25.2 Grænþörungar: forverar landplantna

Þar til nýlega voru allir ljóstillífandi heilkjörnungar flokkaðir innan plönturíkisins (Plantae). brúnþörungum og gullþörungum hefur hins vegar verið komið fyrir í frumveruyfirhópnum Chromalveolata. Ástæðan er sú að fyrir utan hæfileikann til að fanga ljósorku og binda CO₂ skortir þá mörg byggingarleg og lífefnafræðileg einkenni plantna. Plöntur eru nú flokkaðar, ásamt rauðþörungum og grænþörungum, í frumveruyfirhópnum Archaeplastida. Grænþörungar innihalda sömu karótenóíð og blaðgrænu a og b og landplöntur, en aðrir þörungar hafa önnur hjálparlitarefni og aðrar gerðir blaðgrænusameinda auk blaðgrænu a. Bæði grænþörungar og landplöntur geyma einnig kolvetni sem sterkju. Frumur þeirra innihalda grænukorn með mjög fjölbreyttri lögun og frumuveggir þeirra innihalda sellulósa, líkt og hjá landplöntum. Ekki hefur enn verið leyst endanlega úr því, út frá skyldleikarannsóknum, hvaða grænþörunga eigi að telja til plantna.

Grænþörungar skiptast í tvo meginhópa, klórþörunga (Chlorophyta) og kransþörunga (Charophyta). Til klórþörunga teljast meðal annars ættkvíslirnar Chlorella, Chlamydomonas, maríusvunta (Ulva) og sambýlisþörungurinn Volvox. Til kransþörunga teljast okþörungar auk ættkvíslanna Spirogyra, Coleochaete og Chara. Vel þekktir grænþörungar finnast í báðum hópum. Sumir grænþörungar eru einfrumungar, til dæmis Chlamydomonas og okþörungar, sem eykur óvissu í flokkun grænþörunga vegna þess að plöntur eru fjölfruma. Aðrir grænþörungar, til dæmis Volvox, mynda sambýlisþyrpingar og sumir, eins og Ulva, eru fjölfruma (Mynd 25.7). Spirogyra er löng þráðlaga röð sambýlisfrumna. Flestir meðlimir þessarar ættkvíslar lifa í ferskvatni, ísöltu vatni, sjó eða jafnvel í snjósköflum. Nokkrir grænþörungar geta lifað á jarðvegi ef hann er þakinn þunnri rakafilmu sem þeir geta lifað í. Reglubundin þurrkatímabil veita þeim þörungum valforskot sem þola vatnsálag.

Grænþörungar fjölga sér bæði kynlaust, með sundrun líkamans eða dreifingu gróa, og með kynæxlun, þar sem þeir mynda kynfrumur sem renna saman við frjóvgun. Hjá einfruma lífveru eins og Chlamydomonas á sér engin mítósa stað eftir frjóvgun. Hjá hinni fjölfruma Ulva vex gróliður með mítósu eftir frjóvgun og sýnir þannig ættliðaskipti. Bæði Chlamydomonas og Ulva mynda svipubúnar kynfrumur.

Kransþörungar ná yfir nokkra mismunandi ættbálka þörunga sem hver um sig hefur verið talinn mögulegur nánasti ættingi landplantna: Charales, Zygnematales og Coleochaetales. Rekja má Charales 420 milljónir ára aftur í tímann. Þeir lifa í fjölbreyttum ferskvatnsbúsvæðum og eru allt frá nokkrum millimetrum upp í metra að lengd. Dæmigerð ættkvísl er Chara (Mynd 25.8), sem er á ensku oft kölluð muskgrass eða skunkweed vegna óþægilegrar lyktar. Stórar frumur mynda þallið, það er meginstöngul þörungsins. Greinar sem vaxa út frá hnúðum eru úr minni frumum. Karl- og kvenkyns æxlunarbyggingar finnast á hnúðunum og sáðfrumurnar hafa svipur. Þótt Chara líkist sumum landplöntum við fyrstu sýn er mikill munur á því að stöngullinn hefur engan stoðvef. Charales sýna þó nokkur einkenni sem skipta máli fyrir aðlögun að lífi á landi. Þeir framleiða efnasamböndin lignín og spórópollenín og mynda frymisbrýr sem tengja umfrymi aðliggjandi frumna. Þótt lífsferill Charales sé einlitna, þannig að meginformið er einlitna og tvílitna okfrumur myndast en lifa aðeins stutt, myndast eggið og síðar okfruman í vernduðu hólfi á einlitna móðurplöntunni.

Coleochaete-tegundir eru greinóttar eða skífulaga fjölfruma lífverur. Þær geta fjölgað sér bæði með kynæxlun og kynlausri æxlun, en lífsferillinn er í meginatriðum einlitna. Nýleg víðtæk greining á DNA-röðum kransþörunga bendir til þess að Zygnematales séu skyldari fósturplöntum en Charales eða Coleochaetales. Til Zygnematales telst hin vel þekkta ættkvísl Spirogyra auk okþörunga. Eftir því sem aðferðum við DNA-greiningu fleygir fram og ný þekking úr samanburðarerfðamengjafræði kemur fram verða skyldleikatengsl kransþörunga og landplantna áfram rannsökuð, þar til viðunandi lausn fæst á ráðgátunni um uppruna landplantna.