Algas marrons: características, taxonomia, habitat, reprodução - Ciência - 2023

science
Algas marrons: características, taxonomia, habitat, reprodução - Ciência
Algas marrons: características, taxonomia, habitat, reprodução - Ciência

Contente

As Algas marrons eles são organismos eucarióticos fotossintéticos. Sua cor característica é dada pela presença do carotenóide fucoxantina nos cloroplastos. Eles produzem laminarina como uma substância de reserva e também podem ter taninos feios.

As Phaeophyceae estão localizadas no phyllum Ochrophyta do sub-reino Heterokonta dentro do reino Protista. Sete ordens, 307 gêneros e aproximadamente 2.000 espécies são reconhecidas.

A maioria das algas marrons habita ambientes marinhos. Apenas oito gêneros são conhecidos por estarem presentes em corpos de água doce. Eles tendem a crescer em águas frias, agitadas e arejadas. O Mar dos Sargaços (Atlântico) deve seu nome às grandes massas de espécies do gênero Sargassum que crescem em suas águas.

Uma grande quantidade de ácido algínico é produzida na parede celular das Phaeophyceae, sendo responsável por 70% do peso das algas. Este ficocolóide é amplamente utilizado na indústria como estabilizador e emulsificante em alimentos, medicamentos e têxteis. A colheita mundial de algas marrons chega a três milhões de toneladas por ano.


Caracteristicas

As algas marrons são organismos multicelulares. Seu tamanho varia de alguns milímetros a mais de 60 metros ou mais no caso de Macrocystis pyrifera.

Parede celular

As células são cercadas por uma parede celular composta de pelo menos duas camadas. A camada mais interna é composta por microfibrilas de celulose, formando a estrutura principal.

A camada mais externa é mucilaginosa e é composta de substâncias coloidais chamadas ficocolóides. Estes incluem fucodiano (polissacarídeos sulfatados) e ácido algínico. A quantidade relativa de ambos os ficocolóides pode variar entre as espécies, diferentes partes da planta e os ambientes onde ela cresce.

Em alguns casos, a parede celular pode ter depósitos de carbonato de cálcio na forma de aragonita (Padina pavonia).

Cloroplastos

Os cloroplastos podem ser de um a muitos. A forma é variável, de laminar a discoidal ou lenticular.


Eles são formados por grupos de três tilacóides interconectados por uma lamela zonal. Eles têm quatro unidades de membrana. As duas membranas mais externas são o retículo endoplasmático (R.E.).

As membranas do envelope do cloroplasto e as do retículo endoplasmático são conectadas por túbulos. Em alguns grupos, a membrana mais externa do retículo endoplasmático está conectada à membrana nuclear.

Nestes plastídios existe clorofila a, c1 e C2. Além disso, existe uma grande quantidade do carotenóide fucoxantina, junto com a violaxantina. Esses dois últimos pigmentos são responsáveis ​​pela cor marrom dessas algas.

Em quase todos os grupos existem representantes com pirenóides. Essas estruturas são massas de proteínas incolores que contêm a enzima necessária para algumas fases da fotossíntese.

As pirenóides das Phaeophyceae estão fora do cloroplasto. Eles contêm uma substância granular e são circundados pela membrana do retículo endoplasmático associado ao cloroplasto. Uma banda de polissacarídeos de reserva se forma ao redor do pirenóide.


Florotaninos (taninos feios)

As algas marrons produzem taninos específicos que estão localizados em pequenas inclusões intracelulares. Esses flurotaninos são formados nos dictiossomos do aparelho de Golgi. Eles são o produto da polimerização do floroglucinol.

Esses taninos não contêm açúcares e são altamente redutores. São muito adstringentes ao paladar. Eles oxidam rapidamente no ar, produzindo ficofaeína, um pigmento preto que dá às algas marrons secas sua cor característica.

Sugere-se que os florotaninos podem absorver a radiação ultravioleta e que são componentes das paredes celulares. Sua função mais importante é a proteção contra a herbivoria. Sabe-se que eles podem inibir as glicosidases produzidas pelos gastrópodes que passam a se alimentar dessas algas.

Desenvolvimento de Thallus

O talo das algas marrons é relativamente grande e complexo. Podem ocorrer diferentes tipos de desenvolvimento:

-Difuso: todas as células do corpo da planta são capazes de se dividir. Thalos unisseriados, mais ou menos ramificados são formados (Ectocarpus).

