tema VI botanica (2014)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Biología - 1º curso
Asignatura Botànica
Año del apunte 2014
Páginas 10
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 VI. Heteroconta: Diatomea y Feoficies El Reino Heteroconta se encuentra ubicado en el gran grupo Chromarveolata, junto con los dinoflagelados (Reino Alveolata). Se desconoce su predecesor y antiguamente se pensaba que eran hongos por su morfología, aunque sabemos que proceden de una endosimbiosis terciaria. En este grupo encontraremos organismos tanto heterótrofos como autótrofos. Entre los fotosintéticos del Fillum Heterocontofito encontramos:   Clase Bacilaroficias (diatomeas): son algas de color dorado debido a su elevada concentración de pigmento caroteno y xantofila.
Clase Feoficias: también llamadas algas pardas, son siempre pluricelulares y deben su color a la elevada concentración de xantofila.
Las diatomeas son unicelulares, aunque pueden formar colonias. En cambio, las algas pardas pueden tener estructuras filamentosas, pseudoparenquimatica o parenquimatica. Las dos tienen los mismos pigmentos fotosintéticos aunque en diferentes concentraciones. Como sustancia de reserva las dos tienen glucanos. Las diatomeas se llaman vulgarmente algas doradas porque tienen crisolaminaria, una sustancia amarilla, como sustancia de reserva. Las algas pardas deben su color a la laminaria y el manitol. Los flagelos aparecen en las estructuras reproductoras.
Las diatomeas no tienen pared celular, sin embargo poseen una cobertura denominada frústulo.
Las algas pardas tienen pared de celulosa y alginatos, a veces también tienen carbonato cálcico. Tanto los cloroplastos de las diatomeas como de las algas pardas presentan 4 membranas. Las diatomeas son principalmente marinas y de agua dulce mientras que solo existen cuatro géneros de feoficies de agua dulce.
Diatomeas Las Diatomeas son un grupo numeroso que cuenta con unas 10.000 especies y son unicelulares, aunque a veces pueden formar agregados. Presentan una cobertura de sílice (SiO2) ornamentada llamada frústulo. Entre sus pigmentos destaca la clorofila A y C (de la endosimbiosis con un alga parda); así como β- caroteno y xantofila. La crisolaminaria actúa en este caso como sustancia de reserva. Son muy importantes en el fitoplancton marino. También podemos encontrar diatomeas en monumentos viejos que necesitan ser restaurados.
Frústulo En función de la forma del frústulo podemos diferenciar dos tipos distintos de diatomeas:  Concéntricas: son tan altas como anchas. Tienen un frústulo con dos válvulas, una superior llamada epiteca y una inferior y más pequeña llamada hipoteca. Se unen mediante una zona de unión llamada cíngulo. Las valvas están ornamentadas, tienen poros simples distribuidos alineadamente por las estrías. Los poros pueden ser simples o aerolados (un poro grande que contiene numerosos poros pequeños dentro). Los poros sirven para que entren y salgan nutrientes y no pueden formar agregados porque no segregan mucilago. Viven en ecosistemas marinas y por ello no necesitan moverse, ya que son arrastrados por las olas y mareas.
 Pennadas: son más largas que anchas, como una elipse. También cuenta con poros en sus frústulos, pero en este caso existen otros a parte de los que realizan el intercambio nutricional. Estos poros especializados segregan mucilago, lo cual facilita que se unan a otras diatomeas para formar agregados o que se adhieran a una superficie, como por ejemplo, los ya mencionados monumentos. Los poros secretadores de mucilago se sitúan únicamente en los extremos de la diatomea pennada. Además, presentan rafes, unas franjas en el frústulo en la que no hay sílice y por lo tanto queda descubierta al aire. Estas estructuras sirven para absorber parte del mucilago secretado, causando el movimiento de la diatomea. Viven en aguas estancadas y tienen la capacidad de moverse por sí mismas. Puesto que tienen muchos poros y partes sin sílice, necesitan de nódulos polares y central para evitar la fragilidad (engrosamientos del frústulo).
  Podemos ver las diatomeas desde dos posiciones diferentes: Visión valval: se observa la estructura del ápice o base (una vista desde arriba). Es desde este ángulo desde donde podemos ver las ornamentaciones. Desde este punto podemos distinguir una concéntrica de una pennada.
Visión pleural/ lateral: se pueden observar la epiteca e hipoteca, aunque no se puede distinguir si se trata de una diatomea concéntrica o una pennada.
Reproducción Asexual A partir de una diatomea diploide y por mitosis (bipartición) se generan dos hijas, una se quedara con el frústulo epiteca y otro con la hipoteca. A partir de la epiteca creara un frústulo de menor tamaño que dará lugar a la hipoteca.
La hija que se haya quedado con la hipoteca, se dará la vuelta y generara un frústulo aún menor, es decir, una nueva hipoteca, ya que no se pueden crear frústulo de mayor tamaño. De este modo existe una rama de la descendencia que se hace cada vez más pequeña, hasta que llega un punto que se reproducen sexualmente.
