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Introduzione

Diatomee Nome comune delle alghe unicellulari che costituiscono il phylum delle Diatomeae o Bacillariophyceae, compreso nel regno dei protisti. Suddivise in circa 8000 specie, sono il gruppo di alghe che si è maggiormente diffuso in tutti gli habitat, dai ghiacciai alle acque, dall’atmosfera alla superficie di rocce e monumenti.

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Caratteristiche

La parete cellulare delle diatomee prende il nome di frustulo ed è formata da due valve, una inferiore detta ipoteca e l’altra superiore o epiteca, che si incastrano tra loro come una scatola con il suo coperchio. Il frustulo contiene una certa quantità di cellulosa; principale costituente è però la silice, che forma sulla superficie delle valve solchi e scolpiture tipici di ogni specie e, pertanto, di valore sistematico. I pigmenti fotosintetici sono costituiti da clorofille a e c; sono presenti anche pigmenti accessori, soprattutto le xantofille gialle che conferiscono a questi organismi una colorazione bruno-dorata. Dalla fotosintesi derivano carboidrati detti crisolaminarine, polisaccaridi a catena lunga che si accumulano nella cellula; come sostanze di riserva vi sono anche grassi e oli che, avendo densità inferiore a quella dell’acqua, in base alla quantità accumulata permettono alle diatomeee di divenire più leggere e risalire verso strati di acqua più superficiali.

Le ricerche dell’Alfred Wegener Institute Foundation for Polar and Marine Research di Bremerhaven, in Germania, guidate dal biologo Christian Hamm e pubblicate nel febbraio 2003, sembrano dimostrare che il complesso disegno dei rilievi e delle perforazioni dei frustuli si è affermato nel corso dell’evoluzione e rappresenta il migliore equilibrio tra resistenza della cellula alla pressione dell’acqua, peso e protezione dai predatori. Alcune specie, secondo i modelli matematici elaborati dal team tedesco, resisterebbero alla pressione di 700 tonnellate per metro quadro. La struttura e il significato dei gusci delle diatomee ha affascinato gli scienziati fin da quando, osservati al microscopio per la prima volta nel 1830, furono creduti inconsuete formazioni cristalline.

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Riproduzione

La riproduzione avviene per via asessuata attraverso la divisione cellulare. Epiteca e ipoteca si separano e, per mitosi, dalla cellula madre si formano due cellule figlie, ognuna delle quali eredita una delle due valve e ricostruisce quella mancante. Nella cellula che riceve l’ipoteca originaria, questa funge da nuova epiteca e la diatomea ricostruisce una nuova ipoteca, più piccola. Questo meccanismo fa sì che le cellule che ereditano l’ipoteca siano di dimensioni sempre inferiori, finché, attraverso divisioni cellulari successive, si raggiunge una dimensione minima. Subentra dunque un meccanismo di riproduzione sessuata, detto auxosporulazione, attraverso il quale possono riformarsi cellule della grandezza originaria e viene garantita la variabilità genetica all’interno della specie.

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Ruolo ecologico

Le forme più studiate di diatomee sono quelle acquatiche, che fanno parte del plancton sia delle acque dolci sia di quelle marine e costituiscono importanti elementi delle catene alimentari; in particolare, sono l’alimento principale di protozoi, molluschi, pesci e del krill, da cui dipendono le balene e altri organismi. Mediante la loro attività di fotosintesi, le diatomee sono probabilmente il gruppo di organismi autotrofi che maggiormente contribuisce alla produzione primaria; si stima che esse svolgano almeno il 20-25% dell’attività fotosintetica sul pianeta. Gli acidi grassi a basso peso molecolare immagazzinati nelle cellule di queste alghe unicellulari diventano una ricca fonte energetica che si accumula nelle uova degli animali che se ne nutrono.

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Impieghi

Ciascuna specie è caratterizzata da precise esigenze ecologiche, ad esempio per ciò che riguarda la temperatura o la salinità delle acque; per questo motivo, le specie di diatomee fossili rilevate in un determinato sedimento forniscono preziose informazioni di tipo climatico-ecologico e sono pertanto utilizzate nelle indagini geologiche. I depositi di diatomee fossili raggiungono spessori considerevoli e prendono il nome di diatomite o tripoli. Questa sostanza risulta assai porosa e leggera grazie alla struttura finemente traforata dei gusci che la compongono; ricca di silicati, è in grado di assorbire ioni e trova impiego negli impianti di purificazione delle acque e come isolante nelle autoclavi, al posto dell’asbesto. Ridotta in polvere, viene miscelata a sostanze abrasive e, per le sue proprietà adsorbenti, nei mangimi animali migliora la disponibilità delle sostanze nutritive.

Alcune specie di diatomee del genere Pseudonitzschia secernono acido domoico, una tossina responsabile nell’uomo di una forma di avvelenamento da crostacei che causa disturbi della memoria permanenti e talvolta la morte. L’avvelenamento è conseguente al fenomeno di amplificazione biologica, che consiste in una progressiva concentrazione delle sostanze nel passaggio da un livello al successivo di una catena alimentare; i crostacei si nutrono delle diatomeee e nel loro organismo la tossina raggiunge valori elevati, nocivi alla salute dell’uomo.

Classificazione scientifica: Le diatomee costituiscono il phylum delle crisofite del regno dei protisti. Le specie acquatiche marine possiedono in genere simmetria raggiata e sono collettivamente denominate Centrales; il gruppo delle Pennales, a simmetria bilaterale, è predominante nelle acque dolci.