le alghe: caratteristiche e cicli biologici · ife a tromba di macrocystis pyrifera divisione...
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LE ALGHE: CARATTERISTICHE E CICLI BIOLOGICI
Divisione Chlorophyta: alghe verdi
Divisione Rhodophyta: alghe rosse
Divisione Glaucophyta: glaucofite
Divisione Dinophyta: dinofite
Divisione Euglenophyta: euglenofite
Divisione Heterokontophyta: alghe eteroconte
Classe Chrysophyceae: alghe dorate
Classe Xanthophyceae: alghe giallo-verdi
Classe Bacillariophyceae: diatomee
Classe Phaeophyceae: alghe brune
Divisone Prymnesiophyta: primnesiofite (= aptofite)
Divisione Cryptophyta: criptofite
Divisione Chlorarachniophyta: cloraracniofite
LE DIVISIONI ALGALI
Divisione Chlorophyta: ALGHE VERDI
Divisione Rhodophyta: ALGHE ROSSE
Classe Bacillariophyceae: DIATOMEE
Classe Phaeophyceae: ALGHE BRUNE
Divisione Dinophyta: DINOFITE
Divisione Euglenophyta: EUGLENE
DIVISIONE EUGLENOPHYTA
• 1000 specie
• Acque dolci ricche in sostanze
organiche
• Unicellulari
• Specie fotosintetiche e non
fotosintetiche
• Clorofille a e b e carotenoidi
• Pellicola
DIVISIONE EUGLENOPHYTA
• Paramillon (polimero del glucosio)
• 2 flagelli inseriti nella cisterna, uno
emergente, l’altro non emergente
• Vacuolo contrattile
• Macchia oculare e fotorecettore
DIVISIONE EUGLENOPHYTA
• RIPRODUZIONE
ASESSUALE:
Scissione longitudinale
• RIPRODUZIONE
SESSUALE:
Non è stata mai osservata
né meiosi, né gamia
DIVISIONE DINOPHYTA
2000-4000 specie, marine e dolciacquicole
Alexandrium catenella Karenia brevis
DIVISIONE DINOPHYTA
• Sempre unicellulari
• In poche specie colonie filamentose
Periplasto formato da placche cellulosiche
Forma e dimensione delle
placche rappresentano importanti
caratteri diagnostici
DIVISIONE DINOPHYTA
Due flagelli
Gymnodinium costatum
DIVISIONE DINOPHYTA
sulcus
anulus
Tovellia coronata
DIVISIONE DINOPHYTA
• Specie fotosintetiche e non fotosintetiche
• Clorofille a e c e carotenoidi
• Amido
Prorocentrum
DIVISIONE DINOPHYTA
Sono aploidi, si riproducono principalmente tramite scissione, ma si verifica anche la
riproduzione sessuale
n
n
n
mitosi
gameti
gamia
zigote 2n
n
n
n
n
prodotti meiotici
meiosi differenziamento
Ptychodiscus brevis
DIVISIONE DINOPHYTA
Maree rosse
Gonyaulax polyedra
Bioluminescenza
Fioritura algale bioluminescente
DIVISIONE DINOPHYTA
Dinoflagellati simbionti
Zooxantelle nei tentacoli del polipo di un
corallo
DIVISIONE DINOPHYTA
Divisione Rhodophyta
ALGHE ROSSE
•circa 5000 specie prevalentemente
marine, il numero di specie è superiore a
tutte le altre alghe messe insieme
•150 specie vivono in acque dolci
•Possono vivere fino a 268m di profondità
(Bahamas)
•talli sono per lo più macroscopici ed
hanno organizzazione filamentosa
•Pochissime specie sono unicellulari
Cyanidium caldarium vive nelle sorgenti
termali acide (solfatare di Pozzuoli)
Divisione Rhodophyta
ALGHE ROSSE
PIGMENTI FOTOSINTETICI: clorofilla a, le ficobiline: ficoeritrina (rossa),
alloficocianina e ficocianina (blu).
PARETE CELLULARE contiene agar e carragenina che conferiscono alle
alghe rosse la loro tessitura vischiosa e flessibile.
SOSTANZA DI RISERVA: è l’amido delle floridee, un polimero di glucosio
ramificato simile alla frazione amilopectinica dell’amido, somiglia più al glicogeno
che all’amido (viene accumulato all’esterno del cloroplasto nel citoplasma)
Divisione Rhodophyta
Alternanza tra:
•una generazione gametofitica aploide
•due generazioni sporofitiche diploidi, il
carposporofito e il tetrasporofito.
La meiosi avviene nel tetrasporofito.
Il carposporofito strategia riproduttiva per
moltiplicare (amplificare) lo zigote
prodotto da un singolo evento di
fecondazione.
