Biologie generala Curs 3 2010-2011

BIOLOGIE GENERALA Note de cursRegnul MoneraRegnul Monera cuprinde organisme procariote grupate in 2 increngaturi : Schizophyta (Bacteriophyta) (bacterii) si Cyanophyta (alge albastre-verzi sau cianobacterii). Algele albastre-verzi se aseamana cu bacteriile prin dimensiunile lor mici, prin organizarea de tip procariot si prin structura peretelui celular. Se deosebesc insa de acestea prin particularitatile procesului de fotosinteza. La fel ca si plantele, algele albastre-verzi contin clorofila a, utilizeaza apa ca donor de hidrogen in procesul de fotosinteza si elibereaza oxigen. Se deosebesc totusi de plante prin lipsa cloroplastelor, pigmentii asimilatori (domina clorofila a si ficocianina) fiind localizati la nivelul unor membrane fotosintetizatoare, dispuse spre periferia celulei. Majoritatea algelor albastre-verzi traiesc in mediul acvatic (ape dulci si sarate), dar unele dintre ele se dezvolta adesea si pe solul umed. Unele specii de alge albastre traiesc in simbioza cu specii de ciuperci formand licheni. Sunt organisme microscopice, unicelulare, izolate sau reunite in colonii sferice sau filamentoase, cu o mare capacitate de adaptare la diverse conditii de viata. Fiind organisme procariote se divid prin diviziune celulara directa (fisiune binara). Fragmentarea coloniilor este de asemenea o modalitate de multiplicare, iar prezenta formelor de rezistenta asigura supravietuirea in conditii de uscaciune sau inghet. Desi nu prezinta flageli, unele alge albastre au posibilitatea de a se misca. Cele mai comune specii de alge albastre apartin genurilor Nostoc, Anabaena, Oscillatoria si Spirulina.

Spirulina prezinta filamente in forma de spirala si executa miscari rapide, prin rotatie

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Spirul.jpg 1

Biologie generala Curs 3 2010-2011

Regnul ProtistaRegnul Protista reprezinta un grup extrem de divers de organisme eucariote. Cuprinde organisme predominant unicelulare, dar si pluricelulare relativ simple ; (1) protozoare, organisme unicelulare heterotrofe de tip animal ; (2) mixomicete si acrasiomicete, organisme heterotrofe cu stadii ameboide in ciclul de viata, apropiate printr-o serie de caractere de fungi ; (3) alge, organisme eucariote fotosintetizante, talofite unicelulare, coloniale si pluricelulare simple. In momentul de fata este in general acceptata ideea, ca protistele actuale, reprezinta mai multe linii evolutive distincte si ca de fapt toate celelalte organisme eucariote isi au originea in protistele primitive. Clasificarea organismelor din Regnul Protista, ca de altfel si a procariotelor este in prezent, inca un subiect de discutie. Subregnul Phycobionta (Algophyta) Ficobiontele sau algele reprezinta un grup numeros si heterogen de organisme vegetale micro- si macrofite (gr. phyton nseamn plant), care populeaza predominant mediul acvatic (ape dulci, sarate, salmastre). Tipul de tal si modul de organizare al acestuia se modifica in cadrul grupului, de la forme unicelulare solitare, pana la forme coloniale si pluricelulare. Reproducerea (asexuata si sexuata) este de asemenea diversificata, acoperind in forme specifice, toate tipurile proprii plantelor. Ciclul de dezvoltare variaza. Toate algele actuale, au ca pigment asimilator dominant clorofila a , dar luand in considerare pigmentii asimilatori accesorii (clorofila b, c, pigmentii carotinoidici si ficobilinici) natura susbtantelor de rezerva si compozitia peretelui celular, se disting in cadrul acestei largi unitati taxonomice 9 increngaturi (reprezentand diferite linii evolutive), dintre care unele (Cryptophyta, Euglenophyta, Chrysophyta, Pyrrophyta) contin alge unicelulare, altele (Phaeophyta, Rhodophyta) includ forme pluricelulare, iar increngatura Chlorophyta, de exemplu cuprinde atat forme unicelulare cat si pluricelulare.Incr. Chrysophyta alge aurii Incr. Xanthophyta Incr. Phaeophyta (alge brune) pigmentii carotenoizi (carotina, xantofila) in cantitate mare pigmentul xantofila mascheaza clorofila culoare este data de pigmentul fucoxantina care se afla in cantitati mari si mascheaza clorofila a si c caracterizate prin prezenta pigmentului ficoeritrina, care domina, mascand clorofila a si d clorofila a si b culoare aurie

