Alga

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Ejemplo de un alga pluricelular.

En la acepción recomendada del término, se llama algas a todos los protistas fotótrofos (las cianobacterias son fotótrofas pero no son protistas, son bacterias, aunque algunos autores las incluyen en el término).[1] [2] También llamadas plantas inferiores (en contraposición a las plantas superiores o plantas terrestres), su definición significa que son eucariotas, no plantas terrestres (ni animales ni hongos), con capacidad de realizar fotosíntesis y obtener el carbono orgánico con la energía de la luz del sol. Pueden ser unicelulares o multicelulares, y casi siempre viven en un medio acuático (alguna excepción colonizó la superficie terrestre, pero no de la forma espectacular en que lo hicieron las embriofitas o plantas terrestres o plantas superiores). En la definición moderna del término, se incluye a todos los eucariontes sin verdaderos tejidos ni órganos que son fotótrofos por la adquisición de energía de la luz del Sol mediante la fotosíntesis.

Puede haber varias definiciones para alga y muchos autores las definen al principio del texto.

Características generales[editar]

Origen de la célula eucariota y de las algas por endosimbiosis seriada.- A: arquea ancestral, B: origen del núcleo celular, C: bacteria aerobia, D: origen eucariota por simbiogénesis (eucariogénesis), E: bacteria fotosintética oxigénica, F: origen de la primera alga (Primoplantae) por endosimbiosis primaria entre un protozoo fagótrofo y una cianobacteria, G: origen de un alga cromofita por endosimbiosis secundaria con un alga roja, H: pérdida secundaria de cloroplastos en ciertos protistas, I: origen de los dinoflagelados por endosimbiosis terciaria con un alga cromofita.[3]

Todas las algas se consideran protistas según algunos autores (como Lynn Margulis), no obstante algunas especies son reconocidas además como plantas en una de sus circunscripciones más modernas (las algas verdes, las algas rojas y las glaucofitas, que son los grupos de algas más emparentados con las plantas terrestres). En una época se llamó "algas" a las cianobacterias, que son bacterias que fotosintetizan (al ser descubiertas fueron llamadas algas verdeazules) pero hoy en día el término "alga" se utiliza preferentemente para los eucariotas (a veces se encuentran los términos "algas eucariotas" y "algas procariotas"). En algunos textos se llama "algas" a los protistas que no fotosintetizan pero están muy emparentados con protistas que sí lo hacen y probablemente descienden de un ancestro que lo hacía, como los euglenoideos no fotosintetizantes parientes cercanos de Euglena, un ejemplo es Astasia que retiene vestigios de lo que parece haber sido un cloroplasto.

Las algas en general viven en ambientes muy húmedos o en el agua (alguna excepción colonizó la tierra). Con respecto a sus modos de nutrición, no todas las algas son exclusivamente autótrofas, hay algas que además de realizar fotosíntesis pueden alimentarse de forma heterótrofa (son mixótrofas).

Las plantas terrestres y algas no son los únicos organismos con capacidad de realizar fotosíntesis. Por ejemplo hay eucariotas que son capaces de alimentarse de algas y secuestrar los cloroplastos que éstas contienen, integrándolos a sus tejidos y aprovechando los productos de la fotosíntesis, en un fenómeno llamado cleptogamia. Estos eucariotas no son considerados algas.

Inicialmente, en la época en que sólo se clasificaba a los organismos como vegetales o como animales, las algas fueron agrupadas por los biólogos con los vegetales, pero hoy muchas se agrupan con los protistas. Los protozoos -también protistas- son heterótrofos, las algas, en cambio, son autótrofas, capaces de realizar fotosíntesis; pero ambos están constituidos por células eucariotas. Existen más de 30.000 especies conocidas de algas, desde las microscópicas hasta las gigantes, que pueden llegar a alcanzar cien metros.

Los caracteres esenciales que distinguen a éstas del resto de los vegetales fotosintéticos (plantas terrestres) son: la falta de un verdadero embrión (no son por tanto embriofitas) y la falta de una envuelta multicelular alrededor de los gametangios y esporangios (a excepción de las caráceas). Se distinguen de los hongos por carecer éstos de capacidad fotosintética. Se trata de un grupo polifilético (no es un grupo de parentesco), y no tiene por lo tanto ya uso en la clasificación científica taxonómica moderna, aunque sigue teniendo utilidad en la descripción de los ecosistemas acuáticos.

