref name="WoRMS"/> und damit der Streptophyta ist Micrasterias phylogenetisch eng mit den Landpflanzen verwandt. Die Gattung weist auch in vielen physiologischen und zellbiologischen Gesichtspunkten Gemeinsamkeiten mit den Landpflanzen auf.<ref name="Lütz2016"/><ref name="bdw"/> Deshalb, und wegen ihrer beachtlichen Zellgröße, ihrer leichten Kultivierbarkeit, sowie der Zugänglichkeit für die verschiedensten mikroskopischen Techniken, gilt Micrasterias (und insbesondere M. denticulata) zu einem gut geeigneten Modellorganismus der pflanzlichen Zellbiologie.<ref name="Lütz2016"/>

Etymologie

Der Gattungsname besteht aus dem Präfix Micr- von und dem Suffix , abgeleitet von ;<ref>Wiktionary: αστερίας (englisch).</ref> bedeutet also „kleiner Seestern“.

Verallgemeinerung mit Malteserkreuzalge

Die Algengattung Micrasterias wird oft mit Malteserkreuzalge ins Deutsche übersetzt. Tatsächlich ist aber nur Micrasterias crux-melitensis als Malteserkreuzalge zu bezeichnen, alle anderen Arten nicht.<ref name="Streble2017"/>

Artenliste

Die folgende auszugsweise Artenliste hat den Stand 30. Dezember 2024:

Gattung Micrasterias C. Agardh ex Ralfs, 1848^(A,N,T,W)

• Micrasterias americana Ehrenberg ex Ralfs 1848^(A,N,S,W)
• Micrasterias anomala W. B. Turner 1893^(A,N,W)<ref name="NIES"/>
• Micrasterias apiculata Meneghini ex Ralfs 1848^(A,N,S,W)
• Micrasterias borgei Willi Krieger, 1939^(A,T,W)
• Micrasterias brachyptera Lundell, 1871^(A,N,W)
• Micrasterias ceratofera Joshua 1885^(A,N,W)
• Micrasterias crux-melitensis Ralfs 1848^(A,N,S,W)<ref name="NIES"/> (Malteserkreuzalge^(S))
• Micrasterias decemdentata (Nägeli) W. Archer 1861^(A,N,W)
• Micrasterias denticulata Brébisson ex Ralfs 1848^(A,N,S,W)<ref name="Landsborough1851"/>
• Micrasterias depauperata Nordstedt 1869^(A,N)
• Micrasterias dickiei (Ralfs) Škaloud, Nemjová, Veselá, Černá & Neustupa 2011^(A,N,W) [Staurodesmus dickiei]
• Micrasterias fimbriata Ralfs 1848^(A,N,S,W)
• Micrasterias foliacea Bailey ex Ralfs 1848^(A,N,T,W)<ref name="NIES"/><ref name="UniProt_D0FLI3"/>
• Micrasterias furcata C. Agardh ex Ralfs 1848^(A,N,S,W) [Micrasterias radiata Hassall ex West & G. S. West 1905^(A)] (Typusgattung^(A))
• Micrasterias hardyi G. S. West 1905^(A,N,W)
• Micrasterias jenneri Ralfs 1848^(A,N,W)
• Micrasterias laticeps Nordstedt 1870^(A,N,W)
• Micrasterias mahabuleshwarensis J. Hobson 1863^(A,N,W)<ref name="NIES"/>
• Micrasterias moebii (O. Borge) West & G. S. West 1897^(A,N,W)
• Micrasterias muricata Ralfs 1848^(A,N,W)
• Micrasterias nordstedtii Thomasson, 1973?^(A,N,W)
• Micrasterias oscitans Ralfs, 1848^(A,W)
• Micrasterias papillifera Brébisson ex Ralfs 1848^(A,N,W)
• Micrasterias pinnatifida Ralfs 1848^(A,N,S,W?)
• Micrasterias radians W. B. Turner 1893^(A,N,W)
• Micrasterias radiosa Ralfs 1848^(A,N,T,W)
• Micrasterias ralfsii (Brébisson ex Ralfs) Škaloud, Nemjova, Vesela, Černá & Neustupa 2011^(A,N,W)<ref name="Skaloud2011"/><ref name="RML-ralfsii"/> [Cosmarium ralfsii]
• Micrasterias rotata Ralfs 1848^(A,N,S,W)
• Micrasterias semiradiata Brébisson ex Kützing 1849^(A,N)
• Micrasterias tetraptera West & G. S. West 1898^(A,N,W)
• Micrasterias thomasiana W. Archer 1862^(A,N,W)<ref name="NIES"/>
• Micrasterias torreyi Bailey 1848^(A,N,W)
• Micrasterias tropica Nordstedt 1870^(A,N,W)
• Micrasterias truncata Brébisson ex Ralfs 1848^(A,N,S,W)<ref name="NIES"/>
• Micrasterias verrucosa Bisset 1885^(A,N,W)
• Micrasterias zeylanica F. E. Fritsch 1907^(A,N,W)

