Dinoflagelata Kriptomonad Euglenoid NUNIK S ARIYANTI KULIAH BIOLOGI

Dinoflagelata, Kriptomonad, Euglenoid NUNIK S. ARIYANTI KULIAH BIOLOGI GANG DAN LUMUT (Biology of Algae and Bryophytes) 2013

POKOK BAHASAN 1. 2. PYRROPHYTA CRYPTOPHYTA (Dinoflagelata) (Kriptomonad) 3. EUGLENOPHYTA (Euglenoid)

Tujuan Instruksional Khusus Mahasiswa dapat menjelaskan ciri-ciri umum divisi Pyrrophyta, Cryptophyta, Euglenophyta; dan menjelaskan ciri khas struktur sel yang membedakan satu divisi dengan divisi lainnya, serta menjelaskan ekologi dan peranan ketiga divisi ini dalam ekosistem.

Dinoflagelata (Pyrrophyta) Gonyaulax, Pyrodinium, Pyrocystis, Noctiluca

Dinoflagelata nama umum dari suatu kelompok protista uniselular berflagel Keanekaragaman > 2000 jenis Secara tradisional diklasifikasikan sebagai alga divisi Pyrrophyta / Dinophyta (Zoologist Flagelata, ordo Dinofalgellidae) Kebanyakan hidup bebas sebagai pklankton (kebanyakan di laut, umum juga di perairan tawar) Beberapa spesies disebut zooxanthellae (bersimbiosis dengan protozoa atau hewan laut) Autotrof, heterotrof (tanpa kloroplas; sebagai predator, beberapa parasit)

Dinoflagelata: Struktur sel Sel dinoflagelata dikelilingi penutup sel disebut amphiesma (t. a. membran luar dan membran dalam dengan vesikel-vesikel pipih diantaranya) Penutup sel pada kebanyakan dinoflagellata mengandung lempengan (plate) selulosa dalam vesikel-vesikelnya Ada lempengan selulosa Gonyaulax polyedra Tanpa Ada lempengan selulosa Dinoflagelata lainnya tanpa lempengan selulosa (telanjang) Karina brevis

Dinoflagelata: Struktur sel

Dinoflagelata: Ciri khas sel Techa: • penutup sel berupa vesikel seperti lempengan • terdapat di bawah membran sel • ukuran, jumlah dan susunan penting untuk taksonomi: - desmokon = 2 lempengan besar - dinokon = jumlah dan ukuran teka bervariasi • berasosasi dengan trichocyst (vesikel mengandung batang-batang kristalin berfungsi untuk pertahanan diri)( batang kristalin sewaktu-waktu dapat ditembakkan)

Dinoflagelata: Struktur sel

Dinoflagelata: Struktur sel Tipe dinokon Tipe desmokon Epikon Alur ekuatorial Sulkus Hipokon

Dinoflagelata: Struktur sel Sel dinoflagelata mempunyai dua flagel Satu flagel diarahkan ke belakang, di sepanjang sulcus Satu flagel lainnya seperti pita, mengelilingi sel sepanjang alur ekuatorial (girdle / cingulum); sel bergerak memutar seperti dinamo Flagel transversal Flagel longitudinal

Dinoflagelata: Struktur sel Dinoflagelata merupakan eukariot, sitoplasma sel mengandung organel khas: Kloroplas (membran 3 lapis, 3 tilakoid berkelompok, pada beberapa spesies kloroplas mengandung inti) Bintik mata (organel sensitif cahaya, mengandung senyawa karotenoid, untuk fototaksis) Pusule (untuk osmoregulator, penyerapan makromolekul, sekresi) Pada beberapa dinoflagellata terdapat trichocyst (vesikel mengandung batang-batang kristalin berfungsi untuk pertahanan diri)

Dinoflagelata: Struktur sel kloroplas pirenoid butir pati trichocyst vesikel techa kloroplas Pusule inti sel

Dinoflagelata: Ciri khas sel Dinoflagelata mempunyai inti sel khas yaitu inti sel mesokariotik / dinokariotik: • Terbungkus membran inti (=eukariot) • Struktur kromosom seperti batangan • Melekat pada membran inti • Tetap padat selama pembelahan sel • Tanpa histon (=prokariot) N Peridinium spp.

Dinoflagelata: Ciri khas sel Kloroplas: dari endosimbion eukariot dan relatif baru terbentuk • sebagian besar dinoflagellata tidak berkloroplas (+ 1/2 dari spesies yang ada) • mempunyai 3 lapis membran • dijumpai kondisi binukleate (pada beberapa spesies) • • 1 inti mesokariot • • 1 inti eukariot berasosiasi dengan kloroplas • endosimbion mungkin berupa Ceratium furca Chrysophyta • • ada klorofil A, C 1, C 2, fukosantin

Dinoflagelata: Evolusi kloroplas Dinoflagellata primitif tanpa kloroplas, Invasi endosimbion (yang mempunyai inti eukariot, kloroplas mengandung klorofil A, C 1, C 2 serta fukosantin, dan pirenoid melekat pada kloroplas) menghasilkan kondisi binukleat, Inti eukariot dalam simbion menghilang, pada dinoflagellata yang telah maju, : fukosantin digantikan oleh peridinin, klorofil C 1 menghilang, dan terdapat tonjolan pirenoid pada kloroplas.

