Algas Invasoras: Amenazas y Características

Las algas invasoras representan una preocupación creciente en los ecosistemas marinos y de agua dulce debido a su capacidad para desplazar especies nativas y alterar el equilibrio ecológico.

Rasgos Invasivos Comunes

• Ciclos de vida complejos: Fases microscópicas resistentes que facilitan su supervivencia y dispersión.
• Reproducción versátil: Capacidad de reproducción sexual y asexual, lo que les permite una rápida proliferación.
• Amplia tolerancia ambiental: Adaptabilidad a diversas condiciones de salinidad, temperatura y luz.

Origen e Impacto de Especies Clave

• Caulerpa taxifolia (Mediterráneo): Esta alga verde libera toxinas que afectan a la fauna local y forma densas alfombras que bloquean la luz solar y reducen el oxígeno disponible, impactando negativamente la biodiversidad bentónica.
• Codium fragile (Chile): Se reproduce tanto sexual como asexualmente (partenogénesis), lo que contribuye a su rápida expansión y colonización de nuevos hábitats.
• Acanthophora spicifera (Pacífico): Caracterizada por su epifitismo, crece sobre otras algas y plantas marinas, compitiendo por recursos y luz.

Estrategias de Dispersión Humana

La actividad humana es un vector principal para la dispersión de algas invasoras, incluyendo:

• Transporte marítimo: A través del agua de lastre y la incrustación en cascos de embarcaciones.
• Acuicultura: Introducción accidental o intencional de especies no nativas.
• Agua de lastre: Uno de los mecanismos más significativos para la transferencia de especies entre regiones geográficas.

Conclusión sobre Algas Invasoras

El rápido crecimiento y la amplia tolerancia ambiental de estas especies facilitan su invasión y establecimiento en nuevos ecosistemas, lo que subraya la necesidad de medidas de prevención y control.

Algas en la Industria Médica y Farmacéutica

Las algas son una fuente rica de compuestos bioactivos con un vasto potencial en el desarrollo de nuevos fármacos y terapias.

Compuestos Clave y sus Aplicaciones

• Ulva (Alga verde): Contiene ulvanos, polisacáridos con propiedades antioxidantes y anticancerígenas.
• Chlorella (Alga verde): Produce CPP (Chlorella Protein Peptides), proteínas con efectos antiinflamatorios.
• Diatomeas: Sus frústulas de sílice porosa son ideales para sistemas de liberación controlada de fármacos.
• Algas Rojas:
  • Carragenanos: Polisacáridos utilizados por sus propiedades antivirales.
  • Agar: Representa el 40-50% del peso seco de algunas algas rojas, valorado como un potente agente gelificante en diversas aplicaciones médicas y de laboratorio.
• Algas Pardas:
  • Alginatos: Polisacáridos con potencial antiobesidad.
  • Fucoidanos: Conocidos por sus propiedades anticoagulantes.
  • Fucoxantina: Un carotenoide con actividad anticancerígena.

Métodos de Extracción

La obtención de estos compuestos se realiza mediante diversas técnicas, como:

• Uso de enzimas y etanol para la extracción de CPP.
• Aplicación de microondas para la extracción eficiente de agar.

Algas de Manglar: Adaptaciones y Rol Ecológico

Las algas que habitan en los manglares son componentes cruciales de estos ecosistemas costeros, exhibiendo adaptaciones únicas para sobrevivir en condiciones extremas.

Adaptaciones Clave

Estas algas han desarrollado mecanismos para soportar:

• Altos niveles de salinidad.
• Periodos de desecación durante la marea baja.
• Condiciones de inundación durante la marea alta.

Hábitats Específicos

Se encuentran comúnmente adheridas a:

• Las raíces zancudas de Rhizophora mangle (mangle rojo).
• Los neumatóforos (raíces aéreas) de otras especies de manglar.

Funciones Ecológicas Vitales

• Proporcionan refugio y zonas de cría para diversas especies de peces y crustáceos.
• Contribuyen significativamente a la producción de oxígeno.
• Generan detritus, formando la base de las cadenas tróficas en el ecosistema del manglar.

