alga
Il nome, che non ha valore sistematico, raggruppa organismi vegetali prevalentemente acquatici, con organizzazione relativamente semplice, molto diversi tra loro: forme unicellulari e coloniali, forme pluricellulari, uni- o plurinucleate, organizzate in filamenti semplici o complessi o in talli parenchimatici. Di dimensioni che vanno da meno di un micron a qualche decina di metri (alcune a. brune), spesso le a. presentano un elevato grado di complessità cellulare.
Nelle forme pluricellulari di maggiori dimensioni i talli sono distinti in organi di ancoraggio, di sostegno e fronde deputate all’attività fotosintetica, con strati cellulari interni che funzionano da elementi conduttori. Tutte le a. posseggono clorofilla a, presente nei centri di reazione per la fotosintesi, e pigmenti accessori di colore verde (clorofille b, c o d) o blu e rosso (ficobiliproteine) o giallo, arancio e bruno (carotenoidi di tipi diversi), che hanno la funzione di ampliare l’assorbimento della luce nel visibile; i carotenoidi svolgono anche un ruolo nella protezione da eccesso di radiazione luminosa. Poche specie sono note con nomi comuni e alcuni gruppi sono distinti in base alla colorazione, dovuta alla presenza di pigmenti accessori: si parla così di a. azzurre (Cyanophyta), rosse (Rhodophyta), brune (Phaeophyceae), dorate (Chrysophyceae), giallo-verdi (Xanthophyceae) e verdi (tutte le classi delle Chlorophyta).
Molte specie unicellulari e coloniali sono mobili grazie alla presenza di flagelli, che possono variare in numero, lunghezza, punto d’inserzione nel corpo cellulare e presentare sottili appendici laterali detti mastigonemi. Le forme flagellate possiedono apparati di fotoricezione, che consentono di avvicinarsi o allontanarsi dalla luce (fototassi). Le a. prive di flagelli, come alcune specie di Cianobatteri e Diatomee (Bacillariophyceae) sono capaci di movimenti per scivolamento su substrato solido. Si rilevano anche movimenti in risposta a gradienti chimici (chemiotassi).
Tra le a. vi sono forme procariotiche ed eucariotiche, rispettivamente appartenenti al regno degli Eubatteri e delle Piante. Molti gruppi sono ancor oggi poco conosciuti e si stima che le circa 40.000 specie descritte non rappresentino più del 20% di quelle presenti sul pianeta. La sistematica, oltre a caratteri ecologici e morfologici, include l’analisi di dati fisiologici, ultrastrutturali, molecolari e filogenetici. I caratteri principali comprendono: organizzazione cellulare e del tallo, modalità riproduttive, caratteristiche ultrastrutturali dell’apparato flagellare, composti della parete, sostanze di riserva, ultrastruttura del plastidio fotosintetico e tipi di pigmenti accessori della fotosintesi. La parete può mancare, essere di tipo gram-negativo in Cianobatteri e Proclorofite, essere composta in prevalenza da cellulosa o da polisaccaridi diversi nella maggior parte delle a. eucariotiche oppure sostituita da scaglie di natura organica, calcarea e silicea o da rivestimenti di natura proteica in molte specie flagellate. Le Diatomee, possiedono un guscio (frustulo) interamente impregnato di silice. In alcuni Cianobatteri, nelle a. rosse dell’ordine Corallinales, in alcune a. brune e a. verdi i polisaccaridi degli involucri mucillaginosi esterni o l’intera parete possono andare incontro a deposizione esocellulare di carbonato di calcio. I composti che vengono sintetizzati e accumulati nel citoplasma o nei plastidi sono rappresentati, in generale, da tipi diversi di polimeri del glucosio (glicogeno, crisolaminarina, amido) e lipidi con significato di riserva di carbonio ed energia. Il numero di membrane che circondano il plastidio fotosintetico nelle a. eucariotiche può variare da 2 a 4 e riflette il numero di eventi endosimbiotici (1 o 2) che sono occorsi nell’evoluzione di questo organulo. Le membrane fotosintetiche (tilacoidi) all’interno del plastidio possono decorrere singole o unite a due a due o più. La modalità con cui avviene la divisione mitotica del nucleo ha valore sistematico. Le modalità riproduttive sono tra le più diversificate: la riproduzione di tipo vegetativo o asessuata può avvenire per divisione cellulare, formazione di spore, frammentazione del tallo o formazione di propaguli; la riproduzione sessuale può prevedere alternanza di generazioni morfologicamente identiche (isomorfe) o diverse (eteromorfe); vengono formate zoospore o gameti mobili e la riproduzione sessuale avviene grazie alla fusione di cellule flagellate di dimensione uguale (isogamia) o ineguale (anisogamia) o mediante la fecondazione di una cellula uovo immobile (oogamia). In alcune a. verdi la gamia avviene per fusione di protoplasti tra cellule o filamenti immobili (coniugazione nelle Zygnematophyceae). I cicli ontogenetici possono essere di tipo aplonte, diplonte o aplodiplonte; il ciclo trimetagenetico di molte a. rosse è, in assoluto, il più complesso. La riproduzione sessuale è assente in Cianobatteri e Proclorofite e sconosciuta in alcune divisioni di a. eucariotiche (per es., Euglenophyta). L’attuale classificazione prevede non meno di 11 divisioni, ciascuna delle quali comprende una o più classi.