El estudio científico de las algas se llama Ficología. Se usa también pero menos Algología, un término ilegítimamente construido con una raíz latina (alga) y otra griega (logos); se presta además a confusión con la ciencia homónima del dolor, que es una especialidad médica.

Se han descrito algo más de 45.000 especies, si bien algunos grupos están pendientes de una revisión exhaustiva. Son cosmopolitas y viven prácticamente en todos los medios, aunque están relacionadas fundamentalmente con el medio acuático, se desarrollan también en ambientes variados y extremos como el suelo, la nieve o el hielo, sobre otros vegetales, etc. Generalizando se puede afirmar que en los ecosistemas acuáticos las algas son los principales productores primarios y la base de la cadena trófica, (véase fitoplancton).

Muchas algas son unicelulares microscópicas, otras son coloniales y algunas han desarrollado anatomías complejas, incluso con tejidos diferenciados, como ocurre en las algas pardas. Las más grandes, miembros del grupo anterior, forman cuerpos laminares de decenas de metros de longitud, como las que se encuentran en el mar de los Sargazos.

Para su clasificación taxonómica, además del tipo de pigmentos, plastos y otras características, se emplea el número de membranas de sus cloroplastos: dos, tres o cuatro. Tienen un papel fundamental para el entendimiento de los modelos endosimbióticos.

Historia de la ficología[editar]

La historía de la ficología está ligada a la historía de la botánica general. Ya en tiempos de los griegos, Teofrasto y Dioscórides utilizan en sus descripciones el término "phykos" (que significa planta marina) para designar algas. De este nombre griego derivaría el nombre latino "Fucus".

Clasificación[editar]

Como se ha apuntado en la introducción las algas constituyen un conjunto polifilético, es decir, sus miembros están dispersos entre distintos grupos de parentesco (grupos monofiléticos). Para su ordenación en divisiones y clases se han utilizado características como la composición de los pigmentos, de las sustancias de reserva, de la pared celular y las características de la división celular.

Hay algas procariotas y eucariotas.

Algas procariotas[editar]

Actualmente se considera que toda alga es eucariota. Sin embargo, tradicionalmente se han considerado también algas a un sólo grupo, el de las cianobacterias.

  • Cianobacterias: Pertenecen al dominio Bacteria (Prokaryota o Monera), único grupo procariota que ha sido tratado habitualmente bajo el concepto de algas: Llamadas tradicionalmente algas verdeazuladas, que es lo que literalmente significa su antiguo nombre sistemático de cianofíceas (Cyanophyceae).
Algunos otros grupos de procariontes realizan formas de fotosíntesis no oxigénicas, pero no suelen ser tratados como algas.

Algas eucariotas[editar]

Son muchos grupos de eucariotas, están considerados habitualmente como protistas o como plantas según los sistemas de clasificación. Evolutivamente se pueden clasificar en dos grupos principales: los descendientes de Primoplantae por adquisicición primaria de los cloroplastos y las algas cromofitas que descienden de protistas que adquirieron los cloroplastos secundariamente por endosimbiosis con una microalga roja. Adicionalmente hay grupos de protozoos que adquieron sus cloroplastos en eventos posteriores como los euglenales.

Son filos emparentados entre sí y son los llamados eucariontes fotosintéticos primarios, descendientes directos del protozoo biflagelado en cuyo seno una cianobacteria se convirtió en el primer cloroplasto.

  1. Glaucofitas (Glaucophyta = Glaucocystophyta). Son algas unicelulares de agua dulce que se caracterizan por contener cianelas, que son plastos con características típicas de las cianobacterias y ausentes de los plastos del resto de las algas y plantas (por ejemplo, una pared residual de peptidoglucano y carboxisomas).
  2. Algas rojas (Rhodophyta). En algunas clasificaciones se clasifican dentro de Plantae.
  3. Algas verdes (Chlorophyta y Charophyta). De donde evolucionaron las plantas terrestres. Se suelen clasificar dentro del reino Plantae, subreino Viridiplantae.
Algas pardas: grandes algas laminariales sobre un fondo de algas fucales.

Son aquellas cuyos cloroplastos provienen de un alga roja por endosimbiosis secundaria. Estos cloroplastos son llamados también rodoplastos y contienen más pigmentos secundarios y clorofila c. Aún no están del todo claras las relaciones filogenéticas, pues podrían ser un grupo monofilético denominado Chromista o ser polifilético producto de eventos simbióticos independientes.