Polysiphonia
Il ciclo sessuato della maggior parte
delle alghe rosse è un ciclo trigenetico
Divisione Heterokontophyta
Classe Bacillariophyceae: DIATOMEE
•Alghe unicellulari, talora
riunite in colonie
•Presenti in tutti gli habitat
acquatici e anche nell’habitat
subaereo e terrestre (suolo)
•Principali costituenti del
fitoplancton
•Alcune specie sono
bentoniche
•Le diatomee marine
contribuiscono per il 25% alla
produzione primaria globale
del pianeta
•Circa 250 generi e 100000
specie viventi e altrettante
estinte
protoplasto
Ipovalva
Epivalva
FRUSTULO: parete silicizzata che riveste le cellule (silice opale SiO2 x nH2O),
composto da 2 parti:
epivalva
ipovalva
I frustuli si accumulano
nei sedimenti e formano
la “farina fossile”
DIATOMEE
Moschea di S. Sofia (Istambul, Turchia)
diatomite
Farina fossile
Sedimentazione dei frustoli
DIATOMEE
In base alla simmetria del frustulo, si riconoscono:
CENTRICHE: simmetria radiale PENNATE: simmetria bilaterale
Le specie si differenziano in base alle ornamentazioni del frustulo
DIATOMEE
•Pigmenti fotosintetici: clorofilla a e c
FUCOXANTINA, che conferisce il colore giallo-bruno
•Sostanza di riserva: crisolaminarina, accumulata in speciali vacuoli e lipidi
Sono presenti nel plancton marino e d’acqua dolce prevalentemente in
primavera, dopo il rimescolamento delle acque che porta silice in
sospensione che permette alle diatomee di riformare i frustuli
Indicatori biologici: indice diatomico
DIATOMEE
Riproduzione vegetativa e sessuale
•La teca che ereditano
diventa l’epivalva
•Si riforma sempre
l’ipovalva
Si riproducono sessualmente:
•quando le dimensioni sono
troppo piccole
•quando le condizioni ambientali
sono sfavorevoli
DIATOMEE
Ciclo vitale monogenetico diploide
•tipico del mondo animale •nei vegetali si verifica diatomee, alcune alghe brune e Vaucheria).
DIATOMEE
Divisione Heterokontophyta
Classe Phaeophyceae: ALGHE BRUNE
•Tutte pluricellulari
•Morfologia del tallo estremamente
variabile
•Vivono sulle coste rocciose fino a 25-30m
•Maggiormente diffuse nei mari freddi,
possono raggiungere 35-40m di altezza
•1500 specie quasi esclusivamente
marine, poche le specie di acque dolci
Divisione Heterokontophyta
Classe Phaeophyceae: ALGHE BRUNE
•Pigmenti fotosintetici: clorofilla a e c
FUCOXANTINA, che conferisce il colore marrone scuro
•La sostanza di riserva è la LAMINARINA (come le diatomee), carboidrato che
si accumula nei vacuoli (non all’interno del cloroplasto come piante e alghe
verdi).
•Parete cellulare: contiene alginati sono sfruttati economicamente
Ectocarpus siliculosus
alga bruna filamentosa, le strutture
ellissoidali sono sporangi
Divisione Heterokontophyta
Classe Phaeophyceae: ALGHE BRUNE
Divisione Heterokontophyta
Classe Phaeophyceae: ALGHE BRUNE
Nelle Laminariali il tallo è distinto in 3 parti:
•APTERI, strutture di attacco al substrato
•STIPITE, sostegno della lamina
•LAMINA, fotosintesi
Divisione Heterokontophyta
Classe Phaeophyceae: ALGHE BRUNE
Le Laminariali sono le alghe brune di maggiori dimensioni:
Raggiungono i 60m di lunghezza e i 300kg di peso (Macrocystis e Nereocystis)
Formano estese praterie sommerse dette foreste di kelp o di laminariali
Ordine Laminariales
Ife a tromba di Macrocystis pyrifera
Divisione Heterokontophyta
Classe Phaeophyceae: ALGHE BRUNE
Il ciclo delle alghe brune è digenetico aplo-diploide
Alternanza di 2 generazioni eteromorfe:
•sporofito grande
•gametofito microscopico
Classe Phaeophyceae: ALGHE BRUNE
Ciclo di Laminaria sp.
Divisione Heterokontophyta
Classe Phaeophyceae: ALGHE BRUNE
Ai tropici, nel Mar dei Sargassi
(Atlantico), alghe brune
appartenenti al genere Sargassum
formano masse galleggianti che
ricoprono milioni di metri quadrati di
superficie.
Sargassum sp.
