RADIOLARIA: CARATTERISTICHE, MORFOLOGIA, RIPRODUZIONE, NUTRIZIONE - BIOLOGIA - 2025

I Radiolaria sono un insieme di protozoi di vita marina formati da una singola cellula (organismo unicellulare), che presentano una varietà di modi, e un endoscheletro di grande complessità di origine silicea.

Le varie specie di Radiolaria fanno parte dello zooplancton marino e devono il loro nome alla presenza di estensioni radiali nella loro struttura. Questi organismi marini vivono galleggiando nell'oceano ma quando i loro scheletri muoiono si depositano sul fondo del mare, essendo preservati come fossili.

Foto di un radiolare. Di Hannes Grobe / AWI, da Wikimedia Commons

Quest'ultima caratteristica ha reso la presenza di questi fossili utile per studi paleontologici. In effetti, si sa di più sugli scheletri fossilizzati che sugli organismi viventi. Ciò è dovuto alla difficoltà per i ricercatori di riprodurre e mantenere l'intera catena alimentare della radiolaria in vitro.

Il ciclo vitale della radiolaria è complesso, poiché sono voraci predatori di grosse prede, cioè hanno bisogno di mangiare altri microrganismi della stessa dimensione o maggiori del loro ogni giorno o ogni due giorni. In altre parole, sarebbe necessario mantenere vitali i Radiolaria, le loro prede e il plancton che mangiano le loro prede.

Si ritiene che la radiolaria abbia un'emivita di 2-4 settimane, ma ciò non è stato dimostrato. Si ritiene inoltre che la durata della vita possa variare a seconda della specie, così come altri fattori come la disponibilità di cibo, la temperatura e la salinità possono influenzare.

caratteristiche

Le prime testimonianze fossili di radiolaria risalgono all'era Precambriana, cioè 600 milioni di anni fa. A quel tempo prevalevano i Radiolari dell'ordine Spumellaria e nel Carbonifero apparve l'ordine Nesselaria.

Successivamente i Radiolari durante il tardo Paleozoico mostrarono una progressiva diminuzione fino a giungere alla fine del Giurassico, dove subirono un'accelerata diversificazione. Ciò coincide con l'aumento dei dinoflagellati, microrganismi importanti come fonte di cibo per Radiolaria.

Nel Cretaceo gli scheletri di radiolaria divennero meno robusti, cioè con strutture molto più fini, a causa della competizione nella cattura della silice dall'ambiente con la comparsa di diatomee.

Tassonomia

I Radiolaria appartengono al dominio eucariotico e al regno protista, e secondo il modo di locomozione appartengono al gruppo dei Rizopodi o Sarcodini caratterizzati dal movimento di pseudopodi.

Allo stesso modo, appartengono alla classe Actinopoda, che significa piedi radiali. Da lì, il resto della classificazione di sottoclasse, superordini, ordini, famiglia, generi e specie differisce enormemente tra i diversi autori.

Tuttavia, i 4 gruppi principali inizialmente conosciuti erano: Spumellaria, Nassellaria, Phaeodaria e Acantharia. Successivamente furono descritti 5 ordini: Spumellaria, Acantharia, Taxopodida, Nassellaria e Collodaria. Ma questa classificazione è in continua evoluzione.

Ordine

La maggior parte dei Radiolaria sono composti da uno scheletro di silice molto compatto, come l'ordine Spumellaria, che è caratterizzato dall'avere gusci sferici concentrici, ellissoidi o discoidali che si fossilizzano alla morte.

Ordine

Nel frattempo, l'ordine Nasselaria si caratterizza per l'adozione di forme allungate o coniche dovute alla disposizione di più camere o segmenti lungo il suo asse, ed è anche in grado di formare fossili.

Acantharia

Tuttavia, ci sono alcune eccezioni. Ad esempio, l'Acantharia è stata classificata come una sottoclasse diversa dalla Radiolaria, perché ha uno scheletro di solfato di stronzio (SrSO4), una sostanza solubile in acqua, quindi le sue specie non si fossilizzano.

Superordine

Allo stesso modo, il superordine Phaeodaria, sebbene il suo scheletro sia fatto di silice, la sua struttura è cava e piena di materiale organico, che si dissolve anche nell'acqua di mare una volta che muoiono. Ciò significa che non si fossilizzano neanche.

La Collodaria invece include specie con stili di vita coloniali e senza silicizzazione (cioè sono nudi).