  1. Heterokontófitos (Heterokontophyta o Stramenopiles): Un clado (grupo evolutivo) de muy heterogéneo que incluye entre sus miembros a algunos de los más importantes fotosintetizadores acuáticos, como las algas doradas (crisófitos, Chrysophyta), las algas pardas (feófitos, Phaeophyta) o las diatomeas (bacilariófitos, Bacillariophyta o Diatoma). También se incluyen aquí algunos grupos heterótrofos que evolutivamente perdieron su capacidad fotosintética, como los Oomycetes, que hasta que recientes avances genéticos permitieron comprobar su verdadera filiación, se clasificaban entre los hongos (pseudohongos).
  2. Haptófitos (Haptophyta=Coccolithophoridae), llamados a veces Prymnesiophyta. Unicelulares cuyas escamas carbonatadas (cocolitos) contribuyen de forma importante a los sedimentos oceánicos.
  3. Criptófitos (Cryptophyta). Formas unicelulares flageladas de aguas frías, sobre todo marinos.
  • Otros grupos.

Hay varios grupos no relacionados con los anteriores que pueden considerarse algas. Y algunos, como los ciliados, son comúnmente heterótrofos, pero con formas portadoras de algas endosimbióticas que ecológicamente son "algas unicelulares".

  1. Euglenófitos: Protistas flagelados de agua dulce dotados de plastos verdes y emparentados estrechamente con los Kinetoplástidos. Son protistas unicelulares que en su mayoría presentan plastos de distintos colores, derivados por endosimbiosis de otras algas unicelulares.
  2. Dinoflagelados. Los Dinoflagelados están muy cercanamente emparentados con los Ciliados y, más aún, con los Apicomplejos, el grupo que incluye al parásito que produce la malaria (Plasmodium). Un tipo de dinoflagelados, las zooxantelas, son endosimbióticos que crecen en distintos animales acuáticos marinos, especialmente corales.
  3. Chlorarachniophyta. Algas unicelulares pertenecientes al grupo de los protistas cercozoos.

Dada la polifilia del grupo, reflejada en la clasificación de arriba, no se pueden hacer muchas generalizaciones válidas.

Las formas pluricelulares suelen presentar paredes celulares, y a veces desarrollan estructuras anatómicas intrincadas, especialmente las algas pardas y las algas rojas. Las formas más emparentadas con las plantas terrestres poseen plasmodesmos (puentes de citoplasma entre células contiguas). Con respecto a su reproducción sexual, hay ciclos vitales complejos con alternancia de generaciones, ciclos de vida haplontes y diplontes. Los órganos formadores de gametos (gametocistes) y esporas (esporocistes) son unicelulares (con la sola excepción de algunas algas verdes del género Chara). En general, las células reproductoras son flageladas.

Euglena y los euglenoideos[editar]

Euglena mutabilis, obsérvese su movilidad sobre superficies por traslación ondulante, y sus numerosos cloroplastos que le dan el color.

Euglena es un eucariota unicelular, con un núcleo, con cloroplastos, con movilidad. En agua se mueve con ayuda de dos flagelos (uno de los cuales es corto e inactivo), mientras que sobre las superficies se mueve cambiando de forma con ayuda de una capa proteica flexible o más o menos rígida que posee por debajo de la membrana plasmática (la película), movimiento que se llama traslación ondulante (ver video). Posee de uno a numerosos cloroplastos, que sólo pueden realizar fotosíntesis si disponen de un nutriente esencial como la vitamina B12. Pueden perder los cloroplastos por intoxicaciones químicas o por no estar expuestos a la luz durante mucho tiempo, cuando esto ocurre, se alimentan de forma heterótrofa. Como todos los euglenoides verdes, se movilizan hacia la luz cuando ésta escasea, y se alejan de ella cuando es muy intensa. Esto lo logran mediante un fotorreceptor ubicado en la base del flagelo y dos estructuras pigmentadas llamadas estigmas ubicadas alrededor del fotorreceptor. Los estigmas se acomodan de forma que el fotorreceptor, al recibir la señal lumínica, emite a su vez una señal al flagelo, que se ubica de forma que el organismo nade en relación a la dirección y la intensidad de luz. Con respecto al almacenamiento de sustancias de reserva, lo hacen en forma de paramilo, un polisacárido inusual que se encuentra casi exclusivamente en el grupo de los euglenoideos. La vacuola de Euglena, como la de otros organismos flagelados de agua dulce, es contráctil, recoge el exceso de agua del interior de la célula y lo expulsa en una abertura, el reservorio, ubicado en el extremo anterior de la célula.

