Taxonomie vegetala/ CURS 5

INCRENGATURA CHRYSOPHYTA

Caracterizare generala

Crizofitele sau algele aurii sunt organisme frecvent monadoide, raspandite atat in ape marine cat si continentale, ca forme planctonice. Seria de tal poate fi mai completa, pana la heterotrich. Sunt autotrofe, rar heterotrofe sau mixotrofe.

Din punct de vedere biochimic sunt caracterizate de prezenta clorofilelor a si c (25%) si fucoxantinei (75%). Produsul de asimilatie este crizolaminarina.

Celula este ovoidala, cu structura dorsi-ventrala. Prezinta doi flageli de tip heterocont clasic. In citoplasma se afla un nucleu cu un nucleol, 1-2 cromatofori parietali, un globul de crizolaminarina in partea bazala, vacuola pulsatila, stigma, condriom si aparat Golgi in partea apicala. Sub plasmalema se afla corpi muciferi. Peretele celular este celulozo-pectic si adesea impregnat cu calcita sau silice. La formele nude celula este delimitata de un periplast (ex. Chromulina). Alte specii prezinta armuri = scvame ovale dispuse imbricat. La Mallomonas scvamele sunt asociate cu niste spini. In alte cazuri crizofitele prezinta lorica (ex. Dinobryon), de natura celulozica, variata din punct de vedere morfologic.

Inmultirea se poate realiza vegetativ, prin diviziune celulara sau fragmente de tal, asexuat, prin zoospori sau autospori, sau sexuat, prin izogamie hologama. La cei mai multi reprezentanti nu se cunoaste insa sexualitatea.

Clasificare si reprezentanti

Cele circa 1000 de specii de alge aurii cunoscute sunt grupate in trei clase: Chrysophyceae, Craspedophyceae si Prymnesiophyceae.

Caracterele clasei CHRYSOPHYCEAE, cea mai cuprinzatoare, se suprapun cu cele ale increngaturii. Mentionam urmatoarele ordine:

Ochromonadales - cuprinde forme monadoide.

Ochromonas, genul tip al ordinului, reuneste specii auto- si mixotrofe, primitive.

Brehmiella chrysohydra - specie dulcicola rara.

Dinobryon grupeaza specii dulcicole cu lorica. Adesea speciile acestui gen produc infloriri.

Chromulina, monoflagelata cu specii dulcicole si marine. Formeaza la suprafata apei o pelicula cu stralucire aurie atunci cand razele soarelui cad intr-un anumit unghi.

Synura prezinta specii coloniale, frecvente in bazinele acvatice artificiale. Da apei un miros puternic ce nu poate fi indepartat prin purificare.

Mallomonas grupeaza specii solitare, dulcicole si salmastre. La reprezentantii acestui gen scvamele silicioase prezinta sete mobile.

Dictyochales sau Silicoflagellata - forme monoflagelate, cu schelet silicios intern, exclusiv marine, nanoplanctonice.

Chrysamoebidales - grupeaza speciile cu tal amiboid si plasmodial. Ex. Chrysamoeba varians, Myxochrysis paradoxa etc.

Crysocapsales - grupeaza speciile cu tal palmeloid. Ex. Chrysocapsa si Hydrurus, ambele specii dulcicole.

Chrysosphaerales - grupeaza speciile cu tal coccoid. Ex. Chrysosphaera nitens, specie dulcicola.

Phaetothamniales - grupeaza speciile cu tal filamentos. Ex. Phaetothamnion confervicolum, specie dulcicola cu tal filamentos ramificat; Phaeodermatium rivulare, cu tal crustos, pseudoparenchimatic, polistromatic.

CRASPEDOPHYCEAE - cuprinde forme monadoide monoflagelate cu un guler format din numeroase tentacule, preponderent incolore. Stylochromonas este un gen cu specii autotrofe, libere sau fixate, nanoplanctonice si neustonice.

PRYMNESIOPHYCEAE (Haptophyceae) - grupeaza forme preponderent monadoide, marine, in general cu flageli izoconti, homo sau teterodinamici cu haptonema sau doar cu structuri care o amintesc si cu scvame organice, la unii taxoni mineralizate (cocolite). In sisteme de clasificare recente acest grup de alge constituie increngatura distincta de Chrysophyta si anume HAPTOPHYTA.

