Ectocarpus siliculosus es un alga marrón filamentosa. [1] Su genoma fue el primer genoma de macroalga marrón en ser secuenciado. [2] , con la expectativa de que E. siliculosus sirva como modelo genético y genómico para las macroalgas marrones [3]
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clasificación cientifica | |
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Clade : | SAR |
Filo: | Ochrophyta |
Clase: | Phaeophyceae |
Pedido: | Ectocarpales |
Familia: | Ectocarpaceae |
Género: | Ectocarpo |
Especies: | E. siliculosus |
Nombre binomial | |
Ectocarpus siliculosus |
Ecología
Las algas pardas son miembros de los stramenopiles (junto con organismos como diatomeas y oomicetos ). [4] Los stramenopiles divergieron de otros grupos eucariotas importantes como los opistocontes (animales y hongos) y los archaeplastida (que incluyen plantas terrestres) hace más de mil millones de años. [1] Las algas pardas también son importantes porque son uno de los pocos grupos eucariotas que han desarrollado una multicelularidad compleja. [4]
El alga no está ramificada y es filamentosa; [4] forma barbas suaves en plantas más grandes u otros sustratos firmes y crece hasta 2 pies de largo. [5] Su talo es filamentoso, inicialmente organizado como un filamento primario principal compuesto por células alargadas y células redondas, de las cuales se diferencian las ramas. [5] E. siliculosus es una planta con mechones, a menudo de sólo uno a unos pocos cm de altura, pero en casos excepcionales hasta 20 cm. [1] Tiene ejes que se ramifican libremente y el eje principal no es distinguible. [6] Los filamentos de E. siliculosus pueden crecer hasta 30 μm de diámetro, adelgazándose hacia los ápices y, a veces, formando pseudo pelos terminales. [6]
Reproducción
La reproducción y el crecimiento de E. siliculosus implican dos patrones diferentes de desarrollo temprano, que comienzan con una división simétrica o asimétrica de la célula inicial. [7] La división simétrica conduce al desarrollo de una estructura basal postrada antes de que se forme el talo erecto. [2] La división asimétrica conduce al desarrollo inmediato de un talo erecto sin la formación de una estructura basal postrada (diferenciación inmediata). [8] E. siliculosus alterna entre dos ciclos de vida generacionales que difieren en ser esporofitos (producen pocos laterales y se desarrollan a partir de una base postrada ramificada) o gametofitos (ricamente ramificados y desprovistos de una base postrada). [8] Los gametofitos de E. siliculosus tienen una división celular inicial asimétrica y una diferenciación inmediata de un talo erecto. La alternancia de las dos generaciones diferentes en E. siliculosus también alterna entre divisiones celulares simétricas y asimétricas. [8]
E. siliculosus desarrolla filamentos uniseriados. Tiene un cuerpo esporofito que está formado por el cuerpo postrado y el cuerpo erguido. [8] El cuerpo postrado a su vez está compuesto por filamentos que se arrastran (los filamentos que se arrastran están hechos de células alargadas (E) y células redondas (R)) que es un filamento con células E en los bordes y células R en el centro. [8] Luego, hay un período de crecimiento secundario en el que se desarrollan ejes en el centro del filamento primario y en las células R. [8] Los filamentos verticales crecerán desde el cuerpo postrado y se diferenciarán en esporangios . [5]
E. siliculosus en investigación
Las algas pardas tienen muchas características únicas en términos de su metabolismo y biología celular. Ergo, las algas pardas y, en particular, E. siliculosus, se utilizan a menudo para la investigación exploratoria. Su genoma fue el primer genoma de macroalgas marrones en ser secuenciado, con la expectativa de que E. siliculosus sirva como modelo genético y genómico para las macroalgas marrones. [7] En 2004, muchos laboratorios, incluidos Station Biologique en Roscoff y Genoscope, comenzaron a secuenciar el genoma de E. siliculosus. [1]
Los investigadores han utilizado Ectocarpus para estudiar la evolución de la multicelularidad compleja en las algas pardas. Con el estudio de Ectocarpus llegó el descubrimiento de múltiples recursos genéticos y genómicos que se aplican a todas las especies de algas pardas. Antes, la falta de las herramientas adecuadas para estudiar los datos del genoma y los datos del genoma en sí detuvieron el progreso de la comprensión de los procesos de desarrollo de las algas marrones a nivel molecular. [6] Sin embargo, debido a que Ectocarpus es menos complejo, es más fácil de estudiar. [6]