Sexual En el momento en el que las diatomeas son tan pequeñas que apenas pueden vivir entran en reproducción sexual. En el caso de las pennadas se da la isogamia, es decir, 4 gametos iguales en tamaño y morfología, de los cuales 2 mueren y los 2 restantes se fusionan con los gametos de otra diatomea de genero opuesto para crear un zigoto o auxospora, que crece para dar lugar a una nueva diatomea capaz de generar frústulo del tamaño adecuado.
En el caso de las concéntricas se produce la oogamia, es decir, gametos diferentes para cada sexo. Las diatomeas femias dan cuatro gametos de los que solo dos sobreviven, mientras que en los machos sobreviven todos y son flagelados. Se generan por meiosis y su fusión crea una auxoespora que crece para dar lugar a un organismo del tamaño adecuado. Las auxoesporas también pueden servir como estructuras de resistencia si se necesita.
Clasificación.
Se clasifican en función de la simetría: el orden Biddulphials serán aquellos organismos diatomeas concéntricos mientras que el orden Baciliariales presentaras una simetría pennada.
Ecología y aplicaciones Se encuentran en aguas continentales y marinas y pueden estar en la superficie formando el plancton en el benton pegadas al sustrato mediante el mucilago que secretan las pennadas. Las diatomeas se usan como indicador biológico, ya que existen algunas especies que solo crecen en lugares contaminados y otras distintas que no crecen si existe un mínimo de contaminación. Debido a su resistefustulo se usan como abrasivo y antiguamente como blanqueante en las pastas de dientes.
Tienen capacidad para brillar en la oscuridad y por eso se utilizan en las pinturas de las carreteras. La “tierra de diatomeas” (roca sedimentaria silícea formada por micro-fósiles de diatomeas, que son algas marinas unicelulares que secretan un esqueleto silíceo llamado frústula) es un estabilizador y se utiliza en la dinamita. Se usa también como fertilizante porque estabiliza el pH y como aislante en calderas y hornos.
Feoficias También llamadas algas pardas, existe cierta controversia a la hora de clasificarlas. Es un grupo de organismos muy numeroso formado por unas 20.000 especies. Son pluricelulares y pueden estar estructuradas en filamentos, pseudoparenquimáticos y parenquimáticos. Tienen una pared celular formada por celulosa y alginatos e incluso algunos contienen carbonato cálcico. En cuanto a sus pigmentos, poseen clorofila A y C, β-caroteno en baja concentración y xantofilas (fucaxantina). Como sustancia de reserva utilizan la laminaria y el manitos y son generalmente marinas y bentónicas (fondo submarino)y en mares fríos con adaptación a la zona intermareal.
En cuanto a su morfología, las feoficias no tienen representantes unicelulares, son todos pluricelulares. Sus gametos y zoosporas poseen flagelos heterocontas. Pueden medir desde muy pocos centímetros hasta metros, llegando a ser los más largos de la tierra y formando los bosques marinos.
Son talofitos, por lo que no regulan su contenido hídrico, aunque pueden ser filamentosos ramificados, pseudoparenquimáticos y parenquimáticos con tejidos variables: asimilador, de reserva, “conductor”, meristematico, neumatóforo… Clasificación  Dictiotales: crecimiento siempre a partir de una celula apical. Si por algún motivo se corta la punta no puede crecer más. Tienen un ciclo diplohaploide, es decir, presenta alternancia de generaciones (puede ser haploide o diploide). Genera esporas por meiosois llamadas meiosporas, las cuales no tienen ningún flagelo y por eso se les llaman aplanosporas (a diferencia del resto de Heteroconta).
 Laminariales: crecimiento por una zona intercalar en el medio de la alga (un tejido meristematico da lugar a otro tejido). Presenta un ciclo diplohaploide con alternancia de generaciones heteromorfica (diferentes morfologicamente el gametofito y el esporofito) aunque el esporofito es dominante, aparece más tiempo. Las meiosporas son flageladas.
 Fucales: crecimiento por una celula apical llamada piramidal, que crece por todos los planos de simetría. Tienen un ciclo diploide (2n) con meiosis gamética.
Orden Dictiotales Las algas dictiotales son un grupo de organismos con estructura laminar cuyo crecimiento se genera en la celula ápice. Esta celula es la única que se divide de forma longitudinal y las de debajo de esta pueden dividirse pocas veces de forma transversal, razón por la cual esta lamina siempre va de dos en dos (está formada por dos columnas de células). Deben su nombre a un alga llamada Dictyota dichotoma muy abundante en la península ibérica. Menudo presenta ramificaciones dicótomas. Tiene verdaderos tejidos parenquimáticos: una sección con parénquima asimilador en la periferia, también llamado clorofílico, que realiza la fotosíntesis; y un parénquima de reserva en el centro del talo. No se le puede llamar cormofito porque no mantiene el agua, es talofito.
Prefiere los lugares no excesivamente iluminados.
