Botanica Generale - Parte VII - Le Alghe

°CITOLOGIA

La cellula algale, in quanto eucariotica, ricalca in morfologia quella vegetale classica, nonostante

porti delle differenze legate alle funzioni.

Nelle microalghe ad esempio, può mancare parete cellulare o essere sostituita da altri tipi di

involucro. La maggior parte delle specie algali possiede un involucro esterno al plasmalemma

(periplasto), che prende diverse denominazioni diversificando la composizione chimica. (pellicola,

teca, frustulo).

I caratteri ultrastrutturali dei cloroplasti, il numero di membrane periplastidiali e la composizione

dei pigmenti fotosintetici sono caratteri con grande rilevanza filogenetica.

Nei cloroplasti di molte specie si trovano uno o più corpi tondeggianti rifrangenti al microscopio,

chiamati pirenoidi. Hanno struttura granulare, composizione proteica e contengono l’enzima

rubisco.

I flagelli sono organi locomotori della maggior parte delle specie microalgali e sono presenti nelle

cellule riproduttive.

[Flagello : Organulo motorio composto di un assonema radicato in vari modi nella cellula.

Esso è composto di 9 doppietti di microtubuli periferici disposti attorno ad una coppia di

microtubuli centrali ]

I flagelli si distinguono in base a presenza, distribuzione e caratteristiche dei peli lungo l’assonema.

In alcune tipologie di cellule, il flagello porta un rigonfiamento basale che ospita carotenoidi,

chiamato macchia oculare (o stigma), sensibile alla luce.

Molte specie differiscono nella riproduzione proprio a causa della presenza di flagelli.

°RIPRODUZIONE

ASESSUALE O AGAMICA

Molte microalghe hanno solamente questo tipo di riproduzione, che avviene per mezzo di spore

(aploidi o diploidi secondo generazione d’origine). Negli organismi unicellulari l’intera cellula

diviene spora, mentre nei pluricellulari gli sporangi possono trovarsi sul tallo o raggrupparsi in sori.

Le macroalghe hanno alto potenziale rigenerativo per il quale un solo frammento è in grado di

ricostituire l’intero individuo , per questo per frammentazione sono in grado di costituire estese

colonie.

RIPRODUZIONE SESSUALE

I gameti delle specie algali sono generalmente prodotti da individui aploidi per mitosi formandosi

all’interno dei gametangi. Questi a seconda della loro morfologia costituiscono caratteristica

tassonomica. Se presentano gametanfi M e F si definiscono monoici, se su individui distinti dioica.

CICLO BIOLOGICO

Tre tipologie fondamentali di ciclo:

monogenetico aplofasico – specie rappresentata dalla sola generazione aploide. (alghe verdi)

digenetico aplo-diplofasico - specie rappresentata da due generazioni, gametofito e sporofito,

secondo morfologia si ha ciclo isomorfico se gam e spor sono uguali, eteromorfica se differiscono.

(macroalghe)

monogenetico diplofasico – specie con sola generazione diploide che produce gameti per meiosi.

Poche specie diplonti (diatomee, alghe brune, fucales, alghe verdi cenocitiche).

°SISTEMATICA

( -phyta divisioni, -phytina subdivisioni, -phyceae classi, -phycideae sottoclassi, -ales ordini )

Eucarioti

-Amebozoa

-Opisthokonta

-Archaeplastida: storico “Regnum Plantae”, tutti gli organismi dotati di cloroplasti con clorofilla a.

Suddivisi in tre gruppi: Glaucocystophyta, Rhodophyta, Chloroplastida.

-Chromalveolata: acquisiscono i cloroplasti per endosimbiosi secondaria (eucariote eterotrofo e

microalga rossa). Cloroplasti ed organelli simbiontici circondati di membrane in soprannumero (più

vacuoli o RE). I sottogruppi che includono organismi di tipo algale: Cryptophyta, Haptophyta,

Stramenopili, Alveolata.

