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PRÁCTICO ALGAS Las algas son organismos eucariontes provistos de pigmentos para efectuar fotosíntesis. Su organización va desde estructuras unicelulares, coloniales, microscópicas hasta especies multicelulares, macroscópicas y de varios metros de longitud. La reproducción puede ser sexuada (gametos) o asexuada (esporas). Pueden tener propagación vegetativa mediante propágulos o trozos de algas que al caer en ambientes apropiados desarrollan posteriormente el alga completa (Alveal, 1990). Las algas están formadas sobre la base de células que son sus unidades estructurales y funcionales. Las algas incluyen desde formas unicelulares y coloniales como las Bacillariophyceae y Dinophyta hasta individuos con una clara organización de tejidos como se encuentran en algunas Chlorophyta, Phaeophyta y en Rhodophyta (Alveal, 1990). BACILLARIOPHYCEAE Las Bacillariophyceae o Diatomeas son organismos unicelulares, a veces, formando agrupaciones de formas diversas (Ej. filamentos o cadenas), que se encuentran en prácticamente todos los hábitats acuáticos. Se encuentran tanto en el plancton como bentos, formando en este último caso cubiertas de color café verdoso. La principal característica del grupo es la presencia de una pared celular compuesta de silice, denominada frústulo. El frústulo está compuesto por dos mitades casi iguales; la más pequeña encaja en la más grande como una placa Petri. La mitad superior o valva superior se denomina epiteca y la valva inferior que es de menor tamaño se denomina hipoteca. El área de superposición entre las valvas se denomina cíngulo. El material silíceo del frústulo puede depositarse en mayor o menor grado dando origen a diferentes tipos de ornamentación tales como poros, lóculos, costillas y costas. Los poros y lóculos en disponerse en hileras formando estrías. El cloroplasto (uno ó más) contiene clorofila A y E. La flucoxantina es el principal pigmento accesorio y le confiere a la célula un color café dorado. El producto de reserva es crisolaminarina y es almacenado en vesículas dispersas en el protoplasma. Según su simetría valvar, las diatomeas han sido clasificadas en dos grandes grupos: Céntricas y Penadas (Figs. 3 y 4). En la mayoría de las penadas existe un canal central o rafe en el frústulo. Sólo las diatomeas con rafe, son capaces de moverse. Las Diatomeas se organismos diploides y se reproducen asexualmente por simple división celular y por reproducción sexual (cigota de resistencia o auxospora). Esta última puede ser isogama (Penadas) u oógama (céntricas). Son los principales constituyentes del fitoplancton marino y, en menor grado del dulceacuicola Las céntricas son más comunes de encontrar en ambientes marinos y salobres, mientras que las Penadas son comunes en ambientes dulceacuícolas (González, 2002). Características claves:    

Ausencia de células vegetativas móviles. Formas unicelulares o formando agrupaciones celulares cadenas. Color café dorado Presencia de un frústulo silíceo compuesto de valvas.

 

Simetría celular radial o bilateral. Movimiento solo en penadas con rafe.

Fig 3. Diatomeas más comunes (Alveal, 1990)

Fig 4. Diatomeas más comunes (Alveal, 1990)

DINOPHYTA Los Dinoflagelados o Dinophyta, es un grupo de organismos unicelulares flagelados extremadamente complejo y diverso. También existen estados filamentosos palmeloides y ameboides. Alrededor de la mitad de las especies son fotoautotróficas, el resto es heterétrofo En aquellos unicelulares, la célula está separada en dos partes: un epicono o epiteca (con placas de celulosa) y un hipocono o hipoteca separados en su parte media (ecuatorial) por una hendidura denominada cingulum. Cuando hay placas de celulosa (epiteca, hipoteca), estas pueden estar ornamentadas con poros, depresiones, espinas, etc. Además existe una hendidura en el hipocono (o hipoteca), el surcus. Los flagelos emergen donde el cingulum hace contacto con el sulcus. El flagelo longitudinal se proyecta hacia la parte posterior de la

