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domingo, 27 de abril de 2014

Algas: División Heterokontophyta

Algas pardas (Heterokontophyta)
Presentan dos flagelos desiguales, uno liso y otro con mestionemas. Tienen una morfología variada, desde monadales hasta con falsas hojas y falsas raíces. Se dividen sexual o asexualmente, con quistes, progágulos, fragmentación, etc.

Hay una gran variedad. Hay cinco clases distintas (las clasificamos por orden filogenético, de más primitivas a más evolucionadas):
  • Clase Chloromonadophyceae: unicelulares verdes.
  • Clase Xanthophyceae: algas amarillentas.
  • Clase Chrysophyceae: algas amarillo doradas.
  • Clase Baccoilariophyceae: diatomeas.
  • Clase Phaeophyceae: algas pardas.

 Las dos primeras clases carecen de fucoxantina. Las otras tres siempre presentan fucoxantina. La Chloromonadophyceae se diferencia de la Xanthophyceae en que las primeras son monadales (unicelulares) mientras que las segundas pueden ser monadales, tricales, pluricelulares filamentosas, etc. Además, las primeras carecen de crisolaminarina, una sustancia de reserva de energía, y de heteroxantina y vauqueroxantina, dos pigmentos.

Las Chrysophyceae y Bacillariophyceae son monadales. Pueden formar cenobios y colonias y ser, en algunos casos, filamentos no ramificados. Pero su estructura nunca se complica más de eso. Pero los primeros se caracterizan porque carecen de frústulas silíceas (no tienen valvas) mientras que las segundas poseen frústulas silíceas (hepiteca e hipoteca).

Clase Chloromonadophyceae.

Se trata de un grupo muy reducido, sólo seis géneros con diez especies. Viven en charcas turbosas.

El género más representativo es el de las Vacuolarias. Carecen de pirenoides y presentan un ciclo monogenético haplofásico.

Vacuolaria.

Clase Xantophyceae.

Se conocen unos cuarenta géneros que agrupan más de 400 especies, con morfología variable. Son amarillentos, debido a la presencia de crisolaminarina. Normalmente viven en agua dulce, aunque unas pocas viven en el mar, y algunas viven en tierras húmedas. Otras tienen capacidad de enquistar, formando quistes silíceos internos.

Como géneros representativos hablaremos de Vauchueria y Tibonema.

Vauchueria es un alga filamentosa de suelos húmedos. Por la cara inferior aparecen unas especializaciones ramificadas con las que se engancha al suelo. No hay tabiques de separación entre los núcleos. Tienen una estructura sifonada. Aparecen unos grandes plastos de color amarillo pálido. Poseen glóbulos lipídicos. Los núcleos son haploides. Normalmente se reproducen por fragmentación. También pueden formar esporas asexuales. Su ciclo es monogenético, haplofásico, haplobionte con determinación fenotípica de la sexualidad, monóico y con reproducción sexual de tipo oogamia interna.

Tribonema vive en charcas de agua dulce. Son filamentos no ramificados, fijos al sustrato por una célula pedunculada, protegidas por unas piezas en forma de H, de naturaleza silícea, que se van superponiendo. Tienen cuerpos filoideos (aparecen en las cercanías del núcleo) y plastos polientales (a los lados). A las piezas en forma de H se les llama piezas interloculares. Su reproducción asexual es por fragmentación o formación de quistes. Es monogenético haplofásico haplobiente con determinación fenotípica de la sexualidad, monóico y con reproducción sexual de tipo planogamia isógama, con las aplanosporas que funcionan como gametos y que se producen por aplanogamia.

Clase Chrysophyceae.

Se conocen unos 200 géneros, con unas 1000 especies. Viven en aguas dulces, ráramente en aguas salobres, y como géneros más representativos encontramos las Ochromonas y Dinobriyan. Los primeros son monadales y los segundos colonias celulares.

Chrysophyceae
Para cultivar Ochoromonas sacamos agua con algas, y a medida que pasan los días vemos que en las paredes del vaso se va formando una película amarillenta. Al microscopio comprobamos que se trata de Ochoromonas.