Euglena pertenece a un grupo más grande de protistas, los euglenoideos, con una variedad de nichos ecológicos y modos de nutrición. Aproximadamente un tercio de las especies de euglenoideos poseen cloroplastos. Los cloroplastos de estos euglenoideos poseen tres membranas y sus pigmentos fotosintéticos son clorofilas a y b. Se considera que adquirieron sus cloroplastos cuando un ancestro del grupo de los Excavata[1] adquirió un alga verde por endosimbiosis secundaria, perdiendo luego la mayoría de los elementos de este alga, quedando sólo el cloroplasto y una de las membranas de la fagocitosis.

Biotipos[editar]

Además de formas estrictamente unicelulares se presentan entre las algas formas coloniales o pluricelulares con estructuras y anatomías a veces convergentes que se suelen clasificar en los siguientes biotipos:

  • Colonial. Pequeños grupos de unicelulares mótiles laxamente agregadas y más o menos regularmente dispuestas.
  • Capsoide. Células poco numerosas encerradas en una cápsula mucilaginosa común.
  • Cocoide. Unicelulares envueltas en una pared celular.
  • Palmeloide. Células inmóviles y numerosas encerradas en una cubierta de mucílago.
  • Filamentoso. Células formando un encadenamiento, a veces ramificado.
  • Parenquimatoso. Células formando un talo, un agregado denso, pluriestratificado con algún grado de diferenciación celular.

Ecología[editar]

Charca eutrofizada con una fuerte proliferación de algas.
Alga sobre rocas en Shihtiping, Taiwán.

La función ecológica más conocida de las algas es la producción primaria, son los principales productores de materia orgánica a partir de la inorgánica en el mar, de esta manera la materia orgánica ingresa a las cadenas tróficas. Este paso puede producirse por el consumo de algas, la absorción de nutrientes disueltos de origen vegetal por otros organismos, o por la descomposición de éstas.

Sobre la distribución de las algas puede afirmarse que son cosmopolitas, es decir viven en todos los climas, se encuentran aclimatadas a las más diversas situaciones ambientales. Hay algas en todos los ambientes acuáticos donde existe luz, tanto de agua dulce como de agua salada, unas veces en el plancton otras en el bentos. Se encuentran también en ambientes terrestres húmedos, como es el caso del verdín que crece en suelos, en muros, en cortezas de árboles, etc.

Son notables las algas que forman asociaciones simbióticas con organismos heterótrofos. Éste es el caso de las que forman líquenes en asociación con hongos. También de los simbiontes unicelulares que se encuentran en muchos animales marinos.

Existen formas unicelulares hipertérmofilas, creciendo en fuentes termales, entre las algas rojas. Son de gran interés biológico, porque esta condición es única entre los organismos eucariontes.

Un fuerte interés antrópico determina el estudio de estos organismos, son por ello reseñables los afloramientos o blooms producidos por algunas algas eucariontes unicelulares que protagonizan a veces mareas tóxicas.

Simbiosis[editar]

Distintas algas aparecen formando notables simbiosis metabólicas. Se trata de asociaciones mutualísticas en las que organismos con metabolismos distintos se asocian, beneficiándose mutuamente de sus respectivas habilidades.

