II-Moneras, Protoctistas

II. Reinos Monera, Protostista y Fungi
JS (IES La Albericia)
I. Reino Moneras
Reino Moneras
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Procariotas unicelulares.
Células aisladas o agrupadas en pequeños
filamentos o masas irregulares.
Viven en todo tipo de hábitats.
Genoma: ADN único, circular, presencia de
plásmidos
Nutrición diversa: autótrofos (fotosintéticos y
quimiosintéticos) y heterótrofos (saprofíticos,
parásitos y simbióticos).
Reproducción asexual por bipartición aunque
presentan intercambios de información genética.
Algunas presentan flagelos.
Dos dominios:
– Arqueobacterias
– Eubacterias
Arqueobacterias
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Procariotas muy primitivos. Está constituido por las formas de vida más primitivas que
aparecieron en la Tierra hace miles de millones de años
Grupo muy heterogéneo
Pared celular: pseudopeptidoglicano, o solo por proteínas
Membrana: Lípidos con cadenas hidrocarbonadas ramificadas unidas al glicerol por enlaces
éter
Viven en ambientes extremos, tanto acuáticos como terrestres pudiendo soportar altas
temperaturas, alta salinidad y medios muy ácidos o muy alcalinos.
La mayoría son anaerobias
Diferenciamos:
– Metanógenas: anaerobias, producen metano CH4 como producto final metabólico. Se
localizan en zonas con elevada materia en descomposición, fuentes termales, fondos
oceánico. Ej: Methanospirillum
– Halófitas: habitan en lugares con abundante concentración salina, dando un color
rosáceo a las aguas saturadas en sal. Ej: Halobacterium
– Termo-acidófilas: condiciones de vida extremas: pH=2 y Temperaturas superiores a
90º. Ej: Sulfolobus (geiseres Yellowstone), Pyrolobus (record tolerancia térmica 113º)
Arqueobacterias Metanógenas
Las bacterias metanogénicas están ampliamente
distribuidas en la naturaleza en sitios carentes de
oxígeno. Se encuentra en lugares donde hay agua
estancada en putrefacción o en las plantas para el
tratamiento de aguas negras. En la actualidad, el
hombre ya las está aprovechando y se han podido
obtener volúmenes suficientes de gas metano para ser
utilizados industrialmente como combustible, hecho
que atrae la atención de muchos científicos, ya que
propone una alternativa al agotamiento de los
energéticos no renovables.
Methanopyrus kandleri
Arqueobacterias Halófilas
Halobacterium.
Salinas de Marchamalo.
Murcia
Pink Lake (Australia)
Arqueobacterias termo-acidófilas
Sulfolobus islandicus
Sulfolobus (termo-acidófila)
Sulfolobus solfataricus
Fuente hidrotermal. Parque Yellowstone
(agua a 80ºC)
Eubacterias
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Es el grupo más abundante de procariotas. Verdaderas bacterias
Pared celular: peptidoglicano
Gran variedad morfológica: bacilos, cocos, espirilos
Membrana: lípidos en los que las cadenas de ac. grasos están unidas al
glicerol por enlaces ester
Adaptados a vivir en cualquier ambiente (presentan variedad de
mecanismos de nutrición)
Incluye 25 Filum, de entre ellos:
–
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Cianobacterias o algas verdes-azuladas: causantes del
enriquecimiento en O2 en la atmófera, permitiendo la vida
aerobia. Fueron y son organismos indispensables.
Micoplasmas. Procariotas sin pared celular (insensibles a
Penicilinas). La mayoría patógenas.
Fibrobacterias. incluye muchas de las bacterias estomacales
que permiten la degradación de la celulosa a los rumiantes.
Importancia del Reino Monera
•
En el campo sanitario:
La relación enfermedad-bacteria fue establecida por Pasteur 1865. A partir de entonces se establecen dos
mecanismos de lucha frente a esa relación:
Lactobacilus casei
a. Preventiva: higiene y vacunación
b. Curativa: antibióticos
Algunos ejemplos:
– Mycobacterium tuberculosis: Tuberculosis
– Mycobacterium leprae: Lepra
– Neisseria meningitidis: Menigitis meningocócica
– Streptococcus pnuemoniae: Neumonia
•
En el campo industrial:
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Acetobacterium acetii: vinagre
Lactobacillus casei: productora de ácido láctico, se emplea en la industria láctea en la elaboración de
alimentos lácteos probióticos.
