Bei den einfachsten Pflanzen ist eine einzige Zelle für sich schon lebens- und vermehrungsfähig. Solche einzellige Pflanzen und ihre mehrzelligen Verwandten werden als Algen bezeichnet. Ihre Artenzahl beträgt etwa 20 000. Im Gegensatz zu höheren Pflanzen sind die Geschlechtszellen der Algen nicht von unfruchtbaren Hilfszellen umgeben. Obwohl einige Algen riesige Ausmaße erreichen und in verschiedenartige Gewebe differenziert sein können, erlangen sie nie den Grad der anatomischen Feinstruktur wie Blütenpflanzen und Farne.
Die Einteilung der Algen
Die Algen bilden einen lockeren Verband nicht sehr eng verwandter Organismengruppen. Man kann sie zu elf größeren Einheiten zusammenfassen, die im Einzelnen durch Unterschiede in ihren Pigmenten, im Aufbau der Zellwand, in der Natur ihrer Reservestoffe und in ihren jeweiligen Organellen - spezialisierten Zellbezirken - gekennzeichnet sind. Diese Gruppen sind die Blaualgen (Cyanophyta), Rotalgen (Rhodophyta), Kieselalgen oder Diatomeen (Bacilliariophyta), Gelbgrünen Algen (Xanthophyta), Gelbalgen (Chrysophyta), Dinoflagellaten (Pyrrhophyta), Kryptomonaden (Cryptophyta),
Braunalgen (Pkaeophyta), Euglenoiden (Euglenophyta), Grünalgen (Chlorophyta) und Armleuchteralgen (Charophyta).
Alle Abteilungen besitzen Chlorophyll A, das grüne Pigment, das die Fotosynthese ermöglicht, jenen Prozess, bei dem die Pflanze Lichtenergie in chemische Energie umformt. Die Grünalgen verfügen über dieselben Farbstoffe in denselben Proportionen wie die höheren Pflanzen: Man hält sie für den Stamm, aus dem sich die höheren Pflanzen im Laufe von Jahrmillionen entwickelt haben. Andere Algengruppen erhalten durch zusätzliche Pigmente ihre charakteristische Färbung, die aber durch Außenbedingungen variiert werden kann.
Die Blaualgen stehen in mehrfacher Hinsicht den Bakterien näher als den übrigen Algen. Sie besitzen keine echten Organellen, ihnen fehlt meist die Fähigkeit zur Eigenbewegung sowie vor allem zur geschlechtlichen Fortpflanzung. In den anderen Gruppen hat jede Zelle einen echten Kern (ein Organell mit eigener Membran), der wichtige Zellvorgänge, wie die Zellteilung, kontrolliert, und einen oder mehrere Plastiden, Organelle, welche u. a. die Fotosynthese-Pigmente enthalten. Innerhalb der meisten Gruppen (die Rotalgen ausgenommen) gibt es Arten oder Stadien, in denen Geißeln auftreten, haarähnliche Strukturen, die rhythmisch schlagen und als Hauptantrieb für die Fortbewegung fungieren. Bei einigen Gruppen, z. B. den Braunalgen, sind sie auf die Fortpflanzungszellen beschränkt. Unterschiede hinsichtlich Zahl, Anordnung und Form der Geißeln bestehen innerhalb größerer Verbände und dienen zu deren Unterscheidung. Einige nicht geißeltragende Algen, vor allem Kieselalgen, sind zu kriechenden Bewegungen befähigt, deren Mechanismus nicht ganz erforscht ist.
Das natürliche Vorkommen der Algen
Algen trifft man an allen möglichen Standorten, soweit das notwendige Licht vorhanden ist. Sie können ewige Schnee- und Eisfelder rot oder grün färben, können sich rapide in kleinen vergänglichen Wasserlachen vermehren und leben in heißen Quellen mit Temperaturen bis zu 85 °C. Sie finden sich massenhaft im Brack- und Meerwasser und kommen sogar in Salztümpeln vor, deren Salzgehalt z. T. schon auskristallisiert ist. Obwohl die kleineren Formen einzeln kaum erkennbar sind, können sie sich schnell genug vermehren, um das Wasser zu verfärben. So erhielt das Rote Meer wegen einer häufig auftretenden rötlichen Blaualge (Trichodesium) seinen Namen. Solche »Wasserblüten« können den Erstickungstod von Fischen und anderen Organismen herbeiführen, können Trinkwasser färben oder (z. B. Dinoflagellaten) die Gewässer durch Toxine vergiften. Algen spielen andererseits eine bedeutende Rolle bei der Reinigung von Abwässern.
Einige Algen treiben frei in den oberen Wasserschichten und bilden gemeinsam mit schwebenden tierischen Kleinlebewesen das Plankton, eine reiche Nahrungsquelle für höhere Tiere. Andere finden sich in größeren Tiefen am Boden oder sie heften sich an Pflanzen und Tiere des Meeresgrundes. Sie gehören dem sogenannten Benthos an und sind in ihrer Entfaltung abhängig von dem zur Fotosynthese benötigten Licht, in sehr klarem Wasser trifft man sie noch in Tiefen bis zu 200 m. Die üppigste Vegetation der Meeresküsten gedeiht unmittelbar unter dem Meeresspiegel, wo infolge der Wellenbewegung viel Luft zugegen ist.
Auch außerhalb des Wassers gibt es Algen. Zahlreiche Arten halten sich in den oberen Bodenschichten (sogar in Wüsten), an Gebäuden, an Bäumen und anderen Landpflanzen; andere leben in Tieren wie in Schwämmen, Plattwürmern, Weichtieren. Algen spielen auch als Symbionten der Korallentierchen eine Rolle bei der Entstehung der Korallenriffe.
Fossile Ablagerungen
Die Arten der meisten größeren Algengruppen können Kalk oder Kieselsäure ausscheiden, entweder in den Zellwänden oder in Gestalt von Schalen und Panzern. Diese harten Teile bleiben nach dem Absterben der Organismen erhalten, sinken zu Boden und »versteinern«; so hat man fossile Diatomeenablagerungen von über 900 m Dicke festgestellt. Fossile Formen können einen Hinweis auf das Alter der Algengruppe geben, welcher sie angehören. So wurden z. B. die Kalkskelette der zu den Rotalgen zählenden Korallinen schon vor 500 Millionen Jahren abgelagert; die Algen selbst entstanden natürlich schon früher. Auch Kalk abscheidende Grünalgen wurden im Erdaltertum fossilisiert.
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