---

(A) – AlgaeBase<ref name="AlgaeBase"/>

(N) – Taxonomie des <ref name="NCBI"/>

(S) – Streble<ref name="Streble2017" />

(T) – The Taxonomicon<ref name="Taxon"/>

(W) – <ref name="WoRMS"/>

? – unsicher

Video & Bildergalerie

Datei:Micrasterias americana POL.webm

M. americana

• Micrasterias americana
  Micrasterias americana
• Micrasterias americana
  Micrasterias americana
• Micrasterias americana
  Micrasterias americana
• Micrasterias americana
  Micrasterias americana
• M. americana Illustration von 1872
  M. americana
  Illustration von 1872
• Micrasterias furcata [Micrasterias radiata]
  Micrasterias furcata
  [Micrasterias radiata]
• Micrasterias furcata
  Micrasterias furcata
• Micrasterias muricata
  Micrasterias muricata
• Micrasterias papillifera
  Micrasterias papillifera
• Micrasterias rotata
  Micrasterias rotata
• Micrasterias rotata
  Micrasterias rotata
• Micrasterias rotata
  Micrasterias rotata
• Micrasterias thomasiana
  Micrasterias thomasiana
• Micrasterias thomasiana
  Micrasterias thomasiana
• Micrasterias truncata
  Micrasterias truncata
• Micrasterias sp.
  Micrasterias sp.
• Micrasterias sp., Phytoplankton in Moorseen
  Micrasterias sp., Phytoplankton in Moorseen
• Micrasterias sp.
  Micrasterias sp.
• Micrasterias sp., Illustration nach E. Haeckel, 1904
  Micrasterias sp., Illustration nach E. Haeckel, 1904

• Illustrationen von Herbert W. Conn (1908): Micrasterias-Arten von Connecticut (USA): Fig. 107: M. radiosa var. punctata, Fig. 108: M. crux-melitensis, Fig. 108: M. apiculata.
  Illustrationen von Herbert W. Conn (1908): Micrasterias-Arten von
  Connecticut (USA):
  Fig. 107: M. radiosa var. punctata,
  Fig. 108: M. crux-melitensis,
  Fig. 108: M. apiculata.
• Illustrationen von Herbert W. Conn (1908): Micrasterias-Arten von Connecticut (USA): Fig. 238: M. rotata, Fig. 239: M. furcata, Fig. 240: M. mericana, Fig. 241: M. muricata, Fig. 242: M. truncata.
  Illustrationen von Herbert W. Conn (1908):
  Micrasterias-Arten von
  Connecticut (USA):
  Fig. 238: M. rotata,
  Fig. 239: M. furcata,
  Fig. 240: M. mericana,
  Fig. 241: M. muricata,
  Fig. 242: M. truncata.
• Illustrationen von Henri Coupin (1868): M. fimbriata, M. jenneri, M. oscitans, M. mucronata [M. oscitans var. mucronata],<ref name="AlgaeBase"/> M. didymacanthum Nägeli ⇒ Euastrum didymacanthum Nägeli (1849),<ref name="Rabenhorst"/> M. rotata, M. denticulata, M. crux-melitensis (Malteserkreuzalge), M. sp. (Membranporen).
  Illustrationen von Henri Coupin (1868):
  M. fimbriata, M. jenneri, M. oscitans, M. mucronata [M. oscitans var. mucronata],<ref name="AlgaeBase"/> M. didymacanthum Nägeli ⇒ Euastrum didymacanthum Nägeli (1849),<ref name="Rabenhorst"/> M. rotata, M. denticulata, M. crux-melitensis (Malteserkreuzalge), M. sp. (Membranporen).