Dinoflagelata: Evolusi kloroplas Dinoflagellata fotosintetik dengan fukosantin dan pirenoid internal Dinoflagellata fotosintetik dengan peridinin dan pirenoid inti sel eukariotik menghilang Sel binucleate Dinoflagellata heterotrofik dengan inti mesokariotik (M) infasi endosimbion Endosimbion chrysophyta dengan inti eukariotik (E) dan kloroplas dengan klorofil A, C 1, C 2 dan fukosantin

Dinoflagelata: Reproduksi Aseksual: - pembelahan sel - zoospora Pembelahan sel pada Ceratium membentuk dua sel Seksual: isogami (kebanyakan haplobiontik haploid, meiosis zigotik) dinding spora gamet tetes minyak inti persatuan gamet planozigot kista istirahat reproduksi seksual pada Peridinium

Dinoflagelata: Klasifikasi & Keanekaragaman Jenis Divisi : Pyrrophyta Class : - Ebriophyceae - Ellobiophyceae - Dinophyceae - Desmophyceae - Syndiniophyceae ü Ebriophyceae: Sel tidak berwarna, biflagella, mempunyai rangka dalam silika. ü Ellobiophyceae: Parasit, melekat, tidak mempunyai theca, mempunyai pellicle ü Syndiniophyceae: Parasit, tanpa lempeng penutup sel ü Dinophyceae: Motil, biflagella (1 flagel melintang pada suatu alur, 1 flagel diarahkan ke belakang) ü Desmophyceae: Motil, biflagella (flagella tersisip apical atau subapical)

Dinoflagelata: Beberapa contoh ü fotosintetik ü habitat: perairan tropik & subtropik Dinophysis ü mempunyai theca ü armored sel

Dinoflagelata: Beberapa contoh ü epicone kecil Amphidinium ü fotosintetik ü reproduksi aseksual: pembelahan biner ü reproduksi seksual: Zigot meiosis 4 spora ü habitat: air tawar, laut, payau

Dinoflagelata: Beberapa contoh Noctiluca • Sel motil • mampu memancarkan cahaya • bentuk bulat sampai agak ginjal • tidak berwarna • flagellum transversal terseduksi • nutrisi holozoik • “naked sel” • Reproduksi: pembelahan biner

Dinoflagelata: Beberapa contoh Peridinium • habitat: air tawar, laut • fotosintetik • bentuk tubuh: bervariasi, sering dorsiventral rata

Dinoflagelata: Beberapa contoh Pyrocystis ü bentuk sel bervariasi ü Bioluminescent ( berpendar) ü fotosintetik ü habitat: lautan ü tahap coccoid dominan

Dinoflagelata: Beberapa contoh Prorocentrum ü flagella muncul di bagian apical sel ü fotosintetik ü 1 - beberapa kloroplas per sel ü habitat: air tawar, payau, laut ü reproduksi: pembelahan longitudinal

Dinoflagelata: Beberapa contoh Ceratium ü habitat: air tawar, payau, laut ü epitheca umumnya memanjang menjadi 1 tanduk ü hypotheca berkembang jadi 2 - 3 tanduk ü reproduksi: pembelahan sel ü beberapa spesies dapat membentuk koloni ü umumnya fotosintetik

Dinoflagelata: Ekologi § Habitat: air laut, air tawar § Planktonik, Bentik, bersimbiosis mutualis atau parasitis § Tipe nutrisi: utotrof, heterotrof, auksotrof Dinoflagelata Planktonik - dapat menimbulkan ‘red tide’ • beberapa jenis bersifat luminescen contoh: Gonyaulax, Pyrodinium, Pyrocystis, Noctiluca • beberapa jenis menghasilkan racun contoh: Alexandrium, Ptychodiscus, Gambierdiscus, Dinophysis - penyebab terjadinya ‘red tide’ berbeda-beda, berhubungan dengan kondisi lokal

Dinoflagelata: Ekologi Dinoflagelata yang hidup bersimbiosis - Disebut zooxanthellae - Di temukan dalam: zooxanthellae - protozoa (radiolaria, foraminifera) - cnidarians - moluska - cacing pipih - Dijumpai dalam kondisi palmelloid (kumpulan sel-sel yang berflagel) di dalam vesikel sel inang - memberi O 2 dan bahan organik pada inang, mendapatkan perlindungan dan bahan anorganik dari inang

