Le alghe eucariote. Prof.ssa Tiziana Lombardi

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1 Le alghe eucariote Prof.ssa Tiziana Lombardi

2 Regno PROTISTA (?) EucarioB Unicellulari o pluricellulari mobili oppure no Alcuni sono cenoci&ci (polinucleab); es. Paramecium Vivono per lo più in ambienb acquabci sia dolci che salab o salmastri Alcuni sono autotrofi (alghe); altri sono eterotrofi (protozoi); altri ancora sono decompositori, altri parassib

3 Protozoi ﬂagella-: possiedono da uno a molb ﬂagelli, grazie ai quali si muovono. Si trovano in questo gruppo forme a vita libera e parassite, alcune delle quali causano infezioni intesbnali come il Trichomonas, o come il Trypanosoma; questo protozoo vive in Africa centrale e passa dal corpo della mosca tse- tse al corpo dell'uomo o dei bovini, provocando la grave malapa del sonno che causa circa 5000 morb all'anno Sporozoi: non hanno organi per il movimento. Sono tup parassib di animali, di altri protozoi e dell'uomo. Sono caraserizzab dalla capacità di produrre spore. Tra quesb vi è il Plasmodium malariae, che causa la malaria trasmessa dalla femmina della zanzara Anopheles e il Toxosplasma gondii, agente della toxoplasmosi.

4 Le Alghe Con questa denominazione si fa riferimento ad un gruppo polifilebco di organismi eucariob autotrofi fotosintebzzanb importanb filogenebcamente per il loro probabile coinvolgimento nella differenziazione delle prime piante terrestri Comprendono dalle alle specie CaraSerizzano il periodo Ordoviciano (tra 500 e 400 mil di anni fa)

5 Possono essere uni- o pluricellulari, micro- o macroscopici e molto diverse morfologicamente Da forme molto semplici a forme macroscopiche e complesse Ecologicamente fondamentali in quanto responsabili approssimabvamente del 50-60% dell intera produzione fotosintebca della terra

6 Classificazione delle alghe taxa principali Euglenophyta Chrysophyta Dinoflagellata Chlorophyta Phaeophyta Rhodophyta Bacillariophyta Crytophyta

7 In ogni caso, in base alla loro organizzazione morfologica interna, sono da considerarsi il gruppo meno evoluto degli organismi vegetali eucariob si trasa infap di TALLOFITE* Tallofite = organismi ancora stresamente legab all ambiente acquabco, privi di veri tessub e di organi, nei quali al massimo si possono avere specializzazioni cellulari (Bpo apteri o idroidi delle alghe brune) A differenza dei loro successori (dalle Briofite in poi) appartenenb al Regno Plantae le alghe non presentano mai embrione Ad eccezione del gruppo delle alghe rosse e delle diatomee, esiste sempre nel ciclo vitale una fase mobile (presenza di cellule flagellate)

8 Livelli di organizzazione morfologica UNICELLULARE (più primi-va) FLAGELLATA cellule con movimento autonomo perché flagellate RIZOPODIALE cellule con movimento ameboidale per la presenza di pseudopodi COCCALE movimento per lo più passivo con parete rigida Bpo Diatomee CAPSALE (cellule senza flagello e senza parete avvolte da mucillagini le mucillagini tengono insieme diverse cellule) SIFONALE unico individuo unicellulare plurinucleato talvolta anche ramificato

9 PLURICELLULARE TRICALE più cellule riunite in filamenb SIFONOCLADALE cellule polinucleate divise da sep e disposte in filamenb PSEUDOPARENCHIMATICA cellule organizzate in pseudotessub

10 Ulva sp. Fucus vesiculosus

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12 Dal punto di vista sistemabco importante è anche la parete cosbtuita da 1. Parte fibrillare con cellulosa + mannani + xilani 2. Porzione amorfa con differenb sostanze quali agar- agar (alghe rosse) carraghenina ( ) algina- (alghe brune)

13 AGAR AGAR (sostanza gelificante) Utilizzato in microbiologia per solidificare i terreni di coltura per tali microorganismi." Usato nella preparazione di terreni di coltura per la coltivazione di piante in vitro, e in particolare per la riproduzione mediante semina delle orchidee ma anche nella preparazione dei terreni di coltura semisolidi per i batteri. " Adoperato per la preparazione dei ponti salini caratteristici delle celle elettrolitiche. " Nell'industria farmaceutica e dolciaria è usato come addensante. " Il suo principale utilizzo in fitoterapia è legato all'effetto calmante, dimagrante, antinfiammatorio e protettivo che esso esercita a livello della mucosa gastrica e dell'intestino poiché ricopre con un sottile strato le mucose e le protegge dagli ulteriori danni dell'infiammazione. A dosaggi più elevati esso è efficacissimo come lassativo: per la proprietà di idratarsi, aumenta la massa intestinale e si comporta da purgante meccanico, privo di effetti collaterali. L'agar agar è indicato pertanto in pediatria e in età avanzata." Materiale primario per la presa delle impronte dentali in odontoiatria