Weblinks

Commons: Micrasterias – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Micrasterias C. A. Agardh ex Ralfs, 1848. Integrated Taxonomic Information System (ITIS) – (itis.gov).
• Micrasterias C.Agardh ex Ralfs, 1848. Ocean Biogeographic Information System (OBIS) – (obis.org).
• Images of NIES Collection strains in Alphabetical Order. Auf: National Institute for Environmental Studies (NIES), Japan (nies.go.jp) – Bilder.
• Micrasterias. Auf: Protist Information Server (protist.i.hosei.ac.jp) – Bilder, auch Videos.
• TIBAV-PORTAL: Micrasterias. AV-Portal der Technischen Informationsbibliothek (tib.eu). Videos, insbesondere vom Institut für den Wissenschaftlichen Film.
• John D. Hall, Kenneth G. Karol, Richard M. McCourt, Charles F. Delwiche: Phylogeny of the conjugating green algae based on chloroplast and mitochondrial nucleotide sequence data. In: Journal of Phycology, Band 44, Nr. 2, 14. April 2008, S. 467–477; doi:10.1111/j.1529-8817.2008.00485.x, PMID 27041201 (englisch).
• Elena Bernard: Erde|Umwelt: Bakteriengene trieben Evolution der Landpflanzen voran. Auf: wissenschaft.de vom 2. März 2022 (Titelfoto).