Prymnesium saltans traieste in ape sarate continentale si litorale. Se fixeaza cu haptonema de branhiile pestilor provocandu-le moartea din cauza unei toxine hemolitice, mai ales in perioadele de multiplicare intensa.

Calyptrosphaera insignis, dintre cocolitosferale, Syracosphaera mediterranea si Pontosphaera nigra se intalnesc frecvent in Marea Neagra.

Importanta

Crizofitele au un rol important in viata ecosistemelor acvatice. Cocolitosferalele, ca forme nanoplanctonice, reprezinta o componenta de baza a fitoplanctonului marin alaturi de dinofite si diatomee. Toate formele cu scvame silicioase sau care au cocolite au valoare litogena.

INCRENGATURA XANTHOPHYTA (HETEROKONTAE)

Caracterizare generala

Algele galbui-verzi sunt preponderent microfite si numai putine macrofite.

Sunt acvatice, edafice sau aerofile.

Au tal variabil: coccal, plasmodial, rizopodial, palmeloid, filamentos, sifonal.

Din punct de vedere biochimic, sunt caracterizate de prezenta pigmentilor clorofilieni a si c si a xantofilelor. S-a suspectat existenta clorofilei e, dar cele mai multe date mentioneaza prezenta clorofilei c, nu e. Fucoxantina lipseste, iar crizolaminarina este in cantitate redusa. Sunt insa frecvente lipidele.

Celula xantofitelor poate fi mono- sau polienergida. Poate prezenta unul sau mai multi cromatofori. In parietoplasma sau in plasma perinucleara se afla corpi fizoizi, echivalenti ai corpilor muciferi de la crizofite.  Peretele celular este de natura pecto-celulozica. La unele forme este impregnat cu CaCO₃ sau SiO₂.

Inmultirea vegetativa se realizeaza prin diviziune directa sau, la formele pluricelulare, prin fragmentarea talului. Asexuat xantofitele se inmultesc prin zoospori. Inmultirea sexuata se realizeaza prin izo- sau oogamie. Ciclul de viata este monogenetic haplofazic.

Clasificare si reprezentanti

Increngatura cuprinde o singura clasa, XANTHOPHYCEAE. In functie de modul de organizare al talului se disting 6 ordine:

Heterochloridales - cuprinde specii monadoide. Ex. Heterochloris mutabilis

Rhizochloridales - cuprinde specii rizopodiale si plasmopodiale. Ex. Rhizochloris stigmatica (trste in iazuri), Myxochloris sphagnicola (traieste in hidrocistele de la Sphagnum).

Heterogloeales - cuprinde specii cu tal palmeloid, avand aspect nedefinit (Heterogloea), ramificat (helminthogloea ramosa) sau dendroid (Malleodendron gloeopus)

Heterococcales (Mischococcales) - cuprinde specii asemanatoare clorococalelor, cu care s-au putut stabilli si perechi: Chloroidella - Chlorella, Characiopsis - Characium etc.

Heterotrichales (Tribonemales) - reuneste forme filamentoase, avand celule uninucleate. Tipul taxonomic al ordinului este Tribonema. Speciile acestui gen prezinta filamente simple, alcatuite din celule avand pereti celulari cu "piese in H". (Desen).

Heterosiphonales (Vaucheriales, Botrydiales) - cuprinde specii macrofite cu tal verde, sifonal. Tive sunt genurile Vaucheria si Botrydium. Vezi lucrile practice pentru Vaucheria. Botrydium prezinta un tal veziculos fixat in sol prin rizoizi puternic ramificati. Botrydium granulatum creste in soluri inundabile.

Ecologie

Algele galbui-verzi sunt raspandite in toate regiunile geografice, in diferite tipuri de biotopuri acvatice. Sunt dominante formele dulcicole, atat bentonice cat si planctonice. Numeroase specii sunt edafice, fie epigeige, fie hipogeice. Din prima categorie mentionam pe Botrydoium sp. si Vaucheria sp., iar din a doua pe Heterothrix sp. Unele specii sunt aerofite. Mentionam aici pe Aeroneum polymorphum.