culoare verdegalbui culoare verdemaronie

Incr. Rhodophyta (alge rosii)

talurile au nuante de rosu pana la rosu-violet culoare verde

Incr. Chlorophyta (alge verzi)

2

Biologie generala Curs 3 2010-2011 1. Increngatura Cryptophyta - alge predominant autotrofe - grup putin numeros, vechi, cu multe caractere primitive, fiind considerat de multi autori o directie evolutiva inchisaIncrengatura Cryptophytacloroplast

granule de amidon nucleu

2. Increngatura Dinophyta (Pyrrophyta) - organisme vegetale unicelulare, de culoare bruna, brun-galbuie sau rosie (gr. pyrros = foc) care traiesc de obicei libere, mai ales in apele dulci statatoare si marine. - majoritatea sunt autotrofe1, unele sunt mixotrofe2, iar altele exclusiv heterotrofe (saprofite si parazite) - caracteristic este invelisul celular caracteristic (prezent la speciile armate si absent la cele nude reprezentat printr-o teca celulozica, ornamentata si impregnata cu CaCO3. Noctiluca scintillans (Noctiluca miliaris) este un dinofit care are nucleu si un flagel lung cu care prinde prada care este atrasa de bioluminiscenta pe care o emite. In anumite conditii acumularea de Noctiluca produce fenomenul de inflorire al apelor, asa numitele maree rosii. Inflorirea apelor = Cresterea rapida a concentratiei uneia sau catorva specii din fitoplacton intr-un sistem acvatic marin sau de apa dulce. Aceasta crestere este insotita in general printr-o colorare a apei (rosie, brun-galben, sau verde). Fenomenul poate apare in mod natural sau poate fi favorizat de poluarea apei (cu nitrati, fosfati). In aceste cazuri, inmultirea intensa si pe durate lungi de timp poate conduce la eutrofizare si apoi la aparitia unor zone moarte, datorita consumului pe timpul noptii al oxigenului dizolvat in apa si/sau emiterii de toxine de catre cateva specii din plancton.

1

Autotrof - Organism capabil s-i sintetizeze singur substanele organice din compunerea sa, scop n care folosete ca surs de carbon unii compui anorganici (de exemplu dioxid de carbon). Cnd acetia sunt supui unor procese chimice (fotosinteza sau chemosinteza), rezult substanele organice necesare. 2 Mixotrof - organism care este capabil sa se hrneasca att cu substane organice, avnd i capacitatea de a sintetiza substanele organice din cele anorganice. Unele organisme au att aparatul fotosintetic dezvoltat, ct i capacitatea de a consuma substane organice prin fagocitoz. Altele (precum bacteriile primitive) combin heterotrofia cu autotrofia: au un mecansim fotosintetic nedezvoltat, care doar fixeaz dioxidul de carbon, acestea fiind nevoite s preia electronii necesari fotosintezei de la o substan reducatoare, precum amoniacul sau hidrogenul sulfurat. De exemplu: euglenele, care sunt capabile de fotosintez n prezenta luminii, sau de o hrnire heterotrof ntr-un mediu bogat organic.