14 In alcuni casi la parete può presentare una composizione caraserisbca per deposizione di carbona- o silica- Diatomee con parete silicizzata

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16 Alghe rosse coralligene Le pareb cellulari delle Alghe Coralline sono impregnate di una forma di carbonato di calcio chiamata calcite ; queste Alghe sono ecologicamente importanb nella formazione delle barriere coralline in quanto producono nuovo materiale e cementano fra loro altri organismi.

17 Organizzazione morfologica Dal punto di vista cellulare presentano la strusura Bpica della cellula eucariota vegetale poco differenziata dal punto di vista sistemabco grande importanza hanno i PLASTIDI che possono contenere diversi pigmenb e in parbcolare per la clorofilla Clorofilla A in tup i taxa + b nelle Chlorophyta c nelle Chromophyta d nelle Rhodophyta e nelle Xantophyceae PigmenB accessori come carotenoidi, ficobiline, ficoeritrine, xantofille.

18 Cont. plasbdi I plasbdi si differenziano nei diversi gruppi in base al loro grado evolubvo unico per cellula e a coppa unico ma appiapto unico bucherellato tanb più piccoli all interno del plasbdio e in parbcolare del cloroplasto importante anche l evoluzione delle membrane TILACOIDALI isolate più o meno parallele (Rodophyta) unite in bande (Chromophyta) impilate a formare GRANA (Chlorophyta) i plasbdi possono anche contenere sostanze di riserva

19 Luogo di accumulo dell amido

20 La cellula eucariota delle alghe presenta anche delle parbcolarità non rinvenibili in altri organismi Vacuoli contrapli Macchia oculare o sbgma Pirenoide

21 VACUOLO CONTRATTILE Si forma per fusione di piccole vescicole, si riempie d acqua che scarica all esterno dopo essersi fuso con la membrana plasmabca. Dopo lo svuotamento i residui della membrana vacuolare vengono riciclab per la formazione di nuove vescicole di polimerizzazione degli zuccheri di riserva Molte specie unicellulari d acqua dolce prive di pareb rigide, vivendo in un ambiente ipotonico rispeso al loro citoplasma, devono espellere in conbnuazione l acqua in eccesso che penetra per osmosi nelle cellule. Adibito alla osmoregolazione

22 La MACCHIA OCULARE o STIGMA presente in molte alghe unicellulari flagellate Essa appare al microscopio opco come una macchia rosso- arancione (conbene carotenoidi) situata nella parte anteriore della cellula Lo STIGMA è normalmente contenuto nel cloroplasto tranne nelle Euglenophyta ed in alcune Dinophyta dove è presente nel citoplasma Lo STIGMA ha la funzione di ombreggiare il vero organulo fotoreceoore che percepisce la luce Questo è un rigonfiamento cristallino alla base di uno dei due flagelli nelle Heterokontophyta e nelle Euglenophyta, mentre è un area specializzata della membrana plasmabca al di sopra dello STIGMA nell alga verde Chlamydomonas Il pigmento fotoreceoore è una FLAVOPROTEINA che assorbe nel blu ( µm) nelle Heterokontophyta mentre in Chlamydomonas è la RODOPSINA, il pigmento visivo degli animali (!)

23 PIRENOIDE Corpo più o meno voluminoso, associato al cloroplasto spesso visibile al microscopio opco Il pirenoide può avere una strusura omogenea minutamente granulosa, come nelle alghe brune, oppure essere percorso da sopli lamelle in evidente conbnuità con i Blacoidi (alghe verdi) Sempre nelle alghe verdi il pirenoide può essere suddiviso in bande o spicchi denominab PIRENOSOMI che si collocano tra le bande Blacoidali con-ene l enzima Ribulosio- 1,5- difosfato carbossilasi- ossidasi, meglio nota come RUBISCO, che catalizza la prima reazione di riduzione della CO2 nella fase oscura della fotosintesi Esso inoltre è coinvolto nel processo di polimerizzazione degli zuccheri di riserva

