Cianobacterias Botanica 2n1n57

CIANOBACTERIAS A las Cianobacterias también se le conoce como algas verdeazules por su coloración que presentan, o mixophytas, son de aspecto mucilaginoso y resbaladizo. Se conocen cerca de 150 géneros aproximadamente 1500 a 2000 especies.

y

Características generales 1. 2. 3.

4.

5. 6. 7.

Son procariotas La mayoría son autótrofas Son uniceluares o en cenobios filamentosos, planos o globulares La principal sustancia de reserva es el glicógeno o almidón cianoficio, existe también la cianoficina y la volutina Su reproducción es netamente asexual por simple fisión La pared celular es a base de mureína Tamaño de 1 μm a varias micrómetros

Organización vegetativa Las cianobacterias presentan dos formas universales a saber: a) Formas no filamentosas: - Unicelulares, formas cocoides como Synechocystis, Synechococcus - Pluricelulares, formando cenobios, pueden ser: a) Planas: Merispomedia, Chroococcus(Anacystis) b) Globosas: Gomphosphaeria c) Cúbicas: Eucapsis

Formas no filamentosas:

Synechocystis

Gomphosphaeria

Synechococcus

Merismopedia

Chroococcus

Eucapsis

Formas maciformes

Dermocarpa

Chamaesiphon

Sticosiphon

b) Formas filamentosas: Entre estos se distinguen los tricomas y los filamentos. 

Tricoma, consiste en una fila de células dispuestas una detrás de la otra, como resultado de la división celular en un solo plano.



Filamento, comprende al tricoma incluido en una vaina o matríz mucilaginosa.

Tricoma (Oscillatoria)

Filamento (Lyngbya)

Las formas filamentosas pueden ser: a) Formas filamentosas no ramificadas, son filamentos

o tricomas simples no ramificados. Tricomas: Oscillatoria, Spirulina, Arthrospira, Borzia Filamentos: Lyngbya, Symploca, Nodularia

Filamentosas

Oscillatoria

Spirulina

Arthrospira

Lyngbya

Symploca

Nodularia

Filamentosas

Cylindrospermum

Anabaena

Nostoc

Con diferenciación basal apical

Calothrix

Gloeotrichia

Rivularia

Formas pseudofilamentosas

Johannesbaptistia

Formas filamentosas puede ser: • Formas filamentosas ramificadas falsas Cuando el tricoma principal se torna discontinuo al formarse los hormogonios y luego las ramas, por crecimiento del tricoma principal como en Scytonema, Plectonema, Tolypothrix.

• Forma filamentosa ramificadas verdaderas En este caso, las ramas son continuas con el tricoma del cual deriva en Stigonema, Hapalosiphon. Una de las células del eje axial (célula madre) se divide longitudinal y la célula crece hacia fuera, originando una rama.

Ramificadas falsas

Scytonema

Tolypothrix

Ramificadas verdaderas

Stigonema

Hapalosiphon

Organización celular

1. Pared celular: Está constituida, como en todas las bacterias gramnegativas, por una membrana plasmática llamada Lócula y una membrana externa, situándose entre ambas una pared de mureína (peptidoglicano).

2. Citoplasma: Ocupa la luz celular se encuentra separado en cromoplasma y centroplasma. a) Cromoplasma: Es la porción externa coloreada, presenta: - Pigmentos fotosintéticos, situados en tilacoides (laminillas fotosintéticas) distribuidas por toda la célula, son de los siguientes tipos:

 Clorofilas: “a”  Carotenos:  y α caroteno, Flavicina.  Xantofilas: Myxoxantina, Luteina, Mixoxantofila  Ficobiliproteínas: Ficocianina (azul), la Ficoeritrina (rojo)

y la Aloficocianina. Las ficobiliproteinas están incluidas en Ficobilisomas (gránulos)

La presencia de estos diversos pigmentos determinan la coloración diversa que se encuentra en esta división; verde azul, marron amarillentas, verde intenso o rojizas como Trichodesmiun erythraeum.

- Inclusiones, se encuentran las siguientes inclusiones: Glucógeno, es el primer producto de la fotosíntesis de las cianofitas (sustancia de reserva), está dispersado en partículas pequeñas. Bajo la acción del Iodo toma una coloración pardo-rojiza.  Cianoficina, llamada también proteína cianoficia. La cianoficina puede constituir hasta el 10% de la masa celular. 

La cianoficina también es una reserva de energía, es decir, puede funcionar como fuente de ATP con la finalidad de mantenerse durante los periodos de oscuridad.

 Volutina, que se encuentra tanto en el citoplasma como en

el nucleoide.

 Aerosomas, vacuolas de gas, en las cianofíceas

planctónicas contienen nitrógeno, sirven para la flotación, aparecen cuando hay condiciones anaerobias.

 Carboxisomas, son cuerpos poliédricos, cristalinos con

enzimas involucradas en la fijación del CO2

 Ribosomas 70S, para la síntesis de proteínas.

b) Centroplasma: o nucleoplasma, contiene el ADN, puede aparecer en forma de pequeños gránulos. Pueden aparecer también granos de volutina, cianoficina y ribosomas.

