4.5: Algas Rojas

Las algas rojas y verdes son descendientes del evento de endosimbiosis primaria que resultó en el primer cloroplasto. Sus plastidios tienen dos membranas, una membrana interna que era la pared celular cianobacteriana y una membrana externa del organismo que primero la envolvió. La historia de estos grupos de algas es la historia evolutiva de todas las plantas.

Figura\(\PageIndex{1}\): Las algas rojas son un grupo fascinante que ha evolucionado una diversidad de morfologías y estrategias. Esta alga roja, Asterocolax gardneri, es un parásito de otras algas rojas. Tenga en cuenta que carece del color característico de la Rhodophyta. Debido a que se alimenta de otras algas, no necesita hacer su propio alimento a través de la fotosíntesis y por lo tanto no requiere pigmentos fotosintéticos. Foto de Chloe y Trevor, CC-BY-NC.

Algas Rojas, Phylum Rhodophyta

Morfología

Las algas rojas tienen una amplia gama de morfologías. Pueden ser unicelulares o multicelulares. Las formas unicelulares pueden vivir solitariamente o como colonias. Las formas multicelulares pueden ser filamentosas, frondosas, laminares, coraloides o incluso costras (algunos ejemplos en Figura\(\PageIndex{2}\) y Figura\(\PageIndex{3}\)).

Figura\(\PageIndex{2}\): Todas estas imágenes son de algas rojas multicelulares, que pueden variar desde filamentosas (izquierda) hasta “frondosas” (centro) y laminares (derecha). El color rojo se debe a la abundancia del pigmento rojo ficoeritrina, lo que le da a este grupo cloroplastos rojos. Imagen a la izquierda de Melissa Ha CC-BY-NC. Imagen a la derecha de Maria Morrow CC-BY-NC.

Figura\(\PageIndex{3}\): Arriba se muestran ejemplos de las extrañas algas rojas coralinas. Estos tienen depósitos calcerosos en las paredes celulares que hacen que el talo sea duro, como un coral. Estos pueden tomar una variedad de formas y son capaces de vivir a profundidades que otras algas no pueden (¡más de 500 pies de profundidad para algunas!). La primera imagen muestra el talo de una alga Calliarthon tuberculosum que se ha lavado en la playa. Habiendo perdido su característico color rosado, las paredes blancas, calcerosas son más obvias. La segunda foto muestra una alga roja coralina (especie desconocida para el autor) formando manchas rosadas en una roca. Hay un par de fórceps apuntando a una de estas manchadas. Primera foto de Jennifer Rycenga, CC-BY-NC. Segunda foto de Gsaunders, CC-BY-NC.

Las células de especies multicelulares se conectan a través de citocinesis incompleta, lo que resulta en conexiones de foso.

Figura\(\PageIndex{4}\): Una conexión de foso entre células de Polisifonía. Las imágenes muestran un canal que conecta dos celdas adyacentes, indicadas por una flecha. Este canal pasa a través de las paredes celulares de ambas células, así como las laminillas medias. Foto de Maria Morrow CC-BY-NC.

Ciclo de vida de la polisifonía

Las algas rojas tienen un ciclo de vida de alternancia de generaciones que tiene una etapa diploide extra: el carposporófito. La polisifonía es el organismo modelo para Rhodophyta. Los gametofitos de Polisifonía son isomórficos (iso- que significa mismo, forma de morfología), es decir, tienen la misma morfología básica.

Figura\(\PageIndex{5}\): Todas las etapas del ciclo de vida de Polisifonía tienen la misma morfología básica. Si los vieras sin aumento, todos se verían más o menos así: un talo pequeño, rojo, finamente ramificado. Las estructuras reproductivas se utilizan para diferenciar las etapas de la vida: ¿tiene espermatangios, cistocarpos o tetrasporangios? Cualquier diferencia que veas en la coloración de las imágenes en esta sección se debe a la tinción. Todos aparecerían de este color rojo intenso en un tobogán sin manchar. Foto de Gsaunders, CC-BY-NC.

Gametofitos Masculinos

El gametofito masculino tiene estructuras alargadas que emergen de las puntas de las ramas del talo. Se trata de espermatangios, donde las espermatias son producidas por mitosis.

