Clasificación y Pigmentos de las Algas

Concepto de Algas

• Una alga es un organismo protófito o talófito fotosintético.
• Las algas pertenecen a linajes no relacionados filogenéticamente, siendo polifiléticas.

Divisiones de las Algas

• Las algas procariotas pertenecen a la división Cyanophyta.
• Las algas eucariotas se dividen en Dinophyta (o Pyrrophyta), Ochrophyta, Rhodophyta, Chlorophyta y Miozoa
• Reino Chromista incluye las Divisiones Miozoa y Ochrophyta
• Reino Plantae incluye las divisiones Rhodophyta, Chlorophyta y Charophyta

Pigmentos de las Algas

• Todas las algas tienen pigmentos que les permiten absorber la luz solar mediante dobles enlaces conjugados.
• La clorofila A es un pigmento liposoluble esencial para la fotosíntesis, compuesto por un anillo porfirínico y una cadena fitol.
• La función del anillo de porfirina con magnesio es absorber luz.
• La cadena fitol mantiene la clorofila integrada en la membrana fotosintética.
• Los pigmentos clorofílicos son insolubles en agua, pero solubles en solventes orgánicos como alcohol etílico y acetona.

Tipos de Clorofilas

• Clorofila b tiene R2 =-CHO.
• Clorofila c1 tiene R4=-CH=CH-COOH y doble enlace entre 7 y 8.
• Clorofila c2 tiene R1=-CH=CH2 y R4=-CH=CH-COOH con doble enlace entre 7 y 8.
• Clorofila d tiene R3=-CHO.

Cromobiliproteinas

• Ficoeritrina tiene R =-CH=CH2.
• Ficocianina tiene R=-CH2-CH3.

Algas Procariotas (Cyanobacteria)

• Son organismos con estructura celular procariótica, sin núcleo definido, mitosis ni meiosis
• Tienen bajo nivel de organización celular y carecen de orgánulos como plastos, mitocondrias y RE.
• Su pared celular está hecha de heteropolímeros exclusivos (mureína = peptidoglucano).
• Muchas son anaerobias y fijan N2.
• Sus flagelos son simples, constituidos por flagelina.
• División Cyanophyta se diferencia de otras bacterias en que tienen clorofila A lo que les permite realizar fotosíntesis con liberación de oxigeno y que son de mayor tamaño

Estructura Celular de Cyanophyta

• Las células de cianobacterias tienen dos partes diferenciadas, centroplasma y cromatoplasma.
  • El centroplasma es incoloro y contiene ribosomas, gránulos de volutina, cianoficina, arginina, asparagina, y filamentos de ADN.
  • El cromatoplasma es coloreado, contiene tilacoides con pigmentos fotosintéticos, ARN, ribosomas, cuerpos poliédricos o carboxisomas, y la enzima RUBISCO.
• La pared celular está constituida por mureína o peptidoglucano, un copolímero de n-acetil-glucosamina y ácido n-acetil murámico, y puede tener una vaina gelatinosa.
• El peptidoglucano protege contra la ruptura osmótica en ambientes acuáticos

Características del Citoplasma de Cyanophyta

• Centroplasma: incoloro y con ADN.
• Cromatoplasma: coloreado de azul-verdoso, con gránulos de ARN
• Pigmentos: Clorofila-A, beta-caroteno, varias xantofilas y ficobilinas (ficocianina de color azul y, en menor cantidad, ficoeritrina de color rojo).
• Carecen de de flagelos.
• Algunas especies presentan movimientos de cabeceo, vaivén (Oscillatoria) o rotación (Spirulina), producidos por liberación de mucílago.

Reproducción de Cyanophyta

• Se reproducen asexualmente
  • Bipartición
  • Multiplicación vegetativa, mediante hormogonios (segmentos de filamento con pocas células jóvenes no especializadas).
  • Endosporas.
  • Esporas perdurantes (acinetos) que resisten condiciones adversas y dan lugar a nuevos filamentos.

Heterocistes

• Heterocistes son células especializadas en fijar N2, de tamaño diferente al resto, sin pigmentos y con pared de 3 estratos (sin mureína)
• Los cambios morfológicos incluyen la deposición de dos capas adicionales envolviendo al heterociste.
• Las cianobacterias transforman el nitrógeno molecular en amonio y lo transportan a las células vecinas como glutamina.
• Carecen de carboxisomas (sin RubisCO), dependen de carbohidratos translocados de células vecinas.