célula y es liso, mientras que el flagelo transversal es acintado y complejo y se encuentra muy próximo al cingulum (González, 2002). Los dinoflagelados al igual que las díatomeas pueden presentar modificaciones morfológicas a modo de espinas, cuenos y alas que les ayudarían en la flotación y protegen contra herbívoros. Los representantes fotosintéticos poseen clorofila A y C con peridina y neoperidina como los principales pigmentos carotenoideos. El producto de reserva es almidón. Los dinoflagelados son los más rápidos "nadadores" entre las algas, Se movilizan a aguas más profundas ricas en nutrientes durante la noche y vuelven la superficie durante el día (migraciones verticales diurnas). El hecho de que numerosos dinoflagelados sean no fotosintéticos y que muestren una gran variedad de tipos de cloroplastos sugiere que este grupo fue originalmente heterotrófico, y que adquirieron los cloroplastos por fagocitosis de diferentes algas fotosintéticas. Los dinoflagelados también se encuentran como endosimbiontes de un amplio grupo de invertebrados. Se reproducen asexualmente por simple división celular. La reproducción sexual puede ser isógama o anisógama y se conoce solo en algunas especies (González, 2002). Características claves  Unicelulares móviles, flagelos nacen de surcos en la unión del cingulum y sulcus.  Células de color café dorado divididas en epicono (epiteca) e hipocono (hipoteca).  Células desnudas o cubiertas con placas celulósicas; a veces con espinas o cuernos.  Núcleo prominente visible al microscopio fotónico.

Fig 5. Dinoflagelados más comunes (Raven et al., 1991)

CHLOROPHYTA Las algas verdes o Chlorophyta han sido consideradas como uno de los grupos de algas más diverso. Son predominantemente dulceacuícolas (90%) aunque también habitan en el ambiente marino (10%). Son Cosmopolitas y pueden ser bentonicas o planctónicas. De su estructura celular se destaca: Cloroplasto de formas variadas (estrellado, cinta, banda, copa etc.), uno o varios por célula, con pirenoide. Tilacoides en grupos de 2-6, rodeado por una doble membrana.; Pigmentos clorofila a y b carotenos (beta caroteno y xantofilas). Estigma presente en el cloroplastos de células móviles (receptor de la luz, fototactismo); Productos de reserva: almidón. Pared celular de celulosa en fase fibrilar y polisacaridos y proteínas (compuestos glicoproteicos) en fase amorfa, también polímeros de xilosa o manosa (algunas algas marinas), en algunos casos depositación de CaCO3. Vacuolas contráctiles, presentes en representantes dulceacuícolas unicelulares y coloniales (control osmótico). Presencia de células vegetativas y reproductivas flageladas. Con relación a los niveles morfologicos se puede reconocer organismos: Unicelulares moviles (Chlamydomonas, Dunaliella); Unicelulares no móviles (Chlorococcum, Chlorella); Cenobios (Tetraspora); Consorcios de agregación (Pediastrum, Scenedesmus); Colonias (Pandorina, Eudorina, Volvox); Filamentos (Oedogonium, Spirogyra); Talos laminares (Ulva, Enteromorpha), Talos sífonoideos (Codium) Respecto a la reproducción, estas algas se reproducen asexualmente por diversos tipos de esporas aplanosporas, zoosporas, autosporas. Presentan ciclos de vida zigóticos (haplobiótico haploide) y espórico (diplobióntico) En sentido amplio las algas verdes se pueden Clasificar en tres subdivisiones: Prasinophyta, Chlorophyta (Chlorophyceae, Trebouxiophyceae Ulvophyceae) y Streptophyta (Chlorokybales, Klebsormidiales, Zygnematales Charales, Coleochaetales y Embryophyta). La mayoría de ha algas verdes pertenecen a la clase Chlorophyceae (González, 2002). Chlorophyceae Características claves  Taxa predominantemente de agua dulce.  Organismos unicelulares, consorcios de agregacion coloniales, filamentosos.  Células flageladas simetria radial, con flagelos de inserción apical (2, 4 o más flagelos).  Envoltura nuclear permanece durante el proceso mitótico.  Ciclo De vida Zigotico en su mayoría. Presencia de zigosporas. Los géneros más comunes son: Unicelulares. Chlamrydomonas, Dunaliella, Haematococcus; Consorcios de agregación: Scenedesmus, Pediastrum, Coelastrum; Coloniales Eudorina, Gonium, Pandorina, Volvox; Filamentosos Oedogonium, Stigeoclonium (González, 2002). Ulvophyceae Características claves  Taxa predominantemente marinas.  Organismos filamentosos, parenquimatosos o cenocíticos (multinucleados)  Células flageladas, simetría radial, con flagelos de inserción apical (2, 4 o más flagelos),  Envoltura nuclear permanece durante el proceso mitótico.