Las Dinobriyan forman colonias celulares. Son células con una cubierta en forma de copa, que generalmente formarán colonias. Si no forman ramificaciones, tendrán flagelos, uno liso y otro peptinado.

Esquema de Dinobriyan.

Clase Baccilariophyceae (diatomeas).

Se conocen unos doscientos géneros con más de 6000 especies. Son organismos unicelulares. A veces se asocian en cadenas o en forma de abanico, otras veces aparecen aisladas. En cualquier caso, son falsas agrupaciones.

Agrupaciones de diatomeas.
Tienen plastos pardos, con laos mismos pigmentos de las Chrysophiceae. Presentan como sustancias de reserva a la crisolaminarina y lípidos. La primera se deposita en el citoplasma mientras que los lípidos forman vacuolas. También presentan crisosentina.
Micrografía de diatomea.

Presentan frústulas o valvas silíceas. Tienen dos valvas, una superior llamada epiteca y otra inferior llamada hipoteca.

La epiteca posee estrías (como curiosidad, las estrías de la concha de las diatomeas se usaba como sistema para calibrar los aumentos de los microscopios; si se discernían dos estrías, el calibrado del microscopio era bueno). Las estrías están formadas por una fila de placa cribosa u orificios totalmente abiertos.

Existe una línea transversal que atraviesa la valva de la diatomea y se denomina rafe. Y un nódulo central y dos nódulos laterales.

Esquema: diatomeas.
Las diatomeas se dividen en dos grandes órdenes. El orden Centrales y el orden Pennales. Los primeros tienen un punto central y muchos planos de simetría, los segundos presentan simetría bilateral. Además, los Pennales casi siempre tienen arfe.

Diatomeas: centrales y pennales

En Centrales las células reproductoras son móviles, mientras que en Pennales son inmóviles, no tienen flagelo. Centrales se reproducen por oogamia, interna o externa. Pennales, por cistogamia y autogamia en algunos casos peculiares. Centrales viven en el mar, en el fitoplacton, flotando entre dos aguas. Algunas Pennales viven en agua marina, pero otras son de aguas dulces y salobres y pueden vivir en el fitoplacton, o en el bentos, es decir, sobre la superficie y desplazarse sobre esa superficie. Las Centrales son más primitivas, se conocen desde el Jurásico y se desarrollaron en el Terciario. Constituyeron rocas al morir, denominadas tierras de diatomeas, caracterizadas por su gran poder de adsorción (se usan como estabilizadores de la nitroglicerina, por ejemplo).
Microgarfía de diatoemeas


El género más representativo de las Centrales es Melosira. Los géneros más representativos de Pennales son Navicula, Pinnularia y Diatomea.

Tanto en el caso de tener el orificio tapado o no tapado por placas cribosas, entra dentro de la cámara. Incluso pueden salir al exterior pequeños fragmentos de citoplasma a través de las placas cribosas. Gracias a que este salga pueden salir sustancias y puede deslizarse sobre superficies más o menos lisas.

Dentro de las frústulas les pueden llegar sustancias alimenticias. Las frústulas están compuestas por sílice, polisacáridos, proteínas y sustancias lipídicas. Nunca tienen celulosa.

Las frústulas condicionan la reproducción sexual de las diatomeas. Se multiplican por una bipartición muy especial, en el que cada célula se queda con una de las frústulas y genera una frústula nueva, pero ésta es siempre una hipoteca. Esto hace que el tamaño de la diatomea sea cada vez más pequeño y llegará un momento en que la frústula sea tan pequeña que la célula casi no entre. En ese momento se llega al nivel crítico y la célula entra en un proceso de reproducción sexual denominada auxosporulación. La célula se escapa de las frústulas, aumenta de tamaño y se realiza la reproducción sexual.

Reproducción en diatomeas.
Esta reproducción puede darse bien por oogamia, bien por cistogamia y en algunos casos particulares por autogamia. Son monogenéticos diplofásicos. Las Pennales tienen autogamia o cistogamia.

Los ejemplos de ciclos biológicos más característicos son Cithosemium y Biddolphia.