Ciclo de vida Los esporofitos y gametofitos son iguales morfológicamente. El gametofito masculino (n) da lugar a un gametangio masculino (anteridio) y forma espermatozoides (n). Los gametofitos femeninos forman sus gametangios (oogonios) y estos a su vez los óvulos (n). Ambos gametos se unen para dar lugar a un zigoto diploide que se desarrolla hasta llegar a su madurez sexual, en donde forma un esporofito con tetraesporangios (cuatro esporas dentro producto de una meiosis). Cada meiospora puede dar lugar a un gametofito masculino o femenino cuando germina.
Para diferenciar si es gametofito o esporofito, además de comprobar su dotación cromosómica en el laboratorio, se miran las estructuras reproductoras, ya que la morfología es diferente. Si tiene verrugas son gametofitos y si por el contrario tiene una especie de pelotas (tetraesporangios) son esporofitos.
El orden Dictiotales presenta carbonato cálcico en su estructura, lo que permite mantener la forma y resistir al oleaje. El carbonato cálcico en disolución adopta un color transparente que permite la llegada de los rayos de luz, por eso los organismos que lo incluyen pueden seguir realizando la fotosíntesis.
Existe una especia, la Padina Pavonica cuya pared celular tiene depósitos de carbonato cálcico en forma de oreja para dar estructura y asegurar que permanezca extendida y pueda hacer la fotosíntesis (captar más luz y no replegarse sobre sí misma, al igual que actúan los “flotadores” de otras algas que las mantienen a flote).
Orden Laminares Su nombre común es Kelps y solo crecen por la base, lo cual tiene la ventaja de que puede cortarse y seguir creciendo. Tiene tejidos verdaderos que se pueden ver macroscópicamente. Son los más grandes del mundo, puesto que pueden llegar a medir más de 100 metros. Crecen tanto porque intentan llegar a la superficie para poder captar luz y oxígeno. Tienen neumatóforos que contienen agua y facilitan al alga que llegue a la zona donde hay luz y no se repliegue sobre sí misma.
En una laminaria se reconocen estructuras como:      Rizoides/discos de fijación/ hapterio: son estructuras similares a las raíces que no acumulan agua en su interior, solo sirven para fijarse al suelo.
Cauloide/ estípite: se denomina comúnmente tallo de raíz.
Zona de crecimiento/ meristea: es la zona con más proliferación celular y se encuentra en la base, depues del cauloide.
Filoide/ lamina: es la parte laminar ramificada del tallo (hojas) Neumatóforos: pequeños bulbos localizados en las ramificaciones que permiten a estos organismos flotar en el agua y por tanto la llegada de luz y oxígeno, lo cual permite realizar la fotosíntesis y respiración.
Ciclo vital Se trata de un ciclo diplohaploide de generación heteromorfa con dominio del esporofito. Los gametófitos haploides son simplemente filamentos con ramifaciones laterales que cuando maduran generan estructuras sexuales (un gametangio masculino da lugar a espermatozoides y otro femenino da ovocélulas). Generalmente el gameto femenino se queda en el gametangio femenino y a continuación llega el masculino y lo fecunda. El gametangio femenino mantiene el zigoto diploide hasta que da lugar a una plántula, que se desprende del gametofito y que puede sobrevivir por si misma porque tiene rizoides. Cuando llega a su madurez sexual el esporofito (2n) formará de nuevo esporangios y este meiosporas diflageladas (n) que cuando germinen darán lugar a un gametofito. La estructura del esporofito es más estable y permite un mayor desarrollo y crecimiento, por eso prevalece y domina en el ciclo.
Puede n crecer hasta un metro diario.
Orden Fucales Son algas laminares con ramificaciones dicótomas. Son abundantes en las costas atlánticas y zonas rocosas. Su ciclo biológico es diploide y oogamico (diferencias morfológicas entre los gametos). Hay talos femeninos y masculinos, que cuando maduran dan lugar a conceptáculos, una estructura en cuyo interior se encuentran los gametangios. Los gametangios masculinos generan espermatozoides que se unen a las ovocélulas, forman un zigoto y tras un proceso de crecimiento aparece otra fucal. Al conjunto de conceptáculos se les llama receptáculos, estructuras en el ápice del fuco apreciables a nivel macroscópico como unas verruguitas en cuyo interior hay conceptáculos y dentro gametangios. Tienen tejidos verdaderos que pueden confundirse con ramas de cormofitas.
En cuanto a sus aplicaciones, las algas pardas son muy importantes desde el punto de vista económico y biotecnológico ya que contienen alginatos, compuestos que se usan como conservantes naturales y que los podemos encontrar en una gran variedad de productos como estabilizantes, potenciadores, espesantes… Se usan en cosmética, odontología e incluso para consumo humano (sushi). Potencian la cremosidad de los alimentos gracias a sus propiedades gelificantes, mantienen en suspensión la pulpa de frutas en los néctares y bebidas refrescantes y se usan como estabilizantes de la espuma de la cerveza. En el campo farmacéutico funcionan como espesantes en jarabes y cremas y en la industria cosmética se utilizan para la fabricación de jabones, lociones, pastas dentrificas y otros.
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