Pediastrum spp: l’alga che ricorda le stelle

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Caratteristiche morfologiche

Appartenenti alla classe delle Chlorophyceae e all’ordine delle Chlorococcales, le colonie di Pediastrum si ritrovano sia in acque stagnanti che correnti. Le colonie della maggior parte delle specie ricordano la forma di una stella (Fig. 1). Le alghe verdi Pediastrum hanno un diametro di circa 15-400 mm e sono caratterizzate da una placca circolare. Hanno un’organizzazione coloniale a cenobio piatto formato da 16 o più cellule che formano anelli concentrici.

Pediastrum spp, classe Chlorophyceae e ordine Clorococcali
Figura 1 – Pediastrum spp, classe Chlorophyceae e ordine Clorococcali

La forma circolare può presentare dei fori tra le cellule (Fig. 2). Le cellule periferiche si distinguono da quelle interne poliedriche, in quanto presentano un corno o setole. Le cellule hanno un unico cloroplasto dotato di pirenoide. La parete cellulare è formata da uno strato interno di cellulosa e uno esterno di sporopollenina legata all’ossido di silicio.

Figura 2 - Pediastrum simplex osservata in epifluorescenza (fonte)
Figura 2 – Pediastrum simplex osservata in epifluorescenza (fonte)

Le nuove colonie di Pediastrum possono nascere da zoospore, ovvero spore asessuate mobili. Internamente, le spore hanno un’organizzazione ben precisa degli organelli come nucleo, vacuoli contrattili e cloroplasti che possono essere osservati al microscopio ottico. Per osservare l’apparato di Golgi, i mitocondri e il reticolo endoplasmatico sono necessarie micrografie elettroniche di sottili sezioni.

Ogni zoospora ha due flagelli. Le basi dei flagelli hanno una struttura complessa e sono collegate da un ponte. Il cloroplasto riempie la rimanente parte della cellula e possiede due lobi irregolari, uniti da un ponte centrale dove si trova il pirenoide. Il cloroplasto è delimitato da due membrane e possiede grani di amido derivati dalla cellula madre.

Per l’identificazione delle differenti specie è utile osservare il numero di corni delle cellule periferiche, la forma delle cellule e la loro quantità. Inoltre è fondamentale per la tassonomia la valutazione della presenza o assenza di perforazioni della parete (Figura 3).

Pediastrum duplex
Figura 3 – Pediastrum duplex (fonte)

Filogenesi

DominioEukaryota
RegnoPlantae
DivisioneChlorophyta
ClasseChlorophyceae
OrdineChlorococcales
FamigliaHydrodictyaceae
GenerePediastrum (Meyen, 1829)
Figura 4 – Classificazione scientifica Pediastrum spp

Biologia

Riproduzione

Pediastrum si può riprodurre sia asessualmente che sessualmente.

La riproduzione asessuata è caratterizzata dalla scissione delle cellule madri in zoospore 2n, che formeranno nuove colonie. Tale processo è noto come “formazione di autocolonie“. Le zoospore vengono limitate nella parete interna della cellula madre che gradualmente si espande formando una vescicola lenticolare. Le zoospore, dopo essersi agitate all’interno della vescicola, si aggregano in un’unica cella di spessore.

Inizialmente le zoospore si presentano poliedriche e legate tra loro. Quando la vescicola viene rilasciata all’esterno attraverso una fessura della parete esterna della cellula madre, esse si gonfiano e assumono una forma sferica e iniziano ad agitarsi. Il forte movimento delle spore indurrà un ulteriore cambio di forma, da sferica a ovale o rettangolare e in questo modo si potranno formare le colonie figlie.

La perdita della motilità è associata al ritiro dei flagelli nella cella ove vengono eliminati.

In alcuni casi può avvenire la riproduzione sessuale caratterizzata dalla fusione di isogameti biflagellati. L’isogamia genera uno zigote.

Particolarità di Pediastrum

La particolarità dell’alga verde in esame è la composizione della sua parete cellulare. L’attenzione alla sua struttura è nata dalla resistenza a solventi organici riscontrata nell’estrazione dei pigmenti.

Infatti, i primi studi (Chodat e Huber) hanno descritto come mediante colorazione con clorioduro di zinco e rosso congo ammoniacale, si sia osservato uno strato di cellulosa nella parte interna della parete.

In successive ricerche, si è osservato che dopo la centrifuga di colonie eterogenee, ossidate con acido cromico e solforico e concentrate per diverse ore ad alte temperature, le strutture delle colonie sia giovani che vecchie avevano resistito. Le colonie sono state lavate con acqua e sospese in etanolo per 3 ore, estratte e osservate al microscopio elettronico, confermando la resistenza della parete.

Altre colonie, invece, dopo essere state incenerite passandole sul bunsen, sono state estratte per tre giorni con acido nitrico. Il campione rimanente è stato essiccato e messo a contatto con acido fluoridrico.

Infine, tramite l’utilizzo di molibdato che minimizza l’interferenza di ferro, si è dimostrata la presenza di silicio nello strato esterno della parete. In particolare nella parete cellulare di Pediastrum boryanum (Fig. 5), la presenza di silice è risultata relativamente alta.

Pediastrum boryanum
Figura 5 – Pediastrum boryanum (fonte)

Questi studi hanno provato la composizione particolarmente resistente della parete cellulare di questa microscopica “stella di mare”, spiegando oltretutto il motivo per cui sono stati ritrovati diversi fossili di Pediastrum spp di epoca Cretacea (inferiore e superiore) e Miocenica.

Ecologia

Come il 90% delle alghe verdi, Pediastrum si trova in acque dolci. E’ possibile ritrovare l’alga coccoide non mobile galleggiare in diversi microhabitat come stagni, paludi, piscine e laghi. Le alghe verdi non mobili, solitamente, appartengono infatti al fitoplacton.

Tossicità

Non è dimostrata alcuna tossicità per questa alga, ma un’eccessiva fioritura di essa può influenzare negativamente l’ecosistema e l’approvvigionamento di acqua potabile.

Veronica Nerino

Fonti

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