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Ciclo de vida espórico en su mayoría, con alternancia de generaciones. Ausencia de Zigosporas (Fig. 7)

Géneros más comunes: Ulva (Fig 7), Enteromorpha, Chaetomorpha (González, 2002). Charophyceae Características claves     

Formas predominantemente de ambientes acuáticos continentales. Unicelulares, filamentosas y parenquimatosas. Células flageladas asimétricas con flagelo de inserción subapical o lateral. Membrana nuclear se desintegra durante el proceso de la mitosis. Ciclo de vida gamético, espórico o cigótico.

Géneros o grupos más comunes: familia Desmidiaceae importante y exclusivo grupo de ficoplancteres de agua dulce; Spirogyra, Staurastrum, Closterium, Micrasterias (González, 2002).

Fig. 6. Ciclo de vida de Chlamydomonas (Raven et al., 1991)

Fig. 7. Alternancia de generaciones isomórfica en Ulva (Raven et al., 1991)

RHODOPHYTA Las algas rojas o Rhodophyta comprenden alrededor de 5.000 a 5.500 especies descritas, de las cuales cerca de un 98% son marinas. Se caracterizan porque:     

sus representantes carecen de células flageladas. poseen clorofila A y ficobiliproteinas (R-ficocianina, R-ficoeritrina y aloficocianina); color talo: café rojizo, verde (intermareal) , rosado (submareal) o azul verdoso a negro (agua dulce). Cloroplasto rodeado por una doble membrana y tilacoides se presentan como unidades aisladas. Almacenan una clase especial de producto de reserva, el almidón de las florideas. Células uninucleadas o multinucleadas.

En la mayoría de las especies la pared celular está compuesta por celulosa y otros polisacaridos. Así en representantes del orden Gracilariales (Gracilaria y Gelidium), está presente el agar y agarosa y en representes del orden Gigartinales (Mazaella, Gigartina, Iridaea) los carragenanos. Estos compuestos están formados por unidades repetidas de galactosa o de sus derivados y pueden llegar a constituir hasta el 70% del peso seco de la pared celular. Tanto el agar como los carragenanos son importantes en la industria alimentaría, farmacéutica y textil (González, 2002). Las especies unicelulares se reproducen por simple división celular. Los taxa multicelulares se reproducen asexualmente por esporas inmóviles (monosporas, bisporas, tetrasporas y carposporas, etc.) que pueden ser haploides o diploides, perpetuando de este modo la fase haploide o diploide del ciclo de vida (op. cit.). La reproducción sexual es oogama. En las algas rojas los gametos son inmóviles. Los gametos masculinos se denominan espermacios, y son llevados pasivamente por corrientes de agua al órgano femenino denominado carpogonio, que contiene una sola oocélula. En el carpogonio fertilizado, se suceden una serie de divisiones celulares y migraciones nucleares que llevan a la formación de filamentos en cuya parte distal se diferencian los carposporangios. Este conjunto de células diploides se denomina carposporofito (Fig. 8). Este último, en conjunto con el tejido gametofitico que lo rodea constituye el cistocarpo. El ciclo de vida de la mayoría de los representantes es espórico y trifásico, consecuencia de una generación adicional carposporofito resultante de la división mitótica de la cigota. Se puede señalar en algunas especies una fase anexa llamada conchocelis que produce las conchosporas (Fig. 9). Las algas rojas se encuentran preferentemente en la zona intermareal y submareal del ambiente marino. Aunque la diversidad es mayor en agua cálidas (tropicales) y subtropicales, los talos de mayor tamaño se presentan en aguas temperadas. Las escasas formas de agua dulce se encuentran en ríos y vertientes (op. cit.).

Fig. 8. Ciclo de vida de Polysiphonia (Raven et al., 1991).

Fig. 9. Ciclo de vida de Porphyra (Díaz, 2007).

