Biología de los organismos celulares y Plantas 2021 ISFD19 Biología de los organismos Bikontos Caracteristicas y clasificación Relaciones evolutivas entre los organismos con los 5 Reinos propuestos por Whittaker y Margulis En rosa está demarcado el Reino Protista o Protoctista que es polifilético, ya que incluye arbitrariamente a organismos que están poco relacionados filogenéticamente Última propuesta de clasificación y relaciones filogenéticas de la vida según Cavalier Smith 2013 En esta propuesta se clasifica a los organismos en clados monofiléticos sin un nivel taxonómico definido, denominados “Supergrupos” Unikonto ancestral Bikonto ancestral Supergrupo Supergrupo Clado Unikonta Supergrupo Reino Opistokhonta Phylum Clase Ejemplo Choanozoa* Coanoflagelados Sphaeroeca Animalia Fungi Homo sapiens Zygomycota Mucor, Rhizopus Ascomycota Aspergilus, Penicilium Agaricus, etc. Amoeba proteus Basidiomycota Clado Bikonta Amoebozoa* Amoebozoa Clado Cabozoa Excavata* Euglenozoa Clado Corticados Chromalveolata* Rhizaria Chromista Euglena, Trypanosoma Foraminifera Ammonia Radiolaria Pollycyttaria Ochrophyta Oomycota Alveolata Ciliophora Pyrrophyta Apicomplexa *incluidos dentro del Reino Protista según la clasificación de Whittaker, 1969 Archaeplas - tida (Reino Plantae sensu lato) Rhodophyta* Subgrupo Viridiplantae/ Chloroplastida (Reino Plantae sensu stricto) Chlorophyta* Charophyta* Plantae (sensu strictissimo) Bacillariophyceae Diatomeas Phaeophyceae Algas pardas (Dictyota, Undaria, etc.) Phytophtora infestans Paramecium, Vorticella Dinoflagelados Plasmodium, Toxoplasma Algas rojas (Porphyra, Corallina, Bossiella, , etc.) Chaetomorpha, Ulva, etc. Chara, Nitella Pinus, Helianthus, Magnolia. Origen de diferentes clados de eucariotas a partir de endosimbiosis seriada Plástido Dinoflagelados Endosimbiosis secundaria Cianobacteria Rhodophyta Endosimbiosis primaria Eucariota heterótrofo Apicomplejos Ochrophyta Endosimbiosis secundaria Pérdida de membrana externa de cianobacterias a lo largo de la evolución Endosimbiosis secundaria Plástido Excavata Chlorophyta Rhizaria Clado Unikontos Supergrupo Amoebozoa Reino Amoebozoa Lobopodio https://www.youtube.com/ watch?v=PsYpngBG394 Clado Bikontos Clado Cabozoa Supergrupo Excavata Se originan por endosimbiosis secundaria de un alga verde eucariota Organismos de vida libre, simbiontes y parásitos. Muchos carecen de mitocondrias! Reino Euglenozoa • Organismos flagelados (2) de inserción paralela en el citostoma o bolsillo flagelar • Cubierta celular interna denominada PELíCULA. El citoesqueleto forma bandas poligonales oblicuas lipoproteicas a lo largo de todo el cuerpo celular • Algunos presentan cloroplastos • Las mitocondrias presentan crestas discoidales y el ADN está concentrado cerca del cuerpo basal formando una estructura denominada Kinetoplasto • Sustancia de reserva: Paramilon Flagelo mayor Mancha ocular: orgánulo capaz de detectar la luz Flagelo corto Núcleo Detector de luz vinculado al flagelo: detecta la luz que no es obstruida por la mancha ocular permitiendo redirigir el movimiento hacia un área de intensidad de luz efectiva Vacuola contráctil Membrana plasmática Película: tipo de cubierta celular interna formada por fibras lipoproteicas que rodean al cuerpo celular dando un soporte flexible a la célula Cloroplastos Gránulos de paramylon (sustancia de reserva) Tipos de nutrición: fotoautótrofos, mixótrofos, heterótrofos Links para observar organismos en microscopio del Reino Euglenozoa: 1) https://www.youtube.com/wa tch?v=WDWbId0MAmU&t=1 8s 2) https://www.youtube.com/wa tch?v=l33O7Hsjs-A 3) https://www.youtube.com/wa tch?v=qkZpGgdc88w 4) https://www.youtube.com/wa tch?v=k_QeoDL18dE Ciclo de transmisión de Trypanosoma cruzi Presencia de alveolos corticales (al menos ancestralmente): vesículas planas dispuestas en una capa continua que apoya sobre la membrana Clado Corticados Supergrupo Chromalveolata Reino Chromista Sus plastidos se originan por endosimbiosis secundaria de un alga roja (Rhodophyta) Incluye la gran mayoría de las algas cuyos cloroplastos contienen clorofilas a y c Phylum Ochrophyta * En el marco de este curso veremos a las clase Bacillariophyceae y Phaeophyceae Comprende a las algas ocres, caracterizadas por la coloración amarillo-pardo de los cloroplastos, éstos, se considera, proceden de una endosimbiosis secundaria por estar rodeados por dos pares de membranas. -Entre los Pigmentos fotosintéticos se encuentra: Clorofilas a y c Xantofilas: Fucoxantina, Diatoxantina b-caroteno -Sustancias de reserva: Paramilo Crisolaminarina, fuera del cloroplasto. Caracteres Citológicos Paredes de celulosa o cubiertas de escamas silíceas, paredes internas de sílice, desnudas. Cloroplasto rodeado de dos pares de membranas. Clase Bacillariophyceae Tipo morfológico unicelular cocal, algunas células permanecen adheridas en forma encadenada mediante una matriz extracelular formando pseudocolonias Clase Bacillariophiceae Clase Bacillariophiceae Diatomeas centrales Clase Bacillariophiceae Clase Bacillariophiceae Clase Phaeophyceae La coloración parda de estas algas deriva de la abundancia del carotenoide fucoxantina en los cloroplastos de las Phaeophyceae. Es interesante la presencia de "taninos" (cuerpos fisoides) en este tipo de algas que representaría una respuesta adaptativa antiherbivoría. Las sustancias de reserva más importantes son el manitol y la laminarina. La diversidad de tipos morfológicos de ésta clase del Phylum Ochrophyta consiste en formas filamentosas, pseudoparenquimáticas y parenquimáticas. Dentro de las formas parenquimáticas existe un abanico de hábitos que van desde foliosos sencillos a talos altamente diferenciados en estructuras de fijación (o grampones), cauloides y filoides. Acompañando ese grado de diferenciación macroscópica, se han alcanzado en algunos órdenes formas especializadas celulares vinculadas a la conducción de fotosintatos, representando una interesante analogía con las células del floema de las plantas vasculares. Las conexiones celulares son comunes mediante plasmodesmos (aunque no tienen la misma estructura que el de las embriofitas) y las paredes celulares, se componen de celulosa y alginatos (este último de gran interés comercial). Esta clase presenta ciclos de vida Haplo-diplontes y diplonte. Desde el punto de vista ecológico, la gran mayoría de estos organismos son típicos de ambientes marinos de la zona intermareal y el submareal. Entre las algas parenquimáticas de este grupo, se alcanzan los mayores tamaños de talos dentro de las algas (ej, Macrocystis), teniendo un gran efecto top-down en la estructura de los ecosistemas marinos donde se desarrollan. Por último al igual que otros grupos de algas, algunos representantes de Phaeophyceae tienen un alto valor alimenticio y comercial, siendo su cosecha un recurso con gran potencialidad en nuestro país. Macrocystis pyrifera. (Algas Kelp) Clase Phaeophyceae Dictyota sp. Petalonia fascia Scytosiphon lomentaria Durvillaea antarctica Lessonia fuscescens Ectocarpus sp. Undaria pinnatifida (alga exótica invasora) Sphacelaria sp. Ralfsia sp. Clado Corticados Supergrupo Chromalveolata Reino Chromista Phylum Oomycota Incluye organismos con crecimiento micelar, sin ceptos, saprófitos y párasitos de animales acuáticos y plantas. A diferencia de los hongos, presentan paredes celulares principalmente de celulosa y presentan un ciclo de vida diplonte. Hoja infestada por Plasmopora vitícola Micelio de Phytophtora sp. https://www.youtube.com/watch?v=mqhwlUowGl4 Clado Corticados Supergrupo Chromalveolata Reino Alveolata Phylum Ciliolophora Paramecium Presencia de alveolos corticales https://www.youtube.com/watch?v=RoB0ryHNwY0 Clado Corticados Supergrupo Chromalveolata Reino Alveolata Phylum Pyrrophyta (dinoflagelados) El Phylum Pyrrophyta, normalmente llamados dinoflagelados, son organismos unicelulares biflagelados ampliamente distribuidos, muy abundantes en el ambiente marino y también en hábitats dulceacuícolas. Aproximadamente la mitad son fotosintéticos y poseen pigmentos con clorofila a y c2 y carotenoides. Almacenan almidón extrapastidial y gotas de aceite como sustancias de reserva. Son el grupo de algas con más representantes tóxicos. Sus células se caracterizan por tener los flagelos alojados en 2 surcos de la cubierta celular que se denomina anfiesma, y por su voluminoso núcleo, el dinocarion, cuyos cromosomas se encuentran permanentemente condensados Phylum Apicomplexa Dinoflagelados comunes del fitoplacton de Mar del Plata y el mar Argentino Alexandrium catenella Videos Protoperidinium sp. https://www.youtube.com/watch?v=8lXusmvqq2E Protoperidinium sp. alimentándose: https://www.youtube.com/watch?v=oHqfMWCsn3s Video de Ceratium sp. https://www.youtube.com/watch?v=MIFyOMpGe50 https://www.youtube.com/watch?v=H88H-gcGLNY Videos de Dinophysis sp. y Tripos sp. https://www.youtube.com/watch?v=196tFAIHpXw Videos de Dinophysis sp. alimentándose Ver a partir de los 50 segundos: https://www.youtube.com/watch?v=cq3SBoCHPP4 Video Prorocentrum sp. https://www.youtube.com/watch?v=kZYwNEwDK50 Bioluminescence surfing https://www.youtube.com/watch?v=uUbIWqiynBY Fenómenos marinos vinculados a los dinoflagelados • Bioluminiscencia: Noctiluca sp. Fenómenos marinos vinculados a los dinoflagelados • Discoloraciones (mareas rojas): Alexandrium catenella, Gymnodinium catenatum (toxina paralizante de moluscos), Prorocentrum lima, Dinophysis spp. (toxina diarreica de moluscos), Noctiluca sp., etc. La explicación científica de la espuma que se formó en las costas de Mar del Plata https://www.argentina.gob.ar/noticias/laexplicacion-cientifica-de-la-espuma-que-se-formoen-las-costas-de-mar-del-plata Ciclo de vida Monogenético haplonte de dinoflagelados Clado Corticados Supergrupo Chromalveolata Reino Rhizaria • Organismos de forma ameboide con formación de pseudópodos (filopodios, reticulopodios y axopodios) • Algunos habitan en el suelo, mientras que los foraminíferos (bentónicos) y radiolarios (planctónicos) son marinos. A los foraminíferos y radiolarios también se los agrupa en el Phylum Sarcodinos Axopodio Clado Corticados Supergrupo Archaeplastida /Primoplantae (Reino Plantae sensu lato) Se originan por endosimbiosis primaria de una cianobacteria, sustancia de reserva: almidón Phylum Rhodophyta • Algas en su mayoría pluricelulares, marinas. Tipos morfológicos: unicelular cocal, filamentoso, pseudoparenquimático • Cloroplastos con dos membranas, clorofila a, d y ficobiliproteínas • Carecen de células flageladas en su ciclo de vida • Paredes celulares de celulosa con diferentes tipos de mucílagos (polímeros de la galactosa). Algunas presentan capas de carbonato de calcio en su pared. • Reserva: Almidón florídeo que se acumula por fuera de los cloroplastos • Ciclo de vida: Digenético Haplo-diplonte o Trigenético. Ceramium Gymnogongrus Corallina Polysiphonia Rhodymenia Gelidium Bangia Hildenbrandia Bossiella Clado Corticados Supergrupo Archaeplastida Supergrupo Viridiplantae/ Cloroplastida (Reino Plantae sensu stricto) Phylum Chlorophyta Clorofila a y b, almacenamiento de almidón dentro de los cloroplastos • Algas verdes marinas y de agua dulce, algunas terrestres (crecen entre musgos y lugares húmedos, incluso la nieve) • Almacenamiento de almidón intraplastidial • Organismos uni y pluricelulares. Tipos morfológicos: unicelular cocal, unicelular flagelado, colonial, filamentoso, laminar, sifonal y sifonocladal y pseudoparenquimático • Paredes celulares de celulosa con diferentes tipos de mucílagos (polímeros de la galactosa). Algunas presentan capas de carbonato de calcio en su pared. • Presentan organismos con los tres tipos de ciclos de vida: Monogenético haplonte, diplonte y Digenético haplo-diplonte. Phylum Chlorophyta Phylum Charophyta y Reino Plantae sensu strictissimo DULCEACUÍCOLAS Chlamydomonas sp. Chlorella sp. DULCEACUÍCOLAS DULCEACUÍCOLAS Ulva lactuca MARINAS Bryopsis sp. Codium fragile Enteromorpha linza Ulothrix sp. sobre rocas del intermareal alto. Chaetomorpha sp. Cladophora sp. Clado Corticados Supergrupo Archaeplastida Supergrupo Viridiplantae/ Cloroplastida (Reino Plantae sensu stricto) Phylum Charophyta • • • • Algas de agua dulce, de vida libre o sumergidas, fijas en el fondo. Organismos pluricelulares con tipo morfológico filamentoso, colonial y parenquimático. Las parenquimáticas como Chara o Nitella se diferencian morfológicamente por presentar regiones nodales (nudos) e internodales. A nivel de los nudos aparecen verticilos de ramificaciones de crecimiento limitado dando un talo en forma de candelabro. Poseen rizoides filamentosos, incoloros y ramificados, por medio de los cuales se fijan al sustrato; a menudo presenta el talo con incrustaciones de calcio. Otras como Coleochaete presentan un talo parenquimático aplanado similar al de algunos briofitos Paredes celulares de celulosa Ciclo de vida Monogenetico haplonte Clorofila a y b, almacenamiento de almidón Oogonio Anteridio Chara sp. Nitella sp. Coleochaete sp. Zygnema sp. Flagelado ancestral verde Leliaert F, Smith DR, Moreau H, Herron MD, Verbruggen H, Delwiche CF & De Clerck O (2012) Phylogeny and molecular evolution of the green algae. Critical Reviews in Plant Sciences 31: 1-46. pdf Diferentes linajes algales vinculados con las primeras plantas terrestres. Hace 1.000 m.a. De Vries, J. y Archibald, J.M. 2018. Plant evolution. Landmarks on the path to terrestrial life. New Phytologist. https://doi.org/10.1111/nph.14975