Clase Phaeophyceae.

Son las denominadas algas pardas. La mayor parte son marinas y varían desde organismos microscópicos hasta grandes algas pardas, como por ejemplo Macrocystes. Hay alrededor de 2000 especies.

Poseen pseudotejidos. Tienen un rizoide que se sirve de sujeción al sustrato, un cauloide y un folioide, cuya función es tener mayor superficie para realizar la fotosíntesis. Poseen β-carotenos. En la pared acumulan celulosa y otras sustancias, algunas gelatinosas con interés industrial.
Fucus.

Presentan planogamia y oogamia. Los gametocistos suelen ser poliloculares, es decir, con varios compartimentos, y los esporocistos monoloculares.

Sus ciclos biológicos son digenéticos y en ocasiones monogenéticos isomórficos.

El género más característico es el género Fucales, entre las que se encuentra, por ejemplo, la Fucus vesiculosus. Tienen un ciclo excepcional. Es alternativo junto con el de Ectocorpus silicosus. Solo se conoce en ellas y en un grupo, en los ectocorpiales, paralelos filogenéticamente. Hay un ciclo monogenético alternativo. Es decir, encontramos una evolución del ciclo monogenético de Fucus al digenético del resto, pues desaparece la reproducción gametocítica quedando la carporofítica. Se considera que provienen de las Chrisophyceae.


Se considera que posee interés comercial, ya que de ellas se aprovecha el yodo (del que tienen alta concentración), así como utilización de alginatos (presentes en la pared celular) y son alimentos en la cocina tradicional china (se comen crudas en ensalada).

domingo, 20 de abril de 2014

Bordes destructivos y zonas de subducción.

Zonas de subducción.
 
Isla Pagan, al norte de las Marianas
En la zonas de subducción se destruye corteza, hablándose por lo tanto de bordes destructivos.

Se observa que en las fosas oceánicas adosadas a continentes o a arcos de isalas hay una gran actividad sísmica. La mayoría de los epicentros son muy densos, dispuestos y orientados hacia el interior del continente, con una pendiente variable que ronda los 45 grados de inclinación.



Estos se localizan hasta una profundidad de 700km y nunca por debajo de la misma. Corresponden a zonas donde se destruye corteza.
 
Localización de epicentros de terremotos
Los epicentros corresponden a la placa descendente. Por debajo de 700Km la placa comenzaría a fundirse, por lo que no tendría rigidez suficiente para provocar fenómenos sísmicos.
 
Zonas de subducción.
Las zonas de subducción tienen una serie de características comunes.

Por un lado está la sismicidad. Es la más fuerte de toda la Tierra. Son los terremotos de magnitudes más altas. También son los terremotos de focos más profundos, aunque también los más someros.

Por otro lado, hay zona con gran actividad de vulcanismo y magmatismo. Existe gran concentración de volcanes, entre ellos los más activos sobre la Tierra. Destacan el cinturón de fuego del Pacífico,  nombre que recibe la zona más activa.

El vulcanismo está producido por las fricciones de la placa descendente. Por ello se genera calor y se funden materiales. Un material fundido es menos denso y tiende a ascender. Se llega a desarrollar una pequeña dorsal tras la zona de subducción en algunos puntos. También se puede formar un arco volcánico inicial denominado arco de islas volcánicas.

Al fenómeno de ruptura de la pequeña dorsal se le denomina extensión tras el arco. Esto genera mares interiores, entre el arco de islas y el continente, como ocurre por ejemplo en el Mar del Japón.
El vulcanismo puede ser muy complejo, pues el magma debe atravesar toda la corteza continental. Se le denomina vulcanismo andesítico. Y como su nombre indica es muy característico de la región de los Andes. La mezcla de materiales hace que el magma generado tenga una composición muy compleja.

Otro fenómeno característico es el gradiente geotérmico. La placa que subduce está fría. Cuando profundiza, el rozamiento produce fusión, ascienden los materiales fundidos (provocando el arco de islas) y hace que en esa zona aumente la temperatura.
 
