ALGAS PARDAS ÍNDICE, Apuntes de Botánica y Agronomía

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AMPLIACIÓN DEL SEMINARIO: “LA

EVOLUCIÓN DE LAS ALGAS”

ALGAS

PARDAS

ÍNDICE

Introducción ………………………………………………

Página 1

Organización vegetativa ……………………………. Página 2

- 4

Organización celular ………………………………….. Página

Reproducción …………………………………………….

Página 6 – 8

Hábitat ………………………………………………………

Página 9 - 10

Importancia económica …………………………….. Página

• Alimentación humana
• Forraje
• Fertilizantes
• Uso industrial

Importancia biológica ……………………………………

Página 14 - 19

Clasificación ………………………………………………..

Página 20 - 22

No todas las algas que muestran esta característica corresponden a las algas pardas, así ciertas algas rojas como Porphyra, Ahnfeltia, Grateloupia, Prionitis tiene una coloración marrón violácea, marrón amarillenta a marrón oscura. Son organismos pluricelulares; el talo varía de formas microscópicas filamentosas (menos de 1 mm) hasta plantas de 50-70 ó más metros de longitud, lo que se debe principalmente a la diversidad de tipos de crecimiento: difuso, intercalar, marginal, tricotálico, los más sencillos corresponden a filamentos uniseriados, no ramificados o poco ramificados. En los organismos más especializados –algunos autores plantean- que poseen tejidos bien desarrollados y puede darse una diferenciación considerable en las células del talo y en el tipo de crecimiento. Ningún otro grupo de algas ha alcanzado la diversidad de formas, la complejidad del aparato vegetativo, ni el tamaño de las feofitas. Las algas pardas muestran diversas formas de reproducción asexual y sexual, correspondientes a los ciclos de vida de cada grupo taxonómico en particular. Este grupo de algas viven casi exclusivamente en el ambiente marino, con excepción de pocos géneros que habitan en agua dulce.

2. ORGANIZACIÓN VEGETATIVA

Las formas simples de organización vegetativa, individuos unicelulares o coloniales tan frecuentes en las Chlorophyta, Chrysophyta y Xanthophyta no se conocen en las Phaeophyta. Las formas vegetativas representativas son las siguientes:

A. FORMAS FILAMENTOSAS:

Miembros de las Ectocarpales, así como de las Myrionemataceae de las Chordariales, representan la forma más simple y primitiva de las Phaeophyta por su organización filamentosa, uniseriada, ramificada. Esta forma filamentosa corresponde a la heterotrica, que es la más evolucionada de las Chlorophyta. Esta forma filamentosa simple o heterotrica se dan también en los gametofitos de las especies heteromórficas corno en las Laminariales, haciendo contraste con los esporofitos macroscópicos vegetativamente muy diferenciados.

Imagen: Elachista fucicola (Velley) Areschoug. En la imagen puede verse un talo de Fucus serratus con parches filamentosos de Elachista fucicola

A. FORMAS NO FILAMENTOSAS:

La mayoría de las Algas Pardas son formas multicelulares, con una evidente diferenciación externa e interna. Comprende a las formas haplósticas cuyo filamentos uniseriados, ramificados, se agrupan de manera distinta; formando un pseudoparénquima corno en Leathesia , un talo cilíndrico suave, constituido por un sistema multiaxial con células no pigmentadas que dan origen a ramas laterales de varios órdenes con células fotosintéticas como en Myriogloea ; forman costras epilíticas corno Ralfsia , o dan lugar a ejes laminares como Desmarestia.

Imagen: ejemplar de alga no filamentosa haplóstica: Desmarestia aculeata

Imagen: ejemplar de alga no filamentosa haplóstica : Leathesia difformis

Las formas polísticas se dan en varios Ordenes de las Algas Pardas, corno consecuencia de la capacidad de las células para dividirse en varios planos se constituyen verdaderos tejidos y alcanzan su mayor grado de diferenciación en las Laminariales y las Fucales. Las formas vegetativas parenquimatosas son vanadas: globosas sólidas a huecas como Colpornenia y Soranthera , cilíndricas hueca como Scytosiphon , laminares sólidas como Padina, Petalonia. La forma foliosa, o laminar de las Dictyotales, su ramificación dicotómica y la diferenciación morfológica de las Laminariales y Fucales, y su organización monopodial, son rasgos evolutivos muy avanzados entre las algas.

