Az Archaeplastida (vagy Plantaesensu lato) fő eukarióta csoport, benne a fotoautotrófvörösmoszatokkal (Rhodophyta), a zöldmoszatokkal, a szárazföldi növényekkel és a Glaucophyta csoporttal.[5] Tagja még a Rhodophyta ostoros eukariotróf rokona, a nem fotoszintetikus Rhodelphidia és feltehetően a Picozoa is.[6] Két membránnal körülvett kloroplasztiszokkal rendelkeznek, melyek feltehetően endoszimbiózissal alakultak ki cianobaktérium bekebelezésével.[7] A kloroplasztiszt tartalmazó többi csoport az amőboid Paulinella kivételével 3 vagy 4 membránnal körülvett kloroplasztiszokat tartalmaznak, ezeket másodlagosan vehették fel zöld- vagy vörösmoszatoktól.[* 1] A vörös- és zöldmoszatokkal szemben a Glaucophyta esetén nincs másodlagos endoszimbiózis.[9]
Az Archaeplastida sejtjeiben jellemzően nincs centriólum, a mitokondriumok cristái laposak. Általában cellulóztartalmúsejtfaluk van, az energiát keményítőben tárolják. Ezek más eukariótákkal közös jellemzők. Genetikai tanulmányok a fő bizonyítékok arra, hogy az Archaeplastida monofiletikus, ezek alapján a plasztiszok eredete feltehetően közös. Ez azonban vitatott.[10][11] A bizonyítékok alapján az egyetlen elsődleges endoszimbiózissal szemben nem ismert alternatív történet.[12] Az eltérő eredetű plasztiszokkal rendelkező fotoszintetikus élőlények, például a barnamoszatok nem a csoport tagjai.
Az Archaeplastidában két fő evolúciós ág van. A vörösmoszatok klorofill a-t és fikobiliproteineket tartalmaznak a legtöbb cianobaktériumhoz hasonlóan, és a kloroplasztiszokon kívül van keményítőjük. A zöld növények klorofill a-t és b-t tartalmaznak, fikobiliproteineket nem, és a kloroplasztiszon belül van keményítőjük.[13] A Glaucophyta cianobaktériumokra jellemző színanyagot (cianellum) használnak, külső rétegük peptidoglikán.[14]
Az Archaeplastida nem tévesztendő össze a régebbi, elavult Archiplastideae névvel, mely cianobaktériumokat és más baktériumcsoportokat jelent.[15][16]
Taxonómia
2005-ben, mikor a Glaucophyta, a vörös- és zöldmoszatok és a szárazföldi növények csoportját Archaeplastidának nevezték, a konszenzus szerint[14]klád volt, mert monofiletikus. Számos későbbi tanulmány ezt megerősítette.[17][18][19][20] Más tanulmányok azt feltételezték, hogy a csoport parafiletikus.[21][22][23][11][24] Jelenleg az Archaeplastida monofiletikus létének kérdése eldöntetlen, azonban egy vörösmoszatgének sokszorosítását használó 2011-es tanulmány a monofiletikus létet támasztja alá.[25] Itt feltesszük, hogy érvényes klád.
A csoportnak számos nevet adtak. Egyes szerzők egyszerűen növényeknek (Plantae) nevezték.[1][26] De e név többértelmű, mivel szűkebb kládokra is használják, például a zöld vagy a szárazföldi növényekre. Ezért gyakran Plantae sensu lato (tág értelemben vett növények) néven nevezik a nagyobb csoportot.
Az egyértelműség végett más neveket is javasolnak. A 2004-ben megjelent Primoplantae feltehetően az e csoportra használt első új név.[2] E csoport egy másik neve a Plastida, mely „elsődleges (közvetlen prokarióta) eredetű plasztiszokkal rendelkező csoport, hasonlóan a Magnolia virginiana Linnaeus 1753 fajhoz”.[27]
Bár számos tanulmány szerint az Archaeplastida monofiletikus,[28] egy 2009-es tanulmány szerint valójában parafiletikus.[23] A vörösalgagének 2011-es tanulmányban való sokszorosítás a monofiletikus létet és a vörös- és zöldmoszatok a többi ághoz hasonló mértékű genetikai azonosságát támasztja alá.[25] Ezzel megismerhetők a mezofil vörösmoszatok génadatainak fontossága az eukarióta evolúció vitatott kérdései terén és a protiszták génöröklődésének összetett mintái.
