Sistematica botanica

SISTEMATICA phylum CIANOBATTERI

La loro comparsa ha portato il riempimento di ossigeno nell’atmosfera nel

 prepaleozoico, sono stati infatti i primi ad effettuare fotosintesi ossigenica

Possiedono clorofilla a, fotosistema II e O2 come prodotto secondario

 Si sono adattati a qualsiasi situazione, sono anche in grado di svolgere fotosintesi

 anossigenica usando lo zolfo invece dell’ossigeno.

Sono unicellulari, solitari o organizzati in colonie, soprattutto tricomi o filamenti: il

 loro movimento consiste in scivolamento e oscillazione ma solo se aderenti ad un

substrato.

I primi ritrovamenti sono negli stromatoliti, stratificazioni formatesi in zone acquose,

 composte da batteri e mucillagine da essi prodotta. Al di sopra si formano alghe

verdi.

CITOLOGIA

 Parete cellulare: si trova esternamente, con attorno una guaina mucillaginosa.

Permette di calssificarli nei gram-negativi. È composta da 4 strati. È dotata di pori

per lo scambio di metaboliti con le altre cellule del tricoma e la secrezione della

guaina che serve al movimento e scherma i raggi UV. Possono essere presenti dei

pili di varia natura. La membrana plasmatica è analoga a quella degli eucarioti.

 Cromatoplasma: internamente alla membrana troviamo cerchi concentrici di

pigmenti posizionati parallelamente. I pigmenti possono essere: clorofilla a, b-

carotene, xantofille e ficobiliproteine. Nello spazio

stromale troviamo granuli di amido con funzione di

riserva. Ficobiliproteine: formano delle

 granulazioni sulle membrane esterne dei

tilacoidi, formando i ficobilisomi. L’unità

del ficobilisoma ha forma discoidale e può

essere di varia natura: alloficocianina

(AFC), ficocianina (FC), ficoeritrina (FE)

Centroplasma: internamente al cromatoplasma. Qui troviamo nella parte più esterna

 i corpi poliedrici che contengono la rubisco, il genoma, i ribosomi e i vacuoli gassosi

che forniscono la spinta di galleggiamento per incrementare l’assorbimento

RIPRODUZIONE

Avviene per fissione binaria mediante l’invaginazione della membrana. Il DNA può

essere trasferito da un batterio all’altro o essere rilasciato nell’ambiente esterno e

successivamente inglobato

ETEROCISTI

Alcune cellule differenziano specializzandosi nella fissazione dell’azoto*. Nelle

colonie possono essere basali (posizionati dove il tricoma aderisce al substrato) o

intercalari.

Una volta differenziati non possono più dividersi.

Alla parete di aggiungono 3 ulteriori strati (per proteggersi dall’O2), dotati

comunque di punteggiature per gli scambi.

Nelle loro vicinanze differenziano cellule di riserva (propaguli vegetativi), che

possono essere ormogòni (si staccheranno dalla colonia per dare vita ad una

nuova), acinèti (anche essi si separano, dotati di una parete ispessita, rimangono in

fase dormiente finché le condizioni non torneranno favorevoli per dar vita ad una

nuova colonia).

*Fissazione dell’azoto: avviene per mezzo di un complesso enzimatico, la

nitrogenasi (estremamente sensibile all’O2, che la disattiva) e

consiste nella riduzione dell’azoto atmosferico ad azoto

ammonico (NH+4) e la trasformazione di questo in radicale che

verrà incorporato nelle proteine (-NH2).

Affinché ciò sia possibile sono necessari un donatore di protoni

(NADPH) e una fonte di energia (ATP).

Affinché non debba essere presente ossigeno, le colonie

possono separare temporalmente fotosintesi (dì) e fissazione

dell’azoto (notte), oppure spazialmente. Inoltre, in queste cellule

è assente il fotosistema II, responsabile della produzione di O2 e

anche nel caso in cui dovessero entrare dei minimi residui

vengono requisiti da apposite proteine.

