Tema IV botanica (2014)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Biología - 1º curso
Asignatura Botànica
Año del apunte 2014
Páginas 4
Fecha de subida 04/11/2014
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Apuntes de Botanica para cualquier asignatura de Biociencias (biomedicina, genetica, microbiologia, biologia ambiental, nanotecnologia, biotecnologia)

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Tema IV: Eubacteria. Filum Cianobacterias Son organismos procariotas con nutrición autótrofa. Existen distintos tipos dependiendo de la procedencia de su alimento.
   Fotohidrotrófia: se alimentan de agua y luz, como el caso de las Cianobacterias. Tienen pigmentos. Como las ficobiliproteinas, las cuales pueden ser ficocianina, si obtienen la luz a longitudes de onda de luz azul; o ficoeritrina, si la obtienen de luz roja. También es abundante la Clorofila A, mediante la cual absorben luz verde y es la que realmente hace la fotosíntesis. Se disponen en los tilacoides –estructuras no compartimentadas, no constituyen un orgánulo – donde también pueden aparecer los Carotenos (luz amarillo, naranja).
Fotolitotrófia: se alimentan de luz, CO2 y SH2.
Quimiolitotrófia: obtienen su energía de compuestos químicos y CO2.
Estructura celular Las cianobacterias no tienen orgánulos propiamente dichos. Son unicelulares con una pared celular de celulosa rodeada por una vaina de gelatina para protegerse, principalmente de la desecación, ya que su cuerpo no controla el contenido de agua. En el citoplasma hay tilacoides que se sitúan en el borde para estar más cerca de la luz y poder captar más cantidad. Hay AND procariótico sin estructura que lo proteja, es decir, sin núcleo diferenciado. También encontramos ribosomas de 70s y gránulos con diferentes funciones, como pueden ser la volutina, con compuestos fosfatados; la cianoficina, con compuestos nitrogenados; los gránulos de glucógeno; las vacuolas, que almacenan agua; y los carboxisomas, que almacenan Oxigeno.
Organización Morfología Las cianobacterias pueden ser organismos unicelulares simples o agregarse en colonias o cenobios. En el caso de los cenobios, se mantiene el mismo número de organismos en el agregado y tienen una vaina de gelatina mucho más marcada, la cual puede ser fina o gruesa. Este hecho marcara el tipo de agregado que se forma. Tanto las colonias como los cenobios pueden ser irregulares, planas o cubicas (dos planos de simetría).
Las cianobacterias pueden agruparse también en estructuras filamentosas, en cual caso se les llaman tricomas. Pueden ser simples (haplósticos) ramificados (haplósticos ramificados), falsos ramificados (dos filamentos que se cruzan durante su crecimiento y se ven obligados a crecer en una dirección distinta, por lo que parece que son ramificaciones) y polísticos (el filamento está formado por hileras de células).
Las cianobacterias filamentosas han evolucionado de manera que si el filamento se rompe puedan seguir viviendo. Existen ciertos tricomas que tienen una pequeña división del trabajo entre las células del filamento. Existen conexiones o puentes de unión (plasmodesmos) entre unas células y otras del filamento, muy rudimentarios, de manera que si se tapona o se rompe la fibra sigue viviendo. Dentro de los puentes hay intercambios de metabolitos de una celula a otra. Hay dos tipos de poros: unos grandes a lo largo de toda la superficie de la célula, cuya función es la de unión de la celula con el exterior; y otros canales de unión que conectan el citoplasma con el exterior cuya función es proporcionar movimiento. Para conseguir que la cianobacteria se mueva se segrega un mucilago – sustancia sacárida que forma parte de la vaina – muy fuertemente y a presión, como si se tratase de un torpedo. A tal proceso se le llama gliding, y consigue que las cianobacterias se muevan para arriba y para abajo. Hay otras eubacterias que giran gracias a una capa de fibrillas sobre la pared celular de manera que cuando el mucilago se segrega por los canales provoca que gire.