Dinoflagelata: Ciri-ciri umum Pigmen fotosintetis klorofil A, C 2, peridinin; atau klorofil A, C 1, C 2, fukosantin Cadangan karbohidrat pati ( -1, 4 glukan), Struktur kloroplas: - Tilakoid berkelompok 3 - biasanya terbungkus oleh 3 membran - RE kloroplas tidak ada Penutup sel theca (vesikel mengandung lempengan selulosa) Apendage flagella licin Kemungkinan asal kloroplas: Chrysophyta Inti sel dan kloroplas unik

Kriptomonad (Cryptophyta)

Cryptomonad: Struktur dan Ciri Khas Sel flagellum ejektosom kloroplas ruang periplastidal pirenoid pati ruang periplastidal inti ejektosom Corps de Maupas nukleomorf periplast kloroplas

Cryptomonad: Struktur dan Ciri Khas Sel Bentuk sel: bulat telur Flagella: 2, mempunyai rambut-rambut mastigonema, letak subapikal Warna: coklat, biru atau merah (mempunyai pigmen klorofil A, C 2, fikonilin) Kloroplas: 2 lobus, phycobilin (fikoeritrin / fikosianin) terdapat di ruang tilakoid. Periplast: penutup sel mengandung lempengan protein Periplast pada Chroomonas Ejektosom: organel diduga berfungsi seperi trichocyst pada dinoflagellata Ruang periplastidal: daerah di sekitar kloroplas dan terbungkus retikulum endoplasma klaroplas Nucleomorf: suatu struktur dengan DNA, terdapat dalam ruang periplastidal

Cryptomonad: Beberapa contoh Cryptomonas sp. ü ü Sel eliptikal Trichocyst menonjol Kloroplas parietal Warna sel hijau zaitun, sampai hijau kuning ü Habitat air tawar

Cryptomonad: Klasifikasi dan Keanekaragaman Chilomonas paramecium ü Tidak berwarna ü Tidak punya kloroplas ü Heterotrofik ü Punya leucoplas ü Habitat air tawar

Cryptomonad: Reproduksi dan Ekologi Reproduksi: pembelahan sel secara mitosis Ekologi: - Habitat: air tawar & air laut - Pada umumnya merupakan komponen phytoplankton di danau

Cryptomonad: Ciri-ciri umum Pigmen fotosintetik klorofil A, C 2, fikobilin Cadangan karbohidrat pati Struktur kloroplas: tilakoid berkelompok 2(1 -4) sampul 2 membran RE kloroplas ada (perluasan ruang periplastidal) Penutup sel periplast Apendage flagella mastigonema (rambut-rambut tubuler) Kemungkinan asal kloroplas: Rhodophyta

Euglenoid (Euglenophyta)

EUGLENOPHYTA: Struktur Sel flagellum Bentuk sel: berubah-ubah (pada saat berenang) butir paramilon bintik mata reservoar kloroplas Pelikel: penutup sel berupa lempeng mengandung protein Flagella: 2, mempunyai rambut- rambut non tubuler, letak subapikal Bintik mata: berasosiasi dengan inti sel pirenoid kloroplas butir paramilon membran dalam reservoar, mengandung butir-butir pigmen Inti sel: uninucleate Paramilon: cadangan karbohidrat, terdapat di sitoplasma

EUGLENOPHYTA: Reproduksi dan Ekologi Reproduksi: - pembelahan sel secara longitudinal - pada kondisi tidak menguntungkan membentuk kista dorman Euglena sedang mengalami pembelahan longitudinal Ekologi: - Habitat: air tawar, air asin - Cenderung melimpah pada perairan dengan nutrisi tinggi - Ledakan populasi dapat menyebabkan kolam berwarna merah darah - Autotrof (euglenoid berkloroplas), heterotrof (euglenoid tidak berkloroplas)

EUGLENOPHYTA: Klasifikasi dan Keanekaragaman Divisi Kelas : Euglenophyta : Euglenophyceae Ordo Famili Ordo : Eutreptiales Euglenales Heteronematales : Eutreptiaceae flagella 2 sama panjang, keduanya diarahkan ke depan Eutreptia ü Mempunyai 2 flagella, sama panjang Eutreptia ü Kloroplas bentuk cakram atau pita ü Habitat air laut, payau

EUGLENOPHYTA: Klasifikasi dan Keanekaragaman Ordo : Euglenales Famili : Euglenaceae flagella 2 (satu flagellum dikeluarkan, satu flagellum tidak di keluarkan dari reservoar) Hyalophacus ocellatus Euglena ü Tidak punya kloroplas ü Berenang bebas ü Flagella: 2 ü 1 flagel muncul ü Habitat air tawar, lumpur ü Kloropas bentuk discoid, bentuk perisai, atau pita ü Pada tahap encysta, sel menjadi bulat, dikelilingi selubung gelatin