Einzelnachweise

<references> <ref name="AlgaeBase"> AlgaeBase: Micrasterias, Details: Micrasterias (Genus). </ref> <ref name="NCBI"> NCBI Taxonomy Browser: Micrasterias, Details: Micrasterias C.Agardh ex Ralfs 1848 (genus). </ref> <ref name="UniProt_D0FLI3"> UniProt: D0FLI3 · D0FLI3_9VIRI: Protein Cytochrome c oxidase subunit 3. organismus: Micrasterias foliacea. </ref> <ref name="WoRMS"> WoRMS: Micrasterias C.Agardh ex Ralfs, 1848 (Genus). </ref> <ref name="Taxon"> S. J. Brands (Hrsg.): Taxon: Genus Micrasterias C.Agardh ex Ralfs (1848) (alga). The Taxonomicon. Universal Taxonomic Services! Zwaag, Niederlande (taxonomy.nl). Stand: 1. Februar 2024. </ref> <ref name="NIES"> NIES Collection: Class: Zygnematophyceae – Genus: Micrasterias. Microbial Culture Collection (nies.go.jp, englisch). </ref> <ref name="RML-ralfsii"> Martin Kreutz: Micrasterias ralfsii (Brébisson ex Ralfs) Škaloud, Nemjova, Vesela, Černá & Neustupa, 2011. Zeichnung, Fotos, Fundort: Lauchsee-Moor, Österreich. Auf: Real Micro Life (realmicrolife.com), 9. Dezember 2021 (englisch). </ref> <ref name="bdw"> Elena Bernard: Erde|Umwelt: Bakteriengene trieben Evolution der Landpflanzen voran. Auf: wissenschaft.de vom 2. März 2022 (Titelfoto). </ref> <ref name="Brook1981"> Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/Meldung2Vorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung </ref> <ref name="Coesel1996"> Peter F. M. Coesel: 5. Biogeography of desmids. In: Hydrobiologia, Band 336, Nr. 1–3, Oktober 1996: S. 41–53; doi:10.1007/BF00010818 (englisch). </ref> <ref name="Coesel2008"> Peter F. M. Coesel, Lothar Krienitz: Diversity and geographic distribution of desmids and other coccoid green algae. In: Biodiversity and Conservation, Band 17, Nr. 2, S. 381–392; doi:10.1007/s10531-007-9256-5 (englisch). </ref> <ref name="Hall2015"> John D. Hall, Richard M. McCourt: Conjugating Green Algae Including Desmids. In: John D. Wehr, Robert G. Sheath, J. Patrick Kociolek (Hrsg.): Freshwater Algae of North America: Ecology and Classification, 2. Auflage, Elsevier Inc., 2015, ISBN 978-0-12-385876-4, Kapitel 9, S. 429–457; doi:10.1016/B978-0-12-385876-4.00009-8 (englisch). </ref> <ref name="Niedermeier2018"> Martin Niedermeier, Notburga Gierlinger, UrsulaLütz-Meindla: Biomineralization of strontium and barium contributes to detoxification in the freshwater alga Micrasterias. In: Journal of Plant Physiology, Band 230, November 2018, S. 80–91 </ref> <ref name="Landsborough1851"> D. Landsborough: A popular history of British sea-weeds, comprising their structure, fructification, specific characters, arrangement, and general distribution, with notices of some of the fresh-water Algae. 2. Auflage, Reeve & Beham, London 1851; doi:10.5962/bhl.title.5819 (englisch). Siehe insbs. S. 364. </ref> <ref name="Linne"> Karl-Heinz Linne von Berg, Kerstin Hoef-Emden, Michael Melkonian: Der Kosmos-Algenführer. Hrsg.: Kosmos Verlag. 2. Auflage. Kosmos, Stuttgart 2012, ISBN 3-440-13173-4, S. 368.  Dazu:

• 1. Auflage 2004: ISBN 3-440-09719-6, 352/366 Seiten |Seiten=124

</ref> <ref name="Lütz2016"> Ursula Lütz-Meindl: ​Micrasterias as a Model System in Plant Cell Biology. In: Frontiers in Plant Science, Sec. Plant Development and EvoDevo, Band 7, ISSN 1664-462X, Nr. 999, 12. Juli 2016; doi:10.3389/fpls.2016.00999 (englisch). </ref> <ref name="Rabenhorst"> Gottlob Ludwig Rabenhorst: Dr. L. Rabenhorst's Kryptogamen-Flora von Deutschland, Oesterreich und der Schweiz. Band 13/2, Krieger, S. 1–117, hier: S. 17. PDF (Biblioteca Digital Real Jardin Botánico, bibdigital.rjb.csic.es). </ref> <ref name="Skaloud2011"> Pavel Škaloud, Katarína Nemjová, Jana Veselá, Kateřina Černá, Jiří Neustupa: A multilocus phylogeny of the desmid genus Micrasterias (Streptophyta): Evidence for the accelerated rate of morphological evolution in protists. In: Molecular Phylogenetics and Evolution, Band 61, Nr. 3, Dezember 2011, S. 933–943; doi:10.1016/j.ympev.2011.08.018 (englisch). </ref> <ref name="Streble2017"> Heinz Streble, Dieter Krauter: Das Leben im Wassertropfen. In: Kosmos Verlag (Hrsg.): Kosmos Naturführer. 13. Auflage. Kosmos, 2017, ISBN 978-3-440-15694-0, S. 174.  </ref> </references>

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