3

Biologie generala Curs 3 2010-2011 3. Increngatura Chrysophyta (alge aurii) - grup destul de heterogen de flagelate acvatice, ce cuprinde alge de culoare aurie (gr. chrysos = auriu), cu nuante de la galben-auriu la galben-brun. 4. Increngatura Bacillariophyta (diatomee) - unicelulare, solitare sau coloniale libere sau fixate, raspandite in ape dulci sau sarate pe intreg globul. - Sunt alge puternic diferentiate si specializate, cu un numar impresionant de specii - Autotrofe - Caracteristica este prezenta unui invelis celular de natura proteica denumit teca, puternic impregnat cu SiO2. Dupa moartea celulelor, tecele se depun, formand in decursul timpului, sedimente de diatomit. Teca are aspectul unei cutii cu capac, fiind formata din doua parti, una superioara, denumita epiteca si una inferioara, denumita hipoteca, care se imbina (Fig. Pinnularia). Epiteca si hipoteca sunt la randul lor alcatuite din doua regiuni: o zona plana denumita valva sic ate o zona laterala denumita pleura. Asadar, orice diatomee prezinta o anumita forma, cand este privita din fata (zona valvara), si alta, cand este privita din lateral (zona pleurala). Valva, poate avea forme variate si prezinta ornamentatii fine, dispuse omogen pe toata suprafata sau localizate doar pe partile laterale (mijlocul valvei ramanand neted). Pinnularia viridis sectiune schematica longitudinala

hipotec

epitec

5. Increngatura Xanthophyta (Heteroflagelatae) - culoare verde-galbui datorita pigmentului dominant (xantofila) care mascheaza clorofila - prezinta doi flageli inegali in anumite stadii de viata (zoospori, gameti) (de unde si denumirea) - in general microfite 6. Increngatura Phaeophyta (alge brune sau feofite) - 2000 specii, de o mare diversitate morfoanatomica, toate sunt pluricelulare, macroscopice - forme predominant marine, a caror culoare este data de pigmentul fucoxantina care se afla in cantitati mari si mascheaza clorofila a si c - vegeteaza pe substrat solid (stanci, bolovani), putine specii traiesc in nisip, traiesc mai ales in zone acvatice reci si temperate - substantele de rezerva sunt laminarina, manitolul si picaturile de ulei - sunt organisme cu tal variat (filamentos, lamelar, bandiform, cormoid diferentiat in rizoid, cauloid si filoid) uneori de dimensiuni uriase (ajung la 100 m lungime - Macrocystis), fiind cele mai mari protiste - reproducere sexuata sau asexuata - numeroase specii elaboreaza vitamine, substante cu actiune antimicrobiana, acumuleaza iod, brom etc. sunt utilizate pentru obtinerea de medicamente necesare tratarii unor maladii renale, in cosmetica. Unele sunt folosite in industria textila, a hartiei, alimentara etc. Algele brune 4

Biologie generala Curs 3 2010-2011 sunt folosite ca hrana de multe animale marine, unele sunt folosite ca furaje pentru animale domestice. Alge ramase pe tarmuri dupa reflux sunt ingrasaminte naturale pe terenuri agricole. feofitele sunt grupate in trei clase, in raport cu gradul de organizare al talului, modul de reproducere si ciclul de dezvoltare: Phaeophyceae, Laminariophyceae si Fucophyceae.

-

Clasa Phaeophyceae - ciclu de viata digenetic, cu generatii izo- sau heteromorfe, in care gametofitul este dominant - de exemplu Dictyota - alge cu tal lamelar, ramificat dihotomic sau intreg, in structura caruia se diferentiaza un strat median, format din celule mari, incolore si doua straturi de celule corticale mici bogate in cloroplaste. Celulele medulei au pereti despartitori prevazuti cu numerosi pori, ele fiind elemente conducatoare primitive.

Clasa Laminariophyceae - ciclu de viata digenetic, predomina generatia sporofitica ; gametofit microscopic. Sporofitul este foarte evoluat, variat ca forma si intotdeauna diferentiat in rizoid (parte bazala cu care se fixeaza de substrat), cauloid (asemanator cu o tulpina si gol pe dinauntru) si filoid (cu rol fotosintetizator, ca si frunzele plantelor superioare). - de exemplu Laminaria L. saccharina filoid simplu, ca o panglica ondulata pe margini, depasind de multe ori 1 m lungime - L. digitata filoid ramificat, digitat, atingand dimensiuni de pana la 2 m.

