25.2: Algas Verdes - Precursores de Plantas Terrestres

Habilidades para Desarrollar

• Describir los rasgos compartidos por las algas verdes y las plantas terrestres
• Explicar las razones por las que los Charales son considerados los relativos más cercanos a las plantas terrestres
• Entender que las relaciones filogenéticas actuales son remodeladas mediante análisis comparativos de secuencias de ADN

Estreptófitos

Hasta hace poco, todos los eucariotas fotosintéticos eran considerados miembros del reino Plantae. Las algas pardas, rojas y doradas, sin embargo, han sido reasignadas al reino Protista. Esto se debe a que además de su capacidad para capturar energía lumínica y fijar CO ₂, carecen de muchos rasgos estructurales y bioquímicos que distingan a las plantas de los protistas. La posición de las algas verdes es más ambigua. Las algas verdes contienen los mismos carotenoides y clorofila a y b que las plantas terrestres, mientras que otras algas tienen diferentes pigmentos accesorios y tipos de moléculas de clorofila además de la clorofila a. Tanto las algas verdes como las plantas terrestres también almacenan carbohidratos como almidón. Las células en las algas verdes se dividen a lo largo de placas celulares llamadas phragmoplastos, y sus paredes celulares se estratifican de la misma manera que las paredes celulares de los embriófitos. En consecuencia, las plantas terrestres y las algas verdes estrechamente relacionadas ahora forman parte de un nuevo grupo monofilético llamado Streptophyta.

Las algas verdes restantes, que pertenecen a un grupo llamado Chlorophyta, incluyen más de 7000 especies diferentes que viven en agua dulce o salobre, en agua de mar o en parches de nieve. Algunas algas verdes incluso sobreviven en el suelo, siempre que esté cubierta por una delgada película de humedad en la que puedan vivir. Los períodos de sequía periódicos proporcionan una ventaja selectiva a las algas que pueden sobrevivir al estrés hídrico. Algunas algas verdes ya pueden ser familiares, en particular Spirogyra y desmid. Sus células contienen cloroplastos que muestran una vertiginosa variedad de formas, y sus paredes celulares contienen celulosa, al igual que las plantas terrestres. Algunas algas verdes son células individuales, como Clorella y Chlamydomonas, lo que se suma a la ambigüedad de la clasificación de las algas verdes, debido a que las plantas son multicelulares. Otras algas, como Ulva (comúnmente llamada lechuga de mar), forman colonias (Figura\(\PageIndex{1}\)).

Figura\(\PageIndex{1}\): La clorofita incluye (a) Spirogyra, (b) desmid, (c) Chlamydomonas, y (d) Ulva. Los desmidos y las clamidomonas son organismos unicelulares, la Spirogyra forma cadenas de células y Ulva forma colonias que se asemejan a las hojas (crédito b: modificación de obra de Derek Keats; crédito c: modificación de obra de Dartmouth Electron Microscope Facility, Dartmouth College; crédito d: modificación de obra de Holger Krisp; datos de barra de escala de Matt Russell)

Reproducción de Algas Verdes

Las algas verdes se reproducen tanto asexualmente, por fragmentación o dispersión de esporas, como sexualmente, al producir gametos que se fusionan durante la fertilización. En un organismo unicelular como Chlamydomonas, no hay mitosis después de la fertilización. En el Ulva multicelular, un esporófito crece por mitosis después de la fecundación. Tanto Chlamydomonas como Ulva producen gametos flagelados.

Charales

Las algas verdes del orden Charales, y los coleochaetes (algas verdes microscópicas que encierran sus esporas en esporopolleninos), son considerados los parientes vivos más cercanos de los embriófitos. Los Charales se remontan a 420 millones de años. Viven en una variedad de hábitats de agua dulce y varían en tamaño desde unos pocos milímetros hasta un metro de longitud. La especie representativa es Chara (Figura\(\PageIndex{2}\)), a menudo llamada almizcle o muskweed por su desagradable olor. Las células grandes forman el talo: el tallo principal del alga. Las ramas que surgen de los nodos están formadas por celdas más pequeñas. En los nódulos se encuentran estructuras reproductivas masculinas y femeninas, y los espermatozoides tienen flagelos. A diferencia de las plantas terrestres, los Charales no experimentan alternancia de generaciones en su ciclo de vida. Los charales exhiben una serie de rasgos que son significativos en su adaptación a la vida terrestre. Producen los compuestos lignina y esporopollenina, y forman plasmodesmas que conectan el citoplasma de las células adyacentes. El huevo, y posteriormente, el cigoto, se forman en una cámara protegida sobre la planta madre.

Figura\(\PageIndex{2}\): La alga representativa, Chara, es una maleza nociva en Florida, donde obstruye las vías fluviales. (crédito: Acceso a la Información del Sur de Florida, Servicio Geológico de los Estados Unidos

La nueva información del reciente y extenso análisis de secuencias de ADN de algas verdes indica que los Zygnematales están más estrechamente relacionados con los embriófitos que con los Charales. Los Zygnematales incluyen el género familiar Spirogyra. A medida que mejoren las técnicas en el análisis de ADN y surja nueva información sobre genómica comparada, las conexiones filogenéticas entre especies cambiarán. Claramente, los biólogos de plantas aún no han resuelto el misterio del origen de las plantas terrestres.

Resumen

Las algas verdes comparten más rasgos con las plantas terrestres que otras algas, de acuerdo con la estructura y el análisis de ADN. Los charales forman esporopollenina y precursores de lignina, phragmoplastos y tienen espermatozoides flagelados. No exhiben alternancia de generaciones.

Glosario

estreptofitas

grupo que incluye algas verdes y plantas terrestres