4.3: Algas Pardas

Endosimbiosis Secundaria en Heterocontes

Las algas pardas son un linaje fotosintético de heterocontes. Derivaron sus cloroplastos de color marrón dorado a partir de endosimbiosis secundaria. En este evento, un oomiceto ancestral envolvió una alga roja. Al igual que en la endosimbiosis primaria, en lugar de ser digerida, con el tiempo la alga roja degeneró en un cloroplasto, esta vez con 4 membranas: la membrana envolvedora del oomiceto, la membrana plasmática de la alga roja y las dos membranas del cloroplasto original dentro de la alga roja. En muchos grupos derivados de la endosimbiosis secundaria, el cloroplasto ha perdido una de estas membranas.

Figura\(\PageIndex{1}\): En el diagrama anterior, vemos un eucariota fotosintético unicelular con un cloroplasto de 2 membranas. En el paso uno, este organismo es envuelto por un eucariota heterótrofo. En el paso dos, vemos el organismo fotosintético dentro del organismo heterótrofo. En el paso tres, el organismo fotosintético original se ha reducido a un cloroplasto con 4 membranas. Obras de Nikki Harris CC-BY-NC con etiquetas agregadas de Maria Morrow.

Algas Pardas, Phylum Phaeophyta

Las algas pardas son pardas debido a las grandes cantidades de carotenoides que producen, principalmente uno llamado fucoxantina. Estos organismos son exclusivamente multicelulares y pueden llegar a ser tan grandes que requieren células conductoras especiales para transportar fotosintatos desde sus cuchillas hasta el resto de sus tejidos. Estas células conductoras se llaman hifas de trompeta y tienen placas de tamiz y se asemejan a tubos de tamiz que se encuentran en plantas con flores

Al igual que Saprolegnia, el cuerpo de una alga se denomina talo porque no se diferencia en tejidos especializados. La morfología general de una alga marrón incluye un sostén, estipe, vejiga (s) de gas y hoja (s).

Kelp

Figura\(\PageIndex{2}\): En el diagrama anterior, hay dos talos de algas marinas. El del lado izquierdo está etiquetado. En la parte inferior del talo hay una red de proyecciones en forma de raíz que conforman el retén. La estructura similar a un tallo que se desplaza desde el retén es el estipe, que termina en una vejiga de gas inflada. Hay varias estructuras en forma de hoja unidas a la vejiga de gas. Estas son cuchillas. El talo de la derecha tiene todos estos componentes, pero en una disposición ligeramente diferente. ¿Los puedes encontrar? Obras de Nikki Harris CC-BY-NC con etiquetas agregadas de Maria Morrow.

Figura\(\PageIndex{3}\): Un tallo de alga toro que fue lavado en la playa y dispuesto en espiral para que todas las partes fueran visibles en una imagen. En el centro de la espiral se encuentra el retén. Esto estaría unido al fondo del mar. Un estipe largo conecta el retén a una vejiga de gas que está oscurecida por muchas cuchillas delgadas, que todas se adhieren a la parte superior de la vejiga de gas. Foto de Maria Morrow, CC-BY-NC.

Figura\(\PageIndex{4}\): Pieza de pluma de boa kelp con varias pequeñas vejigas de gas. Las cuatro vejigas de gas mostradas se adhieren todas al borde del estipe. Si el talo completo fuera visible, las vejigas de gas quedarían unidas por toda la longitud de ambos lados del estipe aplanado. ¿Ves alguna cuchilla presente? Foto de Maria Morrow, CC-BY-NC.

Figura\(\PageIndex{5}\): Este tallo de algas marinas se encontró en una piscina de marea. Tiene una hoja prominente y un estipe, pero no hay vejiga de gas visible. ¿Dónde estaría el retén? Foto de Maria Morrow, CC-BY-NC.

Fucus

Un organismo modelo para el ciclo de vida de Phaeophyta es Fucus (rockweed), que, al igual que su relativa Saprolegnia, tiene un ciclo de vida diplónico.

El Fucus thallus tiene ramificación dicotómica (bifurcada en dos ramas iguales) y puntas reproductivas hinchadas en forma de corazón de las ramas. Estas puntas de rama hinchadas se llaman receptáculos.

Figura\(\PageIndex{6}\): La imagen de la izquierda muestra un Fucus thallus (aunque un poco del retén permaneció pegado a la roca). El talo se ramifica dicotópicamente, haciendo formas Y cada vez que se ramifica y se bifurca en dos piezas iguales. La imagen de la derecha es una vista más cercana de los extremos de las ramas. Los extremos hinchados en forma de corazón se llaman receptáculos. Las protuberancias en estos receptáculos son las partes superiores de los conceptos, cámaras similares a un vaso incrustadas dentro del receptáculo. Fotos de Maria Morrow, CC-BY-NC.

Los receptáculos están cubiertos de pequeñas protuberancias, cada una con un poro en el centro de la protuberancia llamado ostiole. Los bultos son conceptacles, cámaras que albergan la gametangia masculina y femenina.

Figura\(\PageIndex{7}\): Un portaobjetos de microscopio de sección transversal a través de un receptáculo Fucus. La sección transversal revela los conceptacles, que aparecen como cámaras esféricas dentro del receptáculo. En cada conceptáculo, hay estructuras globosas (oogonia) y ramificadas, estructuras arbóreas (anteridios). Foto de Melissa Ha, CC-BY-NC.

Figura\(\PageIndex{8}\): Una sección transversal a través de un receptáculo Fucus muestra dentro de un conceptacle. Las gametangias masculinas y femeninas se alojan dentro de la cámara conceptacle. Los anteridios son estructuras ramificadas que parecen árboles pequeños. Estos producen espermatozoides con flagelos heterocontes (no visibles en esta imagen). Las oogonias son estructuras globosas divididas en secciones a medida que se producen huevos. Los óvulos serán fertilizados por espermatozoides que nadan a través del ostiol, formando un cigoto diploide que se liberará en el agua marina. Este cigoto crecerá por mitosis en un talo multicelular diploide. Foto de Maria Morrow, CC-BY-NC.

Figura\(\PageIndex{9}\): Una vista más cercana de la anterida y oogonio dentro de un conceptacle de Fucus. No hay huevos distinguibles dentro del oogonio. Sin embargo, los espermatozoides individuales se pueden ver dentro de los anteridios. Estos espermatozoides tendrían cada uno los típicos flagelos heterocontes. Foto de Melissa Ha, CC-BY-NC.

Diagrama de ciclo de vida completo

Figura\(\PageIndex{10}\): El ciclo de vida diplónico de Fucus. Si comienzas en la parte inferior del diagrama, hay un talo diploide. Los extremos de las ramas del talo son receptáculos. Una sección transversal a través de un receptáculo nos muestra el interior de un conceptáculo: la apertura del conceptáculo es un ostiole. Dentro del conceptacle, hay un oogonio globoso que se ha dividido en muchos compartimentos. Estos son óvulos y son el resultado de la meiosis dentro del oogonio. Los anteridios ramificados producen espermatozoides por meiosis, todos los cuales tienen flagelos heterocónicos. Los espermatozoides haploides se liberan y nadan para fertilizar un óvulo, formando un cigoto diploide. El cigoto crece por mitosis hasta convertirse en un talo diploide, lo que nos devuelve al principio. Diagrama de Nikki Harris, CC-BY-NC con etiquetas agregadas por Maria Morrow.