Struttura e Caratteristiche delle Diatomee

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Le diatomee, alghe unicellulari prive di flagelli, hanno fatto la loro comparsa nel Cretaceo, circa 145 milioni di anni fa, rappresentando da allora una delle classi più significative di microalghe negli ecosistemi marini e d’acqua dolce.

Le diatomee, microalghe unicellulari, sono dotate di una struttura cellulare distintiva, caratterizzata da una parete chiamata frustulo, composta principalmente da silice e componenti organiche. Il frustulo si compone di due teche, di cui quella superiore, colorata in rosso, è più ampia e avvolge quella inferiore, di colore blu, simile al coperchio di una scatola. Ogni teca presenta una parte appiattita, chiamata valva, che può essere più o meno bombata o depressa, e una parte laterale.

Sulla superficie della valva si osservano perforazioni, chiamate areole o pori, insieme a elevazioni o processi quali le rimoportule e le fultoportule, il cui posizionamento e struttura rivestono un ruolo cruciale nei criteri di classificazione sistematica. In alcune diatomee pennate, è presente una fessura longitudinale denominata rafe, che attraversa la faccia valvare in posizione centrale o eccentrica.

I cloroplasti, organelli cellulari deputati alla fotosintesi, possono essere singoli o numerosi, racchiusi in quattro membrane a seguito di un evento di endosimbiosi secondaria tra un eucariote eterotrofo e un’alghe rossa ancestrale. All’interno dei cloroplasti, i tilacoidi sono organizzati in gruppi di tre, e i pigmenti fotosintetici includono clorofilla e clorofilla-c (c1 e c2), insieme a pigmenti accessori come il β-carotene e varie xantofille, tra cui la fucoxantina, responsabile del tipico colore brunastro.

Le diatomee presentano spesso un grande vacuolo, che occupa dal 35% al 60% del volume cellulare, svolgendo funzioni di riserva di nutrienti, regolazione del galleggiamento e controllo del volume cellulare.

Le sostanze di riserva principali includono la crisolaminarina (un β-1,3 glucano) accumulata in vacuoli citoplasmatici specializzati e gli oli.

Dal punto di vista della classificazione, le diatomee sono tradizionalmente suddivise in due ordini principali: le Biddulphiales (diatomee centriche) e le Bacillariales (diatomee pennate), caratterizzate rispettivamente da ornamentazioni della valva disposte secondo una simmetria assiale o bilaterale. Le diatomee pennate sono ulteriormente suddivise in arafidee (senza rafe), birafidee (con rafe su entrambe le valve) e monorafidee (con rafe su una sola valva).

Mobilità e Riproduzione

Le diatomee sono prive di flagelli, sebbene alcune possano muoversi su superfici solide grazie alla secrezione di filamenti mucopolisaccaridici, che si attaccano al substrato e consentono lo scivolamento, simile al movimento di un cingolo.

Dal punto di vista riproduttivo, le diatomee si riproducono principalmente per via vegetativa. Dopo la divisione mitotica, ciascuna delle cellule figlie eredita una delle teche materne, con la nuova teca che si sviluppa internamente alla teca materna precedente. Questo processo, chiamato auxosporulazione, è tipico delle diatomee e contribuisce al mantenimento delle dimensioni ottimali della popolazione. La riproduzione sessuata, che avviene generalmente quando le cellule raggiungono una dimensione minima, coinvolge diverse modalità tra le diatomee centriche (oogamia) e le pennate (isogamia). Dopo la fecondazione, lo zigote si ingrandisce fino a raggiungere una dimensione ottimale, formando così un’auxospora, una cellula di grandi dimensioni che darà origine alle nuove teche.

Colonie e Distribuzione Ecologica

Le diatomee possono formare colonie, unite attraverso varie strutture come denti marginali, spine, filamenti chitinosi e tubi silicei. Queste colonie rappresentano una strategia di difesa contro il pascolo e influenzano il galleggiamento nelle forme planctoniche, facilitando anche la riproduzione sessuata nelle diatomee pennate grazie alla vicinanza delle cellule.

Le diatomee sono ampiamente distribuite negli ambienti acquatici, compresi mari, acque salmastre e dolci (laghi, fiumi, fonti), ma si possono trovare anche su terreni umidi e in ambienti estremi come lagune ipersaline e ghiaccio. Sono una componente vitale del fitoplancton e del microfitobenthos, con una vasta diversità espressa soprattutto in quest’ultimo.

Ruolo Ecologico e Applicazioni Pratiche

Le diatomee svolgono un ruolo ecologico significativo nella produzione primaria e nella catena alimentare marina, rappresentando una fonte di cibo importante per molti organismi. Inoltre, sono fondamentali nel monitoraggio dell’ambiente acquatico e nella medicina legale.

In medicina legale, la ricerca di diatomee nei tessuti corporei e nelle vie aeree è un esame comune per determinare le cause di morte per annegamento in acqua. La presenza di diatomee nei tessuti suggerisce che il soggetto sia annegato, mentre la loro assenza indica che il corpo è stato sott’acqua solo dopo la morte. Le diatomee possono anche essere utilizzate per stabilire il tempo trascorso dalla morte.

Infine, i depositi di diatomee fossili formano sedimenti noti come diatomite, utilizzati in svariati settori come abrasivi, agenti filtranti, stabilizzanti per la dinamite e materiale per la lavorazione del vetro.

Conclusivamente, le diatomee rappresentano un interessante soggetto di studio sia per la loro struttura cellulare complessa che per il loro impatto ecologico e applicazioni pratiche in vari settori.

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