Unidad II. Algas

Introducción a la sistemática de Algas

JescobedoSMarzo-2014

Eucariontes, incluye los reinos animal, vegetal, hongos y protistas.

Archaea y Bacteria.Procariontes.

Carl Woese (1928-2012)

George E. Fox University of Houston

Recapitulando y actualizando datos...

Recapitulando y actualizando datos...

Tom Cavalier-SmithUniversidad Oxford

Recapitulando y actualizando datos...

La evidencia molecular sugiere que los eucariotas se pueden clasificar en seis reinos, cuya diversificación fue más o menos simultanea durante la historia geológica de la Tierra, ca. 1.5 billones de años.

Introducción

Algas es un término general, hace referencia a plantas primitivas.Se caracterizan por ser organismos que utilizan clorofila a en la fotosíntesis.Carecen de un sistema vascular para el transporte interno de agua y nutrientes.

Macroalgas: se conocen comúnmente como algas. Microalgas: fitoplancton.

Ca. 30 mil a más de 1 millón de especies.(Guiry 2012).

Microalgas

● Organismos unicelulares fotosintéticos acuáticos.

● Inmóviles o con movilidad reducida: suspendidos en el medio o en sedimentos (plancton).

● Tamaño < 1μm a varios cm.

● Importantes en la evolución de la vida del planeta.

● Principales productores primarios en ecosistemas acuáticos.

De morfología diversa:-Colonias-Con células especializadas: anicetos y heterocistes-Desnudos y cubiertos con caparazones silíceos o calcáreos

Macroalgas.

● Pluricelulares de tamaño visible.

● Células ordenadas de un extremo a otro formando filamentos continuos o ramificados, como un tejido.

● Presentan formas de crecimiento organizado.

● Células contienen celulosa y gelatinas pépticas.

● Presentan diferencia relativamente pequeña en sus tejidos.

Morfología de macroalgas

Sistemática de algas

● Siglo XIX y principios de XX las algas se clasificaban en varias clases o divisiones en función del color de sus pigmentos, pero siempre dentro del reino de las plantas.

● Dodge (1965) Propone un nuevo reino: Mesocaryota (Mesocariotas en castellano), incluyendo sólo a los dinoflagelados.

● Los estudios moleculares de los años 80 demostraron que los dinoflagelados no son un grupo diferente del resto de los eucariotas y el término Mesocariota cayó en deshuso de forma paulatina conforme se estudiaban nuevos marcadores moleculares con la técnica PCR (1986).

Clasificación (*Basado en Cronquist 1977)

Con dos clases

Con una claseCon una clase

Cyanophyta clorofila a + ficobilinasGligenoCosmopolita

Cyanophyta clorofila a + ficobilinasGligenoCosmopolita

Phaeophyta clorofila a +c +xantinasLaminaria, manitol, aceitesMarinas; regiones polares y templadas.

Phaeophyta clorofila a +c +xantinasLaminaria, manitol, aceitesMarinas; regiones polares y templadas.

Rhodophyta R-ficoeritrina + r-ficocianina + clorofila a +bAlmidón florídeo.Zonas tropicales (> marinos, < dulceacuicolas)

Rhodophyta R-ficoeritrina + r-ficocianina + clorofila a +bAlmidón florídeo.Zonas tropicales (> marinos, < dulceacuicolas)

Euglenophyta Clorofila a + b + betacatoteno +xantofilasParamilo.Dulceacuícolas, aguas estancadas

Euglenophyta Clorofila a + b + betacatoteno +xantofilasParamilo.Dulceacuícolas, aguas estancadas

Phyrrophyta (dinoflagelados)

clorofila a +c +betacarotenos + xantinasAlmidón extra-plastidialMarinas

Phyrrophyta (dinoflagelados)

clorofila a +c +betacarotenos + xantinasAlmidón extra-plastidialMarinas

Crysophyta clorofila a +cAlmidón extra-plastidialAguas dulces y marinas.

Crysophyta clorofila a +cAlmidón extra-plastidialAguas dulces y marinas.

Clorophytaclorofila a +bAlmidónAguas dulces, marinas, salobres

Clorophytaclorofila a +bAlmidónAguas dulces, marinas, salobres

Charophytaclorofila a +b + carotenos + xantofilas. Almidón.Agua dulce estancada.

Charophytaclorofila a +b + carotenos + xantofilas. Almidón.Agua dulce estancada.

● Cavalier-Smith (1981) establece el grupo, Chromista (reino o subreino) incluyendo las algas caracterizadas por la presencia de clorofilas a y c y dotación flagelar heteroconta. Anteriormente se había acuñado el término similar Cromofitas (ej.: Trainor, 1978). Aún se discute si este grupo es monofilético o polifilético

● En los años 80, la filogenia de las algas se resumía en tres grandes líneas caracterizadas por el contenido en pigmentos fotosintéticos:

● "Línea cloro", con predominio de las clorofilas a y b. Euglenofitas y Clorofitas.

● "Línea cromo", con presencia de clorofilas a y c, acompañadas de diversos pigmentos xantofílicos amarillos y pardos. Dinofitas, Crisofitas sensu lato (Crisofíceas, Diatomeas y otros grupos menores), Feofitas (algas pardas),

● "Línea rodo", con presencia de ficobilinas acompañando a la clorofila a. Rodofitas.

Sistemática de algas

Origen y evolución Origen y evolución

Estudios de secuencias de DNA han confirmado la hipótesis que su origen fue porSimbiosis.