Specii de Laminaria: A L. saccharina ; B L. digitata

5

Biologie generala Curs 3 2010-2011 Clasa Fucophyceae - generatia gametofita se reduce la gameti, iar sporofitul reprezinta insasi planta - exemplu Cystoseira barbata (Syn: Fucus barbatus), foarte frecventa in Marea Neagra, are talul de 1,5 2 m, iar pe filoidul cilindric se afla numeroase cavitati pline cu aer denumite plutitori (aerochisti), cu rol in mentinerea talului in pozitie verticala in apa. Cystoseira barbata. A ; B fragment de tal

plutitori

7. Increngatura Rhodophyta (alge rosii, rodofite) - forme predominant pluricelulare, marine, dar si de apa dulce, caracterizate prin prezenta pigmentului ficoeritrina, care domina, mascand clorofila a si d si imprima astfel talurilor nuante de rosu pana la rosu-violet (de unde si numele de floridee sau flori de mare) - 4000 specii, preponderent pluricelulare, cu putine specii unicelulare sau cenobiale - Peretele celular contine predominant celuloza, dar poate contine si polizaharide cu sulf (de exemplu agar3) - produsul de asimilatie este un polizaharid numit amidonul de floridee care este mai apropiat de glicogen decat de amidon, se coloreaza in prezenta iodului in brun-galbui-roscat si nu in albastru. - Tal evoluat, superior organizat, diferentiat in rizoid, filoid si cauloid - Sunt mai mici ca dimensiuni decat algele brune (sub 1 m lungime) - Celulele talului sunt diferentiate functional (celule corticale, celule cu rol asimilator, cu rol de depozitare, cu rol conducator si mecanic) - Reproducere sexuat si asexuat - Ciclul de viata : alterneaza 3 generatii morfologice, ciclul fiind mult mai complicat si de un tip special : trigenetic haplo-diplofazic. - Importanta : din rodofite se extrag agarul si caragenul care au mare importanta economica ; substante active sunt folosite in fitoterapie si cosmetica ; rodofitele produc si vitamine ; talul mineralizat este utilizat in agricultura ca ingrasamant ; unele specii sunt folosite in alimentatie ca salata. - Rodofite - exemplu : Ceramium cuprinde alge marine cu tal filamentos, ramificat. In Marea Neagra se intalneste frecvent Ceramium rubrum tal ramificat dihotomic si cu terminatii3

Agar-agarul (geloza) = o gelatina vegetala folosita ca mediu de cultura in microbiologie si biotehnologie vegetala

6

Biologie generala Curs 3 2010-2011 curbate in forma de cleste, de culoare roz sau purpurie ; filamentele talului sunt invelite intr-o teaca gelatinoasa.

ramificatie dihotomica

Ceramium rubrum - fragment de tal

8. Increngatura Euglenophyta - organisme unicelulare, flagelate, mobile, acvatice (predominant de apa dulce, dar si marine), dar si forme simbionte si chiar cateva specii parazite. - Majoritatea sunt autotrofe, altele sunt saprofite, iar unele sunt mixotrofe (se hranesc autotrof la lumina si heterotrof la intuneric) - Au ca produsi de sinteza un polizaharid numit paramilon si substante grase - Reproducere asexuata prin diviziune directa, dupa un plan longitudinal, procesul sexual este foarte rar intalnit - Exemplu Euglena care se intalneste in lacuri si balti - Prin prezenta cromatoforilor si prin modul de reproducere, flagelatele se inrudesc cu cloroficeele, iar prin acestea, se face legatura cu alte categorii sistematice de plante superioare. Din aceasta cauza unii autori le plaseaza la baza sistemului vegetal.Euglena

citostom vacuola contractila

stigma

flagel cromatofor nucleu

9. Increngatura Chlorophyta (alge verzi) - Clorofitele sunt o grupare heterogena de organisme vegetale, care au insa o serie de caracteristici comune, ce vizeaza atat compozitia structurii pigmentare (clorofila a, b, pigmenti carotinoidici) cat si natura peretelui celular (celuloza si alte polizaharide) si a substantelor de rezerva (amidon intraplastidial). - Peste 5000 specii - Pot fi forme unicelulare, izolate sau reunite in colonii sau cenobii 7