EUGLENOPHYTA: Klasifikasi dan Keanekaragaman Colacium mucronatum ü Melekat pada substrat dengan tangkai anterior ü Tumbuh pada hewan aquatik ü Tahap berenang bebas punya 1 flagella ü Punya tangkai ü Pembelahan sel menghasilkan formasi percabangan koloni Astasia ü Tidak berwarna ü ü ü Saprofitik Habitat air tawar dan laut Kloroplas tidak ada bintik mata

EUGLENOPHYTA: Klasifikasi dan Keanekaragaman Ordo : Heteronematales Famili : Heteronemataceae - flagella 2 (satu diarahkan ke depan, satu diarahkan ke belakang) - tidak berwarna, fagotrofik - punya organel khusus untuk menelan makanan w w w Tidak berwarna Biflagella: - 1 flagellum ramping, arah posterior - 1 flagellum tebal, motil, dekat ujung Punya organel khusus untuk makan, yang mengandung batang pencernaan

EUGLENOPHYTA (euglenoid): Ciri-ciri umum ü Pigmen fotosintetik klorofil A, B ü Cadangan karbohidrat paramilon ( -1, 3 glukan) ü Struktur kloroplas: tilakoid berkelompok 3 terbungkus oleh 3 membran RE kloroplas tidak ada ü Penutup sel pelikel ü Apendage flagella rambut - rambut non tubuler ü Kemungkinan asal kloroplas: Chlorophyta

Karakter Pyrrophyta Cryptophyta Euglenophyta Pigmen fotosintetik utama klorofil A, C 2; peridinin klorofil A, C 2; phycobilin )* )** klorofil A, B Cadangan karbohidrat Pati ( -1, 4 -glukan) Paramilon ( -1, 3 -glukan) Pati ( -1, 4 -glukan) Struktur kloroplas: asosiasi tilakoid 3 2 (1 -4) 3 pembungkus kloroplas biasanya 3 membran 2 membran 3 membran retikulum endoplasma kloroplas (CER) absen ada (membentuk ruang perluasan periplastidal) absen Penutup sel teka periplas pelikel Apendage pada flagela rambut-rambut halus mastigonema (rambut-rambut tubular) rambut-rambut nontubular Kemungkinan asal-usul dari kloroplasnya Chrysophyta )** Rhodophyta Chlorophyta )* Beberapa dinoflagellata mempunyai pigmen fotosintesis berupa kloroplas A, C 1, C 2, dan fukosantin; )** sedikit dinoflagelata mempunyai pigmen fotosintesis berupa kloroplas A dan peridinin, sehingga kemungkinan kloroplasnya berasal dari criptomonad; atau ada juga yang pigmen fotosintesis berupa kloroplas A dan B, sehingga kemungkinan kloroplasnya berasal dari chlorophyta.

REFERENSI Bold, H. C. and M. J. Wynne. 1985. Introduction to the Algae Structure and Reproduction. Second Edition. Prentice Hall International. Inc. London. pp. 288 -301, 476512, 634 -638 Sze, P. 1993. A Biology of the Algae. Second Edition. Wm. C. Brown Publishers. Dubuque. pp. 121 -136 van den Hoek, C. , D. G. Mann and H. M. Jahns. 1995. Alagae an Introduction to Phycology. Cambridge University Press. U. K.

Protist, Volume 163, Issue 6, November 2012, Pages 832 -843 : Evolution of the Chloroplast Genome in Photosynthetic Euglenoids: A Comparison of Eutreptia viridis and Euglena gracilis (Euglenophyta) Krystle E. Wiegert, Matthew S. Bennett, Richard E. Triemer 1, Michigan State University, Department of Plant Biology, 166 Plant Biology, East Lansing, MI, USA 48824 The chloroplast genome of Eutreptia viridis Perty, a basal taxon in the photosynthetic euglenoid lineage, was sequenced and compared with that of Euglena gracilis Ehrenberg, a crown species. Several common gene clusters were identified and gene order, conservation, and sequence similarity was assessed through comparisons with Euglena gracilis. Significant gene rearrangements were present between Eutreptia viridis and Euglena gracilis chloroplast genomes. In addition, major expansion has occurred in the Euglena gracilis chloroplast accounting for its larger size. However, the key chloroplast genes are present and differ only in the absence of psa. M and roa. A in Eutreptia viridis, and psa. I in Euglena gracilis, suggesting a high level of gene conservation within the euglenoid lineage. Further comparisons with the plastid genomes of closely related green algal taxa have provided additional support for the hypothesis that a Pyramimonas-like alga was the euglenoid chloroplast donor via secondary endosymbiosis.