Bioindicadores Ambientales

Las algas de manglar actúan como bioindicadores, siendo muy sensibles a:

• La contaminación del agua.
• Los cambios en la salinidad, lo que las convierte en herramientas útiles para monitorear la salud del ecosistema.

Especies Comunes

Entre las especies más representativas se incluyen:

• Bostrychia spp.
• Polysiphonia spp.
• Ulva prolifera.

Diatomeas: Microalgas Fundamentales para el Planeta

Las diatomeas son un grupo diverso de microalgas unicelulares, esenciales para la vida en la Tierra debido a su papel en la producción de oxígeno y los ciclos biogeoquímicos.

Características Distintivas

• Poseen una pared celular única, llamada frústula, compuesta de sílice.
• Son responsables de la producción de aproximadamente el 20% del oxígeno planetario.

Rol en los Ciclos Biogeoquímicos

• Ciclo del Silicio: Absorben ácido silícico del agua para construir sus frústulas, y al morir, estas precipitan al fondo marino, secuestrando silicio.
• Ciclo del Carbono: Realizan una intensa fijación fotosintética de carbono, contribuyendo a su almacenamiento a largo plazo en los sedimentos oceánicos.

Usos Industriales y Aplicaciones

Las propiedades únicas de las diatomeas las hacen valiosas en diversas industrias:

• Como aditivos en la fabricación de cemento y pinturas.
• Utilizadas como abrasivos suaves en productos cosméticos.
• Son una prometedora fuente de biocombustibles debido a su alto contenido de lípidos.

Ventajas de su Uso

Las diatomeas ofrecen múltiples beneficios en sus aplicaciones:

• Son no tóxicas.
• Son completamente biodegradables.
• Su cultivo y procesamiento pueden ser de bajo costo.

Fitoplancton para Biocombustibles: Potencial y Desafíos

El fitoplancton, especialmente ciertas microalgas, se perfila como una alternativa sostenible para la producción de biocombustibles, ofreciendo ventajas ambientales significativas.

Microalgas Clave en la Producción de Biocombustibles

• Scenedesmus obliquus: Destaca por su capacidad de alto almacenamiento de lípidos, precursores del biodiésel.
• Dunaliella: Esta microalga es eficiente en la transformación de lípidos en biodiésel a través del proceso de transesterificación.

Retos en la Producción

A pesar de su potencial, la producción de biocombustibles a partir de microalgas enfrenta desafíos, principalmente:

• El alto consumo energético requerido en las fases de cultivo, cosecha y procesamiento.

Beneficios Ambientales

La implementación de esta tecnología ofrece importantes ventajas ecológicas:

• Contribuyen al secuestro de CO₂ atmosférico, mitigando el cambio climático.
• Ayudan a reducir la eutrofización al consumir nutrientes excedentes de aguas residuales.

Interacciones entre Algas y Otros Organismos

Las algas establecen una amplia gama de interacciones ecológicas con otros organismos, que pueden ser beneficiosas, neutras o perjudiciales para una o ambas partes.

Tipos de Interacciones

• Mutualismo: Un ejemplo clásico son las zooxantelas (dinoflagelados simbiontes) que viven dentro de los tejidos de los corales, proporcionando nutrientes a cambio de protección y un ambiente estable.
• Comensalismo: Se observa en las algas epífitas que crecen sobre las raíces de mangles, beneficiándose de un sustrato sin causar daño ni beneficio significativo al mangle.
• Parasitismo: Algunas algas actúan como parásitos, como Streblonema (algas pardas) y Cephaleuros (algas verdes), que obtienen nutrientes de sus hospederos.

Impactos Negativos Adicionales

Además de las interacciones directas, las algas pueden influir negativamente en los ecosistemas de otras maneras:

• La sobrepoblación de erizos (a menudo exacerbada por la sobrepesca de sus depredadores) puede llevar a una sobrepastoreo de algas, alterando la estructura del ecosistema.
• El peso físico de grandes acumulaciones de algas epífitas o enredadas puede causar daño o desprendimiento de los talos de otras algas o plantas marinas.

