Tema 5: Diatomees (2015)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Microbiología - 2º curso
Asignatura Protistologia
Año del apunte 2015
Páginas 5
Fecha de subida 09/04/2016
Descargas 3
Subido por

Vista previa del texto

Protistologia TEMA 5 Ariadna López Coll TEMA 5: DIATOMEES Grup d'organismes que es troba dins del grup dels heteroconts. Provenen d’endosimbiosi secundària i no hi ha hagut reducció, per tant, tenen cloroplasts amb 4 membranes adquirits probablement d’algues vermelles (adquirit d'un eucariota simbiont) Característiques del grup – Són algues microscòpiques, unicel·lulars, algunes colonials, que poden mesurar des de 2 micròmetres a 2 milímetres.
– Són aquàtiques, marines i d'aigüa dolça, però es troben a tot tipus d'ambients humits, fins i tot a la sang. Són fotosíntetics (de vida lliure o simbionts) o heteròtrofs incolors; per tant, ha hagut molta diversificació.
– Formen part del plàncton o perífiton.
– La paret cel·Lular és molt característica i s'anomena frústul, la qual reorda a una capsa.
– Tenen clorofil·la a i c, i carotenoides particulars com la diadinoxantina, fucoxantina, luteïna i diatoxina; gràcies a aquestes xantofil·les tenen aquest color daurat/groguenc.
Formen colònies molt febles (consorcis d’agregació). Les seves substàncies de reserva són la crisolaminarina, els lípids (que els hi proporcionen flotabilitat) i els polifosfats.
Tal com diuen les seves característiques, la paret cel·lular s’anomena frústul i presenta la forma d'una capsa. És majoritàriament de sílice (90% de SiO2), tot i que pot haver-hi Al, Mg, Fe o Ti barrejats. La paret s’envolta d’un component orgànic, format per aminoàcids i glúcids (hidroxiprolina i col·lagen).
La part superior d'aquesta paret forma una teca que s’anomena epiteca i la part de sota forma una altre teca que s'anomena hipoteca. Cada una d’aquestes teques tenen dos parts: la valva (part plana) i la pleura (part lateral). A la valva poden tenir certa discontinuïtat (rafe). Quasi sempre tenen ornamentacions, i hi dominen les ornamentacions laterals amb engruiximent anomenades costelles.
Hi ha els nòduls, lloc on s’acumula el sílice, que pot ser central i/o polar. El sílice amorf estableix uns patrons regulars que conformen la simetria, forma i ornamentació de la paret. Aquestes ens serveixen per classificar les diatomees segons la simetria: - Simetria central radial: un punt central amb molt radis de simetria. Típic d’aigua marina → Coscinodiscus.
- Simetria paral·lela: ornamentació regular però sense referència central, amb dos bandes iguals → Eunotia - Simetria triangular: estructura determinada per angles → Triceratium Protistologia TEMA 5 - Ariadna López Coll Simetria pennada: són les més nombroses. Simètrica a banda i banda del rafe (obertura longitudinal que obre la toca just pel centre), normalment tenen dos plans simètrics. Típiques d’aigua dolça → Naviula hennedy, Cymbella prostata, Stauroneis anceps.
Normalment es classifiquen en dos grups: un que inclou pennades, i un altre que inclou tota la resta. En aquesta paret cel·lular, podem trobar diverses formacions: – Les setes o espines són prolongacions del mateix frústul i per tant són de sílice, són projeccions que sobrepassen el marge de la valva i fan augmentar la superfície de contacte. Quan les prolongacions són molt llargues, són per disminuir la densitat del frústul.
– Les costelles són engruiximents a mode de costelles transversals.
– Les arèoles són porus o cambresque a més poden agrupar-se aleatòriament o de forma linear formant estries. Tenen una funció d’intercanvi amb el medi extern, perquè s’ha vist que aquests porus mai són simples, estan formats per porus més petits, i són deguts a qüestions metabòliques.