Arco de temperatura en zonas de subducción.
Una tercera característica común en las zonas de subducción son las deformaciones en la corteza terrestre. No solo afectan al continente o arco de islas, también a los sedimentos depositados en el fondo de los océanos en la zona próxima al continente. Aparecen, por ejemplo, cabalgamientos. Debemos tener en cuenta que los materiales de la corteza continental son ligeros y por lo tanto la corteza no puede subducir.
 
Deformación de la corteza en la zona de subducción.
Las zonas de subducción explicaron el enigma de la formación de cordilleras. Las cordilleras se forman siempre en las zonas de subducción, o de convergencia de placas, donde dos placas entran en colisión.

Las zonas de subducción se forman cuando los materiales de la corteza oceánica se enfrían, se condensan y se hacen más frágiles, tanto que acaban por romperse.

Estas rupturas tienden a ocurrir cerca de los continentes, ya que en esas zonas la corteza oceánica es más antigua, más rígida, más densa y más fría.
 
Ruptura de corteza oceánica en expansión.
Además, en estas zonas hay mayor acumulación de sedimentos. Esto probablemente ocurrirá dentro de algún tiempo entre las placas americana y europea, en alguno de los extremos del atlántico. Sabemos que el océano atlántico se abrió y cerró al menos dos veces en toda la historia de la Tierra.
 
Acumulación de sedimentos en el extremo de la corteza oceánica.
Las zonas de los focos de terremotos típicas de las zonas de subdicción se denominan zonas de Benioff. Aunque el ángulo teórico de aparición de focos es de 45º, existen muchas variaciones al respecto. Por ejemplo, enla foas de las Marianas la entrada es muy vertial y los ángulos que se detectan rozan los 90º. En cambio, en la zona de China aparecen pendientes de entre 1 y 10º.

El plano de inclinación depende de la velocidad de subducción. A mayor velocidad, menor ángulo. Si la velocidad es alta, el empuje de la placa domna al efecto de la gravedad, es decir, al peso de la placa, con lo que el ángulo se reduce.

Tipos de bordes destructivos.

Hay cuatro casos que ilustran todos los bordes de subducción.

Por un lado, tenemos una placa de corteza oceánica que subduce bajo otra placa de corteza oceánica. En este caso, el vulcanismo que se genera en la zona origina un arco de isalas como resultado de la acumulación de restos volcánicos. Es decir, se forman islas volcánicas.

Por otro lado, podemos encontrar corteza oceánica subduciendo bajo corteza oceánica que tiene cerca un continente. En este caso se forma un arco de islas volcánicas cerca del continente. Este tipo de bordes es característico del borde de asia, dando lugar a arcos de islas próximos a los continentes, como son el caso de Japón y Filipinas
 
Zona de subducción en Japón: Fosa de las Marianas
Un tercer caso es la corteza oceánica subduciendo bajo un continente. El ejemplo más claro es el de América del Sur, bajo la cual está subduciendo la placa del pacífico. Se forman cordilleras en el borde del continente (en este caso los Andes). Se les denomina cordillera orógenas ortotectónicas.

El cuarto caso se da cuando la corteza continental subduce bajo un continente con otra corteza continental justo detrás de la corteza oceánica. Como los continentes no pueden subducir, llega un momento en el que chocan y deja de producirse subducción. En la zona de colisión se forma una cordillera. El caso más claro es la cordillera del Himalaya. Se conocen como cordilleras orógenas paratectónicas. A la zona de choque se le denomina sutura. En ocasiones, quedan restos de corteza oceánica que afloran.

La placa del índico está penetrando bajo la placa asiática. De ahí que la meseta del Tíbet se encuentre tan elevada. Una colisión continental dio luagr a la cordillera Hercímica (se trata de una cordillera del pasado). Esta tuvo lugar a finales del carbonífero y dio como resultado la formación de cordilleras en el contiente de Pagea. Parte de esta antigua cordillera que se formó constituye la acutal Norteamérica (debemos tener en cuenta que todos los continentes estaban juntos) y de la misma quedan también evidencias en la Península Ibérica.