Unul din factorii care influenteaza prezenta sau absenta unei xantofite intr-un mediu este temperatura. Astfel, unele specii ale genului Trebonema vegeteaza in ape reci (Trebonema viridis chiar sub gheata), in timp ce altele prefera apele calde.

Reactia solului este un alt factor care poate influenta prezenta unor xantofile in diferite medii. Speciile genului Vaucheria sunt calcifile, in timp ce Myxochloris sphagnicola este acidofila.

Unele xantofite traiesc in ape oligotrofe (Myxochloris sphagnicola), alte traiesc in ape eutrofe (Ophiocytium parvulum), constituind indicatori pentru gradul de poluare al apelor.

INCRENGATURA BACILLARIOPHYTA

(Diatomee)

Caracterizare generala

Diatomeele sunt alge unicelulare solitare sau coloniale, de culoare bruna, preponderent acvatice, planctonice sau bentonice. Diatomeele coloniale pot trai liber sau fixate. La formele coloniale indivizii adera fie prin valve rezultand catene cu aspect filamentos (Melosira), de benzi (Fragillaria) sau colonii discoidale central perforate (Meridion), fie prin poli coloniile avand aspect stelat (Asterionella). Numeroase forme, atat de apa dulce cat si marina, raman grupate intr-o masa gelatinoasa cu aspect variat: tub cilindric (Cymbella), aspect dendroid fixat bazal (Gomphonema). In coloniile nefixate celulele isi pastreaza mobilitatea (Bacillaria).

Celula prezinta un invelis celular caracteristic numit teca, format din doua parti: epiteca si hipoteca (frustule). Teca este de natura proteica si este mineralizata cu SiO₂. Fiecare teca prezinta o valva si o pleura, partea laterala la nivelul carora tecile se acopera una pe alta. Valva poate fi circulara sau poligonala, ceea ce atrage dupa sine simetria radiara a celulei. Valvele lanceolate, eliptice determina  o simetrie bilaterala a celulei. Valvele prezinta ornamentatii fine, variate (striuri, veruculi, escavatii) pe toata suprafata, cu dispozitie concentrica sau radiara sau numai pe laturi, generand asa numita pseudorafa. Majoritatea diatomeelor cu simetrie penata prezinta pe una sau pe ambele valve, sagital, trei ingrosari locale - noduli - cate unul la capete si unul in centrul acesteia - noduli terminali si central; intre noduli prezinta o deschidere, numita rafa, cu structura extrem de variata. Cea mai raspandita este rafa de tip Navicula care in sectiune transversala are aspectul literei V, culcat. Formele cu rafa prezinta miscari active, sacadate, se tarasc pe substrat si sunt considerate bentonice.

Protoplastul are, in general, structura de la crizofite, exclusiv aparatul flagelar si constituentii corelati cu acesta. Nucleul diploid, dictiozomii, precum si corpii fizoizi se gasesc intr-un cordon plasmatic central, care, impreuna cu citoplasma periferica, delimiteaza de obicei doua vacuole mari. In citoplasma periferica se gasesc cromatoforii de culoare bruna, perpendiculari pe valve. La diatomeele cu simetrie radiara sunt cate doi cromatofori in forma de placa, la cele cu simetrie radiara sunt numerosi cromatofori discoidali.

Multe diatomee secreta la exteriorul celulei mucilagii prin intermediul carora adera la substrat sau intre ele formand colonii.

Inmultirea se realizeaza prin diviziuni dupa un plan paralel cu valvele si perpendicular pe pleure. Inainte de diviziune protoplastul se mareste, tecile se indeparteaza putin, apoi nucleul si citoplasma se divid. Celulele fiice preiau tecele celulei mama, cate una de fiecare. Acestea devin intotdeauna epiteci si isi elaboreaza cate o teca noua, hipoteca. Celulele rezultate au dimensiuni diferite, una este la fel de mare ca si celula mama, a doua este ceva mai mica. Urmare a diviziunilor repetate, o parte din indivizii unei populatii si anume aceia care preiau constant hipoteca celulei mama, au dimensiuni din ce in ce mai mici. Cand au atins dimensiunea minima celulele se transforma in auxospori prin intermediul carora se ajunge din nou la dimensiunile initiale, acestia avand capacitatea de a creste.