Especializaciones Heterocistes Existen cianobacterias que tiene heterocistes que fijan el nitrógeno atmosférico en condiciones anaeróbicas (no se puede fijar si hay oxigeno). Cuando los gránulos de cianoficina se quedan sin nitrógeno una de las cianobacterias del filamento se transforma en heterociste, engruesando sus paredes –forma dos capas sobre la pared, una de glucolípidos que tapona los poros que hacían intercambios de gases entre las distintas cianobacterias del filamento, y otra de polisacáridos que protegen la capa de glucolípidos –. Los tilacoides van desapareciendo y los que permanecen se quedan sin ninguna actividad fotosintética, agrupándose en los polos del heterociste. Se taponan los plasmodesmos con corpúsculos polares (gránulos de cianoficina que van acumulando nitrógeno a medida que el heterociste comienza a actuar). De esta manera conseguimos crear un ambiente anaeróbico para que la nitrogenasa fije nitrógeno. Cuando los gránulos de cianoficina están llenos salen disparados por el filamento como si fuese un cañón y alimentan a la cianobacteria con el nitrógeno.
Acinetos Los acinetos son un tipo especializado de células que producen algunas cianobacterias como respuesta a condiciones de vida desfavorables. Se originan a partir de células que se vuelven más grandes, con una pared más gruesa que las células vegetativas, a veces con pequeñas protuberancias; poseen un citoplasma granuloso debido a la acumulación de gran cantidad de cianoficina como sustancia de reserva. Entre la pared y las capas mucilaginosas segregan una nueva capa fibrosa. Tienen un metabolismo reducido y germinan cuando las condiciones ambientales vuelven a ser las adecuadas.
Reproducción Las cianobacterias solo se pueden reproducir asexualmente, aunque para ello han desarrollado distintos métodos:    Por bipartición Por fragmentación. Es exclusivo de las filamentosas, en donde este se divide en hormogomios, fragmentos de tricoma que se separan del resto del filamento gracias a la presencia de algunas estructuras como los heterocistes, acinetos o necridios. Estos últimos no corresponden a ninguna estructura especializada, sino que son células normales que se sacrifican para ofrecer un punto de separación (al morir una, el filamento ya no es una cadena, sino que se ha fragmentado). Cuando el heterociste queda solo constituyendo un filamento por el mismo puede germinar y volver a ser cianobacteria normal ya que es capaz de fijar el nitrógeno necesario por si mismo.
Por esporas (mitósporas). Pueden ser endosporas o exosporas. Los acinetos solo aparecen en cianobacterias filamentosas con heterocistes. Los acinetos son esporas de resistencia que la propia bacteria crea cuando nota que comienzan a faltar los nutrientes en el medio. Cuando estas células vegetativas ven que vuelve a darse las condiciones adecuadas, crecen y dan lugar a células. En la evolución apareció antes el acineto como medida de resistencia y luego dio lugar a los heterocistes. Los acinetos pueden aparecer como medida de prevención y pueden separarse por fragmentación.
Ecología Las cianobacterias fueron dominantes durante 2000 millones de años, por lo que fueron las responsables de oxidar la atmosfera. Hoy en día su función ha degenerado. Las conocemos gracias a los Estromatolitos. Existen zonas que aparecen formaciones de piedras negras (estromatolitos) que se han formado gracias a las cianobacterias. Se forman mediante sedimentación por debajo de cianobacterias existentes gracias al movimiento del agua.
Por la noche las cianobacterias no reciben luz y por lo tanto no están activas y se depositan en el suelo marino, donde previamente la marea había depositado diferentes sedimentos. La vaina de mucilago es pegajosa y gelatinosa, provocando que se consoliden los sedimentos y formen una roca.
En función de las capas de los estromatolitos podemos saber los años que llevan en ese determinado lugar las bacterias.
Las cianobacterias ya no son actualmente dominantes, se han visto relegadas a suelos húmedos (nostoc), ríos, fangos, simbiosis con algas… Podemos encontrarlas en el pelo de los osos polares, dándole a este una coloración verde.
Utilidad Puesto que la atmosfera es rica en oxigeno, las cianobacterias se utilizan en campos como en la alimentación, abonos orgánicos (fijan nitrógeno atmosférico, ayudando a abonar tierras pobres) y cosmética (se usan como antibacterianos y fungicidas en los desodorantes). La espirulina es una cianobacteria con un alto contenido proteico y que puede utilizarse como suplemento diabético. La OMS afirma que con una pequeña cantidad de ella se puede sobrevivir.
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