En la Península Ibérica la cordillera se disponía aproximadamente en esta dirección:
 
Movimiento de placa en el golfo de Vizcaya

Esta cordillera acabó por erosionarse. Los pliegues de las rocas de la zona cantábrica fueron formados en este momento, durante el carbonífero. Hoy en día, la cordillera cantábria se debe al levantamiento de unas fallas en dirección este – oeste. En ese bloque, aparecen pliegues correspondientes a la deformación durante la formación de la cordillera hercínica. Incluso hay zonas de sutura (aunque su número varía dependiendo de los autores entre uno o dos).

domingo, 13 de abril de 2014

Algas: División Chlorophyta.

Algas verdes
Existen 450 géneros de clorófitas y unas 7000 especies. El 40% viven en el placton o en el pecton. Algunas son simbiontes, encontrándose incluso simbiosis con animales pequeños (zooclorófitas).

Encontramos tres clases importantes:
  • Chlorophyceae.
  • Zygnematophyceae.
  • Charophyceae.

En las dos primeras clases encontramos algas unicelulares, o formando talos, en láminas o formando tubos.
 
Tipos morfológicos de algas verdes.
Las Cherophyceae presentan una estructura de nudos y entrenudos.

Las charophyceae tienen reproducción sexual por oogamia. Sus gametos o esporas son siempre flagelados.

Las chlorophyceae y zignematophyceae se distinguen en que los primeros se reproducen por hologamia, planogamia y oogamia, mientras que los segundos se reproducen por cistogamia.

En los chlorophiceae siempre encontraremos células reproductoras con flagelos. Sin embargo, nunca los encontramos en las zignematophyeceae.

Las algas más evolucionadas son las charophyceae. En algunos aspectos, se parecen a los briófitos.
 
Algas: Charophyceae
Chlorophyceae.

Algunos ejemplos interesantes de chlorophyceae interesantes, en lo que a sus ciclos bilógicos se refieren, serían los siguientes:
  • Ulva: digenético isomórfico.
  • Presiola stipitata: monogenético haplodiplofásico (único).
  • Cladophora glomerata: digenético diplofásico (otra excepción).
  • Urospora: monogenético.
  • Volvox: monogenético haplofásico.

Ulva (lechuga de mar)
Un caso concreto: Oedogonium. Se trata de un alga verde de aguas dulces más o menos estancadas. Forma filamentos muy largos. Tiene plastos reticulados, pero si el alga se encuentra en situación de
Oedogonium
estrés este dato no es fiable. Por otro lado, presenta estrías en la zona de unión de las células. Viven fijas al sustrato por medio de una célula basal. En la última célula aparece un pelo hialino, exclusivo de estas algas.

Otro ejemplo es el Codium tormentosum. Vive en los bordes de las cubetas intermareales. Son talos sifonados. Su aspecto es de fieltro, debido a las ramificaciones.

Un tercer ejemplo, Acetabularia mediterranea. Parecen pequeñas setas, de entre seis y siete centímetros de altura. Vive en sustratos arenosos. Es una gran célula, hasta que se forma un sombrerillo (un solo núcleo 2n, razón por la cual se ha usado para estudios de genética). El sombrerillo tiene varias piezas. Los pladurios se transforman en gametocistos. Por meiosis, una célula se divide en numerosas células.
 
Ciclo vital de Acetabularia
Zignematophyta.

Como ya indicamos, los gametos carecen de flagelos. Se reproducen por cistogamia, isogamia o anisogamia. Hay varios ejemplos: Spirogira, Egnenas, etc. Suelen vivir en aguas dulces sin mucho movimiento.
 
Spirogira.
Charophyceae.

Son las más evolucionadas. Presentan nudos y entrenudos. A veces, se confunden con plantas acuáticas superiores. Viven en aguas dulces, estancadas, ricas en carbonato cálcico y yeso.

Tienen cubiertas de sílice, pero por dentro son blandas. Cuando nacen quedan muy rígidas y de colores blancos.

Dentro de la clase charales encontramos la familia characeae, con dos géneros:
  • Chara.
  • Nitella.


Se diferencian en que la Nitella no tiene corteza y la Chara si.
Chara vulgaris
Nitella