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Lexikon der Geowissenschaften: Algen

Algen, ein- bis mehrzellige Pflanzen, die hauptsächlich in Gewässern vorkommen. Landalgen besiedeln Felsen, Baumrinden und Böden. Algen können mit Pilzen symbiotische Gemeinschaften eingehen (Flechten). Die Gestalt der Algen ist unterschiedlich: kugelige bis fädige Formen, lagerförmige Thalli bis hin zu höher organisierten Formen mit Haftorganen und differenzierten Zellverbänden. Sie bilden die kleinsten Pflanzen (μ-Algen), aber auch die längsten Pflanzen der Erde (marine Tange). Die Vermehrung erfolgt sowohl ungeschlechtlich durch Abschnürung oder Sporenbildung als auch geschlechtlich durch Gameten oder Eibefruchtung. Ein Generationswechsel zwischen geschlechtlicher und ungeschlechtlicher Vermehrung kommt vor. Algen vermögen auch extreme Standorte zu besiedeln: Randbereiche heißer Quellen mit Temperaturen bis 70ºC, arktische Gewässer und Gletscher. Als photosynthetisch aktive Organismen benötigen Algen Lichtenergie zum Wachstum (Photosynthese). Als Reservestoffe werden Stärke, Mannit, Leukosin und Öle gebildet. In die Zellwände werden je nach Algenklasse unterschiedliche Stoffe eingebaut. Wichtige Zellwandstoffe sind: Cellulose, Kieselsäure, Lipopolysaccharide, Xylan, Kalk, Mannan, Xylomannan. Als Pigmente des Photosystems sind Chlorophyll a, b und c vertreten, jedoch werden diese häufig durch andere Pigmente überdeckt, so daß letztere das farbliche Erscheinungsbild bestimmen und namensgeben sind. Die Algengruppen werden unterteilt in: Euglenophyta (Euglenen), Pyrrhophyta (Dinoflagelaten), Chrysophyta (Goldalgen), Chlorophyta (Grünalgen), Phaeophyta (Braunalgen), Rhodophyta (Rotalgen), Cyanophyta (Blaualgen).

Die Gruppe der Cyanophyta (Blaualgen) hat sehr viele gemeinsame Merkmale mit Bakterien z.B. ist kein eigenständiger Zellkern als Träger des Erbguts vorhanden. Sie werden deshalb auch als Cyanobacteria bezeichnet. Das charakteristische blau-grüne Pigment ist diffus über das gesamte Ektoplasma verteilt und nicht wie bei den meisten anderen Algen in Chromatophoren enthalten. Eine Verwandtschaft zwischen fädigen Cyanobakterien und fädigen Schwefelbakterien gilt als wahrscheinlich. Letztere haben sich aus geologischen Epochen nahezu unverändert bis heute erhalten.

Die mit 900 Mio. Jahren bislang ältesten Algenfossilien aus der Bitterspring-Formation Australiens werden den Chlorophyta zugeordnet. Seitdem sind photoautotrophe Algen zusammen mit Cyanophyta die Sauerstoffproduzenten der aquatischen Systeme der Erde und spielen in marinen und limnischen Ökosystemen die Hauptrolle der Primärproduzenten. Sie blieben bis heute auch unter den bedeutendsten biogenen Sedimentbildern. Algen haben vermutlich auch schon sehr früh im Präkambrium, u.a. auch zusammen mit Fungi als Lichenes, mit der Besiedlung des Landes begonnen. Fossile Algen sind Paläoökologieanzeiger und besonders die Bacillariophyceae, Coccolithophorales und Dinophyta werden zu einer detaillierten biostratigraphischen Gliederung des Mesozoikums und Känozoikums genutzt.

Da die Ansprüche der Algen an die Umwelt sehr unterschiedlich sind, werden einige als Indikatorenorganismen zur Bestimmung der Gewässergüte herangezogen. Algen sind sowohl im Plankton als auch im Periphyton vertreten und bilden eine wichtige Nahrungsgrundlage für die folgenden Glieder der Nahrungskette. Die von Algen gebildeten Reservestoffe könnten auch für die zukünftige Nutzung durch den Menschen von Interesse sein.

Kieselalgen (Diatomeae) bilden Schalen aus, welche amorphe Silicate enthalten. In den Polarmeeren können Kieselalgenskelette den Tiefseeboden als mächtige Sedimente bedecken (Diatomeenschlamm). Diese Sedimente können eine Senke für Kohlenstoff aus der Atmosphäre darstellen. Fossile Diatomeen bilden oft riesige Lagerstätten (Diatomit, Kieselgur), die abgebaut und industriell genutzt werden. Die derzeit bekannten Vorkommen an Diatomit betragen etwa 2 Mrd. Tonnen. [MW,RB]

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