-Excavata: organismi unicellulari dotati di invaginazione (citostoma o citofaringe). Ne fanno parte

gli Euglenoidi, unicellulari flagellati con tipiche sostanze di riserva. Gli euglenoidi fotoautotrofi

hanno acquisito i cloroplasti per endosimbiosi secondaria. Euglenoidi fototrofi ed euglenoidi

eterotrofi secondari formano gruppo monofiletico di microalghe flagellate (Euglenophyceae).

-Rhizaria: Organismi ameboidi con pseudopodi. Organismi algali riuniti nella classe

Chlorarachniophyceae (phylum Cercozoa). Importanti per capire diffusione dei cloroplasti in molti

eucarioti.

ARCHAEPLASTIDA

Glaucocystophyta.

Alghe unicellulari considerate i più primitivi eucarioti fotosintetizzanti. Più evidente prova della

derivazione cianobatterica del mondo vegetale.

Cellule nude o a parete cellulosica, flagellate o con rudimenti flagellari. Plastidi limitati da due

membrane tra le quali troviamo mureina. Pigmenti fotosintetici dei cianobatteri azzuri e riserve in

amido.

Glaucophyceae – quattr generi che vivono in acqua dolce o debolmente acidi

Rhodophyta.

In questa divisione sono riunite le cosiddette “alghe rosse”. Cloroplasti con tilacoidi non aggregati.

Mancano cellule flagellate in ogni stadio del ciclo vitale. Sostanza di riserva è amido delle floridee

che forma granuli liberi nel citoplasma.

Cyanidiophytina – microalghe coccali di pochi micron e azzurro-verdi. Posizione sistematica

aggiornata sulla base di analisi biomolecolari. Estremofili obbligati, (50-55°C e 0.5-5pH) vivono in

presenza si acido solfidrico, ammoniaca, CO2 (aree vulcanismo secondario). Fotosintesi a basse

intensità di luce, in caso di assenza si nutrono di composti organici degli individui morti. Parete

cellulare proteica.

Rhodophytina – numerose specie di alghe rosse Pluricellulari marine. Cellula nuda con matrice

alginica Alcuni composti (poligalattani solfati) estratti ad uso industriale (agar e carragenani).

Alcune presentano carbonato di calcio in parete e sedimentano come calcite. Riproduzione per

divisione, sporificazione, o sessualmente secondo il ciclo biologico. Il gametangio femminile è una

cellula a fiasco chiamata carpogonio, alla quale gli spermazi si attaccano passivamente

trasferendovi il loro nucleo.

R. Porphyridiophyceae – unicellulari di acque dolci e terreni umidi.

R. Rhodellophyceae – alghe unicellulari d’acqua dolce

R. Stylonematophyceae – micro e macroalghe filamentose. Epifite di alghe.

R.Compsopogonophyceae – microalghe molto piccole. Acque dolci e marine.

R. Bangiphyceae – Macroalghe filamentose e fogliacee monostromatiche a crescita diffusa. Spore

germinanti in talli filamentosi. Spore aplo e diploidi che in tal caso eseguono meiosi in

germinazione. Specie di Porphyra usate in ambito alimentare in giappone.

R. Florideophyceae – Macroalghe varie. Citodieresi incompleta lascia punteggiature. Tallo

filamentoso uniassiale. Ripoduzione per ciclo trigenetico con complesso procarpico . Zigote con

sviluppo sul gametofito femminile. Lo zigote si mette in contatto con cellula ausilaria del

complesso procarpico o tramite filamenti o fondendosi formando una cellula di fusione. Tramite

filamenti si forma il carposporofito che produce carpospore diploidi. Corallinales (talli calcificati),

gelidiales (estrazione agar), glacilariales (estrazione agar).

Chloroplastidia.

Vegetali con clorofille a e b a colorazione verde.

C. Chlorophyta – cellule delimitate da parete variabile secondo la specie. Macchia oculare interna al

plastidio e vacuoli osmoregolatori. In specie terrestri gocce lipidiche di carotenoidi esterne ai

cloroplasti possono mascherarne il colore. Si riproducono sessualmente e sono presenti in molto

ambienti.