Reproducerea sexuata poate fi izo, anizo- sau oogamie.

Ciclul de dezvoltare este monogenetic diplofazic.

Clasificare, reprezentanti

Speciile (aproximativ 10000) sunt grupate intr-o singura clasa - Bacillariophyceae - cu doua subclase: Centrobacillariophycidae (Centricae) si Pennatobacillariophyidae (Pennatae).

CENTROBACILLARIOPHYCIDAE reuneste diatomee cu simetrie radiara, valve cu ornamentatii dispuse radiar sau concentric, lipsite de rafa, cu numerosi cromatofori discoidali, dispusi parietal.

Ordinul Coscinodiscales

Melosira (Coscinodiscaceae) - forme frecvente in ape dulci si sarate. Prezinta catene lungi, filamentoase. Valvele sunt uniform ornamentate. Melosira varians traieste in ape oligotrofe; vegeteaza adesea in rezervoarele cu apa descoperite provocand mirosul neplacut al apei.

Melosira arenaria - traieste pe stanci umede.

Cyclotella cuprinde specii planctonice marine caracterizate de valve striate periferic.

Cyclotella comata si C. stelligera sunt dulcicole.

Coscinodiscus, cu circa 400 specii marine si de apa dulce, prezinta valve circulare sau eliptice, areolate sau cu veruculi.

Ordinul Rhizosoleniales

Rhizosolenia alata - vegeteaza in Marea Nordului; R. longiseta vegeteaza in ape dulci. Se remarca prin celule foarte lungi, cu tece slab mineralizate.

Ordinul Biddulphiales - se caracterizeaza prin reprezentanti care au proeminente mari sau apendici, sete, pe tece.

Chaetoceros holsaticus este foarte frecvent in fitoplanctonul marin, caracterizat prin celule cu 4 apendici lungi, reunite in catene.

Biddulphia pulchella este raspandita in Oceanul Atlantic.

PENNATOBACILLARIOPHYIDAE reuneste diatomee alungite, bipolare, izo-, rar heteropolare, cu simetrie bilaterala dupa axa longitudinala indicata de o pseudorafa sau rafa. Clasificarea penatelor se face in functie de rafa.

Ordinul Fragilariales (Araphidales) cuprinde diatomee cu simetrie bilaterala, dar lipsite complet de rafa.

Diatoma hiemale, specie coloniala, vegeteaza in ape curate.

Fragilaria virescens, specie coloniala, este foarte frecventa primavara.

Synedra reuneste specii solitare, libere sau fixate, care traiesc in ape dulci sau sarate.

Asterionella formosa, formeaza colonii stelate. Este frecventa in lacuri.

Lycmophora flabellata, specie marina, cu celule heteropolare, alcatuind colonii in forma de evantai.

Meridion

Ordinul Eunotiales (Raphidioidales) - reuneste specii cu rafa rudimentara.

Eunotia - gen cu aproximativ 100 de specii dulcicole.

Ordinul Achnantales (Monoraphidales) - reuneste specii cu o singura rafa, situata de obicei pe hipovalva. Achnanthes lanceolata - specie dulcicola;

Cocconeis placentula - specie marina si dulcicola epifita.

Ordinul Naviculales (Biraphidales) cuprinde specii cu rafa pe ambele valve.

Navicula (Naviculaceae) - 1000 de specii marine si dulcicole, cu celula simetrica si rafa dreapta.

Pinnularia (Naviculaceae) -

Pleurosigma (Naviculaceae) - prezinta ornamentatii dispuse in trei directii perpendiculare, insusire care-i confera valoarea de test pentru verificarea claritatii lentilelor microscopice.

Cymbella lanceolata (Cymbellaceae) - vegeteaza in masa pe substrat submers.

Gomphonema (Cymbellaceae) - prezinta celula heteropolara.

Nitzschia (Bacillariaceae)

Bacillaria paradoxa (Bacillariaceae), forma coloniala, este prima specie identificata, tip taxonomic pentru increngatura.

Campylodiscus (Surirellaceae) - specii marine cu celula in forma de sa.

Surirella spiralis (Surirellaceae)

Cymatopleura solea (Surirellaceae) - planctonica frecventa.