Formas de Cyanophyta

• Pueden ser cenobiales ordenadas (Chroococcus sp. y Merismopedia) o desordenadas (Gloeocapsa y Microcystis).
• Pueden ser filamentosas no ramificadas (Nostoc, Anabaena y Oscillatoria) o filamentosas (Arthrospira Spirulina)
• Pueden tener falsas ramificaciones (Scytonema y Tolypothrix) y verdaderas ramificaciones (Hapalosiphon), o presentar filamentos pluriseriados (Stigonema)

Importancia de Cyanophyta

• Son los organismos fotoautótrofos más antiguos.
• Realizan la fotosíntesis oxigénica:
  • Aportan oxígeno a la atmósfera
  • Crean la capa de ozono
  • Proveen protección de UV
  • Permiten la conquista del ambiente terrestre.
• Son productores primarios en casi todos los biotopos de la biósfera.
• Son los únicos organismos fotosintéticos fijadores de nitrógeno atmosférico.
• Pioneros en la colonización de suelos desérticos y volcánicos.
• Son precursores de los cloroplastos de las algas y de las plantas terrestres.
• En la agricultura son usados como fertilizantes.
• En la alimentación, la Nostoc commune es usada en Japón y China
• En la farmacéutica Spirulina sp. pl. es usada en dietas de adelgazamiento por su riqueza vitamínica
• Las flores de agua suelen ser sinónimos de eutrofización producidas por la proliferaciones de algas debido a aumentos de nutrientes
• Las floraciones tóxicas son producto de metabolitos secundarios de organismos unicelulares
• La toxicidad de floraciones es diversa según la especie, nivel de toxicidad, tipo de toxina de las características del organismo
• Los géneros más implicados en incidentes de envenenamiento en aguas dulces Microcystis, Oscillatoria, Anabaena, y Aphanizomenon.
• Las cianotoxinas pueden ser péptidos, alcaloides o lipopolisacáridos que afectan al sistema nervioso y digestivo además de provocar efectos sobre mucosas y piel.

Toxicidad por Cianobacterias

• Las cianotoxinas presentes durante floraciones tóxicas constan de péptidos y alcaloides.
• Efectos tóxicos en humanos se dan por su consumo en agua potable causan gastroenteritis o por contacto inhalando spray causan intoxicación
• Las cianobacterias son autótrofas de vida libre, ubiquistas y cosmopolitas
• Sus componentes celulares estructura son procariontes unicelulares o cenobiales, carentes de cilios y undulipodios

Algas Eucariotas

• Mayor a 40000 sp
• Unicelulares o pluricelulares, generalmente fotoautótrofas y de organización protofítica o talofítica.
• Protofitas (unicelulares, cenobiales o coloniales), con división Euglenophyta, Dinophyta (dinofitas). división Ochrophyta,Clase Bacillariophyceae (diatomeas) y división Chlorophyta* (algas verdes),
• Talofitas (pluricelulares con talo), con división Ochrophyta, Clase Phaeophyceae (algas pardas), división Rhodophyta (algas rojas) y división Chlorophyta*
• La diversificación está relacionada con los procesos en los que las células eucariotas adquieren la capacidad de realizar la fotosíntesis y adquirir los cloroplastos
• La teoría endosimbiótica constata que los cloroplastos de las células eucariotas derivan de procariotas fotosintéticos del tipo de los cianofitos
• La teoría endosimbiótica además de postular que algunos orgánulos propios de las células eucariotas provienen de la fagocitosis de células procariotas
• Algas con plastos que fueron adquiridos secundariamente son las divisiones Criptofita (aprox. 120 sp), Dinofita (aprox. 2.500 sp), Haptofita (aprox. 250 sp), Xantofita (Clase Xantofíceas aprox. 400 sp), Crisófita (Clase Crisofíceas aprox. 1000 sp), Ochrofita (Clase Bacillariofíceas aprox. 20.000 sp.Clase Feofíceas aprox. 2000 sp.) ademas de la división Euglenofita approx. 800 sp.

División Dinophyta

• Las Division Dinophyta son unicelulares flageladas próximas a los protozoos, principalmente marinas (también en agua dulce) y muy numerosas
• Algunos grupos de este tipo constan de 2200 especies y 150 géneros.
• La pared celular del grupo está estructurada en dos tecas o valvas superior (Epiteca o Epivalva) e inferior (Hipovalva o Hipoteca)
• Entre las valvas hay un surco transversal denominado cíngulo, sirve de alojamiento al flagelo
• Surco longitudinal denominado sulco donde en donde se aparece otro flagelo que se encarga del movimiento de avance
• El citoplasma tiene vesículas anfiesmáticas, vacuolas pulsátiles y plastos, núcleos voluminoso con cromosomas

Diversidad Morfológica de Divisón Dinophyta

• Monadales o mononoides (unicelulares flagelados)
• Cocales (unicelular sin flagelos)
• Géneros del tipo de alga Dinophyta son Peridinium y Protoperidinium, Ceratium y Dinophysis

Distribución y Ecología de División Dinophyta

• Su hábitat se encuentra en aguas dulces y marinas, con algunos en ambientes salobres
• La mayoría son fotoautótrofos, algunos endosimbióticos de animales y protozoos, fotosintéticos son planctónicos de marea cálida
• Las mareas rojas o proliferaciones asexuales superan 100 millones de células por cada litro de agua
• Sus toxinas son excretadas por especies como Dinophysis acuta, Prorocentrum lima y Gymnodinium caienatum y provocan la muerte de organismos marinos
• Dicha división junto a las diatomeas, son los principales componentes del plancton