Floraciones Algales Nocivas (FAN): Causas y Consecuencias

Las Floraciones Algales Nocivas (FAN), comúnmente conocidas como «mareas rojas», son proliferaciones masivas de microalgas que pueden tener efectos devastadores en los ecosistemas marinos y la salud humana.

Causas Principales

Las FAN son desencadenadas por una combinación de factores ambientales:

• Exceso de nutrientes: Principalmente nitrógeno y fósforo, provenientes de la escorrentía agrícola e industrial.
• Temperatura cálida: Las temperaturas elevadas del agua favorecen el crecimiento exponencial de ciertas especies de algas.

Toxinas y Enfermedades Asociadas

Muchas FAN producen potentes toxinas que pueden acumularse en la cadena alimentaria marina y causar enfermedades en humanos y animales:

• PSP (Paralytic Shellfish Poisoning): Causada por dinoflagelados como Alexandrium, produce saxitoxina, que puede llevar a parálisis respiratoria.
• ASP (Amnesic Shellfish Poisoning): Asociada a diatomeas del género Pseudo-nitzschia, libera ácido domoico, que puede causar amnesia permanente y otros trastornos neurológicos.
• CFP (Ciguatera Fish Poisoning): Producida por dinoflagelados como Gambierdiscus, genera ciguatoxinas, responsables de síntomas gastrointestinales y neurológicos severos.

Impacto Ecológico

Las FAN tienen graves consecuencias para los ecosistemas marinos:

• Bloqueo de luz: La densa capa de algas impide la penetración de la luz solar, afectando a las plantas y algas bentónicas.
• Hipoxia/Anoxia: La descomposición de la biomasa algal consume grandes cantidades de oxígeno, creando zonas de bajo oxígeno (hipoxia) o sin oxígeno (anoxia) que provocan la muerte masiva de organismos marinos.
• Muerte de corales y peces: Directamente por toxinas o indirectamente por la hipoxia.

Algas Coralinas: Arquitectas de los Arrecifes

Las algas coralinas son un grupo fundamental de algas rojas que desempeñan un papel insustituible en la formación y mantenimiento de los arrecifes de coral, gracias a su capacidad de calcificación.

Rol Crucial en los Arrecifes

• Forman estructuras de carbonato de calcio (principalmente aragonita y calcita de alto magnesio) que proporcionan la matriz estructural y la cohesión necesaria para que los arrecifes resistan el fuerte oleaje.
• Son esenciales para la inducción del asentamiento de larvas de coral, actuando como una señal química que las atrae y facilita su metamorfosis.

Bioindicadores de Salud Marina

Las algas coralinas son excelentes bioindicadores de la calidad del agua, ya que:

• Solo sobreviven y prosperan en aguas limpias y bien oxigenadas.

Principales Amenazas

Estos organismos vitales enfrentan serias amenazas debido al cambio climático global:

• Acidificación oceánica: La disminución del pH del océano disuelve sus esqueletos de carbonato de calcio, dificultando su crecimiento y supervivencia.
• Calentamiento global: El aumento de la temperatura del agua puede causar blanqueamiento y mortalidad en las algas coralinas, similar al efecto en los corales.

Características del Género Galaxaura (Orden Nemaliales)

El género Galaxaura, perteneciente al orden Nemaliales, es un grupo de algas rojas con características morfológicas y estructurales distintivas.

Rasgos Morfológicos y Estructurales

• Posee una pared celular calcificada con aragonita, a diferencia de las Corallinaceae que calcifican con calcita.
• Presenta rizoides modificados para una eficiente fijación al sustrato, como discos basales o hapterios dendroides.

Relevancia Regional

Galaxaura es un género representativo de las costas de El Salvador dentro del orden Nemaliales, indicando su presencia y posible importancia ecológica en la región.