Classificazione tassonomica della Radiolaria

Morfologia

Per un organismo unicellulare, la Radiolaria ha una struttura abbastanza complessa e sofisticata. Le loro diverse forme e l'eccezionalità dei loro disegni li hanno fatti sembrare piccole opere d'arte, cosa che ha persino ispirato molti artisti.

Il corpo di una Radiolaria è diviso in due parti da una parete centrale capsulare. La parte più interna è chiamata capsula centrale e quella più esterna è chiamata capsula esterna.

Capsula

È composto dall'endoplasma, chiamato anche citoplasma intracapsulare, e dal nucleo.

Nell'endoplasma sono presenti alcuni organelli come i mitocondri, l'apparato di Golgi, i vacuoli, i lipidi e le riserve alimentari.

Cioè, in questa parte è dove vengono svolte alcune funzioni vitali del suo ciclo vitale, come la respirazione, la riproduzione e la sintesi biochimica.

Capsula

Contiene l'ectoplasma, chiamato anche citoplasma extracapsulare o calima. Ha l'aspetto di una bolla schiumosa avvolgente con molti alveoli o pori e una corona di spicole che possono avere diverse disposizioni a seconda della specie.

Alcuni mitocondri, vacuoli digestivi e alghe simbiotiche si trovano in questa parte del corpo. Cioè, qui vengono svolte le funzioni di digestione e rimozione dei rifiuti.

Le spicole o gli pseudopodi sono di due tipi:

Quelli lunghi e rigidi sono chiamati axopodi. Questi iniziano dall'axoplasto situato nell'endoplasma, che attraversa la parete capsulare centrale attraverso i suoi pori.

Questi axopodi sono cavi, che assomigliano a un microtubulo che collega l'endoplasma con l'ectoplasma. Esternamente hanno un rivestimento a struttura minerale.

D'altra parte, ci sono gli pseudopodi più fini e flessibili chiamati phylopods, che si trovano nella parte più esterna della cellula e sono costituiti da materiale proteico organico.

Scheletro

Lo scheletro di Radiolaria è del tipo endoscheletrico, cioè nessuna parte dello scheletro è a contatto con l'esterno. Ciò significa che l'intero scheletro è coperto.

La sua struttura è organica e si mineralizza attraverso l'assorbimento della silice disciolta nell'ambiente. Mentre la Radiolaria è viva, le strutture silicee dello scheletro sono trasparenti, ma una volta che muore diventano opache (fossili).

Strutture coinvolte nel galleggiamento e movimento di Radiolaria

La forma radiale della sua struttura è la prima caratteristica che favorisce il galleggiamento del microrganismo. Radiolaria ha anche vacuoli intracapsulari pieni di lipidi (grassi) e composti di carbonio che li aiutano a galleggiare.

I radiolari sfruttano le correnti oceaniche per muoversi orizzontalmente, ma per spostarsi verticalmente si contraggono ed espandono i loro alveoli.

Gli alveoli di flottazione sono strutture che scompaiono quando la cellula è agitata e ricompaiono quando il microrganismo ha raggiunto una certa profondità.

Infine ci sono gli pseudopodi, che a livello di laboratorio si potrebbero osservare che possono aggrapparsi agli oggetti e far muovere la cellula su una superficie, anche se questo non è mai stato visto direttamente in natura.

Riproduzione

Non si sa molto su questo aspetto, ma gli scienziati ritengono che possano avere una riproduzione sessuale e una fissione multipla.

Tuttavia, è stato possibile solo verificare la riproduzione per fissione binaria o bipartizione (tipo di riproduzione asessuata).

Il processo di bipartizione consiste nella divisione della cellula in due cellule figlie. La divisione inizia dal nucleo all'ectoplasma. Una delle cellule trattiene lo scheletro mentre l'altra deve formare il proprio.

La fissione multipla proposta consiste in una fissione diploide del nucleo, che genera cellule figlie con il numero completo di cromosomi. Quindi la cellula si scompone e distribuisce le sue strutture alla sua prole.

Da parte sua, la riproduzione sessuale potrebbe avvenire attraverso il processo della gametogenesi, in cui si formano sciami di gameti con un solo set di cromosomi nella capsula centrale.

Successivamente, la cellula si gonfia e si rompe per rilasciare i gameti biflagellati; in seguito i gameti si sarebbero ricombinati per formare una cellula adulta completa.