PHAEOPHYCEAE

Esta clase incluye cerca de 1.500 especies casi exclusivas de ambiente marino; sólo unos pocos géneros son de agua dulce. La mayoría coloniza las regiones intermareales y submareales de aguas frías, donde pueden llegar a formar "bosques submarinos" (Ej. bosques de Macrocystis pyrifera cuyos talos pueden llegar a medir 60 y hasta 80 metros de longitud). Se conocen especies anuales y perennes (González, 2002). Este grupo de algas se caracteriza porque:        

No existen organismos unicelulares, la morfología más sencilla es el filamento. Presentan células flageladas sólo a nivel de estructuras reproductivas. La complejidad morfológica va desde talos filamentosos ramificados (Ectocarpus), seudoparenquimáticos (Desmarestia), a parenquimáticos (Lessonia, Macrocystis, Durvillaea). Poseen clorofila A y E. Pigmentos accesorios como la fucoxantina, que le da a los talos un color pardo dorado. Almacenan laminarina como producto de reserva; Cloroplasto rodeado por una cuatro membranas y tilacoides se presentan en grupos de a 3. Células preferentemente uninucleadas. En la mayoría de las especies la pared celular está compuesta por celulosa y otros polisacaridos como ácido algínico, alginatos y fucoidina. Ácido algínico: ác. D-manurónico y L-gulurónico, puede constituir hasta el 50% de peso seco del alga. Alginatos (sales de ác. algínico): tienen un rol estructural y de intercambio de iones así como retardador de la desecación. Tienen propiedades emulsificantes y estabilizantes.

Alrededor de 25.000 toneladas de alginatos son extraídos por año en el mundo. Los principales productores son Escocia, Noruega, China y USA (op. cit.). Cuando el talo de un alga parda es parenquimático, generalmente hay una diferenciación morfológica (rizoide, cauloide y filoide) y anatómica (meristodermo, corteza, medula y células especializadas para la conducción) (op. cit.). Las algas pardas se reproducen asexualmente por esporas (mitosporas) y la reproducción sexual puede ser isógama, anisógama y oogama. Presentan ciclos de vida espórico (Macrocystis y Lessonia) (Fig. 10) y gamético (Durvillaea) (Fig. 11).

Fig. 10. Ciclo de vida espórico (Macrocystis y Lessonia) (Raven et al., 1991)

Fig. 11. Ciclo de vida gamético (Durvillaea y Fucus ) (Raven et al., 1991).

ACTIVIDADES

ACTIVIDAD Nº1.- Observación gota de agua de charco. Observe al microscopio una muestra de agua de charco. Identifique las microalgas presentes. Esquematice, rotule y comente. ACTIVIDAD Nº2.- Análisis de Clorofitas recolectadas en Caleta Cocholgue. Observe los ejemplares de algas verdes recolectados. Observe el talo (fronda) y la zona de fijación al sustrato. Observe y dibuje las células y distinga cloroplasto y pirenoide. Realice un corte transversal del talo y observe si es monoestromático o biestromático. ACTIVIDAD Nº3.- Análisis de Rodofitas recolectadas en Caleta Cocholgue. Analice las algas rojas llevadas al laboratorio poniendo atención en forma del talo y el tipo de fijación al sustrato. Haga un corte transversal del talo con ayuda de un bisturí. Reconozca si se trata de un talo monostromático o biestromático. Distinga forma y número de cloroplastos por célula. Compruebe si el estado del talo es vegetativo o reproductivo. Esto se reconoce por el color más rojizo y/o amarillento que presenta el área marginal de la fronda. Si estuviera reproductivo, observe y dibuje carpogonios, espermatangios y carposporangios. Esquematice, rotule y comente. ACTIVIDAD Nº4.- Análisis de Feofitas recolectadas en Caleta Cocholgue. Examine los ejemplares de algas pardas. Diferencie el talo y la parte basal de adherencia al sustrato denominado grampón, el cual puede ser macizo o presentar ramificaciones denominadas hapterios. Reconozca los estipes o cauloide y las láminas o filoides. BIBLIOGRAFIA ALVEAL, K (ed.). 1990. Primer Seminario Latinoamericano de Capacitación Pesquera: Algas marinas. Laboratorio de Algas, Universidad de Concepción, Chile. 153 pp. GONZÁLEZ, M. 2002. Guía de actividades prácticas, Curso Biología Vegetal I (243.207). Departamento de Botánica, Fac. Cs. Naturales y Oceanográficas, Universidad de Concepción, Concepción, Chile.

RAVEN, P. EVERT, R & S. EICHHORN. 1991. Biología de las Plantas. Tomo I. Cuarta edición, Editorial Reverté, Barcelona, España. 369 pp. DÍAZ, T. 2007. Ciclo de vida de Porphyra Ciclos biológicos de vegetales. Departamento de Biología de Organismos y Sistemas, Univesidad de Oviedo, Oviedo España. http://www.uniovi.es/bos/Asignaturas/Botanica/Imagenes/Porphyra%20umbilicalis %20(Bangioficidea,%20Rodof%EDceas).JPG...