Taxonomía y morfología de los principales géneros y especies de

Cianobacterias productoras de toxinas

Oscar Parra & Viviana Almanza

CURSO: FLORACIONES DE ALGAS NOCIVAS (FAN) EN SISTEMAS ACUATICOS CONTINENTALES

Tabla contenido

Generalidades de Cyanophyceae, algas verde azules y/o cianobacterias.

Diversidad morfológica y taxonómica

CYANOPHYCEAE Algas verde azules y/o cianobacterias

Es un grupo procarionte.

La mayoría son fotoautotróficas pero algunas puede ser heterotróficas en

ausencia de luz

Cosmopolita: Ambientes dulceacuícolas, océanos, desiertos, etc.

Mayoritariamente se observan en ambientes dulceacuícolas.

Son también parasitas o simbiontes ( Ej. simbionte de líquenes)

Contienen alrededor de 150 géneros y 2000 especies.

A. Estromatolitos de la Bahía de los Tiburones (Sharks Bay), Australia.

B. Un corte de una de esas estructuras.

C. Ampliación que muestra las cianobacterias principal

www.biologia.edu.ar

CIANOBACTERIAS: aparición de la vida fotosintética

ÁRBOL FILOGENÉTICO

Keeling ( 2013)

NIVELES DE ORGANIZACION

Unicelular Colonial

Filamentoso

con células diferenciadas

con ramificaciones

CELULA DE CIANOBACTERIAS

Bonilla ( 2012)

Vacuola de gas

Cianoficina

Carboxisoma

ADN bacterial

Membrana celular

Pared celular Pared celular

Membrana exterior

(mucilago)

Tilacoides

(membrana

fotosintética)

Formas celulares en cianobacterias

CELULA DE CIANOBACTERIAS

http://evcdb.blogspot.com

Vaina

gelatinosa

Pared

celular

Pared

Celular de

nueva

formación

ADN bacterial

Tilacoides

(membrana

fotosintética)

Carboxisoma Vacuola de gas Ribosomas

Plasmodesmos

Comunicación intercelular en organismos filamentosos

Flores & Herrero (2010)

Revestimiento celular: 1.- Vaina mucilaginosa (polisacáridos hidratados y proteínas).

2.- Pared celular bacteriana (Mureína y ácido diaminopimélico). Compuesta por :

1.- Pared celular bacteriana

4 capas (Peptidoglicano)

2.- Membrana celular.

http://www.genomasur.com

Pigmentos:

Clorofila a nunca b y c

Xantofilas

β- carotenos

Ficoeritrinas (pigmento rojo)

Ficocianinas (pigmento azul)

Aloficocianina (1 rojo y 2 azules)

Ficobilinas

Reproducción:

1.-Asexual (fisión binaria)

2.- Vegetativa

Endoesporas (Dermocarpa y Pleurocapsa)

Exoesporas (Chamaesiphon)

Hormoesporas (Hormogonio)

Productos de reserva:

•Gránulos de polifosfato

•Lípidos (Gotas de aceite en pequeñas cantidades)

•Gránulos de almidón (almidón cianofíceo): Carbohidratos

•Gránulos de cianoficina: polipeptidos (Aspartina; Argenina)

•Heterocistos: cumplen la función de fijar nitrógeno atmosférico.

•Acinete o acineto: células de resistencia; reproducción.

Filamento de Nostoc con acineto, células vegetativas y

heterociste

Filamento de Anabaena planctonica (1000 aumentos). De

izquierda a derecha acinete y heterocito.

Estructuras características

Walsby (2007)

a: heterocitos intercalares

b: heterocitos intercalares pareados

c y d: dos tipos de heterocitos terminales o

apicales

e: acinete intercalar

f: intercalar pareado

g: subterminal, luego del heterocito apical.

Los heterocitos apicales (c, d y g) tienen un

solo nódulo polar.

Distribución y posición de las células diferenciadas

•Hormogonio: Pequeños pedazos de tricoma, se originan por la muerte de

células (necridios o discos de separación) en medio del tricoma. Después de

ser liberados, crecen y generar nuevos individuos.

Aerótopo o vesiculas de gas: conjunto de vesículas de gas que cumplen la

función de regular la posición del organismo.

Walsby (1994); Sivertsen et al. (2009) www.drugswell.com; http://www.plingfactory.de/

Microcystis (X 31500) Aphanizomenon flos-aquae (∼ 150,000×)

Bonilla (2012)

Vesículas: regulan la flotación

Unesco ( 2009)

Las células se acumulan: floraciones

Se dividen en 4 grupos en relación a su morfología, presencia/ausencia

de células especializadas y la naturaleza de sus ramas en las formas

filamentosas. Grupos descritos por Komarek et al. (2003).

