GYMNODINIUM CATENATUM: CARATTERISTICHE, CICLO VITALE, RIPRODUZIONE - BIOLOGIA - 2024

Il Gymnodinium catenatum è un fotosintetico, atecado dinoflagellate, in grado di produrre tossine che causano l'avvelenamento paralizzante dei molluschi. Questa specie è sempre presente nell'acqua di mare, in basse concentrazioni, e periodicamente le sue popolazioni subiscono crescite esponenziali che producono fioriture algali dannose.

Questo dinoflagellato è in grado di formare cisti a pareti spesse che possono resistere a lunghi periodi in condizioni di carenza di luce e nutrienti. Questa caratteristica gli permette di sopravvivere anche nelle acque di zavorra delle imbarcazioni, motivo per cui è arrivato a colonizzare accidentalmente nuove aree, a causa dell'azione antropica.

Gymnodinium sp. Immagine referenziale di un dinoflagellato del genere Gymnodinium Tratto e modificato da: Picturepest.

Il Gymnodinium catenatum ha un ciclo vitale complesso con cisti che possono formarsi direttamente da cellule vegetative aploidi, cioè asessualmente, contrariamente a quanto avviene nella maggior parte dei dinoflagellati che formano cisti con cellule sessuali.

caratteristiche

Il Gymnodinium catenatum è un dinoflagellato nudo, cioè privo di theak, ha un flagello trasversale e uno longitudinale, come avviene per il resto dei dinoflagellati. Questi flagelli sono usati per lo spostamento.

Possono crescere singolarmente (generalmente durante le fasi di crescita stazionarie) o in catene fino a 64 organismi (in rapida crescita), tuttavia le forme più comuni sono composte da meno di 10 organismi. Hanno un colore da grigio a marrone a causa della presenza di pigmenti fotosintetici.

Le cellule variano notevolmente nella forma, sono generalmente circolari o leggermente più lunghe che larghe, possono misurare fino a 53 per 45 μm e hanno numerosi organelli all'interno. Le singole celle e le celle terminali delle catene hanno apici conici.

Le cisti sono chiamate cisti dormienti e sono caratterizzate dall'avere pareti spesse con una superficie microreticolata; le sue dimensioni variano tra 45 e 50 μm di diametro.

Distribuzione

Il Gymnodinium catenatum si trova in tutti i mari, ma la sua distribuzione in questi è localizzata e spesso rilevata solo durante la fioritura algale. Tra i paesi in cui è stato osservato più frequentemente ci sono Argentina, Uruguay, Venezuela, Cuba, Costa Rica, Messico, Spagna, Portogallo, Egitto, Australia e Giappone.

Gli scienziati ritengono che la presenza di Gymnodinium catenatum in molte di queste località sia dovuta alla dispersione accidentale nelle acque di zavorra. Credono anche che potrebbero essere specie criptiche che vengono confuse come una sola.

Riproduzione

Il Gymnodinium catenatum mostra una riproduzione sia asessuata che sessuale.

Asessuale

La riproduzione asessuata avviene per fissione binaria obliqua; durante questo, il solco di scissione diagonale separa la parte anteriore sinistra della cellula dalla parte posteriore destra. Ogni cellula figlia avrà il compito di rigenerare il componente di cui ha bisogno (anteriore o posteriore), a seconda dei casi.

Durante la divisione cellulare, la parete del protoplasto appena diviso è continua con la parete della cellula progenitrice e non può essere distinta da essa. Le cellule nelle catene si dividono in modo sincrono, risultando in catene lunghe 2,4, 8, 16, 32 o 64 celle.

Le catene che si dividono lentamente si rompono facilmente in catene più corte, anche cellule o singole cellule.

Sessuale

La riproduzione sessuale può avvenire in condizioni di stress ambientale, come la crescita in un mezzo carente di nitrati e fosfati. Ma queste condizioni non sono essenziali perché appaia questo tipo di riproduzione.