-Apical: uma célula localizada em uma posição apical se divide para formar o corpo da planta. Os talos são achatados dicotômicos ou flabelados (Dictyota).

–Tricotálico: uma célula se divide e forma um tricoma para cima e o talo para baixo (Cutelaria).

–Meristema intercalarR: A zona de células meristemáticas se divide para cima e para baixo. O talo é diferenciado em rizóides, estipe e lâmina. O crescimento em espessura pode ocorrer no estipe porque o meristemóide se divide em todas as direções (Laminaria, Macrocystis).

–Meristoderme: existe uma camada periférica que é dividida paralelamente ao talo. Os tecidos são formados abaixo da meristoderme (córtex). Os talos são dicotômicos, afilados e com espessamento central (Fucus).

Habitat

As algas castanhas são quase exclusivamente marinhas. Apenas algumas espécies de oito gêneros crescem em corpos de água doce.

Eles são organismos bentônicos (vivem no fundo dos ecossistemas aquáticos). Algumas espécies do gênero Sargassum eles são pelágicos (eles se desenvolvem perto da superfície).

As espécies de água doce são encontradas no hemisfério norte, com exceção de Ectocarpus siliculosus. Esta espécie cosmopolita é geralmente marinha, mas foi encontrada crescendo em corpos de água doce na Austrália.

As Phaeophyceae marinhas são componentes da flora marinha litorânea. Eles são distribuídos das áreas subpolares ao equador. Sua maior diversidade ocorre nas águas frias da zona temperada.

As algas (principalmente espécies Laminariales) formam florestas sub-litorais em zonas temperadas, com exceção do Ártico. As espécies pelágicas de Sargassum eles formam grandes áreas no conhecido Mar dos Sargaços no Atlântico.

Taxonomia e subclasses

As algas marrons foram reconhecidas pela primeira vez como um grupo em 1836. O botânico WH Harvey as segregou como a subclasse Melanospermeae da classe Algae.

Mais tarde, em 1881, eles receberam a categoria de classe sob o nome de Phaeophyceae. Mais tarde, em 1933, Kylin dividiu as algas marrons em três classes: Isogeneratae, Heterogeneratae e Cyclosporeae. Esta proposta foi rejeitada por Fristsch em 1945, sendo novamente considerada apenas uma classe.

Atualmente as Phaeophyceae são uma classe dentro do phyllum Ochrophyta do sub-reino Heterokonta do reino Protista. Eles são considerados uma linhagem muito antiga que se originou 150 - 200 milhões de anos atrás.

Provavelmente a antiga alga marrom teve um desenvolvimento de talo apical. Seus grupos irmãos são as Xanthophyceae e as Phaeothamniophyceae.

Com informações de estudos moleculares, Silberfeld e colaboradores propuseram em 2014 separar as Phaeophyceae em quatro subclasses, com base nas divergências nas topologias das árvores filogenéticas.

Nelas são reconhecidas 18 ordens e 54 famílias. Aproximadamente 2.000 espécies distribuídas em 308 gêneros foram descritas.

As subclasses de algas marrons são as seguintes:

Discosporangiophycidae

Talos unisseriados e filamentosos ramificados, com desenvolvimento apical. Numerosos cloroplastos, sem pirenóides. Apenas uma ordem é apresentada, com duas famílias monogenéricas.

Ishigeophycidae

O talo é ramificado, terete ou foliose. É pseudoparenquimal, com presença de medula e córtex. Desenvolvimento apical do talo. Cloroplastos discóides e presença de poucos pirenóides. Formado por encomenda, com duas famílias.

Dictyotophycidae

Eles têm talos filamentosos ou pseudoparenquimatosos. Com desenvolvimento terminal ou apical. Cloroplastos discóides e ausência de pirenóides. Está dividido em quatro ordens e 9 famílias.

Fucophycidae

É o maior grupo de algas marrons. O talo é bastante variável entre os grupos. O tipo de desenvolvimento do talo ancestral é intercalar. As pirenóides ocorrem em alguns representantes de todos os grupos. Foi dividido em 12 ordens e 41 famílias.

Reprodução

As algas castanhas podem apresentar reprodução sexual ou assexuada. Todos têm células reprodutivas piriformes que são móveis via flagelos.