• PARED CELULAR:

Las células de las Algas Pardas tienen una pared celular definida y constituida por una capa interna celulósica y otra externa mucosa compuesta por sustancias características como el ácido algínico y otro polisacárido sulfatado denominado fucoidina. Se ha constatado la presencia de calosa en los tubos cribosos de las Laminariales y en la pared celular de Laminaría y Ascophyllum. Algunas especies.de Padina presentan su membrana celular excepcionalmente calcificada y otras especies de las Sphacelariaceae tienen impregnaciones férricas.

• CITOPLASMA:

Esta restringida a la cara interna de la pared celular, posee muchas vacuolas, generalmente pequeñas, y separadas por bandas citoplasmáticas; otras en cambio, como en Fucus presentan sólo una gran vacuola central. El citoplasma contiene a los cromatóforos, el núcleo y otras inclusiones.

• CROMATÓFOROS:

Los cromatóforos de las Phaeophyta son pocos o numerosos en cada célula; son invariablemente de posición parietal, con excepción de los cromatóforos axiales y estrellados de Bachelotia. Los cromatóforos son generalmente discoidales, acintados, laminares. Estructuralmente presentan lamelas o tilacoides reunidos en grupos de tres y parcialmente interconectadas entre sí. En muchas Algas Pardas se han descrito la presencia de pirenoides, éstos son simples, pedunculados e incluidos en los cromatóforos. En algunos Órdenes no existen cromatóforos. Los pigmentos presentes en los cromatóforos son los mismos indicados anteriormente. De igual modo, además de los productos de reserva señalados, deberíamos destacar la presencia de gran cantidad de vitaminas en diversas Algas Pardas, siendo importante las presentes en las Laminariales de consumo humano como Laminaria que tiene pro-vitamina A y ácido nicotínico.

• NÚCLEO:

Las células de las Algas Pardas, generalmente poseen un solo núcleo grande, con uno o más nucléolos; es especialmente visible en la célula apical de las Sphacelariales. La condición multinucleada es rara, aunque se observa en algunas Laminariales y en las células viejas de Halopteris.

4. REPRODUCCIÓN

1. GENERACIÓN ASEXUAL

Esta representada por las plantas esporofíticas que tienen esporangios unicelulares uniloculares

que dan lugar a cuatro aplanosporas en las Dictyotales o a numerosas zoosporas biflageladas. Libres germinan y dan origen a las plantas sexuales.

2. GENERACIÓN SEXUAL:

Todos los Órdenes de las Algas Pardas, a excepción de las Fucales y Durvillaeales presentan un ciclo de vida digenético, es decir, con alternancia de generaciones que involucra a las fases asexual y sexual.

Presentan los mismos tipos de reproducción sexual que las algas verdes excepto la hologamia, ya que no existen feofíceas unicelulares. También comparten los mismos tipos de ciclos biológicos:

• Monogenético : Fucus vesiculosus presenta ciclo monogenético diplofáisco. Los talos que se ven en el mar corresponden a gametofitos, unos son masculinos y otros son femeninos. En la época fértil desarrollan unos abultamientos porosos llamados receptáculos que es donde se producen los gametos, los masculinos unos espermatozoides y los femeninos unos óvulos llamados oosferas. Ambos son liberados al agua y en este medio se produce la fecundación; el cigoto formado se fija al sustrato para desarrollar un nuevo talo de Fucus.
• Digenético: hablaremos de isomórfico, cuando es esporofito es igual al gametofito y de heteromórfico cuando son distintos.
• (^) Isomórficos: se produce una alternancia de dos generaciones, un esporofito y un gametofito semejantes. Ocurre en Dictyota dichotoma o Ectocarpues siliculosus.
• Heteromórfico: la alternancia de estas dos generaciones está caracterizada, además de la diferente morfología, por la dominancia de una de ellas sobre la otra.