SISTEMATICA

Classe CYANOPHYCEAE, ordini:

Chroochoccales, sono cellule

 isolate o riunite i colonie,

ricordiamo in particolare il genere

Synechococcus, adattato a vivere

anche a temperature

estremamente alte senza che gli

apparati fotosintetici si distruggano

Oscillatories, tricomi uniseriati non

 ramificati in cui non troviamo

eterocisti. Il genere Oscillatoria piò

essere dannoso in quanto può

sviluppare neurotossine ed epatossine

Nostocales, i generi Nostoc e Anabaena possono sviluppare rapporti di

 simbiosi con macroalghe o briofite

Classe SYNECHOCCALES, generi:

Prochloron, simile ad un cloroplasto, capace di simbiosi extracellulare

 Prochlorococcus, fa parte del plancton fotosintetico, forse i fotosintetici

 più numerosi sulla terra

Prochlorotrix, genere filamentoso, con guaina poco sviluppata ma con

 vacuoli gassosi ALGHE

Appartengono a 4 dei 6 supergruppi eucarioti, quindi di natura molto diversa

 microalghe

In base all’organizzazione distinguiamo: (sono unicellulari e possono

 vivere sospese in acqua prendendo parte al fitoplancton o essere fissate ad un

substrato, essere mobilio meno, vivere in colonie tenute assieme da sostanze

gelatinose o solitarie. L’organizzazione più complessa che troviamo è quella dei

cenòbi, in cui le cellule sono in comunicazione tra loro tramite plasmodesmi, come

macroalghe

accade per volvox), (sono pluricellulari)*

*il corpo delle alghe pluricellulari è detto tallo e può avere diverse strutture: forme

filamentose (le cellule si dividono in un'unica direzione e sono dotate di un unico

lungo cloroplasto spiralato), forme dicotomiche (forme filamentose ramificate),

forme laminari (divisioni in tutte le direzioni ma sullo stesso piano), forme cladomiali

(divisioni in tutte le direzioni dello spazio).

Un caso particolare è la struttura cenocitica: in un’unica parete sono racchiusi

migliaia di nuclei

CITOLOGIA:

simili alle cellule vegetali ma presentano delle peculiarità

Parete cellulare: è sempre presente nelle unicellulari ma può mancare nelle

 pluricellulari o esser sostituita da un involucro interno al plasmalemma

(periplasto), una pellicola, una teca (composta da due valve dette frustolo).

Cloroplasti: li troviamo di molto diversificati, con primi accenni di

 organizzazione granale. Al loro interno troviamo il pirenoide che accumula

rubisco. Non ci sono plastidi con funzione di accumulo

Flagelli: organi locomotori di microalghe e cellule riproduttive. Se sono

 presenti più flagelli dividiamo le cellule in isoconte (uguali) ed eteroconte

(diversi).

Vacuolo contrattile: deputato all’osmoregolazione lo troviamo nelle specie

 unicellulari di acqua dolce che vivendo in una soluzione ipotonica devono

espellere l’acqua in eccesso che entra. La vescicola scarica all’esterno l’acqua

fondendosi con la membrana

Macchia oculare: in molte alghe unicellulari flagellate, percepisce l’intensità e

 la direzione dello stimolo luminoso

RIPRODUZIONE:

Agamica: avviene tramite propaguli diploidi o aploidi formati per mitosi.

 Possiamo trovarli singoli o raggruppati (sori). Nelle specie pluricellulari

avviene per frammentazione

Gamica: i gameti sono prodotti da organismi aploidi, la loro fusione rigenererà

 la diploidia. A tal proposito posiamo avere organismi monoici e dioici

PIGMENTI FOTOSINTETICI:

In base al tipo di pigmento saranno assorbite lunghezze d’onda diverse e quindi

ricevute a profondità differenti

Alghe rosse: hanno ficobiliproteine arricchite con ficoeritrina. Assorbe

 lunghezze d’onda corte che arrivano ad elevate profondità

Alghe brune: hanno clorofilla c e carotenoidi, assorbono lunghezze d’onda più

 lunghe

Alghe verdi: hanno la clorofilla b e vivono più in superficie



SISTEMATICA:

1) ALGHE ROSSE:

Sono le più macroscopiche e sono

 quelle che vivono a profondità più

elevate

Dotate di ficoeritrina che copre la clorofilla a e dona colore rosso

 Non possiedono mai cellule flagellate

 La sostanza di riserva è l’amido delle floridee simile al glicogeno

 Alcune depositano in parete carbonato di calcio e producono sostanze

 tossiche, ciò allontana gli erbivori dalle barriere coralline

La struttura è variabile, da laminare a filamentose

 Il ciclo riproduttivo è caratterizzato dall’alternarsi di una fase aploide

 (gametofito) e due diploidi (sporofiti), proprio perché non avendo i gameti

flagellati cercano di massimizzare le probabilità di successo

Vediamo nello specifico le fasi del ciclo riproduttivo:

 spermazi,

Nell’individuo gametofitico (n), i gameti maschili, gli sono prodotti per

spermatangi

mitosi negli (i gametangi maschili) e rilasciati in acqua, dove vengono

trascinati passivamente.

