ALGELE BRUNE: CARACTERISTICI, TAXONOMIE, HABITAT, REPRODUCERE - BIOLOGIE - 2025

De alge brune sunt eucariotelor. Culoarea sa caracteristică este dată de prezența fucoxantinei carotenoide în cloroplaste. Ele produc laminarina ca substanță de rezervă și pot avea și taninuri urâte.

Phaeophyceae sunt situate în phyllum Ochrophyta din sub-regatul Heterokonta din regatul Protista. Sunt recunoscute șapte comenzi, 307 genuri și aproximativ 2000 specii.

Sargassum pe o plajă din Cuba. Autor: Bogdan Giușcă (Bogdan Giușcă (discuție)), de la Wikimedia Commons

Majoritatea algelor brune locuiesc în medii marine. Doar opt genuri sunt cunoscute ca fiind prezente în corpurile de apă dulce. Acestea tind să crească în ape reci, picuroase, aerisite. Marea Sargasos (Atlantic) își datorează numele masei mari de specii din genul Sargassum care cresc în apele sale.

O cantitate mare de acid alginic este produsă în peretele celular al Phaeophyceae, reprezentând 70% din greutatea algelor. Acest cicocloid este utilizat pe scară largă în industrie ca stabilizator și emulsionant în alimente, medicamente și textile. Recolta mondială de alge brune ajunge la trei milioane de tone pe an.

caracteristici

Algele brune sunt organisme multicelulare. Mărimea sa variază de la câțiva milimetri la mai mult de 60 de metri sau mai mult în cazul Macrocystis pyrifera.

Peretele celular

Celulele sunt înconjurate de un perete celular format din cel puțin două straturi. Stratul cel mai interior este format din microfibrilele de celuloză, formând structura principală.

Stratul cel mai exterior este mucilaginos și este format din substanțe coloidale numite ficocoloide. Acestea includ fucodiano (polizaharide sulfatate) și acid alginic. Cantitatea relativă a ambelor ciclocloide poate varia între specii, părți diferite ale plantei și mediile în care crește.

În unele cazuri, peretele celular poate avea depozite de carbonat de calciu sub formă de aragonit (Padina pavonia).

cloroplaste

Cloroplastele pot fi de la unul la mulți. Forma este variabilă, de la laminar la discoidal sau lenticular.

Sunt alcătuite din grupuri de trei tilacoizi interconectați de o lamelă zonală. Au patru unități de membrană. Cele două membrane exterioare sunt reticulul endoplasmatic (ER).

Membranele învelișului cloroplastului și cele ale reticulului endoplasmic sunt conectate prin tuburi. În unele grupuri, membrana cea mai exterioară a reticulului endoplasmic este conectată la membrana nucleară.

Clorofila a, c ₁ și c ₂ sunt prezente în aceste plastide . În plus, există o cantitate mare de fucoxantină carotenoidă, împreună cu violaxantina. Acești ultimi doi pigmenți sunt responsabili pentru culoarea maro a acestor alge.

În aproape toate grupurile există reprezentanți cu pirenoizi. Aceste structuri sunt mase de proteine ​​incolore care conțin enzima necesară pentru unele faze de fotosinteză.

Piroidele Phaeophyceae sunt în afara cloroplastului. Acestea conțin o substanță granulară și sunt înconjurate de membrana reticulului endoplasmatic asociat cu cloroplastul. În jurul pirenoidului se formează o bandă de polizaharide de rezervă.

Florotannine (taninuri urâte)

Algele brune produc taninuri particulare care sunt localizate în mici incluziuni intracelulare. Aceste flurotannine sunt formate în dictiosomii aparatului Golgi. Sunt produsul polimerizării floroglucinolului.

Acești tanini nu conțin zaharuri și sunt foarte reducători. Sunt foarte astringente la gust. Aceștia se oxidează rapid în aer producând fitofeina, un pigment negru care conferă algelor maro uscate culoarea lor caracteristică.

Se sugerează că florotanninele pot absorbi radiațiile ultraviolete și că sunt componente ale pereților celulari. Funcția sa cea mai proeminentă este protecția împotriva erbivorei. Se știe că pot inhiba glucozidele produse de gastropode care vin să se hrănească cu aceste alge.

Dezvoltarea thalusului

Talusul algelor brune este relativ mare și complex. Se pot produce diferite tipuri de dezvoltare:

-Difuzie : toate celulele din corpul plantei sunt capabile să se împartă. Uniseriate, se formează thalus mai mult sau mai puțin ramificat (Ectocarpus).

