Cryptophyceae

Cryptophyceae
Rhodomonas salina
Systematik
Klassifikation: Lebewesen Domäne: Eukaryoten (Eucaryota) ohne Rang: Chromalveolata ohne Rang: Cryptophyta Klasse: Cryptophyceae
Wissenschaftlicher Name
Cryptophyceae
Pascher 1913, emend. Schoenichen, 1925

Die Cryptophyceae (von altgriechisch κρύπτος kryptos, deutsch ‚geheim‘ und φύκιον phykion, deutsch ‚Alge‘) sind eine Klasse einzelliger, mikroskopisch kleiner Algen, die in Süß- und Meerwasser vorkommen. Die Cryptophyceen bewegen sich mit Hilfe von zwei Geißeln durch das Wasser und können rötlich, bläulich oder bräunlich gefärbt sein.^[1] Einige Cryptophyceen bilden dickwandige und kugelige Dauerstadien, um ungünstige Umweltbedingungen zu überdauern. Cryptophyceen sind eine ökologisch sehr wichtige Algengruppe, dienen sie doch vielen Protisten als Nahrung. Da zu den Cryptophyceen farblose und photosynthetisch aktive Gattungen oder Arten gehören, gibt es botanische und zoologische Klassifizierungen. Sie können daher auch zoologisch als Cryptomonaden bezeichnet werden. Von ihrer Evolutionsgeschichte und ihren daraus resultierenden Verwandtschaften her gehören sie systematisch jedoch weder zu den Tieren noch zu den Pflanzen (nach momentanem Stand des Wissens werden im Reich Plantae sensu Archaeplastida die Glaucophyten, Rotalgen und Viridiplantae mit Grünalgen und Landpflanzen zusammengefasst).^[2] Die nächsten Verwandten der Cryptophyceae sind die meist farblosen und phagotroph lebenden Katablepharidophyta.^[3] Zusammen bilden sie das Taxon der Cryptophyta.

Die meisten Cryptophyceen mit Ausnahme der basalen Gattung Goniomonas verfügen über zwei Zellkerne unterschiedlicher evolutionärer Herkunft und wurden daher für Evolutionsbiologen interessant. Die verschiedenen Zellkompartimente sind hierbei wie eine Matrjoschka ineinander verschachtelt. Das äußerste Kompartiment enthält den eigentlichen Zellkern und das Cytoplasma, in dem sich auch die Mitochondrien befinden. Das nächstkleinere sogenannte periplastidäre Kompartiment enthält den zweiten stark reduzierten Zellkern (Nucleomorph) und Stärkekörner. Das innerste Kompartiment ist das eigentliche Photosynthese-Organell, der Plastid. Da auch Mitochondrien und Plastiden über eigene Genome (Mitogenom, Plastom) verfügen, enthält eine Cryptophyceen-Zelle insgesamt vier Genome.

Erklärt wird die Vielzahl der Genome durch eine sekundäre Endosymbiose, bei der ein phagotropher Eukaryot einen photosynthetisch aktiven Eukaryoten aufnahm. Normalerweise werden aufgenommene Organismen verdaut. Bei einer Endosymbiose bleibt die aufgenommene Zelle jedoch erhalten und wandelt sich im Laufe der Zeit in ein unselbstständiges Organell um. Nur bei den Chlorarachniophyta und den mit ihnen nicht verwandten Cryptophyceen ging der Zellkern der aufgenommenen Alge nicht verloren.

Die marine Cryptophycee Guillardia theta wurde als Modellorganismus ausgewählt, um die Genome von Nucleomorph und Plastid zu sequenzieren.^[4][5] Beide Genomsequenzierungen ergaben, dass der Plastid der Cryptophyceen ursprünglich eine Rotalge gewesen sein muss. Weitere Belege für diese Theorie sind die Stärkesynthese und die 80S-Ribosomen im periplastidären Raum (dem ehemaligen Cytoplasma der aufgenommenen Rotalge) und die vier Hüllmembranen, die den Plastiden umgeben. Alle Plastiden, die aus einer primären Endosymbiose stammen (die Chloroplasten der Grünalgen und Landpflanzen, die Cyanellen der Glaucocystophyten und die Rhodoplasten der Rotalgen), werden von nur zwei Hüllmembranen abgegrenzt und nicht von drei oder vier (= komplexe Plastiden).

1. ↑ Karl-Heinz Linne von Berg, Michael Melkonian et al.: Der Kosmos-Algenführer. Die wichtigsten Süßwasseralgen im Mikroskop. Kosmos, Stuttgart 2004, ISBN 3-440-09719-6.
2. ↑ Gary W. Saunders, Max H. Hommersand: Assessing red algal supraordinal diversity and taxonomy in the context of contemporary systematic data, in: American Journal of Botany. Band 91, Nr. 10, Oktober 2004, S. 1494–1507, PMID 21652305, doi:10.3732/ajb.91.10.1494
3. ↑ Noriko Okamoto, Isao Inouye: The Katablepharids are a distant sister group of the Cryptophyta: A proposal for Katablepharidophyta divisio nova/Kathablepharida phylum novum based on SSU rDNA and beta-tubulin phylogeny, in: Protist, Band 156, Nr. 2, August 2005, PMID 16171184, doi:10.1016/j.protis.2004.12.003
4. ↑ Susan E. Douglas, Susanne L. Penny: The plastid genome of the cryptophyte alga, Guillardia theta: complete sequence and conserved synteny groups confirm its common ancestry with red algae, in: Journal of Molecular Evolution, Band 48, Nr. 2, Februar 1999, S. 236–244, PMID 9929392, doi:10.1007/pl00006462
5. ↑ Susan Douglas, Stefan Zauner, Martin Fraunholz, Margaret Beaton, Susanne Penny, Lang-Tuo Deng, Xiaonan Wu, Michael Reith, Thomas Cavalier-Smith, Uwe-G. Maier: The highly reduced genome of an enslaved algal nucleus, in: Nature, Band 410, London, 26. April 2001, S. 1091–1096, doi:10.1038/35074092