Células reprodutivas

As células reprodutivas apresentam dois flagelos que são inseridos lateral ou basalmente. Um é direcionado para o pólo posterior da célula e o outro para o pólo anterior. O flagelo anterior é coberto por pequenos filamentos estruturados em duas fileiras.

Perto da base do flagelo existe uma mancha avermelhada no olho. As manchas oculares são fotorreceptores que permitem que a intensidade e a direção da luz sejam detectadas. Isso torna mais fácil para a célula se mover para ser mais eficiente na fotossíntese.

Esta mancha ocular é formada por glóbulos de lipídios entre as bandas dos tilacóides e o envelope do cloroplasto. Eles funcionam como um espelho côncavo que concentra a luz. Comprimentos de onda entre 420 - 460 nm (luz azul) são os mais eficazes em algas marrons.

Reprodução assexuada

Pode ocorrer por fragmentação ou por meio de propágulos. Os propágulos são estruturas celulares especializadas com células apicais. Essas células se dividem e formam um novo indivíduo.

Zoósporos (esporos assexuados móveis) também são produzidos.Eles são produzidos em um esporângio de onde as células haplóides são liberadas. Eles dão origem à geração gametofítica (haplóide).

Reprodução sexual

Pode ser devido à isogamia (gametas idênticos) ou anisogamia (gametas diferentes). Oogamy (gameta feminino e masculino móvel) também pode ocorrer.

O ciclo de vida é haplodipôntico (alternância de gerações diplóides e haplóides). Pode ser isomórfico (as duas gerações são semelhantes) ou heteromórfico (gerações morfologicamente diferentes). Dependendo do grupo, o gametófito (haplóide) ou o esporófito (diplóide) podem predominar.

Em alguns grupos, como a ordem Fucales, o ciclo de vida é diplôntico (a fase haplóide é limitada aos gametas).

As algas marrons têm dois tipos de estruturas de reprodução sexual. Alguns são multiloculares, presentes em gametófitos e esporófitos, produzindo células móveis. Outros são uniloculares, presentes apenas em esporófitos e produzem esporos haplóides móveis.

Hormônios sexuais

Os hormônios sexuais (feromônios) são substâncias produzidas durante a reprodução sexual. Nas algas castanhas, têm a função de realizar a descarga explosiva dos gametas masculinos dos anterídios. Eles também atraem os gametas masculinos para os femininos.

Esses hormônios são hidrocarbonetos insaturados. Eles são altamente voláteis e hidrofóbicos. Poucas quantidades são liberadas por célula por hora.

A percepção dos feromônios está associada à sua natureza hidrofóbica que é percebida pela célula receptora (gameta masculino). A atração não funciona além de 0,5 mm do gameta feminino.

Alimentando

As algas marrons são organismos autotróficos. O produto de acumulação da fotossíntese é o manitol. O composto de reserva de longo prazo é a laminarina (polissacarídeo de glucana).

A concentração de manitol nas células pode aumentar ou diminuir associada à salinidade do meio. Isso contribui para os processos de osmorregulação das algas e aparentemente não é condicionado pela fotossíntese.

A capacidade fotossintética das algas marrons é estimulada pela luz azul. Esse fenômeno ocorre apenas neste grupo e melhora sua eficiência na captura de dióxido de carbono. Isso pode estar relacionado ao tipo de pigmentos presentes em seus cloroplastos.

Referências

  1. Forster RM e MJ Dring (1994) Influência da luz azul na capacidade fotossintética de plantas marinhas de diferentes grupos taxonômicos, ecológicos e morfológicos europeus. Journal of Phycology, 29: 21-27.
  2. Lee R (2008) Phycology. Quarta edição. Cambridge University Press, Reino Unido. 547 pp.
  3. Reviers B, F Rousseau e S Draisma (2007) Classificação das Phaeophyceae do passado ao presente e desafios atuais. In: Brodie J e J Lewis. Desvendando as algas, o passado, o presente e o futuro da sistemática de algas. CRC Press, Londres. P 267-284.
  4. Silberfeld T, M Racault, R. Fletcher, A Couloux, F Rousseau e B De Reviers (2011) Systematics and evolutionary history of pyrenoid-rolamento tax in brown algae (Phaeophyceae), European Journal of Phycology, 46: 361-377.
  5. Silberfeld T, F Rousseau e B De Reviers (2014) Uma classificação atualizada de algas marrons (Ochrophyta, Phaeophyceae). Cryptogamie, Algologie 35: 117-156.