ALGHEProtisti Fotosintetici

INTRODUZIONE

• Alghe: Gruppo di organismi eucarioti, unicellulari e pluricellulari, capaci di compiere la fotosintesi e caratterizzati da un'organizzazione strutturale molto primitiva. Le alghe unicellulari sono diffuse nei mari e nelle acque dolci, sia stagnanti che correnti, e costituiscono una componente importante del plancton e il primo anello delle catene alimentari acquatiche; si trovano inoltre sulla terraferma, ovunque sia presente dell’umidità permanente, e nei licheni, in associazione simbiotica con particolari specie di funghi. Le alghe pluricellulari sono diffuse in tutti i mari e i corpi d’acqua dolce, nella maggior parte dei casi ancorate a un substrato; crescono abbondantemente nelle zone intertidali e subtidali fino a profondità superiori a 250 m, a seconda della penetrazione della luce. La branca della biologia dedicata allo studio delle alghe prende il nome di ficologia o algologia.

CARATTERISTICHE

• Le alghe sono organismi

strutturalmente molto semplici, che nel corso della storia evolutiva non hanno subito grandi cambiamenti, probabilmente perché non stimolate in questo senso dall’ambiente acquatico,

notoriamente più stabile e accogliente di quello terrestre. Per questo, le forme pluricellulari non hanno tessuti e organi differenziati come le piante

superiori, ma un corpo vegetativo funzionalmente uniforme, detto tallo, talvolta costituito da parti morfologicamente diverse, rispettivamente simili a radici (rizoidi)

a fusti (cauloidi) o a foglie (filloidi).

Le alghe sono organismi estremamente adattabili,

presenti in qualunque habitat purché umido e soleggiato.

Si trovano nelle acque dolci di stagni, laghi e ruscelli, o su

terreni e tronchi umidi, così come in ambienti inidonei

per qualunque altra specie vivente, quali le distese di neve

e di ghiaccio dell'Antartide o le acque caldissime delle

sorgenti geotermiche

CLASSIFICAZIONE

La classificazione delle alghe è controversa. Secondo alcuni, alghe unicellulari e pluricellulari andrebbero considerate unitariamente e classificate in un unico gruppo tassonomico; secondo altri, invece, andrebbero suddivise tra gruppi diversi. In particolare, il sistema di classificazione tradizionale a cinque regni include i gruppi esclusivamente unicellulari nel regno dei protisti, a cui appartengono tutti gli organismi unicellulari eucarioti, e i tre grandi gruppi di alghe pluricellulari (comprendenti anche alcune specie unicellulari) nel regno delle piante, insieme quindi agli organismi fotosintetici superiori. Gli organismi fotosintetici procarioti, un tempo denominati alghe azzurre, sono oggi più correttamente chiamati cianobatteri e classificati a parte, nel regno dei procarioti (o monere).

La più recente classificazione di Margulis e Schwartz riunisce tutte le alghe, unicellulari e pluricellulari, in un unico regno, quello dei prototisti, organismi semplici forniti di cellule eucariotiche.

TUTTE LE ALTRE TUTTE LE ALTRE TUTTE LE ALTRE TUTTE LE ALTRE ALGHEALGHEALGHEALGHE

CianobatteriCianobatteriCianobatteriCianobatteri

EucariotiEucariotiEucariotiEucariotiProcariotiProcariotiProcariotiProcarioti

Tra i principali criteri di classificazione utilizzati in questocampo, alcuni dei più importanti sono il tipo di pigmenti fotosintetici, il composto chimico usato come sostanza di riserva, la composizione della parete cellulare, la presenza di flagelli sulle cellule mobili e la struttura di componenti endocellulari quali il nucleo, il cloroplasto, il pirenoide (area del cloroplasto implicata nella sintesi dell'amido) e la macchia oculare o stigma (organulo costituito da lipidi del tipo dei carotenoidi). Tra le alghe unicellulari, tali criteri permettono di distinguere tre phyla (o divisioni): dei dinoflagellati (pirrofite), delle diatomee (crisofite) e delle euglenoficee (euglenofite). Tra le alghe pluricellulari, si distinguono altri tre grandi phyla: delle alghe rosse o rodofite, delle alghe brune o feofite e delle alghe verdi o clorofite.