24 Sono classificate in base al colore dovuto ai pigmenb che contengono Alcuni esempi: Alghe verdi: es Spirogyra, Volvox, Alghe bruno- dorate (chrysophyta) e diatomee Alghe rosse: es. Polysiphonia. Alghe brune: es. Fucus, Laminaria. DinoflagellaB

25 Alghe rosse (Rhodophyta) Il colore è dovuto alla presenza di pigmenb come ficoeritrina e ficocianina in aggiunta alla clorofilla a e d Alcune sostanze presenb nella parete delle alghe rosse, ad es. la carragenina, sono usate nell industria dei cosmebci, delle vernici e dei gelab I terreni per la crescita di baseri e altri organismi sono cosbtuib da agar- agar, una sostanza estrasa dalle alghe rosse Per lo più sono marine e prediligono acque piusosto calde Le alghe rosse sono consumate come alimenb in alcuni luoghi dell Asia

26 Alghe rosse nell alimentazione: Dulse (Palmira palmata) Cresce lungo le coste rocciose dell'atlantico (Bretagna, Irlanda, Scozia e Scandinavia) e del Pacifico (Giappone). Durante la bassa marea può essere raccolta a mano. In seguito viene lasciata essiccare al sole e al vento per poi poter essere consumata o venduta. Talli alti da 15 a 30 centimetri, fronde piatte, lisce e morbide, che si aprono come le dita di una mano; la loro colorazione può variare dal rosa al rosso porpora, con dimensioni che vanno da 20 a circa 40 centimetri. E' la più ricca di ferro tra le alghe e presenta allo stesso tempo un buon contenuto di potassio e di magnesio. E' un alga dal gusto piccante, che può essere utilizzata come condimento per legumi e verdure, come complemento per le insalate e nella preparazione di zuppe, ma anche di piatti a base di cereali. E' inoltre utilizzata per la preparazione di salsine piccanti da accompagnare con svariate pietanze. Non richiede ammollo prima della cottura.

27 Alga Nori Porphyra umbilicalis (lattuga rossa) o altre specie Alga ROSSA più popolare del modo, rappresenta un capostipite dell'alimentazione nipponica, cinese e coreana Largamente coltivata in Giappone, è commercializzata in fiocchi o in fogli (ricavati per essiccazione della poltiglia) che possono essere già tostati o meno Tra le più ricche di acidi grassi ω- 3 e vitamina B12 e altre del gruppo B., fonte di sali minerali (zinco, manganese, rame e selenio), amminoacidi essenziali (soprattutto acido glutammico, alanina e glicina) ed acidi grassi polinsaturi essenziali. Possiede particolari proprietà toniche, antianemiche, ipocolesterolemizzanti: è utile in caso di astenia, anemia, dislipidemie, arterioslerosi. I fogli possono essere tagliati a listarelle previa tostatura e utilizzati per involtini di riso mentre i fiocchi, una volta ammollati se non abbastanza teneri, possono essere aggiunti alle insalate o alle zuppe..

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29 Alghe bruno- dorate (Chrysophyta) Il colore è dovuto alla presenza di carotenoidi, in aggiunta alla clorofilla

30 Diatomee o Bacillariophyta Le diatomee hanno gusci formab da 2 metà incastrate l una nell altra (FRUSTOLO) e sono cosbtuib da pareb cellulari impregnate di silice I gusci delle diatomee fossili formano spessi deposib sul fondo dell oceano dep diatomite (o farina fossile); questo materiale è estraso e usato come abrasivo nei detergenb; è anche usato per aggiungere brillantezza alla vernice che è usata sulle strade Per lo più marine

31 Alghe brune (Phaeophyta) Il colore è dovuto a xantofilla e fucoxanbna Includono i probsb più grandi, le alghe kelp, che possono raggiungere I 60 m e più di lunghezza CosBtuiscono la maggior parte dei probsb; molte sono ancorate alle rocce sui fondali oceanici Per lo più sono marine e pluricellulari Anche le alghe brune sono usate come cibo in alcuni luoghi dell Asia Sargassum

32 In alcune specie il tallo raggiunge dimensioni gigantesche (MacrocysCs) Giant kelp (MacrocysCs pyrifera) is a species of marine alga found along the Pacific coast of North America from central California to Baja California. Although it begins life as a microscopic spore at the ocean floor, this species may grow to lengths of 60 m with its upper fronds forming a dense canopy at the surface. Giant kelp prefers depths less than 40 m, temperatures less than 20 C, hard substrate such as rocky bosoms, and bosom light intensibes above 1% that of the surface.