Casi todas las algas pardas viven en el ambiente marino, con excepción de 4 géneros: Heribandiella, Pleurocadia, Bodanella y Lithoderma que habita en agua dulce. No se conoce ninguna que viva en el medio terrestre. En el ambiente marino las pardas son litófagas.

Adheridas a las rocas:

Viven en la zona de mareas:

Como las laminariales que viven en grandes masas, Macrocystis vive en el sublitoral y pocas especies en aguas profundas a más de 200 m, en las aguas claras de los mares tropicales. Viven en aguas frías del Hemisferio Norte o Sur

Imagen : Macrocystis pyrifera. Zona sublitoral

El Epifitismo es también un modo especializado de hábito para muchas algas pardas. Son más abundantes sobre las algas de las pozas de las mareas, que sobre las del sublitoral o zonas expuestas de las rompientes; son abundantes sobre las Fucales y en menor proporción en Macrosystis ,Lessonia ,Demarestia y otras.

Imagen : Macrocystis sp.

6. IMPORTANCIA ECONÓMICA:

Las algas marinas en general, constituyen un recurso natural de variado significado biológico. Las microscópicas integran el fitoplancton, base de la cadena de alimentos en el ambiente marino y las macroscópicas tienen diversos usos en forma directa o como materia prima para la obtención de otros productos como los polisacáridos, o la algina de las Algas Pardas. Bastará enumerar tales usos para formamos una idea de su importancia.

Se ha realizado estudios diversos sobre la digestibilidad de las Algas Pardas usadas con este propósito; se ha comprobado por ejemplo que Ascophyllum nodosum es más digestible que Laminaria y Fucus. Como resultado de esta investigación experimentales se inicia la producción de alimentos a partir de dicha especie; en la actualidad el producto se vende en los mercados como suplemento de forrajes para diversos animales domésticos.

• COMO FERTILIZANTES Y MEJORADORES DE SUELOS

Desde hace Siglos, las Algas Pardas como Fucus y otras como Ulva , se utilizan corno fertilizantes, o como mejoradores de suelos en la costa de Francia, Escocia, Irlanda, Noruega. Las algas enriquecen los suelos, principalmente como lodo y Potasio. Las Algas como fertilizantes, tienen la ventaja sobre el estiércol de no introducir hongos en los cultivos, ni semillas de plantas perjudiciales; aumentan la capacidad de germinación de las semillas e incrementan la posibilidad de resistir a las heladas y plagas de insectos. El agregado de algas a ciertos suelos mejora sus condiciones físicas, siendo higroscópicas contribuyen a mantener la humedad del suelo y lo hacen más blando y esponjoso, mientras que su rápida descomposición favorece la formación del humus.

• COMO RECURSO INDUSTRIAL

A partir del Siglo XVII, las Algas Pardas como Laminaria , Ascophyllum, Chorda y otras, fueron usadas industrialmente en la obtención de yodo y potasio, alcanzando su máxima demanda en los Siglos XVIII y XIX, actualmente su demanda se ha visto disminuida. Las Algas Pardas adquieren su mayor valor industrial como materia prima para la obtención de la algina, un ficocoloide versátil descubierto por Stanford a comienzos de los 1880,iniciándose con este descubrimiento una nueva era en el uso de las algas marinas.

El ácido algínico está presente en todas las algas pardas, grandes y pequeñas, principalmente en las Laminariales como Laminaria y Macrocystis, entre 30-70% y 20-40% respectivamente. Respecto a los usos indrustriales que tiene hablamos de:

• En la Industria de los helados, la algina proporciona la textura fina y previene la formación de cristales de hielo en el producto.
• En la industria farmacéutica es empleada en la elaboración de los diferentes cosméticos, pasta dentífrica y antibióticos.
• En la industria de los alimentos lácteos como en leche con chocolate o crema de leche.
• En la industria textil como fijador del colorante durante el teñido, en el apresto y estampado de las telas.
• En la industria de pinturas, como emulsificante y abrasivo de pinturas con base acuática.
• (^) En cervecería como clarificante.
• En arte culinario reemplaza a la fécula.