CLASSIFICAZIONE

OscillatoriaOscillatoriaOscillatoriaOscillatoria sp.sp.sp.sp.Filamenti non ramificati Filamenti non ramificati Filamenti non ramificati Filamenti non ramificati caratterizzati da cellule caratterizzati da cellule caratterizzati da cellule caratterizzati da cellule

appiattiteappiattiteappiattiteappiattite

. Anabaena sp.Filamenti con Filamenti con Filamenti con Filamenti con eterocistieterocistieterocistieterocisti

e,e,e,e,ben visibile, un ben visibile, un ben visibile, un ben visibile, un acineteacineteacineteacinete

GloeotrichiaGloeotrichiaGloeotrichiaGloeotrichia sp.sp.sp.sp.Filamenti, avvolti da una guaina gelatinosaFilamenti, avvolti da una guaina gelatinosaFilamenti, avvolti da una guaina gelatinosaFilamenti, avvolti da una guaina gelatinosa

Alghe procariotiche

PlanctonicheBentonicheSimbionticheAzotofissatoriFonte di nutrimento

•Cellule anucleate•Unicellulari, coloniali, filamentosi, spesso avvolti da una guaina gelatinosa•Clorofilla a + ficobiliproteine•Tilacoidi sparsi•Prodotto di riserva: glicogeno

Anabaena flos aquae

Oscillatoria

Lyngbia

Spirulina

Responsabili di inqunamento (blooms da tossine)

I bloom algali: quando le microalghe diventano una calamitàQuando nei corpi d’acqua, luce e temperatura sono adeguate ed i nutrienti, specialmente azoto e fosforo non limitanti, le microalghe possono crescere fino a raggiungere concentrazioni di centinaia di milioni di cellule per millilitro: si hanno le “fioriture” o “bloom”, fenomeni che raramente presentano carattere positivo.

Microcystis aeruginosa

DIATOMEE

Diatomee: Organismi unicellulari marini. La loro caratteristica principale è quella di essere protette da un guscio di silicati che, dopo la morte della cellula, si conserva e si deposita sui fondali. Insieme alle alghe unicellulari costituiscono il fitoplancton, base della catena alimentare degli organismi acquatici.

EUGLENA

L'euglena è un organismo unicellulare dotato di cloroplasti per la fotosintesi e di un flagello per la locomozione. Una macchia oculare

capace di percepire la luce le

permette di orientarsi nel suo habitat individuando le fonti

luminose. Può avere dimensioni comprese tra i 50 e i 100

micrometri. All’esame microscopico

si può distinguere nella cellula la presenza di una sorta di capsula di

rivestimento, detta lorica, che sostituisce la parete cellulare tipica

delle cellule vegetali. I numerosi

cloroplasti permettono a questo protista autotrofo di effettuare una

intensa attività fotosintetica. Le alghe di questo genere si trovano

preferibilmente nelle acque dolci o

salmastre; possono resistere anche alla presenza di agenti inquinanti.

Questa fotografia mostra quanto facilmente l'euglena possa alterare la sua forma a contatto con un ostacolo.

Questa è una fase di sviluppo dove

l'euglena si arrotonda in una sfera e scarta il suo flagello. Rimarrà in questa fase fino a che l’ambiente

non diventerà favorevole.

Fotografia di un’euglena all’inizio della

scissione binaria.

Alghe Verdi Sebbene diffuse

in diversi tipi di habitat, nelle acque dolci o salate, nei suoli umidi, tra le nevi o i ghiacciai, la maggior parte

delle alghe verdi si trova principalmente in acque dolci.

Questo tipo di alghe appartiene al phylum Chlorophyta, costituito da

circa 7000 specie diverse di organismi unicellulari, amorfi o

filamentosi, caratterizzati dagli stessi pigmenti propri delle piante

superiori.

