Tema 15.- Algas: introducción

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C. Romero Zarco, Departamento de Biología Vegetal y Ecología, Universidad de Sevilla 2012-2022

I.- Introducción: aspectos generales de la Ficología y de las algas

• La Ficología (del grigo ficos = alga), también llamada Algología (del latín alga), es la parte de la Botánica que estudia las algas
• La Ficología, como especialidad de la Criptogamia, tiene su punto de partida en De Caisne, quien escribió una memoria sobre la estructura y la reproducción de las algas en 1841
• Las algas no son un grupo taxonómico (un taxón), es decir, no son un grupo monofilético, sino que se interpretan en la actualidad como un conjunto muy diverso de organismos caracterizados por su nivel de organización protofítico o talofítico y la presencia de clorofila (al menos clorofila a) y otros pigmentos fotosintéticos que les proporcionan un mayor o menor grado de autotrofia respecto al carbono. Por tanto representan más bien un grupo funcional ecológico.
• Definición: organismos eucariotas, generalmente acuáticos y fotosintéticos, con plastos provistos de clorofila a y otros pigmentos auxiliares, que se reproducen mediante esporas y gametos producidos en esporocistes y gametocistes generalmente sencillos.
• Comentarios a esta definición.
• Las Cianofitas, aunque son algas desde el punto de vista ecológico, no las incluimos en las algas como grupo sistemático artificial, ya que son procariotas y sus diferencias ultraestructurales, bioquímicas y genéticas con las algas son importantes.
• Algunas algas también pueden sobrevivir en medios terrestres, soportando en fase de latencia largos periodos de sequedad.
  
• Algunas algas son capaces de sobrevivir de forma heterótrofa en presencia de una fuente adecuada de carbono, manteniendo o perdiendo completamente los plastos (ej. Euglena)
• Hay grupos de protistas que incluyen tanto géneros provistos de plastos, como otros géneros, casi idénticos, pero sin ellos, por lo que aparecen indistintamente en clasificaciones botánicas y zoológicas.
• Las Carales y las Fucales presentan gametangios de estructura compleja (carácter típico de las plantas terestres), pero la estructura de sus talos es propia de las algas y no de las plantas terrestres.
• Se conocen entre 22.500 y 33.000 especies agrupadas en 12 a 15 clases (o divisiones según diferentes autores), que forman varias lineas filogenéticas, la mayoría de ellas más directamente relacionada con otros protistas o con los hongos que con las plantas propiamente dichas.
• La más pequeña entre las algas eucariotas: Micromonas pusilla (Clorofita) 1 x 1,5 micras (dentro del rango de tamaño de las bacterias).
  
• La más grande: Macrocystis pyrifera (Feofita) aprox. 60 m. Comparar la longitud de ambas algas sería como poner una grano de arena junto al monte Everest (40 millones de veces más grande)
• Algunas especies marinas son invasoras y están causando graves daños en el medio natural y también en acuicultura:
• Asparagopsis armata (alga roja) en todo el litoral y A. taxiformis en el Mediterráneo
  
• Caulerpa taxifolia y C. racemosa (algas verdes) en el Mediterráneo
• Rugulopteryx okamurae (alga parda) en la zona del estrecho de Gibraltar desde 2006, muy agresiva
  
• Los fósiles más antiguos:
• Presuntas algas eucariotas unicelulares hace 1.500 mill. de años
• Algas macroscópicas marinas hace 600 mill. de años
• Las algas producen aproximadamente 2/3 de la materia orgánica de la Biosfera: 70-150 x 10⁹ TM
• ¿Por qué hay más especies de hongos (unas 100.000) que de algas, si el número de clases de ambos grupos es parecido?