• En medicina en regímenes dietéticos, por su escaso valor energético. Como alginatos de Sodio y Calcio en Odontología para obtener los moldes exactos en prótesis dental.

Siendo la industria de la algina y alginatos muy importante por sus múltiples usos en diferentes industrias y en consecuencia su demanda muy alta, la necesidad de materia prima es igualmente grande. Para satisfacer dicha demanda, existe en la actualidad mucho interés en el cultivo intensivo de este recurso, que involucran muchos aspectos relacionados, corno son las características ecológicas del medio y la metodología correspondiente para una labor cultural eficiente como los que se realizan principalmente en Japón con las diversas especies de Laminaria.

7. IMPORTANCIA BIOLOGICA:

La importancia de las algas se ha mirado tradicionalmente desde un punto como ya hemos visto sobretodo económico, pero hay otro punto muy importante desde el punto de vista biológico. La importancia biológica radica fundamentalmente en que las algas son los organismos fotosintéticos principales de ríos lagos y mares, producen oxígeno, materia orgánica y son la base de la cadena alimenticia de los ecosistemas acuáticos. Son , por lo tanto, los productores primarios de una superficie equivalente al 70 % del planeta. Otro hecho biológicamente importante son las relaciones que establecen las algas con otros seres vivos, animales y vegetales, estas pueden ser relaciones beneficiosas o de simbiosis, donde ambos organismos sacan beneficio de su asociación o relaciones donde uno de los organismos puede ser perjudicado como el caso de las algas parásitas.

En resumen los principales puntos importantes a destacar serian:

Imagen: esquema explicativo: Kelp- erizo- nutria.

“Esto ya ocurrió en el siglo XIX y principios del XX en los bosques submarinos del Pacífico Norte, esta zona era uno de los lugares de apareamiento de muchas especies de peces y otros animales. Cuando disminuyó, por la cacería indiscriminada, la población de la nutria marina en la costa occidental de Canadá y Estados Unidos, algunos invertebrados como el erizo de mar quedaron sin su principal predador. La población de erizo de mar aumentó dramáticamente y rápidamente consumió al 'kelp' y otras algas, convirtiendo al ecosistema en un desierto estéril bajo el mar. Los esfuerzos de conservación en la segunda mitad del siglo 20 permitieron la protección y la reintroducción de la nutria marina en estos ecosistemas y los bosques de 'Kelp' ha mejorado desde entonces. “

Imagen: nutria alimentándose de Kelp.

(Este artículo esta sacado de la pagina: http://world2alive.wordpress.com/, pinchando en el enlace se puede ver el articulo completo y videos sobre el gran tamaño y otras curiosidades de los bosques de “Kelp”).

• EFECTO DE LAS ALGAS PARDAS EN EL MEDITERRÁNEO:

Investigadores del IEO y el CSIC han publicado recientemente tres artículos científicos sobre la ecología de la Cystoseira que proporcionan, entre otras cosas, la primera evidencia experimental del efecto de la contaminación sobre la supervivencia y el crecimiento de estas algas pardas. La recuperación de estos hábitats es muy lenta y requiere la aplicación de medidas de gestión adecuadas.

Investigadores de la Estación de Investigación Jaume Ferrer, que gestionan el Instituto Español de Oceanografía (IEO) y el Gobierno de Islas Baleares, junto con investigadores del Centro de Estudios Avanzados de Blanes (CSIC), han estudiado aspectos de la ecología, la biogeografía y los efectos de la contaminación sobre las algas pardas del género Cystoseira. Los resultados de estos estudios se han publicado recientemente en forma de tres artículos científicos en diferentes revistas internacionales.

Los tres trabajos se han centrado en tres especies del género Cystoseira endémicas del Mediterráneo: C. crinita, C. barbata y C. spinosa v. tenuior

Los científicos evidencian por primera vez, mediante un experimento de campo, los efectos negativos de la contaminación, especialmente por metales pesados, sobre la supervivencia y el crecimiento de diversas especies de Cystoseira. Además, se ha observado que la capacidad de recuperación de estas especies es muy lenta en zonas donde la calidad del agua haya mejorado, y que ésta requiere de la aplicación de medidas de gestión que incluyan actuaciones directas, como por ejemplo el trasplante de adultos o la dispersión de propágulos fértiles.