Az Archaeplastida nevet 2005-ben javasolta egy nagy nemzetközi kutatócsoport, melynek célja az eukarióták rövid távon stabil morfológiai, biokémiai és filogenetikai osztályzása. Formális taxonómiai szinteket nem használtak, helyette szinteket nem jelző hierarchiai elrendezést használtak. Így a Glaucophyta törzsnév és a Rhodophyceae egy szinten szerepelnek osztályzásukban. Az Archaeplastida törzsei alább láthatók táblázatban és diagramban:[14]
Archaeplastida:
Glaucophyta Skuja, 1954 (Glaucocystophyta Kies et Kremer, 1986)
Édesvízi egysejtű moszatokból álló kis csoport. Cianellumait peptidoglikán réteg veszi körül, így a cianobaktériumokra jobban hasonlít az Archaeplastida többi tagjánál.
Ez az egyik legnagyobb moszatcsoport. Ezek többsége többsejtű hínár. Vörös színük okai a fikobiliproteinek, melyeket kiegészítő pigmentként használnak a fotoszintézishez szükséges fény befogására.
Chloroplastida Adl et al., 2005 (Viridiplantae Cavalier-Smith 1981; Chlorobionta Jeffrey 1982, emend. Bremer 1985, emend. Lewis és McCourt 2004; Chlorobiota KendrickCrane 1997)
Adl et al. a Chloroplastida nevet a zöldmoszatok és szárazföldi növények csoportjára használja. Kivéve ahol másodlagosan szűnt meg, mindegyiknek peptidoglikán réteg nélküli kloroplasztiszuk van, és nincs fikobiliproteinjük.
Prasinophytae Cavalier-Smith, 1998, emend. Lewis és McCourt, 2004 – zöldmoszatok (részben)
Mesostigma Lauterborn, 1894, emend. McCourt in Adl et al., 2005 (Mesostigmata Turmel, Otis, and Lemieux 2002)
Charophyta Karol et al., 2001, emend. Lewis & McCourt, 2004 (Charophyceae Smith 1938, emend. Mattox et Stewart 1984) – zöldmoszatok (részben) és szárazföldi növények
A Charophyta sensu lato (Adl et al.) monofiletikus zöldmoszatcsoport, mely tartalmazza a Charalest (Charophyta sensu stricto) és a szárazföldi növényeket (Embryophyta).
A Streptophytinán kívül nem szerepel Adl et al. tanulmányában altörzs.
Plantae Haeckel 1866 (Cormophyta Endlicher, 1836; Embryophyta Endlicher, 1836, emend. Lewis és McCourt, 2004) – szárazföldi növények (Embryophyta)
Külső filogenetika
Alább az Archaeplastida legközelebbi rokonaival való kapcsolatainak megegyezésen és főleg molekuláris adaton alapuló rekonstrukciója van.[30][31][32][33]
Nem volt megegyezés az Archaeplastida-gyökérnél, például hogy a Cryptista egyesült-e az Archaeplastidán belül. 2014-ben ezen inkonzisztenciákról szóló elemzést közöltek.[34] A Telonemia és Picozoa helye nem tisztázott, továbbá a Hacrobia (Haptista + Cryptista) a Sar klád része is lehet. Ezeket gyakran eukarióta-eukarióta hibrideknek tekintik, ami növeli a genetikai elemzésekben lévő zavart. A Gloeomargarita lithophora egy testvérfaját az Archaeplastida elődje bekebelezte, a legtöbb leszármazott ágban állandó endoszimbiózisban élő plasziszokat létrehozva. Mivel a Gloeomargarita, a hasonló cianobaktériumok és a legegyszerűbb Archaeplastida-fajok édesvízben élnek, feltehetően az Archaeplastida édesvízi eredetű lehetett, és csak a késő proterozoikumban érte el az óceánt.[35][36]
Belső filogenetika
2019-ben az Archaeplastida 1153 növény genomjain és transzkriptomjain alapuló besorolást javasoltak.[37] A moszatokat a Mesostigmatophyceae és Chlorokybophyceae szekvenált genomjaival helyezték el. Mindkét csoport parafiletikus ezen elemzés szerint.[38][39] A mohák besorolását Puttick et al. 2018[40] és a szekvenált becősmohagenomokat érintő besorolások.[41][42]
Egy nem fotoszintetikus moszatokról szóló 2019-es tanulmány szerint a Rhodelphidia a Rhodophyta;[43] egy 2021-es szerint a Picozoa e csoportpár testvére.[44]
Morfológia
Az Archaeplastida fotoszintetikus kloroplasztiszokkal rendelkezik, melyek feltehetően endoszimbionta cianobaktériumokból származnak. A Glaucophytában neve cianellum, és a cianobaktériumokkal közös jellemzőkkel, például peptidoglikán sejtfallal, mely a csoport többi tagjában nem maradt meg. A cianellumok hasonlósága a cianobaktériumokhoz az endoszimbionta-elméletet támasztja alá.
