18.3: Phylum Rhodophyta - Las Algas Rojas
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Las algas rojas representan un grupo monofilético de organismos. Los miembros de este grupo comparten las siguientes características:
- Morfología: De unicelular a multicelular, sin estadios flagelados. Las células de especies multicelulares se conectan a través de citocinesis incompleta, lo que resulta en conexiones de foso.
- Composición de la pared celular: Celulosa y galactanos
- Cloroplastos: 2 membranas, los pigmentos son clorofila a y ficobilinas (principalmente ficoeritrina, aportando su color rojo)
- Carbohidrato de almacenamiento: almidón de Florida
- Ciclo de vida: Alternancia de generaciones con una etapa diploide extra, el carposporófito
- Ecología: Principalmente marina (97% de las especies)
Presiones de selección y conductores
Un aspecto importante para comprender los rasgos de la historia de vida de la Rhodophyta es comprender los desafíos de vivir en un ambiente marino.
- Acceso a la luz solar: La mayoría de los colores de luz no pueden penetrar en aguas más profundas, ya que son dispersos por moléculas de agua. Las longitudes de onda de la luz que llegan más profundamente al océano son azules y verdes. Muchos peces que viven en las profundidades del océano son rojos. Debido a que la luz roja no penetra hasta las profundidades donde viven, esto los hace prácticamente indetectables a la vista. Recuerden, vemos las cosas por la luz que rebota en ellas. Los pigmentos rojos reflejan la luz roja, por lo que no hay luz roja, ni luz reflejada. Las algas rojas están usando una estrategia similar —absorben las longitudes de onda de la luz que no son rojas— con un objetivo diferente: usar esa luz absorbida para hacer comida. La ficoeritrina en sus cloroplastos refleja la luz roja, dándoles un aspecto rojo, y absorbe la luz azul que es capaz de penetrar en áreas más profundas de la columna de agua.
- Fertilización: El océano es un ambiente expansivo, a menudo con grandes áreas de espacio abierto entre poblaciones de organismos. En este ambiente, la fertilización exitosa de un óvulo por un espermatozoide no móvil, las algas rojas carecen de flagelos, presenta un desafío. Tener fases multicelulares haploides y diploides proporciona a las algas rojas más oportunidades para producir gametos y esporas. Una etapa diploide que clona el cigoto, el carposporófito, brinda más oportunidades para hacer meiosis a partir de cada evento de fertilización.
- Salinidad: Los ambientes marinos son relativamente altos en salinidad. Una posible adaptación para esto es tener polisacáridos sulfatados en la pared celular, como los galactanos presentes en Rhodophyta. Esta es una estrategia presente en (potencialmente todas) algas marinas y se infiere que es una adaptación para la tolerancia a la salinidad. Consulte este artículo de acceso abierto para más información: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0018862
Observación del ciclo de vida de las algas rojas
La polisifonía es el organismo modelo para Rhodophyta. Las algas rojas tienen un ciclo de vida de alternancia de generaciones que tiene una etapa diploide extra: el carposporófito. Los gametofitos de Polisifonía son isomórficos (iso- que significa mismo, forma de morfología), es decir, tienen la misma morfología básica. Utilice las diapositivas preparadas y las imágenes de las siguientes páginas para etiquetar el diagrama del ciclo de vida a continuación.
En el diagrama anterior, indique dónde ocurren la meiosis y la fertilización. Colorea el tejido haploide y diploide de manera diferente, y dibuja flechas para mostrar cuándo está ocurriendo la mitosis.
Observe un portaobjetos preparado de un gametofito masculino de Polysiphonia. El gametofito masculino (mostrado a la derecha) tiene estructuras alargadas que emergen de las puntas de las ramas del talo. Se trata de espermatangios, donde las espermatias son producidas por mitosis. Etiquete las características en negritas en el diagrama del ciclo de vida.
Etapas de gametofitos femeninos que se muestran a continuación:
Observe un portaobjetos preparado de un gametofito femenino de Polysiphonia. El gametofito hembra produce un óvulo que está contenido dentro de una estructura llamada carpogonio. Esta estructura tiene una proyección larga y delgada llamada trichogyne (trich- que significa pelo, -gyne que significa hembra). Durante la fertilización, un espermatium se fusiona con la tricogina y el núcleo del espermatium viaja por el tubo hasta el óvulo. Cuando el núcleo del espermatio se fusiona con el huevo, se produce un cigoto. Este cigoto es retenido y nutrido por el gametofito femenino a medida que crece.
Las estructuras globosas que se ven creciendo a partir del talo gametofítico femenino se llaman cistocarpos. Un cistocarpo está compuesto tanto por tejido gametofito femenino (n) como tejido carposporófito (2n). La capa externa del cistocarpio, el pericarpio (peri- significado alrededor) se deriva del gametofito femenino y es haploide.
El interior del cistocarpio consiste en el carposporófito, que es diploide, y produce estructuras alargadas llamadas carposporangias, dentro de las cuales produce carposporas por mitosis. Todos estos, carposporófitos, carposporangios y carposporos, son diploides. Etiquete las características en negritas en el diagrama del ciclo de vida y colórelas de acuerdo a su ploidía.
Observe un portaobjetos preparado de un tetrasporófito de Polysiphonia. Las carposporas diploides son liberadas a las aguas oceánicas, donde serán transportadas por corrientes a otro lugar. Si la carpospora aterriza en un ambiente apropiado, crecerá por mitosis hasta convertirse en un tetrasporófito (2n). El tetrasporófito produce tetrasporangios (2n) dentro de las ramas del talo. Cada tetrasporanjo produce cuatro tetrasporas haploides únicas por meiosis.
Las tetrasporas (n) son liberadas y crecerán por mitosis en gametofitos masculinos o femeninos, completando el ciclo de vida. Etiquete las características en negritas en el diagrama del ciclo de vida.