Le cellule che agiranno come gameti sono indistinguibili dalle cellule vegetative. I gameti possono essere di dimensioni uguali o disuguali. Questi si uniscono in modo parallelo o perpendicolare. In entrambi i casi, il principale punto di attacco è il solco.

Le cellule sono disposte come immagini speculari, con i loro flagelli longitudinali disposti in parallelo. Si forma quindi un planozigote biconico, con un doppio flagello longitudinale. Il planozigote diventerà gradualmente sottosferico e perderà uno dei flagelli longitudinali.

Planozigote può trasformarsi in una ciste ipnozigote oa riposo; per questo perde mobilità, subisce una riorganizzazione e riduzione del suo contenuto cellulare e secerne una spessa parete cellulare.

Ciclo vitale

Le cellule vegetative del Gymnodinium catenatum si trovano normalmente in catene di diversa lunghezza. Ciò si verifica durante la fase di rapida crescita. Quindi, nella fase di crescita stazionaria, le catene si separano per formare singole cellule.

Gymnodinium fuscum. Immagine referenziale di un dinoflagellato dello stesso genere di Gymnodinium catenatum. Tratto e modificato da: Picturepest

In condizioni avverse, le singole cellule possono causare cellule a riposo o cisti di dormienza. Le cellule a riposo non sono mobili e secernono un film protettivo aggiuntivo. Le cisti sono sferiche e hanno fino a quattro strati protettivi aggiuntivi.

Per formare le cisti dormienti, le singole cellule possono riprodursi sessualmente o possono farlo direttamente dalla cellula vegetativa. Normalmente, queste cisti possono essere trasportate per lunghe distanze dalle correnti o essere depositate sui fondali marini.

In quest'ultimo caso, le cisti possono essere risospese in acqua durante i periodi di risalita e schiudersi per dare origine a planomeiociti diploidi. Questi dividono e originano cellule vegetative aploidi, che possono entrare in una fase di crescita esponenziale e causare fioriture algali.

Nutrizione

Il Gymnodinium catenatum è una specie autotrofa, in grado di produrre il proprio cibo da nutrienti inorganici, con l'ausilio dell'energia solare. La sua crescita è limitata dalla presenza di nutrienti nella colonna d'acqua.

Tra i principali nutrienti che limitano la crescita del G. catenatum ci sono il selenio, il nitrito e il nitrato. Durante le stagioni delle piogge o di risalita, la disponibilità di questi nutrienti nelle acque marine vicino alla costa aumenta.

Quando avviene l'arricchimento delle sostanze nutritive nell'acqua, le popolazioni di G. catenatum non hanno limitazioni alla loro crescita e iniziano un periodo di crescita esponenziale che genera una fioritura algale o marea rossa.

Sindrome da avvelenamento da crostacei paralizzante

È una sindrome causata dall'ingestione di molluschi bivalvi che hanno accumulato una tossina chiamata saxitossina. Questa tossina è prodotta da diverse specie di dinoflagellati.

Il Gymnodinium catenatum è l'unica specie di dinoflagellati ateati coinvolta in questo tipo di avvelenamento. I molluschi, quando ingeriscono dinoflagellati, accumulano la tossina nei loro tessuti.

Le principali specie di molluschi associate all'avvelenamento paralizzante sono le vongole, le cozze, le capesante e le vongole. I sintomi di avvelenamento iniziano a comparire rapidamente, tra 5 e 30 minuti dopo l'ingestione del mollusco avvelenato.

I sintomi includono parestesia della bocca e delle estremità, nonché vertigini, vomito e diarrea. Nei casi più gravi possono comparire atassia, paralisi muscolare e distress respiratorio. Casi fatali si verificano a causa della paralisi respiratoria.

Ad oggi non esiste un antidoto per la saxitossina, quindi il trattamento è sintomatico volto a mantenere la respirazione del paziente.

Riferimenti

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