Almacenamiento y unión de hierro
E. siliculosus puede acumular altas concentraciones de yoduro del agua de mar. [3] El sistema de almacenamiento de carbono de las algas pardas es inusual, ya que implica la acumulación de reservas de manitol y laminarina β-1,3-glucano en lugar de α-1,4-glucanos como el almidón o el glucógeno. [4] La vía del manitol probablemente fue un evento de especiación en el linaje de algas pardas a través de un evento de transferencia horizontal de actinobacterias , junto con otra vía metabólica clave en las algas pardas, la biosíntesis de alginato. [4]
Se ha demostrado que esta especie de Ectocarpus se une al hierro en sus células sin especificidad. [7] Esta capa de iones de hierro permite que las algas se almacenen y tengan una fuente constante de hierro, independientemente de las condiciones del entorno circundante. Esta adaptación es importante porque este método de absorción de hierro es similar al de los organismos terrestres y difiere de los métodos típicamente utilizados en el medio marino como los sideróforos . [7]
Caracteristicas sexuales
Ectocarpus es una especie conocida por su evolución de la expresión génica basada en el sexo. También se ha encontrado que tiene un bajo nivel de dimorfismo sexual fenotípico . [7] Tener un nivel bajo de dimorfismo sexual significa que dos sexos de una especie no tienen características diferentes. Esto ha sido respaldado por los hallazgos de que Ectocarpus tiene genes femeninos que evolucionan tan rápidamente como sus genes masculinos. [7] Esto también está respaldado por los hallazgos de la consistencia en los patrones que los científicos encontraron con sus sistemas sexuales relacionados con los sistemas haploides UV. [7]
Referencias
- ^ a b c d Charrier B, Coelho SM, Le Bail A, Tonon T, Michel G, Potin P, et al. (Enero de 2008). "Desarrollo y fisiología del alga marrón Ectocarpus siliculosus: dos siglos de investigación" (PDF) . El nuevo fitólogo . 177 (2): 319–332. doi : 10.1111 / j.1469-8137.2007.02304.x . PMID 18181960 .
- ^ a b Cock JM, Sterck L, Rouzé P, Scornet D, Allen AE, Amoutzias G, et al. (Junio de 2010). "El genoma de Ectocarpus y la evolución independiente de la multicelularidad en las algas pardas" . Naturaleza . 465 (7298): 617–21. Código Bibliográfico : 2010Natur.465..617C . doi : 10.1038 / nature09016 . PMID 20520714 . S2CID 4329490 .
- ^ a b CEA (01/10/2020). "Genoscopio - Centro Nacional de Secuenciación" . CEA / Instituto de biología François Jacob . Consultado el 20 de abril de 2021 .
- ^ a b c d e Coelho SM, Scornet D, Rousvoal S, Peters NT, Dartevelle L, Peters AF, Cock JM (febrero de 2012). "Ectocarpus: un organismo modelo para las algas pardas" . Protocolos de Cold Spring Harbor . 2012 (2): 193–8. doi : 10.1101 / pdb.emo065821 . PMID 22301644 .
- ^ a b c Le Bail A, Billoud B, Kowalczyk N, Kowalczyk M, Gicquel M, Le Panse S, et al. (Mayo de 2010). "Metabolismo y función de las auxinas en el alga marrón multicelular Ectocarpus siliculosus" . Fisiología vegetal . 153 (1): 128–44. doi : 10.1104 / pp.109.149708 . PMC 2862433 . PMID 20200071 .
- ^ a b c d Gallo JM (2015). "Aparición de Ectocarpus como sistema modelo para estudiar la evolución de la multicelularidad compleja en las algas pardas". En Ruiz-Trillo I, Nedelcu AM, Godfroy O, Strittmatter M, Scornet D, Uji T, Farnham G, Peters AF, Coelho SM (eds.). Transiciones evolutivas a la vida multicelular . 2 . Dordrecht: Springer Holanda. págs. 153-162. doi : 10.1007 / 978-94-017-9642-2_8 . ISBN 978-94-017-9641-5.
- ^ a b c d e f g Luthringer R, Cormier A, Ahmed S, Peters AF, Cock JM (1 de junio de 2014). "Dimorfismo sexual en las algas pardas" . Perspectivas en psicología . 1 (1): 11-25. doi : 10.1127 / 2198-011X / 2014/0002 . ISSN 2198-011X .
- ^ a b c d e f Peters AF, Scornet D, Ratin M, Charrier B, Monnier A, Merrien Y, et al. (Abril de 2008). "Los procesos de desarrollo específicos de la generación del ciclo de vida se modifican en el mutante vertical inmediato del alga marrón Ectocarpus siliculosus" . Desarrollo . 135 (8): 1503-12. doi : 10.1242 / dev.016303 . PMID 18339673 . S2CID 207151096 .