-Apical : o celulă situată într-o poziție apicală se împarte pentru a forma corpul plantei. Talusul este dihotom aplatizat sau flabelat (Dictyota).

- Tricothalic : o celulă se divide și formează un tricom în sus și talus în jos (Cutleria).

- Meristem r intercalar : zona celulelor meristematice se împarte atât în ​​sus, cât și în jos. Talusul este diferențiat în rizoizi, stipe și lamina. Grosimea poate să apară în stipe, deoarece meristemoidul se împarte în toate direcțiile (Laminaria, Macrocystis).

- Meristodermis : există un strat periferic care este împărțit paralel cu talasul. Țesuturile se formează sub meristodermis (cortex). Talii sunt dicotomi, conicați și cu grosime centrală (Fucus).

habitat

Algele brune sunt aproape exclusiv marine. Doar câteva specii de opt genuri cresc în corpurile de apă dulce.

Sunt organisme bentonice (trăiesc în fundul ecosistemelor acvatice). Câteva specii din genul Sargassum sunt pelagice (se dezvoltă lângă suprafață).

Speciile de apă dulce se găsesc în emisfera nordică, cu excepția Ectocarpus siliculosus. Această specie cosmopolită este în general marină, dar a fost găsită în creștere în corpurile de apă dulce din Australia.

Phaeophyceae marine sunt componente ale florei marine litorale. Sunt distribuite din zonele subpolare la ecuator. Cea mai mare diversitate a sa apare în apele reci din zona temperată.

Kelp-urile (în special speciile Laminariales) formează păduri sub-litorale în zone temperate, cu excepția Arcticii. Speciile pelagice din Sargassum formează zone mari în binecunoscuta Marea Sargasso din Atlantic.

Taxonomie și subclase

Algele brune au fost recunoscute pentru prima dată ca grup în 1836. Botanistul WH Harvey le-a separat ca subclasa Melanospermeae din clasa Algae.

Mai târziu, în 1881, au primit categoria de clasă sub numele de Phaeophyceae. Mai târziu, în 1933, Kylin a împărțit algele brune în trei clase: Isogeneratae, Heterogeneratae și Cyclosporeae. Această propunere a fost respinsă de Fristsch în 1945, fiind din nou considerată o singură clasă.

În prezent Phaeophyceae sunt o clasă din cadrul Ochrophyta phyllum din sub-regatul Heterokonta al regatului Protista. Sunt considerate o linie foarte străveche, care a avut originea în urmă cu 150 - 200 de milioane de ani.

Probabil că algele brune antice au avut o dezvoltare a taluzului apical. Grupurile sale surori sunt Xanthophyceae și Phaeothamniophyceae.

Cu informații din studii moleculare, Silberfeld și colaboratorii au propus în 2014 separarea Phaeophyceae în patru subclase, pe baza divergențelor din topologiile arborilor filogenetici.

În cadrul acestora sunt recunoscute 18 comenzi și 54 de familii. Au fost descrise aproximativ 2000 de specii distribuite în 308 genuri.

Subclasele de alge brune sunt următoarele:

Discosporangiophycidae

Uniseriate și talasuri filamentoase ramificate, cu dezvoltare apicală. Numeroase cloroplaste, fără pirenoizi. Este prezentată o singură comandă, cu două familii monogenerice.

Ishigeophycidae

Talusul este ramificat, terete sau folioză. Este pseudoparenchimatic, cu prezența medulei și a cortexului. Dezvoltarea apicală a talasului. Cloroplastele discide și prezența a puține pirenoide Formată printr-o comandă, cu două familii.

Dictyotophycidae

Au talas filamentos sau pseudoparenchimatic. Cu dezvoltare terminală sau apicală. Cloroplastele descoperite și absența pirenoizilor. Este împărțit în patru ordine și 9 familii.

Fucophycidae

Este cel mai mare grup din algele brune. Talusul este destul de variabil între grupuri. Tipul de dezvoltare a talusului ancestral este intercalar. Prenoidele apar la unele reprezentative ale tuturor grupurilor. A fost separat în 12 comenzi și 41 de familii.

Reproducere

Algele brune pot prezenta o reproducere sexuală sau asexuală. Toate au celule de reproducere piriform, care sunt mobile prin flagel.