In un’altra zona del gametofito stesso (nelle specie monoiche) o su un altro

individuo gametofitico (nelle specie dioiche) si forma il gametangio femminile,

carpogonio,

detto che manterrà all’interno il suo nucleo femminile. Pertanto, sarà

necessario in qualche modo catturare lo spermazio, per far sì che la fecondazione

possa avvenire. Per favorire questa operazione, in molte alghe rosse è presente un

tricogino.

organo a forma di clava, in genere lungo e sottile, detto È qui che lo

spermazio attecchisce, dopodiché, travasa il suo nucleo che migrerà verso il

carpogonio, per fondersi con quello femminile. La riproduzione sessuata che si

presenta è quindi una gameto-gametangiogamia.

A questo punto però, lo zigote diploide che si viene a formare, non viene rilasciato

in acqua, ma comincia a dividersi mitoticamente, generando un filamento di cellule

diploidi che fuoriesce dal carpogonio, ma rimane collegato al gametofito. Questi è il

carposporofito, la seconda generazione del ciclo e la prima di quelle sporofitiche, e

vivrà come parassita sul gametofito femminile che lo ha prodotto (gonotrofia). In

seguito, le cellule terminali del filamento si ingrossano assumono il ruolo

carposporangi,

di con il compito di produrre tramite mitosi delle spore diploidi,

carpospore.

le Queste sono poi liberate in acqua e, una volta fissatesi a un

substrato, danno vita alla terza generazione del ciclo: il tetrasposofito. A questo

punto nella maggior parte dei casi nasce un tetrasporofito di aspetto simile al

gametofito (isomorfo), più raramente di aspetto anche molto diverso (eteromorfo).

tetraspore aploidi,

Una volta adulto, il tetrasporofito produrrà per meiosi delle

tetrasporangi

all’interno di appositi (quattro tetraspore per ciascuno). La liberazione

di queste nel mezzo acquoso permetterà quindi la fissazione al substrato e la

successiva nascita di gametofiti aploidi, che a loro volta daranno vita a un nuovo

ciclo.

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2) ALGHE VERDI

Raggruppamento molto cospicuo, diffuse in ogni ambiente

 Hanno caratteristiche comuni con le piante, come le clorofille a e b,

 accumulazione di amido nei plastidi e pareti cellulari simili, con gli stessi

componenti

Le troviamo di tutte le forme e organizzazioni



Vediamo la classificazione:

famiglia CHLOROPHYCEAE:

Chlamydomonas: è unicellulare dotata di due flagelli uguali, presenta una

 macchia oculare, un pirenoide e due vacuoli contrattili. Ha un ciclo aplonte e

ha la capacità di entrare in fase dormiente

Chlorella: è unicellulare, immobile. Non ha macchia oculare o vacuoli

 contrattili. Possiede un unico cloroplasto. Vive sia in acque marine che dolci

Gonium: è una colonia mobile, le cellule avvolte da sostanza gelatinosa

 somigliano a chlamydomonas e non sono in comunicazione citoplasmatica tra

loro. Max 32 cellule

Pandorina: è una colonia mobile, da 16 a 32 cellule. Ad una estremità ci sono

 cellule dotate di macchia oculare, che rilevando la luce stabiliscono la

direzione dello spostamento. Ogni cellula è in grado di creare una nuova

colonia: quando le nuove cellule avranno propriamente differenziato i propri

flagelli la colonia si apre rilasciando le cellule nuove

Eudorina: fino a 128 cellule. Le cellule differenziate vanno a posizionarsi al

 polo in direzione del moto

Volvox: migliaia di cellule, colonia mobile. C’è divisione dei compiti (cellule

 vegetative e riproduttive) e le cellule comunicano tramite plasmodesmi.

Grazie alla riproduzione agamica internamente si formeranno nuove colonie

che una volta mature saranno liberate. È svolta anche riproduzione gamica

per la ridistribuzione dei geni

Hydrodictyon: colonia immobile, in stagni, laghi o ruscelli lenti. Le singole

 cellule cilindriche si uniscono a formare una rete, per questo sono anche dette

reti d’acqua

Odegonium: alga di tipo filamentoso, rappresenta cellule specializzate

 Fritschiella: una via di mezzo tra la colonia e la pluricellularità, presenta un

 accenno di rizoderma, due ordini di rami e le cellule sono in comunicazione tra

loro.

Famiglia ULVOPHYCEAE:

vi sono per lo più alghe laminari con 2 strati e che presentano un certo

differenziamento, come una struttura per l&r