Le a. si trovano in tutti gli ambienti; molte specie sono tipiche di habitat estremi, come le acque termali calde, i ghiacci polari, acque o suoli molto acidi o molto alcalini; altre resistono al disseccamento per anni. Negli ecosistemi acquatici, rappresentano la fonte primaria di materia organica per tutti gli altri organismi e, grazie alla sottrazione di anidride carbonica dovuta alla fotosintesi e, in alcune specie, anche ai processi di calcificazione, svolgono un importante ruolo globale nel contenere l’innalzamento dei livelli di CO2 nell’atmosfera. Le microalghe, appartenenti a tutte le divisioni con l’eccezione delle a. rosse e brune e di alcune classi delle Chlorophyta, sono una componente caratteristica del plancton marino e lacustre. Il loro sviluppo, particolarmente in acque ricche di nutrienti, può essere massivo e dar luogo a maree colorate o fioriture algali, che possono determinare, nel periodo di decadimento, un aumento delle popolazioni batteriche eterotrofe con conseguenti problemi di anossia delle acque. Molte specie fitoplanctoniche di Cianobatteri, Dinoflagellati, Diatomee, Haptophyceae e Rhaphidophyceae producono tossine di varia natura in grado di causare morie di pesci e altri animali, incluso l’uomo. Le a. rosse, brune e verdi sono una componente caratteristica del benthos marino e, unitamente a Cianobatteri e Diatomee, crescono sulla superficie di rocce e sedimenti, sia nelle zone parzialmente o continuamente esposte a variazioni del livello di marea (sopra- e mesolitorali) sia in quelle sempre sommerse (infralitorali). La loro distribuzione batimetrica dipende soprattutto dal corredo di pigmenti accessori ed è funzione della quantità e qualità della luce che penetra la massa d’acqua.
Le a. verdi (per es., Ulva), le a. rosse (Porphyra, Nemalion, Gigartina, Gracilaria) e le a. brune (Laminaria, Undaria) sono usate come cibo per l’uomo e per gli animali. Molte specie marine bentoniche sono coltivate intensivamente allo stesso scopo, mentre le specie planctoniche sono usate come cibo per crostacei e pesci negli impianti di acquacoltura. Cianobatteri (Spirulina), microalghe verdi (Dunaliella, Chlorella) o rosse (Porphyridium) forniscono integratori dietetici ricchi in proteine, vitamine, acidi grassi pregiati, molecole antiossidanti e pigmenti che vengono applicati in dietologia, farmacologia e cosmetica. Per uso industriale, vengono estratti anche alginati e ficocolloidi dalla parete di a. brune e rosse (➔ agar-agar), mentre dai depositi fossili di Diatomee si estrae silice. Alcune a. vengono impiegate in processi di depurazione delle acque reflue per ridurre il contenuto in azoto, fosforo e inquinanti, e nei trattamenti di ripristino di suoli depauperati o contaminati. La crescita indesiderata di a. bentoniche o terrestri su superfici esposte (➔ fouling) può danneggiare sia navi e strutture sempre immerse in acqua, sia monumenti e reperti archeologici.