Celule reproductive

Celulele reproducătoare prezintă doi flageli care sunt inserați lateral sau bazal. Unul este îndreptat către polul posterior al celulei, iar celălalt spre polul anterior. Flagelul anterior este acoperit cu mici filamente structurate în două rânduri.

În apropierea bazei flagelului există o pată roșiatică. Petele oculare sunt fotoreceptori care permit detectarea intensității și direcției luminii. Înlesnește mișcarea celulei pentru a fi mai eficientă în fotosinteză.

Această pată a ochilor este formată din globule lipidice între benzile tilacoide și plicul cloroplastului. Ele funcționează ca o oglindă concavă care concentrează lumina. Lungimile de undă cuprinse între 420 - 460 nm (lumina albastră) sunt cele mai eficiente în algele brune.

Reproducere asexuată

Se poate produce prin fragmentare sau prin propagule. Propagulele sunt structuri celulare specializate cu celule apicale. Aceste celule se împart și formează un individ nou.

Sunt, de asemenea, produși sporuri (spori asexuali motili). Acestea sunt produse într-un sporangium de unde sunt eliberate celulele haploide. Ele dau naștere generației gametofite (haploide).

Reproducere sexuală

Se poate datora izogamiei (gameți egali) sau anisogamiei (diferiți gameți). Poate apărea și oogamie (gamet masculin feminin și mobil masculin).

Ciclul de viață este haplodipontic (alternarea generației diploide și a haploidelor). Poate fi izomorf (ambele generații sunt similare) sau heteromorfe (generații diferite morfologic). În funcție de grup, poate predomina gametofitul (haploid) sau sporofitul (diploid).

În unele grupuri, cum ar fi ordinul Fucales, ciclul vieții este diplontic (faza haploidă este limitată la gameți).

Algele brune au două tipuri de structuri de reproducere sexuală. Unele sunt multiloculare, prezente în gametofite și sporofite, producând celule mobile. Alții sunt uniloculari, prezenți doar în sporofiti și produc spori haploide motile.

Hormonii sexuali

Hormonii sexuali (feromoni) sunt substanțe care sunt produse în timpul reproducerii sexuale. În algele brune au funcția de a efectua descărcarea explozivă a gameților masculi din antheridie. De asemenea, atrag gametele masculine de cele feminine.

Acești hormoni sunt hidrocarburi nesaturați. Sunt extrem de volatile și hidrofobe. Foarte puține cantități sunt eliberate pe celulă pe oră.

Percepția feromonilor este asociată cu natura lor hidrofobă care este percepută de celula primitoare (gametul masculin). Atracția nu funcționează peste 0,5 mm de gametul feminin.

Hrănire

Algele brune sunt organisme autotrofe. Produsul de acumulare al fotosintezei este manitolul. Compusul de rezervă pe termen lung este laminarina (polizaharidă de glucan).

Concentrația de manitol din celule poate crește sau scade asociată cu salinitatea mediului. Aceasta contribuie la procesele de osmoregulare ale algelor și aparent nu este condiționată de fotosinteză.

Capacitatea fotosintetică a algelor brune este stimulată de lumina albastră. Acest fenomen are loc doar în acest grup și își îmbunătățește eficiența pentru captarea dioxidului de carbon. Aceasta ar putea fi legată de tipul de pigmenți prezenți în cloroplastele dumneavoastră.

Referințe

1. Forster RM și MJ Dring (1994) Influența luminii albastre asupra capacității fotosintetice a plantelor marine din diferite grupuri taxonomice, ecologice și morfologice, europene. Journal of Phycology, 29: 21-27.
2. Lee R (2008) Ficologie. A patra editie. Cambridge University Press, Marea Britanie. 547 p.
3. Reviers B, F Rousseau și S Draisma (2007) Clasificarea Phaeophyceae din trecutul în prezent și din provocările actuale. În: Brodie J și J Lewis. Dezlegarea algelor, trecutul, prezentul și viitorul algelor sistematic. CRC Press, Londra. P 267-284.
4. Silberfeld T, M Racault, R. Fletcher, A Couloux, F Rousseau și B De Reviers (2011) Sistematică și istorie evolutivă a taxonilor purtători de pirenoizi în alge brune (Phaeophyceae), European Journal of Phycology, 46: 361-377.
5. Silberfeld T, F Rousseau și B De Reviers (2014) O clasificare actualizată a algelor brune (Ochrophyta, Phaeophyceae). Cryptogamie, Algologie 35: 117-156.