Micrasterias

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

Micrasterias (schwedisch Stjärnalger ‚Sternalge‘) 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.

Micrasterias sind einzellige unbegeißelte Grünalgen, lediglich die Art M. foliacea bildet Fäden.^[1] Die Zellen sind bei den meisten Arten mit etwa von etwa 200 μm^[2] (60 bis 300 µm^[3]) 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, englisch semicells). 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 apical/polar lob & 2 lateral lobes). 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.^[4]

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.^[5]

Molekularphylogenetische Analysen haben gezeigt, dass Micrasterias ralfsii (früher Cosmarium ralfsii) trotz abweichender Morphologie (Zellen ellipsoidal ohne Lappen) zur Gattung gehört.^[1][6] Das Gleiche gilt für Micrasterias dickiei (früher Staurodesmus dickiei), deren Zellen in der Polaransicht dreistrahlig nicht abgeflacht sind mit drei Stacheln auf jeder Halbzelle.^[4]

Micrasterias lagert Strontium und Barium aus ihrer Umgebung in internen Kristallen ab, wodurch deren schädliche Wirkung auf den Organismus vermindert wird.^[7]

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.

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.^[8] Beispielsweise ist M. denticulata in sumpfigem Gelände und in Gräben nicht ungewöhnlich.^[9]

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.^[10] So scheint Micrasterias muricata in Nordamerika endemisch zu sein, während Micrasterias ceratofera auf Südostasien und Nordaustralien beschränkt zu ist.^[11]

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

(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.^[2]

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.^[9]

Als Mitglied der Charophyta (alias Streptophytina)^[12][13] 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.^[2][14] 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.^[2]

Der Gattungsname besteht aus dem Präfix Micr- von altgriechisch μικρόmikro, deutsch ‚klein‘ und dem Suffix altgriechisch αστερίαςastrías, deutsch ‚Seestern‘, englisch starfish, abgeleitet von altgriechisch αστέραςastéras, deutsch ‚Stern‘;^[15] bedeutet also „kleiner Seestern“.

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.^[16]

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

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

• Micrasterias americana Ehrenberg exRalfs 1848^(A,N,S,W)
• Micrasterias anomala W. B. Turner 1893^(A,N,W)[17]
• Micrasterias apiculata Meneghini exRalfs 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)[17]} (Malteserkreuzalge^(S))
• Micrasterias decemdentata (Nägeli) W. Archer 1861^(A,N,W)
• Micrasterias denticulata Brébisson exRalfs 1848^(A,N,S,W)[9]
• 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 exRalfs 1848^{(A,N,T,W)[17][18]}
• Micrasterias furcata C. Agardh exRalfs 1848^(A,N,S,W) [Micrasterias radiata Hassall exWest & 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)[17]
• 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 exRalfs 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 exRalfs) Škaloud, Nemjova, Vesela, Černá & Neustupa 2011^{(A,N,W)[1][6]} [Cosmarium ralfsii]
• Micrasterias rotata Ralfs 1848^(A,N,S,W)
• Micrasterias semiradiata Brébisson exKützing 1849^(A,N)
• Micrasterias tetraptera West & G. S. West 1898^(A,N,W)
• Micrasterias thomasiana W. Archer 1862^(A,N,W)[17]
• Micrasterias torreyi Bailey 1848^(A,N,W)
• Micrasterias tropica Nordstedt 1870^(A,N,W)
• Micrasterias truncata Brébisson exRalfs 1848^{(A,N,S,W)[17]}
• Micrasterias verrucosa Bisset 1885^(A,N,W)
• Micrasterias zeylanica F. E. Fritsch 1907^(A,N,W)

(A) – AlgaeBase^[4]

(N) – Taxonomie des National Center for Biotechnology Information (NCBI)^[12]

(S) – Streble^[16]

(T) – The Taxonomicon^[19]

(W) – World Register of Marine Species (WoRMS)^[13]

? – unsicher

• 
  Micrasterias americana
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  Micrasterias americana
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  Micrasterias americana
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  Micrasterias americana
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  M. americana
  Illustration von 1872
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  Micrasterias furcata
  [Micrasterias radiata]
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  Micrasterias furcata
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  Micrasterias muricata
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  Micrasterias papillifera
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  Micrasterias rotata
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  Micrasterias rotata
• 
  Micrasterias rotata
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  Micrasterias thomasiana
• 
  Micrasterias thomasiana
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  Micrasterias truncata
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  Micrasterias sp.
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  Micrasterias sp., Phytoplankton in Moorseen
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  Micrasterias sp.
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  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. 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],^[4] M. didymacanthum Nägeli ⇒ Euastrum didymacanthum Nägeli (1849),^[20] M. rotata, M. denticulata, M. crux-melitensis (Malteserkreuzalge), M. sp. (Membranporen).

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).

1. ↑ ^{a b c} 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).
2. ↑ ^{a b c d} 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).
3. ↑ 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
4. ↑ ^{a b c d} AlgaeBase: Micrasterias, Details: Micrasterias (Genus).
5. ↑ Alan J. Brook,: The Biology of Desmids. University of California Press, Berkeley 1981, ISBN 0-520-04281-6, GoogleBooks (englisch). 
6. ↑ ^{a b} 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).
7. ↑ 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
8. ↑ 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).
9. ↑ ^{a b c} 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.
10. ↑ 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).
11. ↑ 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).
12. ↑ ^{a b} NCBI Taxonomy Browser: Micrasterias, Details: Micrasterias C.Agardh ex Ralfs 1848 (genus).
13. ↑ ^{a b} WoRMS: Micrasterias C.Agardh ex Ralfs, 1848 (Genus).
14. ↑ Elena Bernard: Erde|Umwelt: Bakteriengene trieben Evolution der Landpflanzen voran. Auf: wissenschaft.de vom 2. März 2022 (Titelfoto).
15. ↑ Wiktionary: αστερίας (englisch).
16. ↑ ^{a b} 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. 
17. ↑ ^{a b c d e f} NIES Collection: Class: Zygnematophyceae – Genus: Micrasterias. Microbial Culture Collection (nies.go.jp, englisch).
18. ↑ UniProt: D0FLI3 · D0FLI3_9VIRI: Protein Cytochrome c oxidase subunit 3. organismus: Micrasterias foliacea.
19. ↑ 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.
20. ↑ 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).