Figura\(\PageIndex{6}\): Gametofito masculino de Polisifonía. En la imagen de la izquierda, las ramas del gametofito macho terminan cada una con varias estructuras alargadas que parecen casi mazorcas de maíz. Cada una de estas estructuras es un espermatangium. En la imagen de la derecha, se muestra un espermatanjo por sí mismo, separado del gametofito. Las células del espermatángum se someten a mitosis para producir gametos haploides, no móviles y unicelulares llamados espermatias. La imagen no es lo suficientemente clara como para distinguir la espermatia individual. Fotos de Maria Morrow, CC-BY-NC.

Gametofitos femeninos y carposporófitos

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.

Figura\(\PageIndex{7}\): Gametofito femenino a partir de un portaobjetos preparado. Durante el proceso de fabricación de diapositivas, el gametofito se rompió en varios pedazos y se tiñó de un azul verdoso profundo. Normalmente, el talo aparecería rojo (ver el talo tetrasporófito). Hay muchas estructuras grandes en forma de copa unidas a las ramas, lo que indica que los huevos en estas regiones fueron fertilizados y se desarrolló un cistocarpio. Foto de Maria Morrow, CC-BY-NC.

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 llamadas carposporangias, dentro de las cuales produce carposporas por mitosis. Todos estos, carposporófitos, carposporangios y carposporos, son diploides.

Figura\(\PageIndex{8}\): La imagen muestra ramas del talo gametofítico femenino en el lado izquierdo. En el centro, un cistocarpio globoso emerge de una de esas ramas. El cistocarpio está compuesto por un pericarpio haploide que forma el exterior de la estructura. Las células del pericarpio se ven bloqueadas, casi escamosas. Dentro del pericarpio, los tejidos son diploides y pertenecen al carposporófito. El carposporófito está compuesto por muchas carposporangias alargadas. Fotos de Maria Morrow, CC-BY-NC.

Tetrasporófito

Las carposporas diploides son liberadas a las aguas oceánicas, donde serán transportadas por corrientes a otro lugar. Si una carpospora aterriza en un ambiente apropiado, crecerá por mitosis hasta convertirse en un tetrasporófito (2n).

Figura\(\PageIndex{9}\): A la izquierda, es visible un talo completo, sin teñir, de un tetrasporofito. Se parece bastante a los gametofitos tanto masculinos como femeninos, excepto la presencia de regiones redondas y oscurecidas dentro de las ramas. Estas son las tetrasporangias, donde ocurrirá meiosis para producir tetrasporas haploides. A la derecha vemos una imagen magnificada de ese mismo talo y una visión más detallada de las tetrasporangias dentro de las ramas. Fotos de Maria Morrow, CC-BY-NC.

Figura\(\PageIndex{10}\): La imagen muestra ramas del tetrasporófito. Cada uno de los compartimentos dentro de las ramas está lleno de un tetrasporanjo globoso. En la mayoría de estos, se pueden observar delineaciones claras donde el tetrasporanjo se divide por meiosis en cuatro células distintas. Estas células son tetrasporas haploides. Foto de Maria Morrow, CC-BY-NC.

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.

Diagrama de ciclo de vida completo

Figura\(\PageIndex{11}\): La alternancia del ciclo de vida de las generaciones de Polisifonía. En el lado izquierdo, en el centro, hay cuatro tetrasporas haploides. Estas tetrasporas crecen por mitosis en gametofitos haploides, ya sean “masculinos” o “femeninos”. El gametofito masculino produce espermatangios en las puntas de sus ramas y estos espermatangios producen espermatias haploides por mitosis. El gametofito hembra produce ramas carpogoniales, las cuales tienen un huevo en la base y un largo filamento llamado trichogino que se extiende desde la cámara del huevo. Un espermático se fusiona con un trichogino y su núcleo viaja por el trichogino para fertilizar el óvulo, formando un cigoto diploide. El cigoto crece, aún unido al gametofito, dentro de una estructura llamada cistocarpo. El cistocarpio tiene una capa externa llamada pericarpio que se forma a partir del tejido del gametofito femenino (es decir, es haploide). Dentro del pericarpio, el cigoto ha crecido por mitosis hasta convertirse en un carposporófito haciendo carposporangios alargados. Dentro de cada carposporangium, las carposporas diploides son producidas por la mitosis. Las carposporas se liberan y crecen por mitosis en tetrasporofitos. Dentro de las ramas del tetrasporófito, se forman tetrasporangios y se someten a meiosis para producir cuatro tetrasporas haploides cada una. Estas tetrasporas son liberadas y volvemos a donde empezamos. Diagrama de Nikki Harris CC-BY-NC con etiquetas agregadas por Maria Morrow.