Algas Representativas de El Salvador

Las costas de El Salvador albergan una diversidad de especies de algas, algunas de las cuales son particularmente representativas de la flora marina local.

Especies Destacadas

• Gracilaria sp.
• Amphiroa sp.
• Agardhiella sp.
• Wurdemannia sp.
• Dermonema sp.
• Liagora sp.
• Gelidium sp.

Observaciones Microscópicas: Catenella spp.

En estudios de microanatomía algal, se han documentado características específicas de Catenella spp.:

• Se observan hapterios, estructuras especializadas para la fijación.
• Un corte transversal del talo revela una médula distintiva en forma de collarines, una característica morfológica clave para su identificación.

Estructuras Reproductivas de Polysiphonia

El género Polysiphonia, una alga roja, presenta un ciclo de vida complejo con estructuras reproductivas distintivas en sus diferentes fases:

• Cistocarpos: Se desarrollan en el gametofito femenino, conteniendo el carposporofito.
• Ramas anteridiales: Presentes en el gametofito masculino, donde se producen los espermacios.
• Talo tetrasporofítico: La fase diploide que produce tetrasporas.

Definiciones de Términos Clave

• Carpogonio: Es la célula sexual femenina que recibe el gameto masculino (espermacio), iniciando así la formación del carposporofito (2n).
• Tetrasporas: Son esporas haploides (n) que, al germinar, dan origen a los gametofitos (n).
• Rama anteridial: Es la estructura del gametofito masculino (con dotación genética n) donde se forman los espermacios.

Estructuras de Amphiroa

El género Amphiroa, una alga coralina articulada, se caracteriza por la presencia de las siguientes estructuras:

• Genículas: Segmentos no calcificados que permiten la flexibilidad del talo.
• Rizoides: Estructuras de fijación al sustrato.

Reproducción en Algas Rojas (Rhodophyta)

La reproducción sexual en las algas rojas (División Rhodophyta) es un proceso complejo y único, caracterizado por la oogamia y la inmovilidad de sus gametos.

Proceso de Reproducción Sexual

El ciclo reproductivo se inicia con el gametofito femenino, que desarrolla una rama carpogonial. En esta rama se forman unos abultamientos iniciales, los cistocarpos, que poseen un proceso alargado denominado tricógino. El tricógino actúa como una estructura receptora para capturar los espermacios (gametos masculinos no flagelados).

Una vez que los cistocarpos maduran y son fecundados, se vuelven globosos y se transforman en el carpogonio. Dentro del carpogonio se desarrolla la fase carposporofítica del ciclo de vida. El carposporofito, aún dentro del gametofito femenino, sufre mitosis para producir carposporas. Estas carposporas, al ser liberadas y germinar, dan origen a los esporofitos, específicamente los tetrasporofitos.

Los tetrasporofitos, a su vez, experimentan meiosis para producir tetrasporas. Finalmente, estas tetrasporas haploides (n), al germinar en el sustrato adecuado, regeneran los gametofitos femeninos y masculinos, completando el ciclo. (Nota: La Figura 6 a la que se hace referencia no está incluida en este documento.)

Ciclo de Vida Trifásico con Alternancia de Generaciones Heteromórfica

Las algas rojas exhiben un ciclo de vida complejo que involucra tres fases distintas, con alternancia de generaciones morfológicamente diferentes:

1. Gametofito (n)

• Gametofito Femenino: Desarrolla un carpogonio (con tricógino) que es el encargado de capturar los espermacios.
• Gametofito Masculino: Produce espermácios (gametos masculinos no flagelados) en estructuras especializadas llamadas ramas anteridiales.

2. Carposporofito (2n)

• Se forma sobre el gametofito femenino tras la fecundación.
• Su función es generar carposporas diploides (2n) mediante mitosis.

3. Tetrasporofito (2n)

• Germina a partir de las carposporas.
• Produce tetrasporangios que, por meiosis, liberan tetrasporas haploides (n).
• Las tetrasporas germinan para dar origen a nuevos gametofitos (n), cerrando el ciclo.