Fino ad ora è stato possibile verificare l'esistenza di gameti biflagellati, ma la loro ricombinazione non è stata osservata.

Nutrizione

I Radiolaria hanno un appetito vorace e le loro prede principali sono rappresentate da: silicoflagellati, ciliati, tintinidi, diatomee, larve di crostacei copepodi e batteri.

Hanno anche diversi modi per nutrirsi e cacciare.

Caccia da solo

Uno dei sistemi di caccia che usano i Ridiolarios è di tipo passivo, cioè non inseguono le loro prede, ma invece rimangono galleggianti in attesa che qualche altro microrganismo le trovi.

Avendo la preda vicino ai loro axopodi, rilasciano una sostanza narcotica che paralizza la preda e la lascia attaccata. Successivamente, i filopodi lo circondano e lo fanno scorrere lentamente fino a raggiungere la membrana cellulare, formando il vacuolo digestivo.

È così che inizia e finisce la digestione quando la Radiolaria assorbe completamente la sua vittima. Durante il processo di caccia e inghiottimento della preda il Radiolario si deforma completamente.

Colonie

Un altro modo in cui cacciano le prede è attraverso la formazione di colonie.

Le colonie sono costituite da centinaia di cellule interconnesse da filamenti citoplasmatici avvolti in uno strato gelatinoso e possono acquisire molteplici forme.

Mentre un Radiolario isolato oscilla tra i 20 ei 300 micron, le colonie misurano centimetri ed eccezionalmente possono raggiungere diversi metri.

Uso di alghe simbiotiche

Alcuni Radiolaria hanno un altro modo di nutrirsi quando il cibo scarseggia. Questo sistema di alimentazione alternativo consiste nell'utilizzo delle zooxantelle (alghe che possono vivere all'interno della Radiolaria) creando uno stato di simbiosi.

In questo modo il Radiolario è in grado di assimilare CO ₂ utilizzando l'energia della luce per produrre materia organica che funge da alimento.

Sotto questo sistema di alimentazione (attraverso la fotosintesi), Radiolaria si sposta in superficie dove rimangono durante il giorno, e successivamente discende sul fondo dell'oceano, dove rimangono per tutta la notte.

A loro volta le alghe si muovono anche all'interno della Radiolaria, di giorno si distribuiscono alla periferia della cellula e di notte si posizionano verso la parete capsulare.

Alcuni Radiolaria possono avere fino a diverse migliaia di zooxantelle contemporaneamente, e il rapporto simbiotico si interrompe prima della riproduzione della Radiolaria o della sua morte, per digestione o espulsione delle alghe.

Utilità

La Radiolaria è stata uno strumento biostratigrafico e paleoambientale.

In altre parole, hanno contribuito a ordinare le rocce in base al loro contenuto fossile, nella definizione di biozone e nella preparazione di mappe paleotemperature sulla superficie del mare.

Anche nella ricostruzione di modelli di paleocircolazione marina e nella stima dei paleodepths.

Riferimenti

1. Ishitani Y, Ujiié Y, de Vargas C, Not F, Takahashi K. Relazioni filogenetiche e modelli evolutivi dell'ordine Collodaria (Radiolaria). PLoS One. 2012; 7 (5): e35775.
2. Biard T, Bigeard E, Audic S, Poulain J, Gutierrez-Rodriguez A, Pesant S, Stemmann L, Not F. Biogeografia e diversità di Collodaria (Radiolaria) nell'oceano globale. ISME J. 2017 Jun; 11 (6): 1331-1344.
3. Krabberød AK, Bråte J, Dolven JK, et al. Radiolaria si è divisa in Polycystina e Spasmaria nella filogenesi combinata di 18S e 28S rDNA. PLoS One. 2011; 6 (8): e23526
4. Biard T, Pillet L, Decelle J, Poirier C, Suzuki N, Not F. Verso una classificazione morfo-molecolare integrativa della Collodaria (Polycystinea, Radiolaria). Protista. 2015 luglio; 166 (3): 374-88.
5. Mallo-Zurdo M. Radiolarium Systems, Geometries and Derived Architectures. Tesi di dottorato dell'Università Politecnica di Madrid, Scuola Tecnica Superiore di Architettura. 2015 pagg. 1-360.
6. Zapata J, Olivares J. Radiolarios (Protozoa, Actinopoda) Sedimentato nel porto di Caldera (27º04` S; 70º51`W), Cile. Gayana. 2015; 69 (1): 78-93.