Otro de los estudios se centró en estimar la producción de las comunidades dominadas por Cystoseira crinita , que resultaron ser comparables con los sistemas marinos más productivos, como pueden ser las praderas de Posidonia oceanica. Con estos resultados, obtenidos tras monitorear los cambios en la composición y estructura de las comunidades de Cystoseira en la Reserva Marina del Norte de Menorca, se ha podido confirmar el importante papel estructurador que tienen estas especies sobre el resto de organismos del ecosistema. “El buen estado ecológico de esta isla, junto con una geomorfología adecuada -sobre todo en la costa norte- favorecen la diversidad y el buen estado de estas poblaciones”, comenta Marta Sales, primera autora de estos trabajos.

El tercero de los trabajos se dedica al estudio de las variaciones biogeográficas de las comunidades de C. crinita a lo largo del Mediterráneo, desde España hasta Turquía. Los patrones biogeográficos clásicos, que describen una barrera principal en Sicilia que divide la cuenca occidental y la oriental, y un gradiente de disminución de la biodiversidad hacia el Este, se observan pero con excepciones para Cystoseira. Se detectó una correlación positiva entre la riqueza de especies del ecosistema y la latitud, mientras que no se detectó ninguna correlación con la longitud, lo que podría significar que la temperatura tenga más importancia que la cercanía al Atlántico a la hora de estructurarse la riqueza de especies de estos hábitats.

El género Cystoseira se encuentra en el Mediterráneo y en el Atlántico noreste. En total existen unas 50 especies, de las cuales 30 se encuentran en el Mediterráneo y la mayor parte de ellas son endémicas de este mar. Las algas del género Cystoseira son unas de las algas con más importancia ecológica en el Mar Mediterráneo, debido a su papel estructurador de hábitats y ecosistemas. Estas algas tienen un gran porte y un gran crecimiento vertical, que conlleva una elevada compartimentación del espacio, creando nuevos micro-hábitats que favorecen la presencia de gran cantidad de especies de algas e invertebrados, aumentando la biodiversidad.

Syringodermatales E. C. Henry Tilopteridales Bessey

La clasificación que seguimos está basada en Bold y Wynne (1985) y Womersley (1987), los primeros consideran la Clase Phaeophyceae como la única de la División Phaeophyta, mientras que Wornersiey no menciona ninguna Clase en el Phylum Phaéophyta.

(La clasificación en Ordenes de las Phaeophyta está basado fundamentalmente en el ciclo de vida, modo de crecimiento del talo, reproducción, número de cromatóforos por célula, presencia o ausencia de pirenoides y características estructurales de los flagelos dela Fucales y Dictyotales )

1. Orden durvillaeales:

• Familia Durvillaeaceae. Genero típico Durvillaea.

Imagen: ejemplar de Durvillaea antárctica.

2. Orden ectocarpales: Comprende a las Algas Pardas más primitivas en morfología

pues tienen el talo filamentoso, heterotrico, uniseriados con ramificaciones libres, o compactos lateralmente formando costras de forma definida. Tiene un ciclo de vida complejo e irregular y generalmente aceptado como isomórfico.

• Familia Ectocarpaceae .Talo filamentoso: Ectocarpus, Streblonema, Feldinannia, Pilayella, Gíffordia, Acinetospora, Bachelotia, Hinskia. Ectocarpus.

Imagen: ciclo de vida de Ectocarpus spp.

Imagen: ejemplar de Ectocarpus spp.

• Familia Ralfsiaceae. Talo incrustante Ralfasia, Analipus.

Imagen: ejemplar de Analipus japonicus

3. Orden Chordariales

4. Orden Sphacelariales

5. Orden Dictyotales

6. Orden Cutleriales

7. Orden Desmarestiales

8. Orden Sporochnales

9. Orden Tilopteridales

10. Orden Scytosiphonales

11. Orden Dictyosphonales