BOTANICA SISTEMATICA
Lezione 4 IV – Le Alghe
Alessandro Petraglia
Tipo di organizzazione
autotrofi
Alghe procariote
Myxomycota
Oomycota
Acrasiomycota
Funghi mucillaginosi
Eucarioti
Eumycota
Glaucophyta
Rhodophyta
Chlorophyta
Euglenophyta
Dinophyta
Cryptophyta
Chlorarachniophyta
Haptophyta
Heterokontophyta
Bryophyta
Pteridohyta
Spermatophyta
eterotrofi e
simbiontici
Eucarya
Cyanobacteria
Prochlorophyta
eterotrofi
Archaea
Bacteria
autotrofi, in parte
eterotrofi secondari
Procarioti
Taxon
Funghi chitinosi
Licheni
Alghe eucariotiche
Embriofite
Cormofite
Piante verdi terrestri
Sistematica
CRYPTOPHYTA
I rappresentanti di questa divisione
(circa 120 specie suddivise in 12 generi)
sono organismi flagellati (marini e
d’acqua dolce) con livello di
organizzazione monadale salvo poche
eccezioni (capsale e tricale)
Chilomonas
Cryptomonas
Le cellule asimmetriche flagellate che caratterizzano
la maggior parte delle specie sono prive di parete
cellulare e possiedono solo una PELLICOLA costituita
da PLACCHE PROTEICHE RETTANGOLARI o POLIGONALI
Cryptophyta
All’estremità anteriore si trovano 2 flagelli
di lunghezza poco diversa, con ciglia
disposte in due serie sul flagello più lungo
e in un’unica serie sul più corto
I flagelli sono per lo più orientati in avanti,
ma raramente decorrono lungo il corpo e
sono rivolti all’indietro. Essi si originano da
due punti molto vicini tra loro situati al di
sopra di una profonda cripta rivestita da
EIECTOSOMI
Cryptophyta
I cloroplasti presentano una colorazione
variabile tra il blu, il verde e, talvolta, il
rosso. Le ficobiline NON sono contenute in
FICOBILISOMI, ma riempiono tutta la cavità
tilacoidale. I tilacoidi sono semplicemente
appaiati (leggermente più evoluti che nelle
Rhodophyta?)
Clorofille a e c
a- e b-carotene
Diatoxantina
Ficobiline
La principale sostanza di riserva è l’AMIDO che viene depositato nel PIRENOIDE
La riproduzione asessuata avviene tramite scissione longitudinale
La riproduzione sessuale NON è nota
Cryptophyta
L’interpretazione dei cloroplasti come organuli appartenenti ad eucarioti
endosimbionti fortemente ridotti, provenienti dalla linea delle Rhodophyta, è
confermata dalla presenza di nuclei cellulari residui, detti NUCLEOMORFI
Cryptophyta
CHLORARACHNIOPHYTA
Si tratta di una divisione molto piccola, comprendente due generi ciascuno
con un’unica specie, ma è molto significativa in quanto i plastidi sono
circondati da 4 membrane e, come nelle criptofite, racchiudono un
NUCLEOMORFO che può venire interpretato come il residuo nucleare di un
endosimbionte fotoautotrofo eucariotico
Il NUCLEOMORFO fu scoperto nel 1984
Le specie di questa divisione vivono in
associazione con le alghe marine sifonali dei
mari caldi
Chlorarachniophyta
I cloroplasti, verdi e voluminosi, contengono
tilacoidi impilati in grana. Il numero di
tilacoidi varia tra 2 e 6.
Clorofille a e b
a- e b-carotene
Chlorarachniophyta
RHODOPHYTA
Le Rhodophyta sono alghe di colore da rosso vivo fino
a violetto, rosso-porpora, rosso-bruno, raramente
anche verde-blu o verde-oliva
Mancano forme o stadi flagellati ed organismi unicellulari
esistono solo nelle Bangiophycidae, un gruppo relativamente
isolato dal punto di vista filogenetico
Delesseria sanguinea
I talli di queste alghe sono prevalentemente tricali o
pseudoparenchimatici
Plocamium
Mikamiella ruprechtiana
Delesseria
Rhodophyta
I cloroplasti sono circondati da 2 membrane
non collegate con il reticolo endoplasmatico.