C. Prasinophyceae – Microalghe flagellate talvolta coloniali con involucro di scaglie

glicoproteiche. Flagelli in infossamenti apicali. Abitano tutte le acque.

C. Chlorophyceae – microalghe flagellate o coccali spesso coloniali o macroalghe filamentose

d’acqua dolce.

C. Chlamidomonadales – cellule flagellate solitarie o coloniali. Propagazione per divisione o

zoospore. Zigote con parete ispessita, spinosa e spesso dormiente.

C. Sphaeropleales – Alghe unicellulari immobili, spesso coloniali.

C. Ulvophyceae – macroalghe filamentose o pseudo-parenchimatiche o cenocitiche.

C. Ulotrichales – tallo filamentoso non ramificato con cellule con cloroplasto parietale.

C. Ulvales - tallo fogliaceo distromatico tipiche di acque d’estuario. Fronde attaccate al substrato

mediante aptere o singoli rizoidi.

C. Cladophorales – talli filamentosi semplici.

C. Bryopsidales - cellule giganti cenocitiche e sifoni filamentosi.

C. Caulerpales – Specie ad organizzazione sifonale. Tallo formato da unica cellula gigante. Plastidi

come cloroplasti o amiloplasti. Riproduzione olocarpica con ciclo biologico variabile secondo le

famiglie.

C. Dasycladales - Quando sessualmente matura forma ombrella dove al margine le cisti

riproduttive cadono rimanendo quiescenti fino alla successiva primavera.

C. Trentepohliales – Macroalghe terrestri. Parete ricoperta di sporopollenina vivono su rocce e

cortecce d’alberi.

C. Treboyxiophyceae - alghe unicellulari terrestri che si riproducono per spore.

C. Chlorellales – cellula sferica con grande cloroplasto, spesso è endosimbionte.

C. Prasiolales – talli apparentemente pluricellulari. Crescono su pareti tronchi e rocce in cerca

d’azoto.

C. Chariophyta - alghe verdi con cellulosa cristallina simile alle piante, citodieresi mediata da

fragmoplasto, ciclo biologico monogenetico aplofasico.

C. Klebsormidiophyceae – alghe filamentose presenti in ambienti subaerei.

C. Zygnemophyceae - microalghe coccali talvolta coloniali e macroalghe filamentose. Mancano

cellule flagellate con riproduzione agamica tramite aplanospore, quella sessuale per coniugazione di

gameti ameboidi.

C. Zygnematales – talli filamentosi fissati al substrato con cellule basali, cloroplasti nastriformi.

C. Desmidiales – Microalghe di pozzanghere, vasche e laghi. Moltiplicazione vegetativa per

divisione.

C. Coleochactophyceae – multicellulari epifite ed endofite . Riproduzione agamica con zoospore

biflagellate. Zigote rivestito di cellule del gametofito femminile.

C. Streptophytina

C. Charophyceae – Macroalghe di laghi stagni e paludi che formano tappeti subacquei. Alcune a

parete calcificata. Morfologia del tallo convergente con alcune angiosperme acquatiche.

CHROMALVEOLATA

Cryptophyta.

Alghe unicellulari solitarie, marine e d’acqua dolce. Cellula protetta da periplasto proteico. Dotati di

tricocisti. Cloroplasti colorati secondo i pigmenti presenti. Riserva d’amido. Si riproducono per

semplice divisione e fanno parte del nanoplancton (acque fredde).

Haptophyta.

Microalghe prevalentemente marine, eterotrofe facoltative con uno o due flagelli. Caratteristica

presenza di aptonema, appendice filiforme che può attaccarsi a substrati. Cellule nude o con

involucro a scaglie. Le Coccolithales portano scaglie calcificate dette coccoliti. Il prodotto di

riserva è il polisaccaride idrosolubile crisolaminarina. Nelle Coccolithales le generazioni (aploide

o diploide) si distinguono sulla base del tipo di scaglie che presentano.

Pavlovophyceae – cellule flagellate di forma allungata e concavo-comp