Biology for Beginners: What is Spirogyra?

Like it? Share it!

Spirogyra is a filamentous algae, commonly found in freshwater ditches and ponds. Go through this article for a brief overview about these algae.

Spirogyra is also known as pond silk, as its filaments shine like silk due to the presence of mucilage. The outer cell wall has pectin which dissolves continuously, thereby producing the mucilage. Spirogyra filaments are slippery and float in large masses.

Spirogyra is a genus of green algae that belong to the order Zygnematales. Diese frei fließenden, fadenförmigen Algen zeichnen sich durch bandförmige Chloroplasten aus, die schraubenförmig im Inneren der Zellen angeordnet sind. Der Name leitet sich also von der spiralförmigen Anordnung der Chloroplasten in diesen Algen ab. Dieses Merkmal ist einzigartig für diese Gattung, die etwa 400 Arten umfasst.

Spirogyra – Teile und Struktur

Spirogyra hat lange, unverzweigte Fäden mit zylindrischen Zellen, die Ende an Ende verbunden sind. Die Zellwand besteht aus einer äußeren Schicht aus Pektin und einer inneren Schicht aus Zellulose. Die innere Oberfläche der Zellwand ist mit einer dünnen Schicht Zytoplasma ausgekleidet. In diese Cytoplasmaschicht sind die spiralförmigen, bänderförmigen Chloroplasten eingebettet. Die Anzahl der Chloroplastenstränge in jeder Zelle kann zwischen 1 und 16 variieren. Jeder Chloroplastenstrang hat mehrere runde Körper, die so genannten Pyrenoide“, die für die Stärkeproduktion zuständig sind. Jede Zelle hat eine zentrale Vakuole und einen auffälligen Zellkern, der an dünnen Zytoplasma-Strängen hängt, die am inneren Teil der Zellwand befestigt sind. Die Zellen sind lang und dünn, und jedes Spirogyra-Filament misst zwischen 10 und 100 Mikrometer in der Breite. Manchmal entwickeln diese Fäden wurzelähnliche Strukturen, um sich mit dem Substrat zu verbinden.

Vegetative, ungeschlechtliche und geschlechtliche Vermehrung

Die vegetative Vermehrung erfolgt durch Fragmentierung der Fäden. Die Fragmentierung geschieht auf unterschiedliche Weise. Bei mechanischen Verletzungen zerbricht das Spirogyra-Filament in Fragmente, und jedes Fragment entwickelt sich zu einem neuen Filament. In einigen Fällen lösen sich die Mittellamellen der Endwände der Zellen auf, was zum Bruch des Filaments führt. Dies geschieht, wenn sich die Temperatur und der pH-Wert des Wassers ändern. Es wurde auch beobachtet, dass die Lamellen der Endwände nach innen in die benachbarten Zellen hineinragen und dadurch das Filament brechen. Die nachstehende Abbildung zeigt die Fragmentierung eines Spirogyra-Filaments, da die Endwände nach innen wachsen und dadurch eine Fragmentierung verursachen.

Die ungeschlechtliche Fortpflanzung bei Spirogyra beinhaltet die Bildung von Akineten, Aplanosporen oder Azygosporen/Parthenosporen. Unter ungünstigen Bedingungen bilden einige Spirogyra-Arten dickwandige, ruhende Sporen, die Akineten genannt werden. Zu diesem Zweck ziehen sich einige Zellen des Fadens zusammen, verlieren Wasser und bilden dicke Wände aus Zellulose und Pektin. Diese Sporen werden Akinetes genannt und können unter günstigen Bedingungen neue Fäden bilden. Der Prozess der Bildung von Aplanosporen ist dem der Akineten ähnlich, aber erstere haben dünnere Wände. Diese unbeweglichen Sporen entwickeln neue Filamente, wenn das Elternfilament zerfällt. Azygosporen oder Parthenosporen sind die Gameten, die bei der sexuellen Fortpflanzung nicht verschmelzen. Die Protoplasten der Zellen bilden Keimzellen, die mit den Keimzellen anderer Zellen verschmelzen. Wenn eine solche Verschmelzung nicht stattfindet, pflanzen sich die Gameten ungeschlechtlich fort und werden Azygosporen genannt.

Die geschlechtliche Fortpflanzung bei Spirogyra kann auf zwei Arten erfolgen: skalariforme Konjugation und laterale Konjugation. Bei der skalariformen Konjugation kommen zwei Fäden zusammen und liegen nebeneinander. Die Schleimstoffe der Zellwände halten sie zusammen. Die Zellen jedes Fadens entwickeln kleine röhrenartige Strukturen, die miteinander verschmelzen und Konjugationskanäle bilden. Die männlichen Geschlechtszellen des einen Fadens wandern durch diese Kanäle und verschmelzen mit den weiblichen Geschlechtszellen des anderen Fadens, um ovale oder kreisförmige Zygoten zu bilden. Nach der Konjugation ist ein Faden leer, während der andere Faden Zygoten enthält. Sobald die Zygoten freigesetzt sind, sterben die Elternfäden ab. Die Zygoten warten auf günstige Bedingungen, um zu keimen.

Bei der lateralen Konjugation verhalten sich die Inhalte benachbarter Zellen wie männliche und weibliche Gameten. Die benachbarten Zellen desselben Fadens bilden also Konjugationsröhren aus. Es gibt zwei Arten der lateralen Konjugation – direkt und indirekt. Die Art der Bildung der Konjugationskanäle unterscheidet sich bei diesen beiden Methoden. Bei der direkten lateralen Konjugation bilden sich Konjugationskanäle, wenn die Endwände der benachbarten Zellen den Kontakt mit ihrer Mittellamelle verlieren. Mit anderen Worten: Die benachbarten Zellen verschmelzen durch die Mittellamelle hindurch. Bei der indirekten lateralen Konjugation bilden die Zellen, die sich wie männliche Gameten verhalten, separate Konjugationskanäle, die sich mit den benachbarten Zellen, die sich wie weibliche Gameten verhalten, verbinden. In beiden Fällen dringen die männlichen Gameten in ihre Nachbarzellen ein und verschmelzen mit den weiblichen Gameten. After conjugation, alternate cells of the same filament have zygotes and others will be empty.

Spirogyra is commonly found in clean water and it produces food through the process of photosynthesis. Usually, spirogyra algae are seen as floating slimy masses, during summer. They are often referred to as ’scum‘. Though they grow underwater during spring, these algae come to the surface when there is enough sunlight. They produce oxygen as a byproduct of photosynthesis. This is the reason why such scum has tiny gas bubbles in it.