¿Qué son las algas?

Las algas son un grupo diverso de organismos acuáticos que tienen la capacidad de realizar la fotosíntesis. Algunas algas resultan familiares para la mayoría de las personas; por ejemplo, las algas marinas (como el kelp o el fitoplancton), la espuma de los estanques o las floraciones de algas en los lagos. Sin embargo, existe un vasto y variado mundo de algas que no sólo nos son útiles, sino que son fundamentales para nuestra existencia.

Definición

El término «algas» abarca muchos organismos diferentes capaces de producir oxígeno a través de la fotosíntesis (el proceso de cosechar la energía luminosa del sol para generar carbohidratos). Estos organismos no están necesariamente relacionados entre sí. Sin embargo, ciertas características los unen, al tiempo que los distinguen del otro gran grupo de organismos fotosintéticos: las plantas terrestres.

Principalmente, las algas no están altamente diferenciadas de la forma en que lo están las plantas, según los autores de «Algae: Anatomy, Biochemistry, and Biotechnology, 2nd Ed.» (CRC Press, 2014). Es decir, carecen de verdaderas raíces, tallos y hojas, y de un sistema vascular para hacer circular el agua y los nutrientes por todo su cuerpo. En segundo lugar, muchas algas son unicelulares, según un artículo de 2014 publicado en la revista Current Biology. También se presentan en una variedad de formas y tamaños. Pueden existir como células individuales y microscópicas; pueden ser macroscópicas y pluricelulares; vivir en colonias; o adoptar un aspecto frondoso como en el caso de las algas marinas como el kelp gigante. El picoplancton tiene entre 0,2 y 2 micrómetros de diámetro, mientras que las frondas del alga gigante llegan a medir hasta 60 metros de longitud. Por último, las algas se encuentran en una serie de hábitats acuáticos, tanto de agua dulce como de agua salada.

En virtud de estas características, el término general «algas» incluye a los organismos procariotas -cianobacterias, también conocidas como algas verde-azules- así como a los organismos eucariotas (todas las demás especies de algas). «Como las «algas» no forman un grupo natural que descienda de un ancestro común, incluir a las cianobacterias en el grupo informal de las «algas» es habitual», afirma Linda Graham, profesora de botánica de la Universidad de Wisconsin-Madison. «El término ‘algas eucariotas’ excluye a las cianobacterias». También es interesante señalar que los cloroplastos, que son el lugar de la fotosíntesis en las plantas terrestres, son formas adaptadas de cianobacterias. Estas primeras cianobacterias fueron engullidas por las células de las plantas primitivas en algún momento de finales del Proterozoico, o a principios del Cámbrico, según el Museo de Paleontología de la Universidad de California.

(Los procariotas incluyen las bacterias y las arqueas. Son organismos más simples sin una estructura celular organizada y su ADN flota libremente como una masa enmarañada dentro del citoplasma. Por otro lado, los eucariotas son todos los demás organismos vivos: protistas, plantas, hongos ¿Qué son los protistas? y animales. Sus células están más organizadas. Tienen estructuras llamadas orgánulos para ejecutar una serie de funciones celulares y su ADN se aloja en un compartimento central llamado núcleo.)

Características generales

Hábitat

La mayoría de las algas viven en hábitats acuáticos (Current Biology, 2014). Sin embargo, la palabra «acuático» es casi limitada para abarcar la diversidad de estos hábitats. Estos organismos pueden prosperar en lagos de agua dulce o en océanos de agua salada. También pueden soportar una serie de temperaturas, concentraciones de oxígeno o dióxido de carbono, acidez y turbidez. Por ejemplo, las algas gigantes se encuentran a más de 200 metros por debajo de las capas de hielo polares, según «Algae», mientras que la especie de alga verde unicelular Dunaliella salina se encuentra en entornos muy salados, o hipersalinos, como el Mar Muerto, según un artículo de revisión de 2005 publicado en la revista Saline Systems. Las algas que flotan libremente, en su mayoría unicelulares, y que viven en regiones iluminadas del agua se conocen como planctónicas. Las que se adhieren a las superficies se conocen como algas bentónicas. Este tipo de algas crecen sobre el barro, las piedras, otras algas y plantas, o animales, según «Algas»

Las algas también son capaces de sobrevivir en la tierra. Algunos lugares inesperados donde crecen son los troncos de los árboles, la piel de los animales, los bancos de nieve, las aguas termales (según «Algae») y en el suelo, incluyendo las costras del desierto (Current Biology, 2014).

