Tema 4: Organismos procariotas y origen de eucariotas

Concepto de algas

Es un concepto funcional. Organismos fotosintéticos oxigénicos de estructura sencilla (protófitos o talófitos) que constituyen los principales productores primarios de los medios acuáticos.

Importancia de las algas pk

1. Primeros productores primarios de los medio acuáticos.

2. Papel esencial en la evolución de la atm → aumentan la proporción de O2.

3. Desde POV evolutivo, dan origen a los cloroplastos (teoría endosimbiótica) y dispersan la fotosíntesis a otros org.

4. Floración masiva que pueden resultar tóxicas.

Evolución de las cianobacterias

El grupo de las proclorofitas fue muy importante debido a la aparición de la clorofila B.

Los 2 importantes pasos que se han dado en las cianobacterias y que las diferencia de las demás son:

• Sustitución de la bacterioclorofila por la clorofila-a.

• Desarrollo del Fotosistema II.

Caracteres diagnósticos

• Mismo aspecto y tamaño.

• No hay ninguna estructura diferenciada → citoplasma homogéneo.

• Vaina mucilaginosa.

• Células diferenciada.

• Color verde azulado, dependiendo de la composición pigmentaria.

Pared celular

Cromatoplasma

La zona plasmática está más intensamente coloreada. Encontramos los tilacoides y asociados a ellos los ficobilisomas (contienen pigmentos ficobilínicos → ficocianica (rad roja y naranja → superficie) y ficoheritrina (rad verde y azul→ profundidad)), la coloración del citoplasma dependerá de la proporción de pigmentos que haya. También pueden contener carotenos y xantofilas que actúan como fotoprotector (zonas intermareales).

Clasificación de tilacoides

• Parietal: en los laterales

• Radial: hacia el centro.

• Irregular: sin patrón concreto.

Centroplasma

En el centro, contiene el material genético. Los ribosomas asociados serán 70s. Existen una acumulación de una serie de sustancias, destacando las cianoficina (acumulaciones de N) y los gránulos de polifosfato (acumulaciones de P).

Estas moléculas permiten acumular reservas de nitrógeno y de fosfato, para que cuando haya una deficiencia en el medio puedan seguir creciendo sin problema a diferencia de otros organismo.

El elemento limitante en medios acuáticos es el N, mientras que en los terrestres es el P.

Vacuolas de gas

Son estructuras hexagonales, pudiendo formarse y deshacerse en función al estado metabólico de la célula. Si se ha producido mucha fotosíntesis y hay muchos solutos que hacen que aumente la presión osmótica, estas se deshacen, haciendo que la célula caiga en la columna de agua y consuma sus suministros por respiración. Cuando esta presión se ha reducido, se vuelven a generar y la célula sube, produciendo de nuevo la fotosíntesis.

Funciones:

• Nivel de flotabilidad.

• Intensidad lumínica.

• Presión turgencia citoplasmática.

• Productos fotosintéticos osmóticamente activos.

Proclorófitas

Existen características que las diferencian de las cianobacterias, es un segundo modelo estructural de cianobacterias:

• Los tilacoides están unidos en granas.

• No tienen ficobilisomas.

• Presentan clorofila a y b.

• Sólo tienen una gran vacuola central.

Heterocito

Célula especializada de fijación de nitrógeno atmosférico. Es una célula vegetativa diferenciada, con un engrosamiento de la pared celular, ha eliminado el fotosistema 2, para producir un medio anaeróbico para la nitrogenasa.

Diversidad morfológica

Muy variada, desde células solitarias hasta cenobios con diferente ordenación. Pueden ser:

• Cenobios

• Tricomas: agregación de cenobios, pueden ser con o sin vaina.

Reproducción

Puede producirse de diferentes formas:

• Bipartición.

• Formación de hormogonios.

• Acinetos.

• Necridios.

Suele estar ligada a un déficit de P y cambios en la intensidad lumínica. Esto lleva a un aumento del tamaño y la concentración de cianoficina, además de una multiplicación del genoma.

Habitats

Van a formar 2 tipos de comunidades.

• Fitoplancton: zonas oligotróficas, no especialmente abundates en ambientes marinos o salobres. Cuando ocurre un bloom pueden cambiar la coloración del agua.

• Microfitobentos: comunidades que pasan muy desapercibidas, tanto en suelos blando, yesíferos, rocas, sobre otros organismos. En algunos casos sí pueden encontrarse en formaciones más grandes.

En las zonas oligotróficas, cuando estas están organizadas unicelularmente, suelen repartir los procesos de fotosíntesis y fijación de nitrógeno. Haciendo la fotosíntesis por el día y la fijación de nitrógeno por la noche.

También pueden vivir en ambientes extremos → mal verde en cuevas.

Pueden vivir de manera simbiótica asociadas a diatomeas (Rhizosolenia), con hongos (formando líquenes), con dinoflagelados (Ornitocercus)…

Aparición y evolución de las cianobacterias

• Las primeras formas de cianobacterias eran unicelulares y tenían pequeños diámetros.

• Aparecieron formas filamentosas poco después y es probable que se hayan parecido a los linajes existentes de Pseudanabaena.

• La pluricelularidad en las cianobacterias fue una importante innovación asociada con mayores tasas de diversificación alrededor del GOE

  

Estromatolitos

Estructuras sedimentarias de origen orgánico. Alternan estructuras de materia mineral y orgánica (cianobacterias). Reflejan la antigüedad de las cianobacterias

Teoría endosimbiótica

Se cree firmemente en que el origen de los cloroplastos fue una endocitosis de las cianobacterias. Esto se puede comprobar gracias a la semejanzas entre el ADN del cloroplasto y las cianobacterias.

Sistemática

• Or. Chroococcales: unicelulares o agregados en cenobios con/sin ordenación (nunca lineales); con/sin vaina. Ni heterocistes ni acinetos. Sin células especializadas. Reproducción asexual por bipartición.

• Or. Oscillatoriales: tricomas (cenobios lineales) con/sin vaina; sin ramificar; ni con heterocistes ni con acinetos. Reproducción por hormogonios (necridios).

• Or. Nostocales: tricomas con/sin vaina; con/sin ramificar; con heterocistes y acinetos . Reproducción por hormogonios.