Algas marrons: características, taxonomia, habitat, reprodução

As algas castanhas são eucariotas. Sua cor característica é dada pela presença da fucoxantina carotenóide nos cloroplastos. Eles produzem laminarina como substância de reserva e também podem se apresentar com taninos de feofilas.

Phaeophyceae estão localizadas no Ochrophyta phyllum do sub-reino Heterokonta, dentro do reino Protista. São reconhecidas sete ordens, 307 gêneros e aproximadamente 2000 espécies.

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Sargassum em uma praia em Cuba. Autor: Bogdan Giușcă (Bogdan Giuşcă ()) [Domínio público], de Wikimedia Commons

A maioria das algas marrons habita ambientes marinhos. Apenas oito gêneros presentes em corpos de água doce são conhecidos. Eles tendem a crescer em águas frias, agitadas e arejadas.O Mar Sargassiano (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, representando 70% do peso das algas. Este ficocolóide é amplamente utilizado na indústria como estabilizador e emulsificante em alimentos, medicamentos e têxteis. A colheita global de algas marrons atinge 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 por pelo menos duas camadas. A camada mais interna é feita de microfibrilas de celulose, formando a estrutura principal.

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

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

Cloroplastos

Os cloroplastos podem variar de um a numerosos. A forma é variável, do laminar ao discoidal ou lenticular.

Eles consistem em grupos de três tilacóides interconectados por uma lamela zonal. Eles têm quatro unidades de membrana. As duas membranas mais externas são do retículo endoplasmático (ER).

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

Nesses plastídeos há clorofila a, c 1 e c 2 . Além disso, existe uma quantidade alta de fucoxantina carotenóide, juntamente com violaxantina. Estes dois últimos pigmentos são responsáveis ​​pela cor marrom dessas algas.

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

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

Florotaninos (taninos fenocianos)

As algas marrons produzem taninos específicos, localizados em pequenas inclusões intracelulares. Essas flurotaninas são formadas nos ditomassomas do aparelho de Golgi. Eles são o produto da polimerização do floroglucinol.

Estes taninos não contêm açúcares e são altamente redutores. Eles são muito adstringentes a gosto. Eles oxidam rapidamente no ar, produzindo ficofaeina, um pigmento preto que dá a cor característica para secar as algas marrons.

Sugere-se que as florotaninas possam absorver a radiação ultravioleta e que sejam componentes das paredes celulares. Sua função mais proeminente é a proteção contra herbivoria. Sabe-se que eles podem inibir as glicosidases produzidas pelos gastrópodes que se alimentam dessas algas.

Thallus Development

O tálus marrom de algas é relativamente grande e complexo. Diferentes tipos de desenvolvimento podem ser apresentados:

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

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

Tricotálico : uma célula divide e forma um tricoma para cima e o tálus para baixo ( Cutleria ).

Meristema intercala r: a área celular meristemática é dividida tanto para cima quanto para baixo. O tálus é diferenciado em rizóides, estipe e lâmina. O crescimento da espessura do estipe pode ocorrer porque o meristemóide é dividido em todas as direções ( Laminaria, Macrocystis ).

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

Habitat

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

São organismos bentônicos (vivem no fundo dos ecossistemas aquáticos). Algumas espécies do gênero Sargassum são pelágicas (elas se desenvolvem próximas à 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 costeira. Eles são distribuídos das zonas subpolares para o equador. Sua maior diversidade ocorre nas águas frias da zona temperada.

A alga marinha (principalmente espécies laminariais) forma florestas no sublitoral das zonas temperadas, com exceção do Ártico. As espécies pelágicas de Sargassum formam grandes áreas no conhecido Mar Sargassian, no Atlântico.

Taxonomia e subclasses

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

Mais tarde, em 1881, eles receberam o status de classe com 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, mais uma vez considerada apenas uma classe.

Atualmente, os Phaeophyceae são uma classe do filo 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, as algas marrons ancestrais apresentaram desenvolvimento do tálus apical. Seus grupos irmãos são os Xanthophyceae e os Phaeothamniophyceae.

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

Dentro deles, 18 ordens e 54 famílias são reconhecidas. Aproximadamente 2000 espécies distribuídas em 308 gêneros foram descritas.

As subclasses de algas marrons são as seguintes:

Discosporangiophycidae

Tálus filamentoso unisseriado e ramificado, com desenvolvimento apical. Inúmeros cloroplastos, sem pirenóides. Apenas uma ordem é apresentada, com duas famílias monogenéricas.

Ishigeophycidae

O tálus é ramificado, terete ou foliar. É pseudoparenquimatoso, com presença de medula e córtex. Desenvolvimento apical do tálus. Cloroplastos discóides e presença de poucos pirenoides. Formado por uma ordem, com duas famílias.

Dictyotophycidae

Eles têm tálus filamentoso ou pseudoparênquima. Com desenvolvimento terminal ou apical. Cloroplastos discóides e ausência de pirenóides. É dividido em quatro ordens e 9 famílias.

Fucophycidae

É o maior grupo de algas marrons. O tálus é bastante variável entre os grupos. O tipo de desenvolvimento do tálus ancestral é o intercalado. Os pirrenoides ocorrem em um representante de todos os grupos. Foi separado em 12 ordens e 41 famílias.

Reprodução

As algas marrons podem ter reprodução sexual ou assexuada. Todos têm células reprodutivas piriformes móveis por meio de flagelos.

Células reprodutivas

As células reprodutivas têm dois flagelos que são inseridos lateral ou basalmente. Um é direcionado ao pólo posterior da célula e o outro ao pólo anterior. O flagelo anterior é coberto com pequenos filamentos estruturados em duas filas.

Perto da base dos flagelos, há uma mancha avermelhada. As manchas oculares são fotorreceptores que detectam a intensidade e a direção da luz. Facilita a célula a se mover para ser mais eficiente na fotossíntese.

Esse ponto ocular é formado por glóbulos lipídicos 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.

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

Reprodução sexual

Pode ser por isogamia (gametas iguais) ou anisogamia (gametas diferentes). Oogamia (feminino imóvel e gameta masculino móvel) também pode ocorrer.

O ciclo de vida é haplodiplônico (alterna uma geração diplóide e uma haploide). Pode ser isomórfico (ambas as gerações são semelhantes) ou heteromórfico (gerações morfologicamente distintas). Dependendo do grupo, gametófito (haplóide) ou esporófito (diplóide) podem predominar.

Em alguns grupos, como a ordem de Fucales, o ciclo de vida é diplomático (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 que produzem células móveis. Outros são uniloculares, presentes apenas nos esporófitos e produzem esporos haplóides móveis.

Hormônios sexuais

Hormônios sexuais (feromônios) são substâncias produzidas durante a reprodução sexual. Nas algas marrons, elas têm a função de realizar a descarga explosiva de gametas masculinos dos anteriores. Eles também atraem gametas masculinos para femininos.

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

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

Alimento

As algas marrons são organismos autotróficos. O produto do acúmulo de fotossíntese é o manitol. O composto de reserva a longo prazo é a laminarina (polissacarídeo de glucano).

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 aparece apenas neste grupo e melhora sua eficiência na captura de dióxido de carbono. Isso pode estar relacionado ao tipo de pigmento presente 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 aos desafios presentes e atuais. In: Brodie J e J Lewis. Desvendando as algas, o passado, o presente e o futuro da alga sistemática. CRC Press, Londres. P 267-284.
  4. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos de uma taxa de pirrenóide em algas marrons (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.

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