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Licheni, alghe e biotossine algali, Appunti di Botanica Generale

Università degli Studi di Roma La Sapienza (UNIROMA1)Botanica Generale

il documento tratta nello specifico i licheni e il loro bio-monitoraggio, le alghe o cianobatteri, il fenomeno dell'eutrofizzazione e i rischi bio-tossicologici delle bio-tossine algali

Tipologia: Appunti

2020/2021

Caricato il 11/04/2021

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I licheni: simbiosi tra funghi e alghe
Simbiosi mutualistica : entrambi traggono vantaggi
● 14 mila specie fungine→ componente fungina costituita da Ascomiceti (90%)e
<mente Basidiomiceti (li troviamo prevalentemente sulla terra: sulle rocce, sugli
alberi)
● 100 specie di alghe verdi
● 100 specie di cianobatteri o alghe azzurre
TALLO: Il Tallo è il complesso alga-fungo allo stato vegetativo e questo può essere:
1. Omomero→ Struttura interna uniforme in tutto il suo spessore con le alghe distribuite
nell'intero Tallo
2. Eteromero→ In cui si possono distinguere una corteccia inferiore ed una
superiore(cortex), una parte intermedia (medulla) e lo strato algale vicino la
superficie superiore .
Le cortecce servono da involucro protettivo, sono costituite da ife cementate e a volte
vi si depositano sopra pigmenti arancioni o gialli. La medulla è costituita da molte ife
irregolarmente intrecciate, ha la capacità di trattenere l’H2O e immagazzinare
nutrienti.
Categorie del tallo:
1. Crostosi→ aderiscono alla rocce,dunque stretto contatto con il substrato,le ife
possono anche penetrare all’interno delle rocce
2. Fogliosi→ simile ad una foglia ma non lo è,le strutture di ancoraggio si chiamano
rizine
3. Fruticosi→ filamentosi, cespugliosi, ancorati al substrato da filamenti rizoidali
Sopravvivono ad ambienti estremi,tolleranza alle temperature (le renne li mangiano), sono
agenti di biodeterioramento delle opere d’arte (statue)
RIPRODUZIONE (dopo 2-5 anni,crescita molto lenta):
1. Asessuale→ un frammento di tallo per mezzo di aria o acqua o vento o animali va a
colonizzare un altro substrato
2. Sessuale→ il fungo produce spore
Strutture dei talli:
Aschi=prodotti dai funghi
Isidi= prodotti da funghi e alghe
Soredi= alga avvolta da un ammasso di ife
Un'altra caratteristica dei licheni è quella di formare un gruppo di composti detti “ sostanze
dei licheni” ,questi sono formati soprattutto da acidi fenolici deboli; alcuni sono pigmentati
probabilmente riducono la quantità di luce che raggiunge lo strato algale e filtrano le
lunghezze d'onda dannose.
Biomonitoraggio licheni
Fin dall'antichità l'uomo ha sempre avuto l'obiettivo di conoscere l'ambiente che ci circonda.
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Anteprima parziale del testo

Scarica Licheni, alghe e biotossine algali e più Appunti in PDF di Botanica Generale solo su Docsity!

I licheni: simbiosi tra funghi e alghe

Simbiosi mutualistica : entrambi traggono vantaggi ● 14 mila specie fungine→ componente fungina costituita da Ascomiceti (90%)e <mente Basidiomiceti (li troviamo prevalentemente sulla terra: sulle rocce, sugli alberi) ● 100 specie di alghe verdi ● 100 specie di cianobatteri o alghe azzurre TALLO: Il Tallo è il complesso alga-fungo allo stato vegetativo e questo può essere:

  1. Omomero→ Struttura interna uniforme in tutto il suo spessore con le alghe distribuite nell'intero Tallo
  2. Eteromero→ In cui si possono distinguere una corteccia inferiore ed una superiore(cortex), una parte intermedia (medulla) e lo strato algale vicino la superficie superiore. Le cortecce servono da involucro protettivo, sono costituite da ife cementate e a volte vi si depositano sopra pigmenti arancioni o gialli. La medulla è costituita da molte ife irregolarmente intrecciate, ha la capacità di trattenere l’H2O e immagazzinare nutrienti. Categorie del tallo:
  3. Crostosi→ aderiscono alla rocce,dunque stretto contatto con il substrato,le ife possono anche penetrare all’interno delle rocce
  4. Fogliosi→ simile ad una foglia ma non lo è,le strutture di ancoraggio si chiamano rizine
  5. Fruticosi→ filamentosi, cespugliosi, ancorati al substrato da filamenti rizoidali Sopravvivono ad ambienti estremi,tolleranza alle temperature (le renne li mangiano), sono agenti di biodeterioramento delle opere d’arte (statue) RIPRODUZIONE (dopo 2-5 anni,crescita molto lenta):
  6. Asessuale→ un frammento di tallo per mezzo di aria o acqua o vento o animali va a colonizzare un altro substrato
  7. Sessuale→ il fungo produce spore Strutture dei talli: Aschi=prodotti dai funghi Isidi= prodotti da funghi e alghe Soredi= alga avvolta da un ammasso di ife Un'altra caratteristica dei licheni è quella di formare un gruppo di composti detti “ sostanze dei licheni” ,questi sono formati soprattutto da acidi fenolici deboli; alcuni sono pigmentati probabilmente riducono la quantità di luce che raggiunge lo strato algale e filtrano le lunghezze d'onda dannose.

Biomonitoraggio licheni

Fin dall'antichità l'uomo ha sempre avuto l'obiettivo di conoscere l'ambiente che ci circonda.

Il concetto di sviluppo sostenibile consiste nello sfruttamento sostenibile della risorsa che non la porti cioè ad esaurirsi totalmente in modo che essa sia sempre disponibile. A tale scopo la tutela della risorsa avviene attraverso il controllo del rispetto delle norme che deve permettere la comprensione delle cause di degrado di un ambiente attraverso la raccolta dei dati ossia per mezzo del monitoraggio ambientale periodico. Il monitoraggio ci si avvale di strumenti,come indicatori, che descrivono i vari aspetti dei sistemi ambientali; si stanno affermando nuove tecniche che affiancano le tradizionali analisi di tipo chimico, si tratta di metodologie chiamate biomonitoraggio.Tale approccio permette di evidenziare l'azione nociva degli agenti inquinanti e soprattutto permette di valutare gli eventuali effetti di sinergia che possono instaurarsi nel caso della presenza contemporanea di più sostanze o effetti a lungo termine di esposizione anche a basse concentrazioni (tossicità cronica). Il biomonitoraggio rappresenta l'insieme di tecniche che si avvalgono dell'utilizzo di organismi sensibili o tolleranti all'inquinamento.

  1. Bioindicazione: modificazioni genetiche di un organismo o una popolazione (organismi sensibili all’inquinante) “organismo spia”,fornisce dati qualitativi
  2. Bioaccumulo: accumulo di elementi inquinanti nei tessuti vegetali (organismi tolleranti), fornisce dati quantitativi CARATTERISTICHE DI UN BUON BIOINDICATORE ● Deve presentare una certa sensibilità alle sostanze inquinanti e al tempo stesso Deve essere resistente così da poter reagire alle variazioni ambientali e nel caso delle piante sopravvivere ad un eventuale trapianto ● Deve manifestare una relazione quantitativa tra risposta biologica e concentrazione degli inquinanti ● presentare una curva di sensibilità agli inquinanti graduale ● essere facilmente reperibile e prelevabile in ogni periodo dell'anno ● Essere facilmente coltivabile in laboratorio ● essere di piccole dimensioni ● avere un ciclo vitale piuttosto lungo ● presentare uniformità, stabilità genetica (riproduzione asessuale) e scarsa mobilità È MOLTO IMPORTANTE CONOSCERE LA BIOLOGIA E LA FISIOLOGIA DEL BIOINDICATORE PER NON CONFONDERE VARIAZIONI NATURALI CON EFFETTI TOSSICI I licheni epifiti, cioè quelli che crescono sui tronchi degli alberi,possono essere impiegati per valutare la qualità dell'aria secondo due principali strategie:
  3. come bioindicatori
  4. come bioaccumulatori I limiti principali della metodica di utilizzo dei licheni epifiti quali indicatori della qualità dell'aria derivano dal fatto che: ● non è applicabile in aree con scarsità di alberi adatti al campionamento ● non permette di discriminare gli effetti dell'inquinamento in aree molto inquinate con assenza di licheni ● non permette di rilevare immediatamente fenomeni di inquinamento in quanto la reazione dei licheni e richiede un certo tempo per essere accettabile Le principali caratteristiche che fanno dei licheni epifiti dei buoni bioindicatori dell'inquinamento atmosferico sono riassumibili in 5 punti:
  5. Elevata capacità di assorbimento e di accumulo di sostanze prelevate dall'atmosfera

compresa tra 0 e 50.