Clostridium acetobutylicum: prucción de lácteosoducción de biobutanol (gasolina sintética) por
fermentación a partir de materia orgánica rica en carbohidratos y restos celulósicos.
En el campo agricola:
–
Bacillus thurigensis: habita en el suelo y que se utiliza comúnmente como una alternativa biológica
al pesticida ya que durante la esporulación, muchas cepas de Bt producen cristales proteínicos,
conocidos como δ-endotoxinas, que poseen propiedades insecticidas (biopesticidas)
Uso de las bacterias en la tecnología y la industria
• Muchas industrias dependen en parte o enteramente de la acción bacteriana.
• Gran cantidad de sustancias químicas importantes como alcohol etílico, ácido acético, alcohol butílico y
acetona son producidas por bacterias específicas.
• También se emplean bacterias para el curado de tabaco, el curtido de cueros, caucho, algodón, etc. Las
bacterias (a menudo Lactobacillus) junto con levaduras y mohos, se han utilizado durante miles de años para la
preparación de alimentos fermentados tales como queso, mantequilla, encurtidos, salsa de soja, chucrut,
vinagre, vino y yogur.
• Las bacterias tienen una capacidad notable para degradar una gran variedad de compuestos orgánicos, por
lo que se utilizan en el reciclado de basura y en Biorremediación Las bacterias capaces de degradar los
hidrocarburos son de uso frecuente en la limpieza de los vertidos de petróleo. Así por ejemplo, después del
vertido del petrolero Exxon Valdez en 1989, en algunas playas de Alaska se usaron fertilizantes con objeto de
promover el crecimiento de estas bacterias naturales. Estos esfuerzos fueron eficaces en las playas en las que
la capa de petróleo no era demasiado espesa. Las bacterias también se utilizan para la biorremediación de
basuras tóxicas industriales.En la industria química, las bacterias son utilizadas en la síntesis de productos
químicos enantioméricamente puros para uso farmacéutico o agroquímico.
• Las bacterias también pueden ser utilizadas para el control biológico de parásitos en sustitución de los
pesticidas. Esto implica comúnmente a la especie Bacillus thuringiensis (también llamado BT), una bacteria de
suelo Gram-positiva. Las subespecies de esta bacteria se utilizan como insecticidas específicos para
lepidópteros. Debido a su especificidad, estos pesticidas se consideran respetuosos con el medio ambiente, con
poco o ningún efecto sobre los seres humanos, la fauna y la mayoría de los insectos beneficiosos, como por
ejemplo, los polinizadores.
• Cristales de insulina.
Uso de las bacterias en la tecnología y la industria
• Las bacterias son herramientas básicas en los campos de la biología, la genética y la bioquímica
moleculares debido a su capacidad para crecer rápidamente y a la facilidad relativa con la que pueden
ser manipuladas.
• Realizando modificaciones en el ADN bacteriano y examinando los fenotipos que resultan, los
científicos pueden determinar la función de genes, enzimas y rutas metabólicas, pudiendo trasladar
posteriormente estos conocimientos a organismos más complejos.
• La comprensión de la bioquímica celular, que requiere cantidades enormes de datos relacionados con
la cinética enzimática y la expresión de genes, permitirá realizar modelos matemáticos de organismos
enteros. Esto es factible en algunas bacterias bien estudiadas. Por ejemplo, actualmente está siendo
desarrollado y probado el modelo del metabolismo de Escherichia coli. Esta comprensión del
metabolismo y la genética bacteriana permite a la biotecnología la modificación de las bacterias para
que produzcan diversas proteínas terapéuticas, tales como insulina, factores de crecimiento y
anticuerpos.
II. Reino Protoctistas
Reino Protoctistas
• Eucariotas:
– Unicelulares
– Pluricelulares (sin formar verdaderos tejidos ni órganos)
• Por lo general, viven ligados a ambientes acuáticos o a líquidos internos (parásitos).
• Nutrición diversa: autótrofos y heterótrofos.