I tilacoidi non sono riuniti in gruppi o pile, ma
sono distanziati a distanze regolari come nei
Cianobacteria o nelle Glaucophyta. Una
lamella tilacoidale circonda il cromatoforo e
le altre lamelle
Clorofille a e d
b-carotene
Luteina e Zeaxantina
Ficobiline doppia membrana
cloroplasto
Il colore delle alghe rosse è determinato dalla
presenza delle ficobiline, in particolare dalla
ficoeritrina, pigmento rosso fortemente
fluorescente, che si trova nei ficobilisomi
lamella
tilacoidale
periferica
Tilacoidi isolati
Come sostanze di riserva viene accumulato soprattutto AMIDO DELLE FLORIDEE
in forma di granuli rotondi, insolubili e spesso stratificati, che con lo iodio si
colorano di rosso. Questi granuli non vengono formati nel cloroplasto, come per
l’amido delle alghe verdi, ma sulla loro superficie o nel citoplasma. Sono
presenti anche altre sostanze specifiche delle alghe rosse: il FLORIDOSIDE
(composto di galattosio e glicerina) e goccioline d’olio
Rhodophyta
Caratteristica delle alghe rosse è un’alternanza di generazione a tre tappe durante la
quale al gametofito aploide segue un carposporofito diploide e quindi un’ulteriore
generazione sporofitici (solitamente un TETRASPOROFITO)
Il gametofito è una pianta aploide indipendente sulla quale si forma il gametangio ♀, detto
CARPOGONIO, che in molte alghe rosse termina in un TRICOGINO, un lungo organo di fecondazione
relativamente sottile
gametangi ♀ = carpogoni
In altre parti del gametofito o su altri
individui della generazione
gametofitica si formano, all’interno
di gametocisti, i germi maschili NON
FLAGELLATI detti SPERMAZI
spermatangi ♂
gametofito n
Gli spermazi vengono
trasportati dall’acqua fintanto
che non raggiungono il
TRICOGINO. A questo punto il
nucleo dello spermazio entra e
raggiunge la cellula
riproduttiva femminile. Si
tratta di GAMETOGAMETANGIOGAMIA ISOGAMA
o OOGAMIA, sebbene la
cellula uovo non sia molto
distinta dallo spermazio
differenzia organo
di fecondazione
tricogino
gameti n
spermazi
planctonici
4 tetrameiospore n
fecondano
ovocellula
carposporofito
2n
meiosi
cellule madre
delle spore
tetrasporofito 2n
carpospore
mitospore
Rhodophyta
gametangi ♀ = carpogoni
spermatangi ♂
gametofito n
differenzia organo
di fecondazione
tricogino
gameti n
spermazi
planctonici
4 tetrameiospore n
fecondano
ovocellula
carposporofito
2n
meiosi
cellule madre
delle spore
tetrasporofito 2n
carpospore
mitospore
Dall’ovocellula fecondata si origina il CARPOSPOROFITO in forma di filamenti cellulari diploidi che
fuoriescono dal carpogonio, ma che nello stesso tempo rimangono in collegamento con il gametofito
aploide
Il CARPOSPOROFITO dopo divisioni nucleari esclusivamente mitotiche produce CARPOSPORE diploidi
che sono quindi delle mitospore
Rhodophyta
gametangi ♀ = carpogoni
spermatangi ♂
gametofito n
Nella gran parte delle alghe
rosse dal CARPOSPOROFITO si
origina una pianta simile al
gametofito che però è
DIPLOIDE sulla quale, da ogni
cellula madre delle spore, si
formano per meiosi 4
TETRAMEIOSPORE aploidi.