Closterium erembergii

Scenedesmus quadricauda, clorofita della classe delle cloroficee,

deve il suo nome alla caratteristica forma delle colonie di quest'alga. Quattro cellule sono disposte in fila e le due più esterne possiedono ciascuna due lunghi

filamenti. Ciascuna cellula della colonia al momento della riproduzione dà luogo a quattro cellule che formeranno una colonia indipendente. Queste cellule sono

dette autospore e derivano, all'interno della cellula madre, da processi di mitosi, per cui ottengono lo stesso patrimonio genetico della cellula originaria. Scenedesmus viene impiegata in molti laboratori per ricerche sull'inquinamento

e l'individuazione di sostanze tossiche in corpi d'acqua. Questi organismi fotosintetici possono comportarsi anche da chemioautotrofi.

Rhodophyta

Rhodophyta: alghe di colore da rosso vivo fino a violetto, rosso-porpora, rosso-bruno, raramente anche verde-blu o verde-oliva

In genere filamentose o fogliose, mancano forme o stadi flagellati ed organismi unicellulari esistono solo nelle Bangiophycidae, un gruppo relativamente isolato dal punto di vista filogenetico

Mikamiella ruprechtianaPlocamiumDelesseria

Il colore delle alghe rosse è determinato dalla presenza delle ficobiline, in particolare dalla ficoeritrina, pigmento rosso fortemente fluorescente, che si trova nei ficobilisomi

Le alghe rosse colonizzano spesso le regioni marine più profonde (fino a 180 m di profondità) dove possono vivere sfruttando in modo ottimale la luce a breve lunghezza d’onda grazie ai loro pigmenti antenna (Ficobiline)

Le alghe rosse sono organismi bentonici sempre saldamente attaccati, per lo più alla roccia, tramite filamenti o dischi di adesione

La famiglia delle Corallinaceae (ordine delle Cryptonemiales) comprende alghe sulle cui pareti si incrostano cristalli di calcite (formazione di scogliere coralline)

Corallina vancouveriensis

Alghe Brune Le zone

costiere soggette al flusso e riflusso delle maree

sono abitate da diverse specie di alghe. La

maggior parte di esse sono commestibili e da alcune si estraggono

sostanze impiegate nella produzione industriale.

Dalle alghe brune, ad esempio, si estrae l'acido alginico, che entra nella

composizione di materiali plastici e gomme

alimentari.

•Le alghe come risorsa

ALGINATI

•Costituenti della parete cellulare delle alghe brune (Phaeophyta)•Catene di eteropolisaccaridi formate da acido D-mannuronicoe L-guluronico•Laminaria e Fucus forniscono la maggiore quantità di alginati•Scozia, Norvegia e Usa tra i principali produttori

Laminaria

Applicazioni industriali degli alginati

Emulsionanti per salse e stabilizzatori per gelatiAgenti indurenti per le stampe su tessutiConferiscono consistenza alle maschere facciali

CiboTessutiCosmetici

•Agar,nome generico dei polisaccaridi estratti da alcune alghe rosse, formato da unità alternate di• agarosio e agaropectina ( D- e L- galactopyranose).•Il nome deriva dalla parola malesiana “agar-agar", che letteralmente significa seaweed.•Come agente gellificante, è noto in Giappone dal 17° secolo; le alghe raccolte venivano dapprima bollite e •successivamente, congelate; durante lo scongelamento,le impurità venivano allontanate dal materiale•Trova il suo più ampio uso come substrato per colture microbiologiche. •Attualmente troviamo l’agar in forma altamente purificata, come l’agarosio, la cui natura non ionica lo rendeadatto a molte applicazioni di laboratorio•Ampiamente usato anche nell’industria alimentare per gelati e prodotti dolciari•La migliore qualità di agar è estratta dai generiPterocladia and Gelidium, raccolte a mano dalle popolazionidella Spagna, Portogallo, Marocco, Azzorre, California, Mexico, New Zealand, South Africa, India, Chilee Japan.

Agars

Gracilaria

Haematococcus pluvialis

Astaxantina (Astacarox ®)Antiossidante di ultima generazione, è un carotenoide derivato da un'alga marina: Haematococcus pluvialis ed ha un'attività antiossidante 10 volte superioreal beta-carotene e 1000 volte superiore alla vitamina E. Il prodotto ha un titolo del 3,5 % e trova impiego nella prevenzione dellemalattie cardiovascolari, in oculistica, nella cura della dispepsia ecc...

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