• En ocasiones desarrollan formas de resistencia ante ambientes desfavorables
• Reproducción sexual o asexual (no forman embriones)
• Las especies heterótrofas pluricelulares presentan esporas o gametos con flagelos
• Algunos presentan flagelos
• Tres grupos fundamentales:
a. Protozoos: protoctistas con apariencia animal
• Son unicelulares, generalmente heterótrofos
b. Algas: protoctistas con apariencia vegetal
• Unicelulares o pluricelulares, Fotosintéticas
c. Hongos mucilaginosos
Ameba
Protozoos
- En general heterótrofos (alguno fotosintético)
- Móviles
- Algunos presentan formas de resistencia (quistes,
esporas)
- Clasificación según el tipo de locomoción y forma de
vida:
- Rizópodos (pseudópodos, fagocitosis). Amebas
- Flagelados (flagelos). Tripanosoma
- Ciliados. (cilios). Paramecio
- Esporozoos. (sin estructuras locomoción. Parásitos). Plasmodio
Plasmodio:
Plasmodium malariae
Amoeba
Paramecio
Tripanosoma: Trypanosoma gambiense
Protozoos ciliados
• grupo de protozoos más evolucionado. Presentan cilios distribuidos por toda la membrana celular o
en localizaciones determinadas (en torno a la boca, periestomáticos). Los cilios sirven para el
desplazamiento del individuo o para la captura de alimento.
• Estructura compleja. Se puede distinguir una región deprimida, en cuyo final se presenta el citostoma
y la citofaringe. Estas estructuras se continúan, en el interior del citoplasma, con las vesículas
alimenticias que realizan un movimiento predeterminado por el citoplasma llamado Ciclosis. Las
vacuolas pueden unirse a vacuolas contráctiles que expulsan agua y al citopigio o citoprocto, que es
el ano celular.
• Además, en el citoplasma se observa un macronúcleo que se encarga del control de la célula y un
micronúcleo que actúa en la reproducción sexual que presenta este grupo.
• Los ciliados pueden dividirse mediante reproducción asexual, por procesos de bipartición o
gemación. También pueden reproducirse sexualmente mediante
un proceso
muy complejo
Ciliophora
sp.
denominado conjugación.
Vorticella microstoma
Paramecium caudatum
Stentor sp.
Protozoos Rizópodos (o Sarcodinos)
• Protozoos muy sencillos. Forman pseudópodos para el desplazamiento
• Algunos grupos presentan una estructura externa dura llamada teca, que puede ser de
carbonato cálcico como los Foraminíferos, o de sílice como los Radiolarios.
• En este grupo aparecen individuos de vida libre y parásitos:
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•
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Amoeba proteus: especie de vida libre.
Entamoeba histolytica: especie parásita que produce la disentería amebiana.
Entamoeba gingivalis: vive en la boca de mamíferos, es comensal.
Nummulites: foraminífero fósil
Amoeba
Globigerinita uvula
Nummulites (Foraminiferos_Eoceno)
Radiolarios
Protozoos Flagelados (o mastigóforos)
- Se los considera el grupo de protozoos más antiguo.
- Se caracterizan por presentar flagelos que utilizan para el desplazamiento. Pueden tener
vida libre, en agua dulce o salada, presentándose en forma individual o en colonias. También
existen grupos parásitos, entre ellos se pueden destacar los siguientes:
- Trypanosoma gambiense y Tripanosoma rhodesiense: son individuos parásitos que
producen la mortal “enfermedad del sueño”.
- Tripanosoma cruzi: aparece en Sudamérica y produce el “mal de Chagas”.
- Leishmania: presente en distintas partes del Mundo. Provoca enfermedades graves
como el Kala-azar o fiebre negra.
- Gonyaulax catenella: especie de vida libre que forma grandes agrupamientos de
individuos. Estas agrupaciones reciben el nombre de “marea roja” y son alimento de
bivalvos (mejillones). Estos protozoos producen una toxina inofensiva para los
mejillones, pero en el hombre produce el “envenenamiento por mejillones” que puede
producir la muerte.
Trypanosoma sp.
Leishmania
Gonyaulax catenella
Protozoos Esporozoos
• Protozoos parásitos con una estructura muy simple, debido su forma de vida.
• Viven en el interior de células, cavidades corporales o líquidos corporales. Atacan a
todo tipo de animales causando enfermedades muy graves.
• Son capaces de formar esporas muy resistentes.
• Los más representativos son:
• Toxoplasma: Produce la toxoplasmosis, la gravedad de esta enfermedad depende del
tejido que se vea afectado.
• Plasmodium malarie y P. Falciparum: estas dos especies provocan la grave enfermedad
de la malaria. En la actualidad es la enfermedad que provoca más muertes en el mundo.