Estructura celular de una Cyanophyta

Reproducción La reproducción en las algas verdeazules es netamente asexual o vegetativa. La reproducción asexual es de tres tipos: 1. Bipartición o fisión: Cuando la célula madre se divide en dos células hijas, si se separan, forman organismos unicelulares (Synechocystis), si permanecen juntas forman colonias (Anacystis), y si permaneces unidas forman cenobios (Oscillatoria)

Chroococcus (Anacystis)

Bipartición en Oscillatoria

2. Fragmentación de tricomas y filamentos: A partir de células especializadas o modificadas, los fragmentos liberados son los hormogonios, que regeneran al individuo completo, las células especializadas pueden ser:

2. Fragmentación de tricomas y filamentos: a) Disyuntores, una o dos células contiguas se gelifican, el contenido homogéneo y refringente adquiere una coloración verde y una forma de lente bicóncava con los bordes salientes, las células vecinas se decoloran un poco (amarillean).

Disyuntor

b) Necridios, aparecen en ciertas espécies de Oscillatoria, ciertas células presentan un aspecto granuloso, amarillento y sus paredes se hinchan en forma de célula bicóncava.

Necridio

Necridio en Oscillatoria

c) Heterocistos  Posiblemente son esporas modificadas, se les distingue de

las células vegetativas, por su pared engrosada, por su contenido homogéneo amarillento, por su mayor tamaño y por la presencia de nódulos polares.  Se encuentran presentes en la mayoría de los Nostocales a excepción de la familia Oscillatoriaceae.  Los heterocistos pueden localizarse en un extremo del tricoma (heterocisto basal o terminal) como en Cylindrospermum, Calothrix,Gloeotrichia y Rivularia o puede encontrase en la parte media (heterocisto intercalar) como Nostoc, Anabaena, Nodularia

Heterocisto Célula vegetativa

Nódulos polares

Heterocisto

A

Heterocistos en: A – Tolypothrix B- Anabaena

B

• Los nódulos polares de los heterocistos son engrosamientos a ambos lados de la conexión con células vegetativas vecinas (heterocisto intercalar) o sólo en solo lado (heterocisto terminal) .

• Función mecánica, o fragmentación del talo, específicamente interviene en la formación de hormogonios, como en Nostoc, Anabaena, Nodularia, etc.

• Fijación de nitrógeno atmosférico • Filamentos con heterocistos: Nostoc, Anabaena, Cylindrospermum, Anabaenopsis, Calothrix y Tolypothrix . • Algunas especies marinas como Oscillatoria también fijan nitrógeno sin heterocistos.

Fijación del nitrógeno atmosférico N2 NITROGENASA

HETEROCISTO

NH3 † GLUTAMATO

SINTETASA

GLUTAMINA

3. Esporas: Son células que modifican su contenido, se rodean de una cubierta espesa aislante de dos capas, la externa puede presentar ornamentación variada, el contenido es espeso, rico en reservas y desprovisto de pigmentos, durante la germinación la pared se rompe o gelifica, hay varios tipos de esporas: a) Akinetos (acinetos), es el tipo más frecuente, característico de los organismos filamentosos, soporta condiciones desfavorables. En algunas especies el akineto está asociado al heterocisto (probablemente para el intercambio de genes).

AKINETOS

Akineto en Cylindrospermum

Filamento de Nostoc en la que Casi la totalidad de células Vegetativas se transforman En akinetos

b) Hormosporas (hormocistes), cuando es un conjunto de células o un hormogonio el que se encista.

c) Endosporas, se producen por la división de una célula en varios elementos resistentes, mientras que la membrana plasmática permanece sin cambios. Las endosporas se liberan todas simultáneamente, son frecuentes en las especies epífitas como Dermocarpa

d) Nanosporas (nanocistes), endosporas de pequeña dimensión resultantes de la división de una célula madre sin aumento posterior de tamaño. e)

Exosporas, igual que las endosporas, producidas continuamente, como Chamaesiphon.

pero en

Endosporas en Dermocarpa

Exosporas en Chamaesiphon

Nutrición: La mayoría de las cianofitas son autótrofas, sin embargo algunas especies por sus particularidades ecológicas se han convertido en heterótrofas, es decir son aclóricas. Las oscillatorias pigmentadas, cultivadas en la oscuridad, en medios a los que se añade azúcar, almidón e inulina se convierten en heterótrofas.

Hábitat: Las cianobacterias poseen una gran adaptabilidad y pueblan medios acuáticos muy diversos; muchas se contentan incluso con tierra húmeda. Las condiciones más severas en las que es posible la vida (fuentes termales, geíseres) no detienen su vida activa; se les encuentra en aguas calientes y frías, en aguas dulces y en aguas de diversa salinidad.

SIMBIOSIS:

Anabaena azollae

Azolla

Lobaria sp.

Anthoceros sp

Cycas

Importancia: 1. 2.

3.

4.

5.

Se utilizan en la alimentación humana (Nostoc, Spirulina). Fijan el nitrógeno atmosférico, fertilizando los suelos (Nostoc, Anabaena, Cylindrospermum, Tolypothrix). Obtruyen los filtros en plantas de tratamiento agua potable, convirtiéndola en no apta para el consumo humano. Durante las “floraciones acuáticas”, (Bloom) producen intoxicación y muerte de diversos organismos acuáticos, por efecto de la producción de toxinas de las especies: Microcystis aeruginosa, M. flos-aquae, Aphanizomenon flos-aquae, Anabaena flos-aquae, Nudularia spumigea, Oscillatoria agardhii entre otras. Toxinas microcystinas, anatoxina a, nodularina, etc.

Bloom