Chroococcales, Oscillatoriales, Nostocales, Stigonematales

DIVERSIDAD MORFOLÓGICA Y TAXONÓMICA

Bonilla, 2009

Orden Nivel Diferenciación

celular

Floración Toxinas

Chroococcales Unicelular

Colonia

No Acumulativ

a/dispersiva

Microcistina

Saxitoxina

Oscillatoriales Filamento No Dispersiva Microcistina

Nostocales Filamento Heterocito

Acinete

Acumulativ

a/dispersiva

Microcistina

Saxitoxina Cilindrospermopsina

Nodularina

Anatoxina

Cianobacterias que forman floraciones toxicas

Chroococcales

- Comúnmente unicelulares y/o coloniales

-Las colonias y algunos individuos unicelulares presentan una envoltura

mucilaginosa que incluye a las células y puede ser difluente o claramente

delimitada.

Unesco (2009)

Aphanocaspa delicatissima Merismopedia tenuissima

Microcystis aeruginosa

Parra et al. (1982); Unesco (2009)

Microcystis

Komárek & Komárková (2002)

Toxinas

Microcistinas (RR, YR, LA, LR)

Lipopolisacaridos

Parra et al. (1982); Komárek & Komárková (2002)

Microcystis aeruginosa (KUTZING) KUTZING

Tipo de floraciones

Komárek & Komárková (2002)

Microcystis viridis (A. BRAUN in RABENHORST) LEMMERMANN

Komárek & Komárková (2002)

Microcystis botrys TEILING

Komárek & Komárková (2002)

Microcystis wesenbergii (KOMÁREK) KOMÁREK in KONDRATEVA

Komárek & Komárková (2002); http://protist.i.hosei.ac.jp/PDB/images/; http://www.kahaku.go.jp

Microcystis flos-aquae (WITTROCK) KIRCHNER ex FORTI

Oscillatoriales

- Filamentos (sin heterocitos ni acinetes)

- Filamentos uniseriados

-Filamentos sin ramificaciones

- Formación de hormogonios

Unesco ( 2009)

Planktothrix agardhii Anabaenopsis elenkinii

Aphanizomenon gracile

Oscillatoria

Oscillatoria Oscillatoria

Oscillatoria VAUCHER EX GOMONT

En Chile han sido reportadas alrededor de 26 especies, dos especies de

Pseudanabaena.

Pseudanabaena spp.

Toxinas:

Microcistina LR

Lipopolisacaridos

Asociada a floraciones de Microcystis

Parra et al. (1982); Unesco (2009)

Lyngbya C. Agardh ex Gomon

http://dbmuseblade.colorado.edu/; http://www.unc.edu/ims/paerllab/personnel/jennifer.html

Lyngbya nigra

C. Agardh ex Gomont

Lyngbya martensiana

Menegh. ex Gomont

Toxina Lyngbyatoxina

Lyngbya wollei floracion en lago urbano

de Australia.

Se reconocen 11 especies dentro de este

género en Chile.

Nostocales

- Filamentos (con heterocitos y/o acinetes), uniseriado o multiseriado

- Sin o con ramificaciones

- División celular en un plano, siempre perpendicular al eje del tricoma

- Reproducción mediante hormogonios o hormocitos

Cylindrospermopsis raciborkii

Nodularia spumigena Rhaphidiopsis mediterranea

Anabaena sp. Anabaena sp.

Dolichospermum (RALFS EX BORNET & FLAHAULT) P.WACKLIN,

L.HOFFMANN & J.KOMÁREK, 2009: 60 (syn. Anabaena)

Se reconocen hasta 18 especies dentro de este género en Chile.

Dolichospermum circinalis Toxinas:

Anatoxina-a

Anatoxina-a(s)

Saxitoxina

STXs gonyautoxina

neosaxitoxina

Parra et al. (1982); Unesco ( 2009)

Nostoc Vaucher ex BORNET & FLAHAULT 1888

Nostoc plantonicum

http://www.aslo.org/photopost/showphoto.php/photo/1445/title/nostoc-bloom/cat/516

Se reconocen 2 especies dentro de este género en Chile.

Toxinas: Microcistina

Anabaenopsis MILLER 1923

Anabaenopsis elenkinii

Se reconocen 5 especies dentro de este género en Chile.

Parra et al. (1982); Unesco ( 2009); http://www-cyanosite.bio.purdue.edu/images/images2.html

Toxinas:

Microcistina RR Polisacaridos

Lago Bedetti, Santa Fe, Argentina

Nodularia MERTENS EX BORNET ET FLAHAULT 1988

Nodularia spumigena

Se reconocen 2 especies dentro de este género en Chile.

Toxinas:

Microcistina RR,

Anatoxina-a

Anatoxina-a(s)

Saxitoxina

GTX3

Lipopolisacaridos

Parra et al. (1982); Unesco ( 2009); http://protist.i.hosei.ac.jp/PDB/images/Prokaryotes/Nostocaceae/sp_02.html

Aphanizomenon Morren EX BORNET ET FLAHAULT 1888

Aphanizomenon flos-aquae

Se reconocen 2 especies dentro de este género en Chile.

Toxinas para el género:

Anatoxina-a

Cilindrospermopsina

Saxitoxina

Lipopolisacaridos

Muchas gracias.

oparra@udec.cl

41