Chromista (alge cu clorofilă a și c)

În ape trăiesc numeroase organisme care folosesc lumina pentru a produce substanțe organice. Unele sunt diatomee, atât de mici încât se văd bine doar la microscop; celulele lor au învelișuri cu silice. Altele sunt alge brune mari, care trăiesc mai ales în mare. Diatomeele și algele brune aparțin grupei Chromista. Au pigmenți fotosintetici, între care clorofila a și c.

Faptul că fac fotosinteză nu înseamnă că sunt identice cu plantele de pe uscat. Algele brune nu au rădăcini, tulpini și frunze adevărate ca un stejar. Corpul lor poate avea părți care seamănă ca aspect cu aceste organe, dar structura și istoria evolutivă diferă. Diatomeele pot pluti în apă și fac parte din plancton, baza hranei pentru multe viețuitoare acvatice. Algele brune pot oferi adăpost altor organisme marine.

Nu toate algele aparțin aceleiași grupe. Algele verzi și roșii au alte relații de înrudire decât diatomeele și algele brune. Când auzi cuvântul „algă”, întreabă despre ce organism este vorba, nu presupune că are o singură formă sau o singură dimensiune. În lecția Diversitatea algelor vei compara exemple și efectele lor în ecosisteme.

Caractere generale. Chromista din această lecție sunt eucariote acvatice, autotrofe, cu cloroplaste care conțin clorofila a, clorofila c și carotenoizi, între care fucoxantina, pigment brun-auriu care maschează culoarea verde. Substanța de rezervă nu este amidonul: la diatomee este crisolaminarina și ulei, la algele brune laminarina și manitolul. Ca toate organismele fotosintetizante, ele degajă oxigen.

Diatomeele au o frustulă alcătuită din două valve de silice, epiteca și hipoteca, care se potrivesc ca o cutie cu capac și au ornamente fine, străbătute de pori. Formele centrice au simetrie radiară; cele penate, ca Navicula, sunt alungite și se deplasează prin alunecare pe substrat. Împreună cu alte alge microscopice formează fitoplanctonul, baza lanțurilor trofice marine. Se înmulțesc prin diviziune mitotică. Frustulele diatomeelor moarte se depun pe fundul apelor și formează diatomitul, o rocă folosită la filtrarea lichidelor, ca izolator termic și ca abraziv fin; Alfred Nobel l-a folosit ca material absorbant pentru nitroglicerină în dinamită.

Algele brune au talul alcătuit din rizoizi sau un disc de fixare, cauloid (axul) și filoid (partea lățită). Nu au rădăcină, tulpină și frunze adevărate. Fucus vesiculosus are tal ramificat dichotom, cu vezicule pline de aer care îl țin la suprafață, și crește în zona mareelor, unde suportă uscarea periodică. Laminaria formează păduri submarine care adăpostesc pești și nevertebrate; unele alge brune, cum este Macrocystis, ating zeci de metri. Cystoseira barbata este o algă brună de pe litoralul românesc al Mării Negre. Din algele brune se extrag alginații, folosiți ca stabilizatori în înghețată și produse de patiserie, și iod.

Reproducerea algelor brune. Fucus se înmulțește sexuat, prin oogamie. Gameții se formează prin meioză în conceptacule, cavități din vârfurile îngroșate ale talului: anteridiile dau spermatozoizi flagelați, iar oogoniile dau oosfere mari și nemobile. Fecundația are loc în apa mării, iar zigotul germinează și dă un tal nou; planta adultă este diploidă. Laminaria are alternanță de generații: talul mare este sporofitul diploid, care formează pe lamă grupuri de sporangi (sori) în care se produc prin meioză zoospori flagelați. Fiecare zoospor germinează într-un gametofit microscopic, filamentos, masculin sau feminin; gameții se unesc, iar zigotul crește în sporofit. Multe alge brune se înmulțesc și vegetativ, prin fragmentarea talului.

Exemplu rezolvat 1. Diatomeele își micșorează treptat talia. La diviziune, fiecare celulă fiică păstrează una dintre valvele celulei-mamă ca epitecă și își formează o hipotecă nouă, mai mică, în interior. O celulă care a păstrat epiteca mamei are aceeași mărime; cea care a păstrat hipoteca este mai mică. Se presupune o celulă de 50 µm care pierde 1 µm la fiecare diviziune.

1. După o diviziune: 2 celule, una de 50 µm și una de 49 µm.
2. După trei diviziuni: $2^3=8$ celule; numărul celor care au pierdut $k$ µm este $\left(\genfrac{}{}{0ex}{}{3}{k}\right)$, adică 1, 3, 3, 1, deci o celulă de 50 µm, trei de 49 µm, trei de 48 µm și una de 47 µm.
3. După zece diviziuni: $2^{10}=1024$ celule, dintre care o singură celulă are încă 50 µm, iar una singură a ajuns la 40 µm.

Revenirea la mărimea inițială se face prin reproducere sexuată, care formează un auxospor mare.

Exemplu rezolvat 2. Se încadrează trei probe.

1. Proba A: celule izolate, brun-aurii, cu o cutie de silice din două valve, mișcare prin alunecare: diatomeea Navicula, Chromista.
2. Proba B: tal brun-măslin, ramificat dichotom, cu vezicule cu aer, găsit pe țărm în zona mareelor: alga brună Fucus vesiculosus, Chromista.
3. Proba C: lamă verde, subțire, formată din două straturi de celule, de pe litoralul Mării Negre: Ulva, o algă verde. Culoarea verde se datorează clorofilelor a și b, fără fucoxantină, deci nu aparține grupei Chromista.

Greșeli frecvente

• Greșit: Toate algele sunt plante de uscat fără rădăcini.
  Corect: „Alge” include mai multe linii de organisme acvatice, cu istorii evolutive diferite.
• Greșit: Diatomeele sunt alge brune mari.
  Corect: Diatomeele sunt în general microscopice, iar algele brune pot fi pluricelulare mari.
• Greșit: Algele brune au rădăcini, tulpină și frunze ca plantele.
  Corect: Au un tal cu rizoizi, cauloid și filoid, fără organe adevărate.
• Greșit: Culoarea brună arată că algele brune nu au clorofilă.
  Corect: Au clorofilă a și c, iar fucoxantina maschează culoarea verde.

Înainte și după