Biologie generala Curs 3 2010-2011 pluricelulare lamelare sau filamentoase, simple sau ramificate dimensiuni de la cativa microni la cativa metri unele traiesc in simbioza cu ciupercile formand licheni prezente mai ales in planctonul apelor dulci din lacuri, balti si mlastini celulele poseda un perete celular de natura celulozica, unul sau mai multi nuclei cromatofori de forma variata si toate celelalte componente, in conformitate cu organizarea de tip eucariot. - Reproducere sexuata si asexuata - Cicluri de dezvoltare variate si se intalnesc toate cele trei tipuri de alternanta de generatii - Exemple : o Chlamydomonas (unicelular), o Volvox (un gen cu specii coloniale), o Chlorella (alge unicelulare solitare), o Scenedesmus (cuprinde numeroase specii cenobiale), o Ulothrix (grupeaza specii filamentoase, pluricelulare, macroscopice (cativa cm lungime), neramificate), o Ulva (= salata de mare, au tal lamelar, de cativa cm lungime, comuna in Marea Neagra este Ulva lactuca), o Cladophora (specii denumite popular lna broatei , deoarece prezinta un tal filamentos, bogat ramificat), o Spirogyra (matasea broastei), o Closterium (un gen cu numeroase specii unicelulare, cu corpul in general semilunar). o si Chara din Clasa Charophyceae care reprezinta alge verzi superior organizate, deosebite de toate celelalte studiate pana acum, avand un tal pluricelular, fixat prin cellule rizoidale si alcatuit dintr-un ax vertical si numeroase verticilii de ramificatii. (poze/desene in caietul Lp) ................................................................................. Anexe Fotosinteza

Glucoz

Dioxid de carbon + Ap + Energie luminoas Glucoz + Oxigen

6 CO2 + 6 H2O + lumin solar C6H12O6 + 6 O2

Planctonul

8

Biologie generala Curs 3 2010-2011 Planctonul reprezint totalitatea organismelor marine, care triesc plutind n apa mrii i nu se deplaseaz (sau se pot deplasa pe distane milimetrice).

Fitoplanctonul - reprezint totalitatea plantelor din apa mrii i care prezint o adaptare a vieii vegetale la mediul marin. Desfoar procese de fotosintez: produce biomas. Zooplanctonul - reprezint totalitatea animalelor (majoritatea nevertebrate), care triesc plutind n apa mrii. Reprezint un nivel de consumatori: consum fitoplancton.

Eutrofizare Proces natural sau artificial de mbogire cu materii organice i cu substane nutritive (nitrai, fosfai etc.) a apelor lacurilor si a blilor. Prin aciunea sa pe termen lung, acest fenomen face ca apele s fie din ce n ce mai srace n oxigen, distrugnd n final fauna acvatic (peti etc.). Cenobi u Criterii de definire a unui tesut adevarat in histologia vegetala 1. Celulele componente ale gruparii sunt legate prin lamela mijlocie si plasmodesme alcatuind o unitate antomica permanenta 2. Celulele sunt specializate in indeplinirea unui rol fiziologic, tesutul constituind o unitate fiziologica 3. Celulele sunt interdependente, fiind subordonate organului, respectiv organismului din care fac parte Aceste conditii trebuie indeplinite simultan, daca nu sunt respectate toate, gruparea nu este tesut adevarat, ci cenobiu, colonie sau pseudoparenchim (tesut fals).

9