Ecologie

Diatomele sunt raspandite pe tot globul vegetand in toate tipurile de biotopuri acvatice: in mari, in ape dulci si salmastre, reci sau termale, sau pur si simplu in locuri umede (ziduri, stanci, sol etc.). Numeroase specii sunt bioindicatori pentru recunoasterea de poluare si a altor atribute chimice si fizice ale mediului de viata. Formele fara rafa intra in componenta fitoplanctonului marin, unde detin un procent de participare ridicat alaturi de dinofite si cocolitoforale, precum si in al apelor dulci, multe specii prezentand adaptari morfologice speciale (apendici sau colonii cu aspect variat). Formele cu rafa traiesc preponderent pe fundul apelor. In zonele temperate diatomeele abunda in special primavara si toamna, cand temperatura este mai scazuta. In sol traiesc mai ales diatomee cu simetrie bilaterala, pana la adancimea de cativa centimetri. In climatul tropical diatomeele epifite vegeteaza impreuna cu cianofitele, care le-ar furniza azot molecular.

Unele diatomee sunt auxotrofe. Nitzchia purida, fixata in substratul gelatinos de la suprafata talului speciilor de Fucus, este saprofita si se dezvolta in masa daca talul este depozitat in spatii inchise, cu umiditate mare.

Dupa moartea celulei, tecele se depun formand in decursul timpului sedimente de diatomit (chiselgur, pamantel, faina de diatomee).

Importanta

Prin procentul ridicat de participare, diatomeele au o importanta majora in viata ecosistemelor acvatice. Au rol de indicatori biologici. Datorita peretelui celular mineralizat au valoare litogena. Se folosesc in microscopie pentru verificarea claritatii lentilelor.

La noi in tara s-a exploatat diatomit la Buzau si in Dobrogea. Din diatomit se fabrica materiale abrazive, filtrante sau materiale izolante.

INCRENGATURA PHAEOPHYTA

(Alge brune)

Caractere generale

Cunoscute si sub numele de alge brune, acestea sunt cromofite pluricelulare, cu tal diferentiat atat din punct de vedere morfologic cat si anatomic.

Din punct de vedere biochimic sunt caracterizate de prezenta pigmentilor clorofilieni (clorofilele a si c) si a xantofilelor (fucoxantina si neoxantina). In procesul de asimilatie se sintetizeaza laminarina, manitol, substante grase si substante tanice (fucosan).

Celula algelor brune este uninucleata si prezinta un numar variabil de cromatofori (8-32). In vecinatatea nucelului unele celule pot prezenta corpi fizoizi (vacuole cu fucosan). Vacuomul este reprezentat prin numeroase vacuole mici, mai rar una (Dictyota). Protoplastul poate contine iod, brom, unele vitamine, compusi cu actiune antimicrobiana. Peretele celular contine, pe langa celuloza, alginati si fucoidina care in contact cu apa se gelifica impiedicand astfel uscarea talului in perioada de emersie din timpul refluxului. Foarte rar peretele celular poate fi mineralizat. Talul se remarca printr-o mare diversitate, putand fi filamentos simplu sau ramificat, tubular, bandiform sau diferentiat in rizoid, cauloid si filoid. Ramificatia poate fi laterala sau dichotomica. Cresterea talului poate fi intercalara (Ectocarpus), trichotalica (subterminala), terminala (Dictyota) sau marginala (Padina). La feofitele evoluate se remarca chiar diferentierea unor tesuturi distincte functional.

Inmultirea vegetativa se realizeaza prin fragmente de tal sau prin propagule. Inmultirea asexuata se realizeaza fie prin zoospori, fie prin aplanospori. Inmultirea sexuata poate fi izo-, anizo- sau oogamie. Fecundatia se desfasoara in apa. In cadrul increnngaturii, ciclul de viata este variabil: digenetic izomorf, digenetic heteromorf, monogenetic diplofazic.

Clasificare, reprezentanti

Pe baza ciclul de viata caracteristic, algele brune sunt grupate in trei clase: Phaeophyceae (Isogeneratae), Laminariophyceae (Heterogeneratae) si Fucophyceae (Cyclosporeae).

Clasa PHAEOPHYCEAE cuprinde specii cu ciclul digenetic izomorf.