  • Líquenes. Son asociaciones simbióticas de un alga y un hongo con capacidad fotosintetizadora, conferida por el alga, que se desarrollan en ambientes subaéreos (terrestras) biológicamente inhóspitos, como las rocas desnudas y las cortezas de los árboles. Tienen gran importancia como organismos ecológicamente pioneros, capaces de colonizar ambientes previamente estériles. Hay dos grupos de algas implicadas en las simbiosis liquénicas, las cianobacterias y, más comúnmente, las algas verdes.
  • Simbiosis con animales. Existen muchos ejemplos de animales (reino Animalia) acuáticos que guardan algas unicelulares en sus tejidos superficiales, dentro de sus células o entre ellas. Sacan ventaja de la fotosíntesis a la vez que proporcionan al alga un ambiente muy constante y favorable para su crecimiento. Se llama zooxantelas y zooclorelas a estas algas, según que sean doradas o verdes. Las primeras son en general dinoflagelados, sobre todo del género Symbiodinium; las segundas son algas verdes. El grupo biológico donde este fenómeno es más importante es el de los corales (Cnidaria. Anthozoa), que ecológicamente se comportan como productores primarios fotosintetizadores, gracias a esta simbiosis. También son notables las simbiosis equivalentes que se encuentra en moluscos nudibranquios. Algo parecido se observa en protistas como los ciliados Mesodinium rubrum, oceánico, o Paramecium viride, una especie de agua dulce que conserva las algas verdes unicelulares que fagocita mucho tiempo antes de digerirlas. Estos organismos representan un modelo de como se originaron los plastos por endosimbiosis.
  • Helechos acuáticos, como el género Azolla, albergan en simbiosis en sus cavidades estomáticas cianobacterias de las que aprovechan su capacidad para fijar el nitrógeno, un nutriente generalmente escaso, tomándolo del aire.

Parasitismo[editar]

Hay varios casos notables en que algas aparecen implicadas en relaciones parasitarias.

  • La cianobacteria Phormidium corallyticum ataca a colonias de coral de diversas especies. Los filamentos del alga provocan lesiones que facilitan la penetración de bacterias sulfooxidantes que son las que a su vez causan el daño más grave. Se estima que la infección es más probable en aguas poco turbulentas y contaminadas.
  • Los rodófitos o algas rojas son muy frecuentemente parásitos de otros rodófitos. En general parásito y huésped están filogenéticamente próximos. El parásito inyecta núcleos celulares en las células del huésped, que queda así transformado, produciendo luego células sexuales portadoras del genoma parasitario.
  • Varias algas verdes (Chlorophyta) son parásitas de plantas verdes (Plantae). Por ejemplo, Cephaleuros es una alga filamentosa que crece en los tejidos de diversas plantas, incluidos cultivo como el té o el café.
  • Un par de especies del alga verde Prototheca se han convertido en patógenas de diversos animales, como las vacas o los seres humanos. En las vacas producen mastitis muy contagiosas que no se pueden controlar sin sacrificar los animales.

Listado de géneros notables de algas[editar]

Usos de las algas[editar]

Imagen de cochayuyo secándose.

Las algas pueden ser utilizadas para producir biocombustibles (bioetanol, biobutanol y biodiésel), por otra parte, en el mundo de la estética se utilizan por sus propiedades hidratantes, antioxidantes y regeneradoras.Tradicionalmente se han usado como fertilizante o corrector de tierras de cultivo. Industrialmente son fuente de agar, alginatros y carragenatos.

Gastronomía[editar]

Las algas sirven como alimento en algunas partes del mundo. Ejemplos de algas comestibles son: Kombu, Gim, Nori, Hijiki, Karengo (Porphyra columbina), espagueti de mar (Himanthalia Elongata), y el "Cochayuyo" (Durvillaea antarctica) en los países del sur del Pacífico.

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. a b Definen "alga" como protista fototrófico, y "planta" a las plantas terrestres: ADL, S. M., SIMPSON, A. G. B., FARMER, M. A., ANDERSEN, R. A., ANDERSON, O. R., BARTA, J. R., BOWSER, S. S., BRUGEROLLE, G., FENSOME, R. A., FREDERICQ, S., JAMES, T. Y., KARPOV, S., KUGRENS, P., KRUG, J., LANE, C. E., LEWIS, L. A., LODGE, J., LYNN, D. H., MANN, D. G., MCCOURT, R. M., MENDOZA, L., MOESTRUP, Ø., MOZLEY-STANDRIDGE, S. E., NERAD, T. A., SHEARER, C. A., SMIRNOV, A. V., SPIEGEL, F. W. and TAYLOR, M. F. J. R. (2005), The New Higher Level Classification of Eukaryotes with Emphasis on the Taxonomy of Protists. Journal of Eukaryotic Microbiology 52: 399–451. doi: 10.1111/j.1550-7408.2005.00053.xwww.vliz.be/imisdocs/publications/233133.pdf
  2. alga según el DRAE
  3. Biocyclopedia 2012, Endosymbiosis and Origin of Eukaryotic Algae

Bibliografía[editar]

  • Baldauf SL. 2003. The deep roots of eukaryotes. Science 300: 1703-6.
  • Graham, L.E. & Wilcox, L.W. (2000) Algae. Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ.

Enlaces externos[editar]