Az Archaeplastida nagy részének sejtjeinek van fala, mely gyakran, de nem mindig cellulózból van.
Az Archaeplastida szerveződése széles skálán mozog, az egysejtűektől sejttársulásokon, fonalakon át a szövetes élőlényekig. Az elsők egysejtűek voltak, és sok csoport az maradt máig. A többsejtűség számos csoportban, például a vörösmoszatok, az Ulvophyceae és a szárazföldi növények előtti zöldmoszatok esetén külön fejlődött.
Endoszimbiózis
Mivel az Archaeplastida őse feltehetően cianobaktériumok bekebelezésével jött létre, ez elsődleges endoszimbiózis (a csoport neve, melynek jelentése ősplasztisz) is erre utal. 2013-ban felfedezték, hogy a Pyramimonadales rendbe tartozó Cymbomonas tetramitiformismixotróf, és fago- és fototrófiával is képes életben maradni. Nem ismert, hogy ez pleziomorf, így az Archaeplastida utolsó közös ősére jellemző, ami a kloroplasztiszok eredetét megmagyarázza, vagy horizontális géntranszferrel szerzett.[45] Azóta további mixotróf zöldalgákat is találtak, például ilyen a Pyramimonas tychotreta és a Mantoniella antarctica.[46]
Az elsődleges endoszimbiózis bizonyítéka a kloroplasztiszok körüli kettős membrán: egy membrán a baktériumé volt, egy másik az azt bekebelező eukariótáé. Idővel a kloroplasztisz számos génje átkerült a gazdasejt magjába endoszimbionta géntranszferrel (EGT). Becslések szerint az Archaeplastida genomjainak 6-20%-a származik az endoszimbiontából átkerült génekből.[47] E gének eukarióták sejtmagjában való jelenléte alapján e transzfer a csoport fejlődésében korán történt.[48]
Más kloroplasztiszt tartalmazó eukarióták feltehetően egysejtű Archaeplastida-tag bekebelezésével szerezték bakteriális kloroplasztiszaikkal. Mivel ezen események saját endoszimbiontákkal rendelkező sejtek endoszimbiózisát jelentik, így ez másodlagos endoszimbiózis. Ezen eukarióták kloroplasztiszait jellemzően 2-nél több membrán veszi körül, többszörös bekebelezésre utalva. Az Euglenida, Chlorarachniophyta és egyes páncélos ostorosok kloroplasztiszai bekebelezett zöldmoszatok,[49] a többi fotoszintetikus eukariótákéi (például Heterokonta, Cryptophyta, Haptophyta) bekebelezett vörösmoszatok.
Fosszíliák
A legrégebbi ismert Archaeplastida-maradványok feltételezett vörösmoszatok (Rafatazmia) 1600 millió éves indiai sztromatolitokban.[50] Valamivel újabbak az észak-ausztráliai Roper csoport mikrofosszíliái. Ezen egysejtűkövületek szerkezete a mai zöldmoszatokra hasonlít. Ezek 1500-1300 millió éves (mezoproterozoikum) kövületek.[51] Ezek megfelelnek azon molekulárisóra-tanulmánynak, mely szerint e klád 1,5 milliárd évvel ezelőtt alakult ki.[52] A mai csoporthoz rendelhető legidősebb kövület a Bangiomorpha vörösmoszaté, és 1200 millió éves.[53]
↑ ab (2004) „The plant tree of life: an overview and some points of view”. American Journal of Botany91 (10), 1437–1445. o. DOI:10.3732/ajb.91.10.1437. PMID21652302.
