Alghe: definizione, classificazione, ruoli ecologici e applicazioni

Le alghe sono un grande e vario gruppo di organismi semplici, tipicamente autotrofi. Alcuni hanno una sola cellula e altri hanno molte cellule. Le alghe marine più grandi e complesse sono chiamate alghe. Sono come le piante, e "semplici" perché mancano dei molti organi distinti che si trovano nelle piante terrestri. Per questo motivo non sono classificate come piante.

Anche se i cianobatteri procarioti (precedentemente indicati come alghe blu-verdi) erano inclusi come "alghe" nei vecchi libri di testo, ora non lo sono più. Il termine alga è ora usato per gli organismi eucarioti. Tutte le vere alghe hanno un nucleo dentro una membrana e cloroplasti dentro una o più membrane. Tuttavia, le alghe non sono sicuramente un gruppo monofiletico, poiché non discendono tutte da un antenato algale comune. I tassonomisti moderni propongono di dividerle in gruppi monofiletici, ma non tutti sono d'accordo su come farlo.

Le alghe non hanno le stesse strutture delle piante terrestri, come foglie, radici e altri organi. Quasi tutte le alghe hanno parti che fanno la fotosintesi allo stesso modo dei cianobatteri. Producono ossigeno, a differenza di altri batteri fotosintetici come i batteri viola e verdi. Alcune specie unicellulari usano solo fonti di energia esterne e hanno parti fotosintetiche limitate o assenti.

Le alghe filamentose fossilizzate del bacino del Vindhya sono state datate da 1,6 a 1,7 miliardi di anni fa.

Tipi di alghe

Qui sotto ci sono alcuni importanti tipi di alghe. L'elenco non è completo.

• Alghe verdi: sono considerate piante perché usano lo stesso tipo di clorofilla delle piante verdi. Si suppone una relazione evolutiva tra le alghe verdi e le piante verdi.
• Alghe rosse: usano un pigmento rosso per catturare l'energia della luce solare, e quindi si pensa che si siano evolute separatamente dalle piante verdi.
• Alghe brune: usano la clorofilla a, ma hanno diverse altre differenze biochimiche. Inoltre non sono considerate una pianta verde.
• Alghe giallo-verdi: le Xanthophyceae.
• Alghe dorate: le Chrysophyceae.

Ecologia

Le alghe si trovano di solito in luoghi umidi o in acqua, e sono comuni sulla terra e sull'acqua. Tuttavia, le alghe sulla terraferma sono di solito poco appariscenti e sono molto più comuni nelle regioni umide e tropicali che in quelle secche. Le alghe non hanno tessuti vascolari e altri adattamenti per vivere sulla terraferma, ma possono sopportare la siccità e altre condizioni in simbiosi con un fungo come i licheni.

I vari tipi di alghe svolgono ruoli significativi nell'ecologia acquatica. Le forme microscopiche che vivono sospese nella colonna d'acqua sono chiamate fitoplancton. Esse forniscono la base alimentare per la maggior parte delle catene alimentari marine. Le alghe crescono soprattutto in acque marine poco profonde. Alcune sono usate come cibo umano o raccolte per l'agar o il fertilizzante. Il kelp può crescere in grandi popolazioni chiamate foreste di kelp. Queste foreste prevengono alcuni dei danni causati dalle onde. Molte specie diverse vivono in esse, compresi i ricci di mare, le lontre di mare e le orecchie di mare.

Alcune alghe possono danneggiare altre specie. Alcune alghe possono riprodursi molto e creare una fioritura algale. Queste alghe possono produrre tossine protettive che uccidono i pesci nell'acqua. I dinoflagellati producono un composto che trasforma la carne dei pesci in bava. Poi le alghe mangiano questo liquido nutriente.

Symbiosis

Le alghe hanno sviluppato una serie di partnership simbiotiche con altri organismi. Il più famoso è il lichene vegetale, che è formato da un fungo con un'alga. È una forma di vita di grande successo, e si conoscono ventimila "specie". In tutti i casi i licheni sono abbastanza diversi nell'aspetto e nello stile di vita da entrambi i costituenti; è forse la simbiosi più completa conosciuta. Entrambi i costituenti guadagnano dal loro accesso a nicchie con basso valore nutritivo, che è dove si trovano i licheni.

Meno note sono le relazioni delle alghe con gli animali. I coralli che costruiscono la barriera corallina sono fondamentalmente polipi Cnidari sociali. I coralli dipendono dalla luce, perché le alghe sono partner importanti, e richiedono luce. I coralli hanno sviluppato strutture, spesso simili ad alberi, che offrono alle alghe il massimo accesso alla luce. Il corallo indebolisce le pareti cellulari delle alghe e digerisce circa l'80% del cibo sintetizzato dalle alghe. I prodotti di scarto dei coralli forniscono sostanze nutritive per le alghe, quindi, come per i licheni, entrambi i partner guadagnano dall'associazione. Le alghe sono alghe flagellate di colore marrone dorato, spesso del genere Symbiodinium. Una caratteristica curiosa dell'associazione è che il corallo può espellere le alghe in tempi difficili, e riprenderle in seguito. L'espulsione del partner algale è chiamata sbiancamento, perché il corallo perde il suo colore. ^p200

Anche altri tipi di Cnideria, come gli anemoni di mare e le meduse, contengono alghe. Le meduse con alghe si comportano in modo che i loro partner ricevano la luce migliore durante il giorno, e scendano in profondità di notte, dove l'acqua è ricca di nitrati e marrone con la decomposizione. Anche le lumache di mare e le vongole sono note per ospitare alghe. Entrambi i gruppi sono molluschi. Le lumache di mare brucano il corallo e sono dello stesso colore del corallo che brucano. Sono in grado di separare le alghe dai tessuti dei polipi che digeriscono. Le cellule algali vengono spostate nei suoi tentacoli, dove continuano a vivere. La lumaca, altrimenti indifesa, guadagna sia la mimetizzazione che il nutrimento. ^p204 La vongola gigante conserva le alghe nel suo mantello, che viene rivelato quando la vongola è aperta. Il mantello colorato ha dei punti in cui la pelle è trasparente e agisce come una lente per concentrare la luce sulle alghe sottostanti. Quando le alghe diventano troppo numerose, la vongola le digerisce. ^p203

Vari altri gruppi di invertebrati marini hanno membri in simbiosi con le alghe. I vermi piatti (platelminti) e i policheti (anellidi) sono due di questi gruppi.