Cianobatteri o alghe azzurre(procarioti)

I cianobatteri sono presenti sia in acque dolci che marine, sono tutti unicellulari spesso riuniti in colonie e con queste aggregazioni spesso formano il biofilm, uno strato continuo e gelatinoso (scogli al mare). La parete cellulare composta da più strati è importantissima essendo un organismo unicellulare. Il principale pigmento fotosintetico è la clorofilla “a”, poi il beta carotene…. RIPRODUZIONE: è solo di tipo vegetativo e può avvenire per frammentazione cioè direttamente per separazione di gruppi cellulari dalla colonia madre o per sporulazione cioè per formazione di spore durevoli. Possono presentare spesso delle cellule dette eterocisti la quale funzione è quella di fissare l'azoto atmosferico, a volte inoltre la frammentazione delle alghe filamentose avviene tra due eterocisti adiacenti. Sono molti i generi che possono fissare l'azoto atmosferico ed in simbiosi con alcune piante superiori permettono a queste di sopravvivere in terreni poveri di azoto. Più ci sono sostanze nutritive più le dimensioni delle alghe sono grandi: ● 0,2-2 PICOPLANCTON ● 2-20 NANOPLANCTON ● 20-200 MICROPLANKTON ● > 200 MESOPLANCTON FITOPLANCTON→ Vegetale che vive sospeso nell'acqua, costituito prevalentemente da batteri e alghe unicellulari microscopiche ad eccezione di un’alga pluricellulare la Sargassum bucciferum, responsabile della produzione primaria ossia si trova alla base della catena alimentare, fornendo cibo direttamente o indirettamente a tutti gli animali acquatici e non solo ( meduse, squali, crostacei, delfini, alcuni pesci). Grazie alla disponibilità di luce, anidride carbonica e altri nutrienti inorganici, i microrganismi del fitoplancton sono in grado di sintetizzare carboidrati, lipidi e proteine .Produce così la biomassa che viene consumata

dagli zooplancton e da successivi livelli di consumatori. Il detrito organico fornito nei vari livelli trofici, sotto forma soprattutto di organismi morti, sedimenta sul fondo dove viene rimineralizzato dai decompositori come batteri eterotrofi e funghi. Con la loro attività rendono di nuovo disponibili azoto e fosforo ai produttori primari (cicli biogeochimici). FITOBENTOS→ Vegetali che vive fissato al fondo dell'acqua, costituito per la maggior parte da alghe La comunità batterica del plancton ha rivelato il suo ruolo cardine all'interno delle reti trofiche: è stato osservato che i cianobatteri rivestono un ruolo importante nella produzione primaria delle acque oligotrofiche, ossia quegli ambienti poveri di sostanza organica, e si sa inoltre che esistono gruppi di batteri eterotrofi capaci di mineralizzare sia la sostanza organica disciolta, sia la sostanza organica particolata.

ALGHE

Sono organismi vegetali non vascolari, privi cioè di tessuti di conduzione (d'altronde vivono in acqua non servono), provvisti di clorofilla “a” e di pigmenti accessori. L'apparato vegetativo viene indicato con il termine di “TALLO”. Questo può essere rappresentato da una singola cellula o può derivare dall'aggregazione di più cellule.= le consideriamo tallofite (funghi-licheni-alghe) poiché a livello riproduttivo non presentano ancora quegli organi caratteristici delle piante (in particolare quelle vascolari) e cioè gli organi dediti al trasporto di acqua e ninfa. Le alghe sono presenti in ogni massa d'acqua ma si trovano anche sulle terre emerse, quelle pluricellulari spesso crescono ancorate alle rocce.Le forme unicellulari si trovano in sospensione delle acque costituendo il fitoplancton e sono fondamentali per la vita in quanto produttori primari di materia organica e di ossigeno; senza di loro il mare morirebbe e noi con esso. DINOFLAGELLATI= sono componenti del fitoplancton, sono la base per le catene alimentari marine, presentano pigmenti giallo-bruni Diminuisce la luce, varia il colore: le alghe più in profondità sono quelle rosse, poi le brune e infine le verdi verso la superficie dell'acqua RIPRODUZIONE: La maggior parte delle alghe si riproduce sia asessualmente sia sessualmente→ Le alghe unicellulari si possono riprodurre asessualmente o per divisione cellulare o per formazione di spore→ Le alghe pluricellulari si possono riprodurre asessualmente per sporulazione ed anche per frammentazione del tallo. FORMA E DIMENSIONI: Le alghe hanno forme e dimensioni estremamente variabili,in particolare quelle pluricellulari possono assumere forme molto diverse tra loro: ❏ forme filamentose ❏ forme dicotomiche ❏ forme laminari ❏ forme cladomiali o tridimensionali