↑Ball, S. (2011. január 1.). „The evolution of glycogen and starch metabolism in eukaryotes gives molecular clues to understand the establishment of plastid endosymbiosis”. Journal of Experimental Botany62 (6), 1775–1801. o. DOI:10.1093/jxb/erq411. PMID21220783.
↑Wetherbee, Richard (2018. december 9.). „The golden paradox – a new heterokont lineage with chloroplasts surrounded by two membranes”. Journal of Phycology22 (2), 257–278. o. DOI:10.1111/jpy.12822. PMID30536815.
↑ (2014) „Monophyly of Archaeplastida supergroup and relationships among its lineages in the light of phylogenetic and phylogenomic studies. Are we close to a consensus?”. Acta Societatis Botanicorum Poloniae83 (4), 263–280. o. DOI:10.5586/asbp.2014.044.
↑ (2001. január 12.) „The unique features of starch metabolism in red algae”. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences268 (1474), 1417–1422. o. DOI:10.1098/rspb.2001.1644. PMID11429143. PMC1088757.
↑ abcAdl, S.M. (2005). „The New Higher Level Classification of Eukaryotes with Emphasis on the Taxonomy of Protists”. Journal of Eukaryotic Microbiology52 (5), 399–451. o. DOI:10.1111/j.1550-7408.2005.00053.x. PMID16248873.
↑ (2009) „Large-Scale Phylogenomic Analyses Reveal That Two Enigmatic Protist Lineages, Telonemia and Centroheliozoa, Are Related to Photosynthetic Chromalveolates”. Genome Biology and Evolution1, 231–238. o. DOI:10.1093/gbe/evp022. PMID20333193. PMC2817417.
↑Cavalier-Smith, Thomas (2009). „Kingdoms Protozoa and Chromista and the eozoan root of the eukaryotic tree”. Biology Letters6 (3), 342–345. o. DOI:10.1098/rsbl.2009.0948. PMID20031978. PMC2880060.
↑ (2009) „Analysis of Rare Genomic Changes Does Not Support the Unikont–Bikont Phylogeny and Suggests Cyanobacterial Symbiosis as the Point of Primary Radiation of Eukaryotes”. Genome Biology and Evolution1, 99–113. o. DOI:10.1093/gbe/evp011. PMID20333181. PMC2817406.
↑Baldauf, S. L., Roger, A. J., Wenk-Siefert, I., Doolittle, W. F. (2000). „A kingdom-level phylogeny of eukaryotes based on combined protein data”. Science290, 972-977. o.
↑Lipscomb, Diana. Broad classification: the kingdoms and the protozoa, Parasitic Protozoa, 2nd, San Diego: Academic Press, 81–136. o. (1991)
↑ abNozaki, H. (2009. december 1.). „Phylogenetic positions of Glaucophyta, green plants (Archaeplastida) and Haptophyta (Chromalveolata) as deduced from slowly evolving nuclear genes”. Molecular Phylogenetics and Evolution53 (3), 872–80. o. DOI:10.1016/j.ympev.2009.08.015. PMID19698794.
↑Palmgren M, Sørensen DM, Hallström BM, Säll T, Broberg K (2019. augusztus 1.). „Evolution of P2A and P5A ATPases: ancient gene duplications and the red algal connection to green plants revisited”. Physiol. Plant.168 (3), 630–647. o. DOI:10.1111/ppl.13008. PMID31268560. PMC7065118.
↑ ab (2011) „Red and green algal monophyly and extensive gene sharing found in a rich repertoire of red algal genes”. Current Biology21 (4), 328–333. o. DOI:10.1016/j.cub.2011.01.037. PMID21315598.