• Pared celular (PC) ± rígida de celulosa + pectina, a veces con silicatos, carbonatos o ficocoloides
• Dotación flagelar
• Dos tipos básicos de flagelos:
• lisos (acronemáticos)
• barbulados (pleuronemáticos, con mastigonemas)
• Si son dos puden ser:
• iguales en forma y longitud (isocontos)
• desiguales al menos en la forma (heterocontos)
• Posición apical (acroconto) o lateral (pleuroconto)
• Si son numerosos y forman una corona subapical: estefanocontos

• Plastos. Difieren por su ultraestructura:
• Nº de membranas externas
• 2 en Rodofitas y Clorofitas
• 3 en Euglenofitas y Dinofitas
• 4 en Criptofitas, Crisofitas y Feofitas
• Disposición de los tilacoides
• x 1 en Rodofitas (= que en Cianofitas)
• x 1-2 en Criptofitas
• x 1-3 en Dinofitas
• x 3 en Euglenofitas, Crisofitas y Feofitas
• x 2-6 en Clorofitas (+ parecido a las plantas)
• Pirenoide: región proteica asociada a la síntesis de polisacáridos; varía en posición y presencia o no de polisacárido asociado
• División celular. Dos mecanismos básicos:
• Eleuterosquisis: formación de la PC ex novo. Se da en protofitas y en la formación de células reproductoras de talofitas.
  

• Desmosquisis: formación de una lámina media entre las células hijas (por invaginación de las paredes laterales de la madre o por acumulación de vesículas del aparato de Golgi en el centro). Se da en algunas protofitas y en el crecimiento de las talofitas.

• Otros orgánulos más específicos se tratan en los temas de sistemática

• Nutrición.- En general son organismos autótrofos fotosintéticos, pero...
• Muchas algas son auxótrofas: requieren la presencia en el medio de una o más sustancia que no pueden sintetizar (vitaminas), por ej. la tiamina o la cobalamina en el caso de las Diatomeas
• Otras presentan mixotrofia: combinación de autotrofia y heterotrofia según las condiciones ambientales. Ej. Euglenofitas, Criptofitas y Dinofitas
• Otras son estrictamente heterótrofas, con plastos reducidos o sin ellos, y viven como saprófitos, parásitos o simbiontes.
• La luz es importante en cantidad y calidad
• La cantidad de radiación luminosa disminuye con la profundidad:
• A 10 m => 5-30% de la luz incidente en superficie
• A 20 m => 0,3-5% (datos de aguas marinas costeras)
• La composición cromática varía con la profundidad debido a la absorción diferencial por el agua:
• A 10 m desaparece la radiación > 650 nm (rojo)
• A 25 m sólo llega radiación < 600 nm (azul y verde)
• A 75 m sólo queda el color azul
• El espectro de acción (1) de las algas difiere según su dotación de pigmentos

• Las algas verdes y pardas absorben más luz en el rojo y el azul
• Las algas rojas en el amarillo y el verde, y pueden modificar la proporción de ficobilinas para adaptarse a la calidad de la luz
• Los minerales disueltos en el agua condicionan el desarrollo de las algas
• N: la mayoría aprovechan NO₃⁼, algunas necesitan NH₄⁺
• P: factor limitante en ecosistemas acuáticos
• En forma de metafosfatos: HPO₄⁼ y H₂PO₄^-
• Precipita con la materia orgánica y se pierde en el fondo =>
• Aguas profundas ricas, aguas superficiales pobres, salvo en la costa
• Gases:
• CO₂ tamponado por el sistema carbonato-bicarbonato:

• O₂ Fuertes oscilaciones según balance fotosíntesis-respiración. Punto de compensación: profundidad en la que
• O₂ consumido = O₂ producido

• Las algas son organismos esencialmente acuáticos y poiquilohídricos, por tanto ocupan principalmente hábitats acuáticos (marinos o continentales).
• No obstante, muchas son capaces de vivir en ambientes subaéreos: corteza, rocas, suelos desnudos, sobre animales (pelo del perezoso, monturas de gafas), o incluso suspendidas en el aire.
• El siguiente esquema trata de dar una ideal general sobre el tipo de algas que podemos encontremos en distintos ambientes. Los tres tamaños de letra indican su importancia relativa.