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34 Sostanzialmente lo sporofito delle Laminariales è differenziato in tre parb Un APPRESSORIO o APTERO che ancora la pianta al fondo roccioso e da cui si differenzia un CAULOIDE assile che, a sua volta, porta un FILLOIDE frondoso espanso

35 Alghe brune nell alimentazione: Alga Kombu Laminaria japonica e Laminaria digitata Proveniente dal Giappone o dalle isole Britanniche Tallo che si allarga a dita nella parte superiore ma è poi commercializzata in varie forme (strisce, fili, sminuzzata, in polvere) Particolarmente ricca di iodio e altri minerali, di acido alginico e contiene la laminarina, che è una sostanza ipolipemizzante, e l acido glutammico, che è un amminoacido importante come neurotrasmettitore. Possiede proprietà emollienti, ipocolesterolemizzanti, depurative, toniche: è utile in caso di ipotiroidismo, sovrappeso, cellulite, intossicazioni da metalli pesanti, menopausa, demineralizzazione, stipsi. Ha un sapore dolciastro, la polvere può essere aggiunta come insaporitore alle pietanze, a strisce può essere cotta con i legumi (che tende ad ammorbidire), sminuzzata può servire come base per un brodo di verdure o per le zuppe.

36 Alghe brune in alimentazione: Alghe Hijik - Sargassum fusiforme o Fusiformis Hizikia Cresce sulle coste rocciose del Giappone, della Corea e della Cina. Ha foglie quasi cilindriche, corpo scuro e duro, cresce a profondità maggiori rispetto alle altre alghe Ricca di ﬁbra alimentare e minerali come calcio, ferro e magnesio. Famose per il potere di esaltare la lucentezza dei capelli, queste alghe commestibili sono largamente consumate anche in America settentrionale MA, a causa dei residui di arsenico inorganico reperibili al loro interno, il consumo di Hijiki è stato sconsigliato da tutti i paesi al di fuori del Giappone.

37 Alghe brune come Integratori - Alghe Arame o Aramu - Eisenia bicyclis o Eicklonia bicyclis Cresce spontaneamente nelle acque temperate dell'oceano Pacifico e viene coltivata sia nella zona giapponese che sulle coste sud coreane La pianta presenta le fronde a strisce ondulate lunghe 30 cm circa e larghe 4 cm; vivono attaccate alle rocce appena sotto la superficie dell'acqua meno profonda. Odi numerosi studi in virtù dei suoi presunti effetti benefici sull'organismo (azione antibiotica sullo Stafilococcco aureo) Ricca di sali minerali e retinolo equivalenti, si caratterizza per la presenza di: un polisaccaride del glucosio (con legami β 1,3 e β 1,6) detto laminarato; l'eisenin- tripeptide, con funzioni immunologiche; i lignan- estrogeni; e molte altre molecole.

38 Alghe verdi (Chlorophyta) Il colore verde è dovuto alla presenza di clorofilla a e b Molto diverse morfologicamente; si va da specie unicellulari a specie pluricellulari più complesse Spirogyra è filamentosa e ha un unico cloroplasto a forma di spirale Volvox forma caratteristiche colonie a forma di sfera cava; le cellule hanno flagelli che si muovono così che l intera colonia ruota nell acqua Comprendono circa 9000 specie per la maggior parte di acqua dolce, in mare si incontrano soprattutto negli strati più superficiali in ambienti ben illuminati. presenza di clorofilla a e b e di carotenoidi, nelle stesse proporzioni in cui sono presen- nelle piante superiori; amido come sostanza di riserva; parete cellulosica; flagelli del -po a frus-no; presenza nel gruppo di organismi pluricellulari, oogami, con ciclo aplodiplonte, come le piante terrestri

39 Volvox Chara Acetabularia Spirogyra

40 Charophyceae (per acuni sistematici sempre alghe verdi) Alghe verdi molto antiche Tra le viventi esistono dei generi molto interessanti dal punto di vista evolutivo Probabili parenti stretti delle attuali piante terrestri Es. Chara alga filamentosa con una regione di ancoraggio e una simile ad un fusto con nodi e internodi e gametangi pluricellulari

41 Differenze tra i principali gruppi Taxa Clorofilla Riserve Parete cell. Alghe brune Alghe rosse Alghe verdi a and c a and d grassi o amido amido delle floridee cellulose, silicon cellulose, pecbn a and b amido cellulose

42 Agar agar