Ordinul Ectocarpales cuprinde feoficee cu structura simpla. La Ectocarpus siliculosus talul este heterotrich, cu crestere intercalara. Inmultirea sexuata este izogamie, gametii formandu-se in gametocisti pluriloculari izomorfi. Meiosporocistii sunt intotdeauna uniloculari.

Ordinul Sphacelariales cuprinde feoficee care se remarca prin crestere terminala si prin structura polisticha. Sphacelaria cirrhosa este epifita pe alga bruna Cystoseira.

Ordinul Dictyotales cuprinde forme polistihe cu crestere terminala sau marginala. Dictyota dichotoma prezinta tal lamelar, bandiform, dichotomic ramificat, cu crestere terminala printr-o celula initiala monovalenta. Padina pavonia are tal in forma de evantai, cu crestere marginala. Peretii celulari sunt puternic impregnati cu CaCO₃. Ambele specii cresc in Marea Mediterana.

Clasa LAMINARIOPHYCEAE cuprinde feofite cu ciclu digenetic heteromorf.

Ordinul Laminariales cuprinde alge cu tal diferentiat in rizoid, cauloid si filoid. Structural prezinta un meristem care asigura refacerea anuala a talului.Reproducerea este o oogamie. Gametofitul prezinta dimorfism sexual. Cel masculin este alcatuit din celule mici si este bogat ramificat, cel feminin este alcatuit din celule mai mari si este mai putin ramificat. Laminaria saccharina prezinta un filoid bandiform, de 1 m lungime si 5-15 cm latime. Se consuma in stare proaspata. Macrocystis pyrifera este o alga uriasa, puternic ramificata, atingand pana la 200 m lungime si circa 40 kg greutate. Este raspandita in Oceanul Pacific si se remarca prin prezenta plutitorilor la baza filoizilor.

Clasa FUCOPHYCEAE se caracterizeaza prin ciclu monogenetic diplofazic. Impreuna cu laminarioficeele, fucoficeele formeaza algocenozele principale ale tarmurilor marilor si oceanelor. Talul este bandiform, dichotomic ramificat ca la Fucus sp., sau diferentiat in rizoid, cauloid si filoid. Au structura parenchimatica. Se inmultesc prin oogamie. Gametocistii se formeaza in structuri specializate numite conceptacule. Conceptaculele se diferentiaza in partea terminala a ramurilor sau filoizilor, zona numita receptacul. In functie de structura conceptaculelor, speciile pot fi homo- sau heterotalice.

Ordinul Fucales este singurul ordin al clasei. Acesta are mai multe familii. Fucus serratus, Fucus vesiculosus prezinta taluri bandiforme, ramificate dichotomic. La locul de ramificare al talului se afla vezicule pline cu aer numite plutitori sau flotori, care mentin alga in stare de plutire. Creste in zonele litorale marine unde se fixeaza de stanci prin intermediul rizoizilor.

Cystoseira barbata este o specie intalnita in Marea Neagra. Talul este cilindric, ramificat, cu plutitori ovoidali. Intr-un conceptacul se formeaza atat gametocisti masculini cat si feminini.

Sargassum baccifer ocupa suprafete mari in apropierea tarmului Americii Centrale al Oceanului Atlantic. Talurile, desprinse de pe substrat de curentii maritimi, plutesc liber pe suprafete mari alcatuind ceea ce se numeste Marea Sargaselor.

Ecologie

Populeaza preponderent apele marine si oceanice din zonele reci si temperate. Sunt bentonice, formand adevarate jungle subacvatice. Pot fi epilitice (Ascophyllum, Macrocystis, Cystoseira), epipsamice (Padina pavonia), euritope (Ectocarpus), epifite (Sphacelaria). In functie de factorul lumina exista specii fotofile (Laminaria saccharina), sciafile (Lessonia sp.), eurifote (Laminaria ochroleuca). Majoritatea sunt specii eurihaline.

Importanta

Continutul mare in acizi alginici, alginati, iod, brom, vitamine le confera o mare importanta economica. Sunt folosite in alimentatie, atat in stare proaspata cat si preparate (Laminaria hyperborea, Laminaria saccharina, Laminaria japonica, Alaria esculenta). De asemenea, sunt folosite in agricultura, fie ca furaje, fie ca ingrasamant, si in industria farmaceutica.