Mucílag extracel·lular → Una gran part del C que fixen és segregat com a mucílag. És el mecanisme d'activació de formar la neu marina, que és mucílag al que s’hi adhereixen moltes restes de matèria orgànica. La producció d'aquest mucílag és estimulada quan el P es troba en concentració baixa (és a dir, limitat en el medi), perquè quan el P baixa la cèl·lula està en estrès i extreu el mucílag. Encara que a les grans profunditats marines hi ha una manca de llum solar, la neu marina contribueix a una gran diversitat. Algunes formen pel·licules incrustants a les embarcacions. Aixó produeix la formació d'uns peduncles de mucílag, que fa que s’enganxin a superfícies i permeten que les restes s’hi enganxin. Això provoca el deteriorament dels vaixells per exemple (“fouling”). L'embrutiment dels vaixells per aquest fenòmen augmenta la fricció i això comporta un consum excessiu de combustible.
En quan al moviment de les diatomees, podem dir que ho realitzen per lliscament o Gliding, ja que les cèl·lules vegetatives no tenen flagels. Llavors, realitzen fluctuacions de velocitat entre 214 μm/s. Aixó es pot dur a terme gràcies a cúmuls de mucílag que tenen per sota del rafe. Quan aquest xoca amb un obstacle, empeny la diatomea en direcció contrària. Hi ha diferents tipus de moviments: recte, corbat o amb diferents radis. El mucílag es sintetitza i s’empaqueta al complex de Golgi, es transporta cap a la membrana sota el nòdul central a través de les fibres d’actina i miosina, i surt pel rafe. Gràcies a la connexió amb les fibres d’actina, el lliscament es possible.
Els cianobacteris també tenen mucílag.
Hi ha moltíssimes morfologies diferents. Poden formar consorcis d’agregació, mai són colonials (no provenen d’una única cèl·lula mare).
Presenten tant reproducció asexual com sexual.
– La reproducció asexual és la vegetativa i serveix per augmentar la vida de la població.
És necessària la presència de sílici perquè aquesta tingui lloc. Cada cèl·lula filla rebrà una teca de la mare i això donarà problemes amb la mida dels individus, perquè cada teca de la mare, donarà sempre lloc a una epiteca (provingui d’una epiteca o d’una hipoteca). Per Protistologia TEMA 5 Ariadna López Coll tant, la mida dels individus anirà disminuint. Trobem diversos mecanismes per tal de recuperar aquesta mida perduda: 1) Taxes de reproducció més baixes en les diatomees de mida petita.
2) Reproducció sexual; quan la mida de l’individu és un 30% de la mida originària de la mare, es recorreix a la reproducció sexual. Aquesta els hi aporta variabilitat i a més els permet entrar en fase de resistència i recuperar així la seva mida originària. Es formen uns zigots de resistència que s’anomenen auxòspores (zigot que absorbeix l’aigua s’infla i forma l’auxòspora), que perdran les teques i es formen a dins l’auxòspora les noves. La reproducció sexual s’indueix en condicions d’estrès.
La oogàmia es dóna en diatomees cèntriques. Una diatomea formarà molts gàmetes masculins mòbils (per mitosi + meiosi) i una altre formarà femenins immòbils. El zigot que es forma perd les valves i quan bé el bon temps generarà unes noves.
La isogàmia es dóna en diatomees pennades. Es formen 4 gàmetes: dos de cada cèl·lula degeneren i per tant, queden dos parells que formaran dos zigots. Són gàmetes iguals.
En quan a la seva ecologia, podem dir que les diatoomees es troben a tot arreu, a tots els ambients que presentin humitat (gels polars, aïgues termals, oceans, aigües dulciaqüícoles, en terrenys secs i fins i tot a l'interior d'animals), però viuen cosmopolitament. Es coneixen al voltat de 200 gèneres vius i s'estimen unes 100.000 espècies extingides. La seva distribució és: les diatomees pennades es torben en aïgues marines i dolces, mentres que les diatomees cèntriques són principalment marines.