La mayoría de las veces, las algas viven de forma independiente en sus diversas formas de crecimiento (células individuales, colonias, etc.), pero también pueden formar relaciones simbióticas con una variedad de organismos no fotosintéticos, incluyendo ciliados, esponjas, moluscos y hongos (como los líquenes). Una de las ventajas de estas relaciones es que permiten a las algas ampliar los horizontes de sus hábitats.

Nutrición

Por regla general, las algas son capaces de realizar la fotosíntesis y producen su propio alimento utilizando la energía luminosa del sol y el dióxido de carbono para generar carbohidratos y oxígeno. En otras palabras, la mayoría de las algas son autótrofas o, más concretamente, fotoautótrofas (lo que refleja su uso de la energía luminosa para generar nutrientes).

Sin embargo, existen ciertas especies de algas que necesitan obtener su nutrición únicamente de fuentes externas; es decir, son heterótrofas. Tales especies aplican una variedad de estrategias heterotróficas para adquirir nutrientes a partir de materiales orgánicos (compuestos que contienen carbono, como carbohidratos, proteínas y grasas). La osmotrofia es la absorción de sustancias disueltas, y la fagotrofia consiste en engullir bacterias u otras presas de este tipo. Otras algas, conocidas como auxótrofas, sólo necesitan adquirir vitaminas esenciales, como el complejo B12 o los ácidos grasos (según «Algae»).

Según los autores de «Algae», es ampliamente aceptado que las estrategias nutricionales de las algas existen en un espectro que combina la fotoautotrofia y la heterotrofia. Esta capacidad se conoce como mixotrofia.

Reproducción

Las algas son capaces de reproducirse por métodos asexuales o vegetativos y por reproducción sexual.

Según los autores de «Algae», la reproducción asexual implica la producción de una espora móvil, mientras que los métodos vegetativos incluyen la simple división celular (mitosis) para producir una descendencia idéntica y la fragmentación de una colonia. La reproducción sexual implica la unión de gametos (producidos individualmente en cada progenitor a través de la meiosis).

Una floración de algas en Carolina del Norte, una región del país equipada para el crecimiento de algas a gran escala. (Crédito de la imagen: Cortesía de Ildar Sagdejev vía PNNL)

Clasificación

Cianobacterias

También se las conoce como algas verdeazules. Aunque son capaces de realizar la fotosíntesis productora de oxígeno y viven en muchos de los mismos entornos que las algas eucariotas, las cianobacterias son bacterias gramnegativas y, por tanto, procariotas. También son capaces de llevar a cabo de forma independiente la fijación del nitrógeno, el proceso de convertir el nitrógeno atmosférico en formas utilizables del elemento, como el amoníaco.

El prefijo «ciano» significa azul. Estas bacterias tienen pigmentos que absorben longitudes de onda específicas de la luz y les dan sus colores característicos. Muchas cianobacterias tienen el pigmento azul ficocianina, un pigmento captador de luz (absorbe las longitudes de onda rojas de la luz). Todas las cianobacterias tienen alguna forma del pigmento verde clorofila, que es el responsable de cosechar la energía de la luz durante el proceso fotosintético (Current Biology, 2014). Otras tienen también el pigmento rojo ficoeritrina, que absorbe la luz con la región verde y confiere a la bacteria un color rosa o rojo.

Algas eucariotas

Las algas eucariotas son polifiléticas, lo que significa que no evolucionaron a partir de un único ancestro común. Esto se demuestra claramente en nuestra comprensión actual del árbol de la vida, un árbol genealógico de todos los organismos vivos organizado por sus diversas relaciones evolutivas. Las algas eucariotas se encuentran distribuidas entre muchos grupos diferentes, o ramas principales del árbol.

En un artículo de revisión de 2014 publicado en la revista Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, el autor Fabien Burkilists cinco supergrupos de organismos eucariotas: Ophiskontha, Amoebozoa, Excavata, Archaeplastida y SAR (que comprende tres grupos, Stramenopiles, Alveolata y Rhizaria).