↑Bhattacharya, Debashish (2003). „Photosynthetic eukaryotes unite: endosymbiosis connects the dots”. BioEssays26 (1), 50–60. o. DOI:10.1002/bies.10376. PMID14696040.
↑Simpson, A. G. B. (2004). „Highest-level taxa within Eukaryotes”. First International Phylogenetic Nomenclature Meeting. Paris, July 6–9.
↑Vinogradov S. N. (2010. október 1.). „Phylogenetic Relationships of 3/3 and 2/2 Hemoglobins in Archaeplastida Genomes to Bacterial and Other Eukaryote Hemoglobins”. Molecular Plant4 (1), 42–58. o. DOI:10.1093/mp/ssq040. PMID20952597.
↑Turmel, M. (2005). „The complete chloroplast DNA sequences of the charophycean green algae Staurastrum and Zygnema reveal that the chloroplast genome underwent extensive changes during the evolution of the Zygnematales”. BMC Biology3, 22. o. DOI:10.1186/1741-7007-3-22. PMID16236178. PMC1277820.
↑Cook, Martha E.. Chlorokybophyceae, Klebsormidiophyceae, Coleochaetophyceae, Handbook of the Protists. Springer International Publishing, 185–204. o.. DOI: 10.1007/978-3-319-28149-0_36 (2017). ISBN 9783319281476
↑Mackiewicz, Paweł (2014. december 31.). „Monophyly of Archaeplastida supergroup and relationships among its lineages in the light of phylogenetic and phylogenomic studies. Are we close to a consensus?”. Acta Societatis Botanicorum Poloniae83 (4), 263–280. o. DOI:10.5586/asbp.2014.044.
↑Liang, Zhe (2019). „Mesostigma viride Genome and Transcriptome Provide Insights into the Origin and Evolution of Streptophyta”. Advanced Science7 (1), 1901850. o. DOI:10.1002/advs.201901850. PMID31921561. PMC6947507.
↑Puttick, Mark (2018). „The Interrelationships of Land Plants and the Nature of the Ancestral Embryophyte”. Current Biology28 (5), 733–745. o. DOI:10.1016/j.cub.2018.01.063. PMID29456145.
↑Li, Fay Wei (2020). „Anthoceros genomes illuminate the origin of land plants and the unique biology of hornworts”. Nature Plants6 (3), 259–272. o. DOI:10.1038/s41477-020-0618-2. PMID32170292. PMC8075897.
↑Gawryluk, Ryan M. R. (2019. július 17.). „Non-photosynthetic predators are sister to red algae”. Nature572 (7768), 240–243. o. DOI:10.1038/s41586-019-1398-6. PMID31316212.
↑Schön, Max E. (2021. november 17.). „Single cell genomics reveals plastid-lacking Picozoa are close relatives of red algae”. Nature Communications12 (1), 6651. o. DOI:10.1038/s41467-021-26918-0. PMID34789758. PMC8599508.
↑Bock, Nicholas A. (2021). „Experimental identification and in silico prediction of bacterivory in green algae”. The ISME Journal15 (7), 1987–2000. o. DOI:10.1038/s41396-021-00899-w. PMID33649548. PMC8245530.
↑Andersson, Jan O. (2002). „A cyanobacterial gene in non-photosynthetic protists – an early chloroplast acquisition in eukaryotes?”. Current Biology12 (2), 115–119. o. DOI:10.1016/S0960-9822(01)00649-2. PMID11818061.
↑Keeling, Patrick J. (2010). „The endosymbiotic origin, diversification and fate of plastids”. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences365 (1541), 729–748. o. DOI:10.1098/rstb.2009.0103. PMID20124341. PMC2817223.
↑Bengtson, Stefan (2017). „Three-dimensional preservation of cellular and subcellular structures suggests 1.6 billion-year-old crown-group red algae”. PLOS Biology15 (3), e2000735. o. DOI:10.1371/journal.pbio.2000735. PMID28291791. PMC5349422.
↑Javaux, Emmanuelle J. (2004). „TEM evidence for eukaryotic diversity in mid-Proterozoic oceans”. Geobiology2 (3), 121–132. o. DOI:10.1111/j.1472-4677.2004.00027.x.
Ez a szócikk részben vagy egészben az Archaeplastida című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.