Plasmodium vivax entre eritrocitos
Plasmodium
Toxoplasma
Algas unicelulares Diatomeas (protoctistas)
- Unicelulares. Acuáticas (y en suelos y
rocas húmedos)
- La mayoría tienen pared celular de
celulosa y, algunas, flagelos.
- Principal componente del plancton
- Ciclo haplonte
- Diatomeas. caparazón de Sílice
(frústula)
Algas Clorofitas (protoctistas)
- Algas verdes
- Marinas y de agua dulce
- Clorofila como único pigmento y, por tanto, viven en la zona más superficial
- Multitud de formas (talos filamentosos, láminas flotantes)
- Origen de las plantas superiores
Ulva latuca
Codium
Algas Feofitas (protoctistas)
- Algas pardas.
- Marinas
- Además de Clorofila contiene Fucoxantina (pigmento pardo que permite
captar luz a mayor profundidad).
Fucus vesiculosus
Padina pavonia
Laminaria
Algas Rodofíceas (protoctistas)
- Algas rojas.
- Marinas, viven a mayor profundidad que las Clorofices y Feofíceas
- Además de clorofila poseen Ficoeritrina (absorbe radiación luz azul).
- Talo ramificado.
-Las membranas celulares se impregnan de sales cálcicos (algas coralinas)
Coralina rubens
Chondrus crispus
Gelidium sesquipedale
Hongos mucilaginosos (protoctistas)
- Características de protozoos y de hongos
- Semejantes a hongos. Llamados también hongos mucilaginosos.
- Habitan suelos y aguas en forma de masas plasmodiales. Ciclos de vida complejos durante
los que adoptan aspecto y forma cambiantes.
- Heterótrofos normalmente saprofitos
- Reproducción por esporas. En condiciones difíciles forman esporangios que dan lugar a
esporas unicelulares ameboides o flageladas que se dispersan para fundirse por pares
formando un zigoto que dará un nuevo organismo plasmodial.
Physarum polycephalum
Diachea leucopoda
Importancia del Reino Protoctista
•
Importancia ecológica
a. Papel fotosintético (1/3 del oxígeno terrestre)
b. Base de las cadenas tróficas acuáticas
c. Hematotalasia: el aumento de población de dinoflagelados (marea
roja) produce una toxina que causan muchas perdidas económicas
•
Importancia económica
a. Alimentación: proteínas y vitaminas para nutrición humana.
b. Algas pardas interesantes como fuente de Yodo y alginato (da
viscosidad): interés textil, fotográfico, cosmético, alimenticio…
c. Fertilizantes
d. Aislantes (tierra de diatomeas)
III. Reino Fungi (Hongos)
Reino Fungi
• Unicelulares y pluricelulares
• Las células forman filamentos (hifas) ramificadas.
El conjunto de hifas se denomina micelio y
constituye el cuerpo vegetativo del hongo.
• Algunos hongos presentan una parte visible
especializada en la producción de esporas
denominada cuerpo fructífero
• Las hifas puedes estar o no tabicadas
transversalmente (septo). Los septos pueden
formar una placa continua o bien dejan un o
varios poros
• Poseen una pared celular de quitina (80%) con
proteinas y lípidos.
hifas
micelio
Reino Fungi
• Reproducción sexual o asexual (esporas)
• Nutrición heterótrofa:
• Saprobiontes: descomponen residuos orgánicos para
alimentarse. Ej.: hongos hallados sobre troncos muertos,
mohos, levaduras, trufas y champiñones.
• Parásitos: se alimentan de seres vivos (huéspedes) a los que
causan enfermedades. Ej.: royas, oidios en vegetales ; tiña
en animales
• Simbiontes: extraen las sustancias orgánicas de un
hospedador, pero que en contrapartida le procuran cierto
número de ventajas. Ej.: micorrizas (Rovellón, trufas) y
líquenes.
micelio con
esporangios
Reino Fungi
• Reproducción:
• Los hongos producen esporas como medio para asegurar la dispersión de la especie y su
supervivencia en condiciones ambientales extremas.
• Dos tipos de esporas:
– Las asexuales, que suelen ser resistentes a la sequedad y a la radiación, pero no especialmente al calor,
por lo cual no tienen período de latencia. Pueden germinar cuando hay humedad, incluso en ausencia de
nutrientes.
– Las sexuales, más resistentes al calor que las asexuales, (aunque no tanto como las endosporas
bacterianas) suelen presentar latencia, germinando sólo cuando son activadas, por ejemplo por calor
suave o alguna sustancia química.