Ordine Fucales
ALGHE BRUNE
•un solo tipo di tallo
•ciclo tipico del mondo animale
•presente solo nelle fucali,
diatomee e Vaucheria
CICLO MONOGENETICO DIPLOIDE
Ordine Fucales
Divisione Chlorophyta
ALGHE VERDI
Divisione Chlorophyta
ALGHE VERDI
Le alghe verdi comprendono circa 17000 specie prevalentemente di acqua dolce
Un certo numero di alghe verdi sono terrestri (vivono sul suolo e sui tronchi
d’albero). Altre vivono in simbiosi, nei licheni, in protozoi (radiolari, foraminiferi) e in
numerosi invertebrati marini (Celenterati, Spugne, Turbellari, …)..
Le forme di acqua dolce sono quasi tutte di dimensioni microscopiche mentre
quelle marine sono generalmente macroscopiche
Alcuni ordini sono esclusivamente marini.
SOSTANZA DI RISERVA: AMIDO, si accumula all’interno del cloroplasto
(esclusiva delle alghe verdi e delle piante vascolari)
PIGMENTI: clorofilla a e b
PARETE CELLULARE: composta da polisaccaridi cellulosici, emicellulose e
sostanze pectiche (come le piante)
Le alghe verdi rappresentano il gruppo di Protisti da
cui si sono evolute le piante superiori
Divisione Chlorophyta
ALGHE VERDI
Colonie mobili: Volvox sp.
Consiste di una sfera cava, lo
sferoide, formata da 500 fino a
60000 cellule biflagellate che
effettuano la fotosintesi e da un
numero di cellule più grandi
specializzate nella riproduzione.
Queste si dividono mitoticamente
per dare origine a sferoidi figli
pluricellulari, che si liberano dalla
sfera madre sciogliendo la matrice
trasparente
Divisione Chlorophyta
ALGHE VERDI
Colonie immobili
Hydrodictyon sp.: “rete d’acqua”
Forma estese masse superficiali in piccoli specchi d’acqua e corsi
d’acqua a lento scorrimento
Divisione Chlorophyta
ALGHE VERDI
Forme laminari: Ulva (le Ulvophyceae sono prevalentemente marine)
Ciclo digenetico aplo-diploide isomorfo
Tutte le cellule del
tallo diventano
sporocisti
Divisione Chlorophyta
ALGHE VERDI
Forme filamentose: Spirogyra, si trova nelle acque dolci
Divisione Chlorophyta
ALGHE VERDI
Tra le cellule di filamenti adiacenti si formano dei tubi di coniugazione attraverso cui il
contenuto delle cellule di un filamento passa nell’altro filamento. La fecondazione avviene
nelle cellule del secondo filamento. Si forma uno zigote, zigospora, che sviluppa una parete
spessa e resistente.
I filamenti sono aploidi e la meiosi avviene durante la fase di germinazione delle zigospore
TUBI DI CONIUGAZIONE
Riproduzione per coniugazione Ciclo monogenetico aploide
Formano praterie sommerse in regressione in tutta Europa a causa dell’eutrofizzazione delle
acque.Hanno una struttura del tallo modulare: ripetizione di uno stesso modulo di base.
Talli protoparenchimatici possono definirsi quelli delle alghe verdi più evolute (Charali) nei quali
alcune cellule del tallo (le cellule nodali) si dividono secondo i tre piani dello spazio e le cellule
rimangono connesse tra loro mediante plasmodesmi.
Divisione Chlorophyta
ALGHE VERDI
Sono le uniche alghe verdi d’acqua dolce con tallo macroscopico, nettamente distinte da tutte le
altre alghe per le caratteristiche morfologiche e riproduttive. Sono le alghe verdi più evolute.
CAROFICEE
CAROFICEE
Il gametangio femminile è chiamato nucula: grande oosfera circondata da una cortex formata da cellule che si
dispongono ad elica
Il gametangio maschile viene chiamato globulo: è un anteridio con struttura complessa color arancione per la
presenza di carotenoidi.
Dopo la fecondazione la nucula si riveste di un involucro calcificato trasformandosi in una oospora che entra in una
fase di vita latente
Il loro ciclo sessuato è monogenetico aploide. L’unica cellula diploide è lo zigote
GLOBULO
NUCULA
OOSPORA
Per la struttura della cellula flagellata e per il tipo di mitosi e citodieresi, le Charophyceae mostrano
notevole somiglianze con le piante terrestri. E’ pertanto probabile che organismi simili alle Charophyceae
abbiano evoluto le piante terrestri. Questa ipotesi è avvalorata anche dalle somiglianze a livello biochimico
tra Charophyceae e piante terrestri.
Divisione Chlorophyta
ALGHE VERDI
CAROFICEE