Archaeplastida incluye plantas y una variedad de especies de algas fotosintéticas como las clorofitas (un subconjunto de algas verdes), las carofitas (principalmente algas verdes de agua dulce) y las glaucocistofitas (algas unicelulares de agua dulce). Las clorofitas son las algas verdes que suelen formar asociaciones de líquenes con hongos.

Los dinoflagelados se encuentran dentro de los alveolados. Son principalmente organismos unicelulares marinos y de agua dulce. Muchos dinoflagelados han perdido sus plastos -el lugar de la fotosíntesis- en el curso de la evolución y son fagotrópicos o viven como parásitos. Todavía otras especies de algas se encuentran distribuidas entre Alveolata, Excavata, Rhizaria y Chromista (Current Biology, 2014).

Importancia

Probablemente la contribución más importante de las algas a nuestro entorno y bienestar es la generación de oxígeno a través de la fotosíntesis. «Las algas son indispensables porque producen aproximadamente la mitad del oxígeno de la atmósfera terrestre», dijo Graham a LiveScience.

Según un artículo de revisión de 2010 publicado en la revista Biofuels, el petróleo se deriva parcialmente de antiguos depósitos de algas. «Algunos depósitos de petróleo muy antiguos se atribuyen a las cianobacterias, aunque la identidad de los productores sigue siendo incierta», dijo Graham. «Los depósitos de petróleo más jóvenes surgieron probablemente de algas verdes marinas eucariotas, cocolitofóridos y otro fitoplancton marino microscópico». Estos depósitos de petróleo son un recurso limitado y están disminuyendo lentamente con el uso humano. Por ello, los investigadores están buscando alternativas renovables.

Los biocombustibles de algas son un prometedor sustituto de los combustibles fósiles. Todas las algas tienen la capacidad de producir aceites ricos en energía y varias especies de microalgas acumulan naturalmente altos niveles de aceite en su masa seca. Además, las algas se encuentran en diversos hábitats y pueden reproducirse rápidamente. También utilizan eficazmente el dióxido de carbono. «Las algas ayudan a mantener estables los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera al almacenar en materiales orgánicos que incluyen depósitos de petróleo y rocas inorgánicas de carbonato», dijo Graham. Las algas verdes, las diatomeas y las cianobacterias son algunas de las especies de microalgas que se consideran buenas candidatas para la producción de biocombustible (Biofuels, 2010).

Floraciones de algas

Las algas, en forma de floraciones de algas, tienen una mala reputación por crear condiciones tóxicas en océanos y lagos. «Floraciones de algas» se refiere al crecimiento desenfrenado de ciertas microalgas, que a su vez conduce a la producción de toxinas, a la alteración de los ecosistemas acuáticos naturales y al aumento de los costes de los tratamientos del agua, según la Agencia de Protección del Medio Ambiente (EPA). Las floraciones adoptan los colores de las algas que contienen. Graham afirma que los principales productores de toxinas en los océanos son ciertos dinoflagelados y diatomeas. En las aguas dulces, las cianobacterias son las principales productoras de toxinas, aunque algunas algas eucariotas también causan problemas. En condiciones naturales, Graham señala que las algas utilizan las toxinas para protegerse de ser devoradas por pequeños animales y sólo necesitan una pequeña cantidad para protegerse.

La principal causa de las floraciones de algas es un fenómeno llamado contaminación por nutrientes. Con la contaminación por nutrientes, hay un exceso de nitrógeno y fósforo, que puede empujar a las algas hacia un crecimiento desenfrenado. Este fenómeno está causado por una serie de actividades humanas. Los fertilizantes que utilizamos en la agricultura y los estiércoles de los animales son ricos en nitrógeno, mientras que las aguas residuales mal tratadas tienen un alto contenido en nitrógeno y fósforo, según la EPA.

«Es una percepción social común que las algas son nocivas y deben ser eliminadas en cada oportunidad. Pero esa percepción es errónea, porque las algas producen oxígeno, pescado, aceite y muchos otros materiales útiles», dijo Graham a LiveScience. «Sólo unas pocas especies causan problemas, y la peor de ellas es el Homo sapiens».

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.