Questa generazione viene
denominata TETRASPOROFITO
differenzia organo
di fecondazione
tricogino
gameti n
spermazi
planctonici
4 tetrameiospore n
fecondano
ovocellula
carposporofito
2n
meiosi
cellule madre
delle spore
tetrasporofito 2n
carpospore
mitospore
Dal CARPOSPOROFITO al TETRASPOROFITO (senza cambio di fase nucleare) ha luogo il passaggio
dalla 2a alla 3a generazione del ciclo vitale
Rhodophyta
Rhodophyta
Rhodophyceae
Bangiophycidae
Si tratta di alghe con struttura molto
semplice unicellulare, filamentosa o
fogliosa. Nella maggior parte dei casi
mancano sinapsi tra le cellule. I
cromatofori sono a forma di stella e
possiedono un pirenoide
Porphyridales
Bangiales
Florideophycidae
Nemalionales
Ceramiales
Cryptonemiales
Gigartinales
Rhodymeniales
Si tratta di alghe con struttura del tallo
complessa derivata dall’unione di molti
filamenti ramificati con crescita apicale.
Non vi sono rappresentanti unicellulari.
Anche i rappresentanti più sviluppati,
tuttavia, sono plectenchimatici e mai
parenchimatici. Le cellule sono collegate
tra di loro da PIT-CONNECTIONS
Rhodophyta
Porphyridales
In questo ordine sono raccolte forme unicellulari che in parte costituiscono
colonie
La riproduzione sessuata è sconosciuta
Porphyridium
Rhodophyta
Bangiales
L’ordine comprende forme filamentose
o fogliose
Bangia
Bangia
Porphyra
Porphyra
Rhodophyta
Nemalionales
Nemalion helminthoides
Lo sviluppo diverge dal tipo normale poiché
al posto di un TETRASPOROFITO nel ciclo è
inserito uno sporofito a “Chantransia”
simile ad un germinello. Esso non produce
spore, ma tramite meiosi forma
direttamente il gametofito
Batrachospermum
Bonnemaisonia hamifera
Rhodophyta
Ciclo vitale di Nemalion - aplobionte a tre generazioni
tricogino
gametofiti n
carposporofito 2n
il carposporofito rimane
in continuità con il
gametofito
sporofito a Chantransia
Direttamente dallo sporofito
alcune cellule vanno
incontro a meiosi
e si sviluppano poi nei
gametofiti
Rhodophyta
Ceramiales
Il ciclo vitale corrisponde allo schema base
descritto in precedenza
Ptilota filicina
La struttura del tallo è a filamento
centrale ed è costituito da filamenti
cellulari riccamente ramificati
Rhodophyta
All’interno di questo gruppo sono presenti CELLULE
AUSILIARIE che sono probabilmente importanti dal
punto di vista fisiologico-nutrizionale
Queste sono cellule del gametofito ricche di plasma
situate accanto al carpogonio. Esse prelevano il
nucleo zigotico dal carpogonio, lo moltiplicano
tramite divisioni mitotiche e, successivamente,
proseguono la formazione del carposporofito.
Filamenti di connessione cha partono da un
carpogonio possono raggiungere molte cellule
ausiliarie. Di conseguenza è possibile che sullo
stesso gametofito possano crescere numerosi
carposporofiti
Rhodophyta
Rhodophyta
Ciclo vitale di Polysiphonia - diplobionte a tre generazioni
sviluppo del carpogonio
gametofiti n
i carpogoni hanno alla loro
base una cellula di supporto
e un’estroflessione
(tricogino), destinata al
contatto con gli spermazi
sviluppo dello spermatogonio
tetraspore n
gonimoblasto
carposporangio
spermatogoni
carpospore 2n
fase parassita
carposporofito 2n
Rhodophyta
Si conoscono circa 4000 specie (suddivise
in circa 500 generi diversi)
appartenenti alle alghe rosse
Queste alghe vivono prevalentemente nella
zona litorale dei mari, in particolare di quelli
più caldi, a prescindere da poche eccezioni
(Batrachospermum o Lemanea) che sono
d’acqua dolce
Rhodophyta
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
Alcune sono epifite su alghe di dimensioni
maggiori e, in alcuni casi, screscono in modo
strettamente specifico solo su un genere di
pianta ospite (Polysiphonia su Ascophyllum)
La famiglia delle Corallinaceae (ordine delle
Cryptonemiales) comprende alghe sulle cui
pareti si incrostano cristalli di calcite
(formazione di scogliere coralline)
Corallina vancouveriensis
Rhodophyta