(Keeling et al. 2004, Moestrup 2005, Lee 2008 ).

Registro fósil data del periodo Precambrico (era Proterozoico), ca. 3 mil ma.Las cianobacterias son el grupo de algas más antiguo - registro fósil en la forma de estromatolitos- 2,700 ma.

Caracteres taxonómicos utilizados en los sistemas de clasificación de las algas

● Estructura y composición de la pared celular.

● Dotación flagelar (número, tipo y posición de los flagelos).

● Pigmentos fotosintéticos.

● Ultraestructura de los plastos (ej., forma y disposición de las membranas, etc.)

Clasificación

Hay cuatro grupos distintivos.

● Algas procariotas, las cianobacterias.

● Algas eucarióticas con cloroplastos rodeados por dos membranas.

● Algas eucarióticas con el cloroplasto rodeado por una membrana de retículo endoplasmático.

● Algas eucarióticas con el cloroplasto rodeado por dos membranas de retículo endoplasmático.

(Lee 2008).

Grupo 1.-Algas procariotas● Constituyen uno de los grupos más antiguos sobre la

Tierra. Su origen data ca. 3-5 a 4 ma.

● Se ha inferido que el oxigeno de la atmósfera evolucionó como resultado de la actividad fotosintética de las algas verde-azules.

● Clorofila a, así como pigmentos accesorios (ficobilinas y carotenoides).

● Filogenéticamente hablando las algas verde-azules están relacionadas con las Eubacterias gram-negativas y esto ha dado al grupo el nombre de cianobacterias.

(Lee 2008).

Grupo 2.- Algas eucarióticas con cloroplastos rodeadas por dos membranas de cloroplasto.

Clado conformado por Glaucophytas+Algas rojas+Algas verdes = PlantaeSinapomorfia que soporta = la estructura del aparato flagelar (ausente en algas rojas).

Algas rojas+Algas verdes (Rhodophyta + Chlorophyta)Sus cloroplastos rodeados

típicamente por dos membranas.

Algas cuyo cloroplasto surgió después de una simbiosis.

(Lee 2008).

● Glaucophyta. Algas que representan una posición intermedia en la evolución de los cloroplastos. La fotosíntesis se realiza por una relación endosimbiótica con una cianobacteria.

● Rhodophyta. Clorofila a, ficobiliproteinas, son células no flageladas, su producto de reserva es el almidón florídeo (Algas rojas).

● Chlorophyta. Presentan clorofila a y b; su producto de reserva es el almidón.

Grupo 2.- Algas eucarióticas con cloroplastos rodeadas por dos membranas de cloroplasto.

(Lee 2008).

● Dinophyta. La mayoría biflagelados, con un flagelo acronemático y otro acintado. Célula comúnmente dividida por una faja (epicono y hipocono). Pigmentos: clorofila a y c, β-caroteno, xantofilas,xantinas. Almidón el material de reserva.

● Euglenidos. Clorofilas a y b. Un flagelo con una fila en espiral de pelos fibrilares; producto de reserva el paramilón.

● Apicompexa. Plastidios sin colores. Posiblemente son parientes más cercanos de Dinoflagellata.

Algas cuyo cloroplasto surgió por una segunda endosimbiosis.

Acronemático-liso, terminado en una fibrilla;

Dinophyta

Euglenophyta

Grupo 3.- Algas eucariotas con cloroplastos rodeados por una membrana de retículo endoplásmico.

(Lee 2008).

Grupo 4. Algas eucariotas con cloroplastos rodeadoas por dos membranas de retículo endoplasmático.

● Cryptophyta

● Heterokontophyta-Chrysophyceae-Synurophyceae-Eustigmatophyceaeic-Pinguiophyceae-Dictyochophyceae

● Prymnesiophyta (Haptophytas)

-Pelagopyceae-Bolidophyceae-Bacillariophyceae-Xantophyceae-Phaethamniophyceae-Phaeophyceae

(Lee 2008).

● Cryptophyta. Flagelos similares o no, que tienen mastigonemas. Clorofila a y c; ficobiliproteínas. Almidón en forma de granos.

● Heterocontas. Son biflageladas. El cloroplasto rodeado por cuatro membranas. Clorofila a y c, carotenoides y fucoxantinas.

Algas pardas y cafés, diatomeas, xanthofitas, rafidoficeas, xantoficeas, eustigmatoficeas

● Haptophytas.Los más conocidos son los cocolitóforos, tienen un exoesqueleto de placas calcáreas denominadas cocolitos. Distintivo, es la estructura flagelar y el haptonema. Cloroplasto similar a muchos heterocontos, varios tipos de fucoxantinas.

Diatomea

Criptomona sp.

HaptophytaHaptonea: Apéndice que surge entre las células del flagelo, algunas veces sirve para anclarse a la superficie.Flagelo está mastigonemado, cuando presenta a modo de pequeños pelillos que le sirven para orientar el movimiento.

Grupo 4. Algas eucariotas con cloroplastos rodeadoas por dos membranas de retículo endoplasmático.

(Lee 2008).

¡Interesante!(simbiosis)

(Kerney 2011).

¡Interesante!(mutualismo)

Requisito para examen

Cuadro comparativo

Clasificación de Cronquist (1977)

Clasificación filogenética.

Nombre común

Estructura

Pared celular compuesta de:

Pigmentos

Polisacárido de reserva

Flagelos

Pared celular

Habitat

Géneros representativos

División Chlorophyta

Grupo 2. Chlorphyta

Algas verdes