Rischi bio-tossicologici :biotossine algali

Il rischio di intossicazione da biotossine algali è principalmente legato al consumo di molluschi bivalvi filtratori, che accumulano tali sostanze a seguito della riproduzione nell'acqua di particolari generi di alghe unicellulari tossiche (fitoplancton). ● Nel mare gli agenti algali produttori di tossine appartengono alle famiglie delle diatomee e dei dinoflagellati ● Nei laghi il fitoplancton produttore di tossine appartiene quasi esclusivamente alle Cianoficee o alghe azzurre (alghe che producono tossine naturali) L'abbondanza di queste alghe è tale che causa estese morie di pesci, molluschi e altri organismi. I molluschi si nutrono di fitoplancton→ che possono essere tossici→ i molluschi poi possono essere ingeriti da pesci o direttamente dall’uomo Le cianoficee dominano la comunità fitoplanctonica e formano fioriture algali (blooms) specialmente a temperature elevate,calde. Il monitoraggio della tossicità di tali alghe ha mostrato che quasi la metà di tutte queste sono tossiche : tossine principali→

  1. neurotossine (anatossine-saxitossine)
  2. epatotossine
  3. microcistine
  4. PSP paralisi sopranucleare progressiva

Le finalità del monitoraggio biologico del mare sono 2:

  1. una di carattere sanitario legata al controllo delle acque adibite alla molluschicoltura e alla balneazione
  2. l'altra di carattere ambientale Le biotossine algali sono sostanze tossiche prodotte da alcuni tipi di alghe unicellulari microscopiche che vivono in sospensione nelle acque (fitoplancton). Alcune di queste alghe, principalmente appartenenti alle classi dei Dinoflagellati e delle Diatomee, hanno la capacità di produrre tossine dannose per l'uomo. Centro ricerche marine di Cesenatico→ da ricordare

Eutrofizzazione

Con il termine eutrofizzazione si intende il fenomeno che provoca l’eccessivo accrescimento degli organismi vegetali, per effetto della presenza nell’ecosistema acquatico di dosi elevate di sostanze nutritive come azoto, fosforo o zolfo, provenienti da fonti naturali o antropiche (come i fertilizzanti, alcuni tipi di detersivi, le acque reflue di origine domestica o industriale), e il conseguente degrado dell’ambiente divenuto asfittico. Il termine eutrofizzazione, proviene dal greco eutrophia (eu = “buono”, trophe = “nutrimento”) e sta ad indicare un abbondanza di sostanze nutritive in un determinato ambiente. L’eutrofizzazione si ha soprattutto con presenza eccessiva di nitrati e fosfati (soprattutto la presenza nell’acqua di Na5P3O10, un agente chelante per ioni Ca2+ e Mg2+) in un ambiente acquatico. L’eutrofizzazione viene quasi sempre determinata dall’immissione, nei laghi o nei mari poco profondi o con scarso ricambio idrico, di ingenti quantità di sostanze minerali, provenienti dall’agricoltura e dagli scarichi fognari non depurati, ricche di sostanza organiche in sospensione. Il degrado della biomassa produce sostanze tossiche che riducono l’ossigeno presente nell’acqua, fino all’anossia (mancanza di ossigeno) che provoca la morte degli animali acquatici. EFFETTI EUTROFIZZAZIONE: ● Aumento della biomassa di fitoplancton ● sviluppo di specie tossiche di fitoplancton ● aumento delle piante acquatiche in prossimità dei litorali,della quantità di alghe gelatinose e della torbidità dell'acqua ● diminuzione della quantità di ossigeno disciolto nell'acqua e della diversità biologica ● scomparsa di alcune specie ittiche pregiate