13

BLOC II : ALGUES PROCARIOTES. Tema 6: Els procariotes. Cianobacteris. Diversitat morfològica, reproducció, ecologia i filogènia.

Els cianobacteris o també cianofits, algues blaves o algues verd - blaves.

Característiques principals dels cianobacteris:

Procariotes. Protòfits. Es distingeixen de pel seu color blau verdós. Fan la fotosíntesi oxigènica, i per tant es diferencien del altres bacteris, pel fet que la fotosíntesi oxigènica requereix la presència del fotosistema II, mentre que la resta de bacteris autòtrofs només tenen el fotosistema I. A nivell d’organització es caracteritzen pel fet de ser unicel·lulars o formar agregats senzills de cèl·lules. Són poiquilohídrics. Aquest grup consta de 150 gèneres i 2000 espècies.

Organització dels cianobacteris:

Unicel·lular, cenobial, colonial i alguns filamentosos ( no ramificats o amb ramificació falsa, que es produeix per la necrosi i trencament del filament per algun punt ).

Pigment dels cianobacteris:

Clorofil·la a que és pròpia de tots els organismes que fan la fotosíntesi amb el fotosistema I. Carotens i Xantofiles són pigments de color vermell i taronja que tenen totes les plantes i serveixen per protegir la clorofil·la a d’un excés de radiació.

Ficocianina, ficoeritrina i la al·loficocianina donen el color blau. S’agrupen formant una estructura en forma d’estrella que es troba sobre dels tilacoides anomenada ficobiliosoma, que serveix per captar la llum de les longituds d’ona que no agafa la clorofil·la a i fer perdre als fotons gradualment i llavors transmetre-li a aquesta. És a dir serveixen per captar l’espectre d’absorció de llum que no capta la clorofil·la a i que sinó es perdria.

Tilacoides dels cianobacteris: s’acumulen a la perifèria on es troben lliures sense formar les agrupacions a diferència de les agrupacions de tilacoides del grana pròpies de les plantes superiors.

Substàncies de reserva dels cianobacteris:

Midó de cianofícies: es troba per sobre dels tilacoides. Carboxisomes: lloc on es troba la RuBisCo (ribosa 1,5–difosfat). Polifosfats Vacúols de gas: acumulen aire que els serveix també per regular la seva posició a la columna d’aigua.

Moviment dels cianobacteris: és molt rar i si existeix és per lliscament en els cianobacteris sèsils per no quedar enterrats entre els sediments. Aquests tenen microfibrilles que els permeten lliscar entre els sediments.

Paret cel·lular dels cianobacteris: En tenen de mureïna (peptidglicà) i no es comparteix, l’únic que es comparteix és la beina muscilaginosa (polisacàrids hidratats).

14

Cèl·lules especials dels cianobacteris: (pluricel·lulars) Heterocists: (Nostoc). És una cèl·lula més grossa que té la paret cel·lular més gruixuda i fa una funció molt important i bàsica per la vida com és fixar el nitrogen atmosfèric en forma d’amoni. Amb això s’aconsegueix que l’abundància de nitrogen que hi ha a l’atmosfera passi a estar en una forma que puguin aprofitar les plantes. Per això alguns cianobacteris es troben en simbiosi amb les plantes com és el cas de les lleguminoses.

Acinets. Són cèl·lules molt grosses amb la paret cel·lular molt gruixuda i plenes de substàncies de reserva i serveixen per sobreviure en períodes desfavorables durant molt de temps.

Diversitat morfològica dels cianobacteris:

Cenobis de 3 a 4 cèl·lules, són els més simples.

Augmentant un grau més la diversitat morfològica trobem conjunts formats per moltes cèl·lules disperses per l’interior de la beina. En alguns casos podem arribar a trobar-les ordenades en files i columnes.

A continuació trobem, encara que molt rarament, organismes amb polaritat, és a dir tenen una part a partir de la qual estan fixats al substrat.

També trobem organismes filamentosos com l’Oscillatoria que fa un moviment de vaivé, Nostoc que té heterocists, i la Rivularia que també té heterocists.

Alguns tenen vertaderes ramificacions.

Molt pocs tenen més d’una cèl·lula de gruix.

15

Ecologia dels cianobacteris:

La majoria són d’aigua dolça. Es mantenen en al columna d’aigua mitjançant els vacuols de gas. Poden fer decoloracions (blooms) és a dir que quan proliferen molt arriben a donar color a l’aigua El picoplàncton viu en zones tropicals i temprades, ja que són zones riques en nutrients. Viuen en les zones entre marees (litorals) poden arribar a viure en les roques (epilítics i endolítics). Viuen en llocs terrestres humits com troncs, etc. Fa 2000 milions d’anys van aparèixer els bacteris que van poblar llocs semblants als que alguns cianobacteris actuals viuen com són fonts termals, que tenen unes elevades temperatures de 50 i 70ºC. Alguns viuen en el gel, aprofitant l’aïllament tèrmic que aquest ofereix i també, al igual que les pedres del litoral poden fer la fotosíntesi a través de la llum que el travessa. Alguns també viuen en llocs hipersalins, com les roques del litoral i els mars. Alguns formen unes estructures en forma de bolet en els mars molt nets, poc profunds i amb marees anomenades estromatolits, formades per capes de cianobacteris que van quedant enterrats per sediments sobre les següents capes de cianobacteris vius formant roques d’origen orgànic. El 8% dels líquens són una simbiosi entre fongs i cianobacteris. També formen simbiosi amb plantes superiors com les lleguminoses a les quals fixen el nitrogen atmosfèric i a canvi poden proliferar millor. A les lleguminoses en concret formen bonys. Azolla (Anabaena). També s’usen en el cultiu humà per l’alimentació com l’Spirulina que té gran quantitat de ferro.

Característiques principals dels proclorobacteris: Organització dels proclorobacteris: unicel·lulars, cocoides i filamentosos no ramificats. Pigments dels proclorobacteris: clorofil·la a i b (la b és la pròpia de totes les plantes verdes). Els tilacoides es troben agrupats en grups de 2,4 i 6. Tenen la membrana de mureïna (peptidglicà) amb beina muscil·laginosa. Substàncies de reserva: midó i carboxisomes que contenen RuBisCo. També tenen vacuols de gas. Moviment dels proclorobacteris: absent. Reproducció dels proclorobacteris: desconeguda. Ecologia dels proclorobacteris: viuen a tot el món en aigua dolça (filamentosos) i marina (són els més abundants i formen part del picoplàncton).

El gènere procloron viu en ascidies marines colonials tropicals (on es ban descobrir). Aquest fet va induir la teoria endosimbiotica de Lyn Margullis, encara que després es va demostrar que no era tant senzill.

Reproducció dels cianobacteris:

Reproducció asexual:

Escissió es divideix la cèl·lula no per mitosi ja que es reparteixen les còpies del DNA, tilacoides ... Formació de septes una cèl·lula del filament es mor (necridi) i llavors el filament es trenca per aquell punt. Gemmació es forma una cèl·lula petita que es separa i creix (molt poc freqüent). Endospòra formen una mena d’espora que dóna lloc a un nou organisme (molt poc freqüent). Reproducció sexual: desconeguda

16