Características Generales de Dinofitas

• Sus estructuras celulares son Eucariotica y Mesocariotica
• Su organización es unicelular, muy rara vez cenobial o filamentosa
• Sus pigmentos son clorofila a y c, carotenos y oxicarotenos
• Sus productos de reserva son el almidón extraplastidial y a veces grasas
• La pared es celulosa en vesículas bajo la membrana citoplasmática (anfiesma)
• Tienen dos flagelos perpendiculares, con distintos movimientos
• Su reproducción es asexual por bipartición y sexual variable
• Su hábitat predeterminado es en climas marino y dulceacuícola

División Ochrophyta

• Estos son Unicelulares, coloniales, filamentosas y con talos parenquimáticos.
• Contienen Clorofila A y C, xantofilas y carotenos.
• Su sustancia de reserva es de aceites y crisolaminarina
• Sus paredes celulares tienen celulosa y en las diatomeas silicio
• Sus clases más comunes son Phaeophyceae (heterocontos) y diatomeas (sin flagelos)

Clase Bacillariophycease o Diatomeas

• Cuentan aprox unos 8400 sp, casi todos unicelulares
• Su hábitat son aguas marinas y dulces planctónicas
• Mayormente de reproducción asexual, con algunas excepciones sexuales.
• Se dividen en Clase Centrales (radiales) y Pennales (bilaterales)

El Frústulo En Bacillariofíceas

• Cada estructura tiene una serie de RafeEpivalvaCíngulo
• además de sus Areolas y su Nódulo central

Utilidades de las Diatomeas

• Estas son usada como la Tierra De Diatomea, la cual tiene depósitos de frústulos fósiles
• En la farmacéutica se usan en forma de polvo para curaciones en de la piel, antiguas pastas de dientes y de forma porosa como filtros
• En la industria como estabilizador de dinamita, junto al hormigón resistente a los terremotos y como aislante términos
• y como insecticidas ecológicos

Características Generales de la Clase Bacillariofíceas

• Presentan estructuras en la pared celular en base a sílice con pigmentos es el tipo clorofila a y c
• su hábitat es fundamentalmente en ecosistemas marinos
• Su reproducción es asexual por bipartición o formación de esporas, siendo los gametos móviles masculinos su único movimiento

Clase Phaeophyceae u Ochrophyta

• Los talofitos muestran gran diversidad y complejidad morfológica
• No se dan formas unicelulares ni coloniales
• En base a su gradación se clasifican como Filamentosos, Parenquimáticos o Pseudo-parenquimáticos.
• Además presentan 3 partes principales con nombre rizoide, cauloide y filoide con diferenciación en los tejidos y presencia heterocontos ciliares

Características y Utilidades de la Clase Phaeophyceae

• De reserva muestra Componentes hidrocarbonados y lipídicos
• Gran parte de su peso en seco consta de ácido algínico el cual es flexible ante la humedad
• Su hábitat principal son zonas intermareales y submareales de clima templado
• En algunas especies presentan Aerocistos.estructuras para sostener grandes cantidades de peso

División Rhodophyta

• Divisiones de algas con aprox 6100 sp la gran mayoría Marinas, especialmente en climas de temperatura templado/cálido
• Su pigmentación se constata en base a clorofilas y Ficobilinas la cuales son responsables por su tonalidad rojiza
• Frecuentemente usada en productos medicinales para el yodo que contienen ademas de abonos debido a sus altas cantidad de carbonato

Carrageninas de las Rodophyta

• Los distintos tipos en función son estabilizantes del número y situación de los grupos sulfatados.
• Son usadas como Agente gelificante en sopas y postres, hasta como Componente en fertilizantes para tierra

Clasificación

• Su división clasifica las Rhodophyta, Bangioficidae y Floridoficidae como grupos con capacidad para servir como alimento

Clase Chlorophyceae

• Algas compuestas de clorofila A y B las cuales les dan su principal pigmentación
• Microcospicas en su mayoría, con flagelos sólo en caso de ser movibles
• Su morfología varía entre unicelulares esféricas y colonias con estructuras Pseudoparenquimatosas
• Pueden habitar en tanto aguas dulces como salinas con ciertas especies extremófilas

Division Chlorophta

• Dicha división se desenvuelve bajo una estructura con Líneas monadales o uninucleadas
• Además constan de una reproducción asexual en base a esporas

Clase Chlorophyceae

• Las clorofíceas tienen en su mayoría volvocales unicelulares o sphaeropleales sin flagelos
• Además de ser parte de un línea evolutiva con Ulvales y ulvaceae pluricelulares las cuales se incluyen en la taxonomía de Algas Verdes