• En los hongos hay dos formas de reproducción: sexual y asexual, aunque en algunas especies
coexisten ambas formas en el mismo organismo. A los hongos que presentan reproducción
sexual se denominan hongos perfectos y los que sólo tienen (o sólo se les conoce)
reproducción asexual se denominan hongos imperfectos.
• Tipos:
• Zigomicetos. Hifas sin tabiques. Micelio algodonoso. Mohos
• Deuteromicetos. Hifas tabicadas. Sin reproducción sexual. Penicillium
• Ascomicetos. Hifas tabicadas. Ascas. Trufas (micorrizas con robles y alcornoques), Levaduras, oidios y
royas parásitas de plantas (cornezuelo del centeno) y la mayoría de hongos que forman parte de líquenes
• Basidiomicetos. Hifas tabicadas. Basidios. Algunos parçásitos de plantas y casi todos los hongos
formadores de setas.
Zigomicetos
• Hifas sin tabiques.
• Micelio algodonoso.
• Organismos ubícuos: se encuentran en tierra,
moho del pan, frutas, estiercol,… pero son
también colonizantes infrecuentes en tracto
respiratorio, gastrointestinal y en la mucosa
vaginal.
Moho el pan (Mucor sp.)
Deuteromicetos
• Hifas tabicadas.
• Hongos imperfectos pues no poseen reproducción sexual conocida.
• Saprofitos oportunistas que se reproducen asexualmente por medio de conidios (espora asexual
inmóvil)
• De gran importancia para el hombre por ser el grupo de mayor patogenicidad humana dentro
del Reino Fungí.
Tolypocladium inflatum: se extrae el
inmunosupresor ciclosporina
Penicillium notatum y P.
chysogenum: origen de la
penicilina orgánica.
P. griseofulvum: componente
principal del antifúngico
griseofulvina
P. roqueforti: usado para el añejo del
queso roquefort;
P. camemberti: empleado para
ablandar y dar aroma al queso
Camember
Otras sp. de Penicillium son usadas
para mejorar el sabor y la textura
del queso
Aspergillus oryzae: se extrae una
enzima que hidroliza el almidón
(usado para producción de alcohol
potable, en panadería, etc.
Ascomicetos
• Hifas tabicadas.
• Presentan Ascas (célula sexual productora de
esporas) que se originan por fecundación.
• Las esporas se liberan por rotura del asca
• Trufas, Levaduras, cornezuelo del centeno,
Saccharomyces cerevisiae
Basidiomicetos
•
•
•
•
Hifas tabicadas
Presentan Basidios (estructura productora de esporas).
Las esporas se liberan por por gemación del basidio
Hongos formadores de setas
Sombrerillo
Láminas
Pie
Esporas
Hifas
Micelio
Líquenes: hongo + alga
Relación simbiótica
•
•
El hongo (heterótrofo) obtiene alimento
del alga (autótrofa) (penetración del
hongo en las células de las algas
(haustorios))
El alga obtiene protección frente a la
desecación y aumenta su capacidad de
absorción de nutrientes
Líquenes: hongo + alga
Utilidad de los líquenes
•
•
•
•
El liquen del maná, que crece en el
Norte de África y en las Islas Canarias,
puede ser utilizado como alimento.
En el Polo Norte, renos y caribús se
alimentan de líquenes.
En la industria farmacéutica se
utilizan para obtener antibióticos,
vitamina C y colorantes, como el
tornasol.
En cosmética se utilizan para extraer
esencias y perfumes.
En la actualidad se utilizan como
indicadores de la contaminación. No
desarrollan en zonas contaminadas
Liquen del maná.
Micorrizas: hongo + raíz plantas
Las micorrizas son la asociación entre raíces de una planta y el micelio de un hongo, de
forma que toda la extensión del micelio participa en la absorción de nutrientes para la
planta.
• La planta recibe del hongo
principalmente nutrientes minerales y
agua
• El hongo obtiene de la planta hidratos
de carbono y vitaminas que él por sí
mismo es incapaz de sintetizar mientras
que ella lo puede hacer gracias a la
fotosíntesis
• Muchas plantas presentan micorrizas
para aumentar la absorción de agua y
sales minerales del suelo.
• En la Naturaleza esta simbiosis se
produce espontáneamente. Se estima
que entre el 90 y el 95% de las plantas
superiores presentan micorrizas de
forma habitual.
Micorrizas: hongo + raíz plantas = simbiosis