En principi, la biodiversitat de les diatomees funciona que en un ambient obert (oceà) tenim moltes espècies i molts pocs individus; en un ambient tancat (balses petites d'aïgua dolça, ambient salins i ambient salobres), trobem molt poques espècies diferents pero molts individus.
Per tant, la biodiversitat més gran és troba en ambients oberts.
Una forma de vida que la podriem considerar dins d'aquelles que estan adquerides al substrat, serien les diatomees epífites, les quals creixen sobre altres algues → màxim creixement a l'hivern, amb un cert mutualisme ja que aprofiten substàncies de la planta hostatgera i viceversa. Poden estar adherides per un mucílag o bé per un peduncle.
En quan a la producció primària marina, les diatomees i els dinoflagelats són els principals fotosintetitzadors aquàtics i productors primaris (en aquest ordre). La producció primária neta és baixa per metre quadrat perquè hi ha pocs individus. Però no es pot comparar amb un escull coralí, ja que és molt alta. Però hem de multiplicar això per metre quadrat de la superficie de la Terra, així en quant a productivitat guanya el oceà obert perquè té molta superfície. El silici és indispensable per les diatomees. És molt abundant a l'escorça terrestres, i arriba als mars i oceans gràcies a l'erosió de la roca per part dels rius.
Protistologia TEMA 5 Ariadna López Coll Fenòmen d'aflorament: les aigües calentes, per vent, s'allunyen de la costa, i les corrents marines avançen fins a la costa per sota. Per tant, també es produeix un removiment dels nutrients i aixó fa que augmenti la producció primària. Alhora, fa que el traspás d'energia sigui del 20% (eficiencia), ja que no es gasta tanta energia perquè estan les diatomees juntes i per tant, els consumidors primaris no han de gastar tanta energia per alimentar-se i per tant, hi ha més eficiencia.
Algunes diatomees produeixen toxines (àcid domoix → la més tóxica) i poden formar blooms o flors d'aigua. Alguns organismes com bivalves o crancs, ingereixen aquestes algues i concentren la toxina als seus cossos. El consum de mol·luscs o crancs contaminats pot causar un enverinament en ésser humans (ASP, Amnesic Shelfish Poisoning).
Molt important en les cadenes tóxiques d'aigua dolça, ja que les amebes poden fagocitar a diatomees per aprofitar-ho tot menys el silici, ja que desprès ho expulsen.
Usos de les diatomees:  Terra diatomita: 2.1) Primers usos: abrasiu temperat en dentrífics i netejametalls.
2.2) Fabricació dinamita 2.3) Filtració de líquids 2.4) Aïllament de calderes – Altres usos més ecològics: bioindicadors de qualitat d'aigües,ja que totes ens indiquen algun paràmetre (pH, temperatura, salinitat, nitrogen, requeriment d'oxigen, estat tròfic i mescla de la columna d'aigua). S'ha agafat un nombre reduït de taxons (250), dels quals es coneix el seu grau de tolerància, i a partir d'aquí s'ha establert l'index diatomic biologic. Qüestio qualitativa. Es basa en combinacions de l'abundància relativa i el grau de sensibilitat (tolèrancia) d'un grup de tàxons seleccionats.
– Indicadors paleoecològics, ajuden a reconstruir canvis ambientals de milers d'anys d'antiguitat. A més temperatura, més diatomees, i per tant a partir d'aquí podem realitzar una recta sobre les temperatures → a partir d'aquí podem obtenir informació.
– Aplicacions en ciències forenses: anàlisi i identificació de diatomees als teixits de cadàvers.
Es poden utilitzar per saber el lloc de la mort i altres aspectes. El procès de transport de diatomees a través del sistema respiratori es produeix perquè els frústuls són resistens al material de mucós de les vies respiratòries. La medul·la òssia representa un sistema tancat, que requereix circulació de la sang per portar diatomees a diferència d'altres òrgans del cos on les diatomees poden envair-los passivament. Les diatomees recuperades dels cossos reflecteixen l'entorn de l'ofegament: salinitat, pH, profunditat de l'aigua, etc...
...