Diatomea

Diatomeas
	; Diatomeas marinas
Taxonomía
Reino:	Protista
(sin rango)	Chromista
Filo:	Heterokontophyta
Clase:	Bacillariophyceae
Órdenes
	Centrales; Pennales;
	[editar datos en Wikidata]

Las diatomeas son una clase de Algas unicelulares microscópicas. Conocidas también como Bacillariophyceae, son uno de los más comunes tipos de fitoplancton. Muchas diatomeas son unicelulares, aunque algunas de ellas pueden existir como colonias en forma de filamentos o cintas (e.g. Fragillaria), abanicos (e.g. Meridion), zigzags (e.g. Tabellaria) o colonias estrelladas (e.g. Asterionella). Las diatomeas son productores dentro de la cadena alimenticia. Una característica especial de este tipo de algas es que se hallan rodeadas por una pared celular única hecha de sílice opalino (dióxido de silicio hidratado) llamada frústula. Estas frústulas muestran una amplia variedad en su forma, pero generalmente consisten en dos partes asimétricas con una división entre ellas, se debe a esta característica el nombre del grupo. La evidencia fósil sugiere que las diatomeas se originaron durante o después del periodo jurásico temprano, aunque los primeros restos corporeos son del paleogeno. Las comunidades de diatomeas son una herramienta recurrentemente usada para la vigilancia de las condiciones medioambientales, pasadas y presentes, son también usadas para el estudio de la calidad del agua.

Biología general

Actualmente se conocen más de 20.000 géneros de diatomeas, y se estima que hay alrededor de 100.000 especies extintas. Como colonizadores, las diatomeas se distinguen por encontrarse en cualquier tipo de ambiente ya sea marino, dulceacuícola, terrestre o también sobre superficies húmedas. Otras se encuentran en ambientes donde existen condiciones extremas de temperatura o salinidad y de igual forma las encontramos interactuando con otros organismos como es el caso con las cianofíceas filamentosas donde existe un epifitismo por parte de las diatomeas. La mayoría son pelágicas (viven en aguas libres), algunas son bentónicas (sobre el fondo marino), e incluso otras viven bajo condiciones de humedad atmosférica. Son especialmente importantes en los océanos, donde se calcula que proporcionan hasta un 45% del total de la producción primaria oceánica.^[1] La distribución espacial del fitoplancton marino es restringida tanto horizontal como verticalmente. Las diatomeas viven en todos los océanos desde los polos hasta los trópicos; las regiones polar y subpolar contienen relativamente pocas especies en contraste con la biota templada. Aunque las regiones tropicales exhiben la mayor cantidad de especies, las mayores poblaciones de diatomeas se hallan entre las regiones polar y templada. A pesar de ser generalmente microscópicas, algunas especies de diatomeas pueden alcanzar los 2 milímetros de longitud. Las diatomeas son clasificadas segun la distribucion de sus poros y ornamentación. Si las frustulas poseen una simetria radial se las denomina diatomeas centradas, mientras que si poseen una simetria bilateral (fusiformes) se las denomina pennadas.

Las diatomeas pertenecen a un gran grupo llamado Heterokontophyta, incluyendo especies tanto autótrofas (e.g. Golden algae, un alga marina) como heterótrofas (e.g. Oomycetes). Los cloroplastos amarillo-marrones son típicos de los heterokontophytas, con cuatro membranas y poseyendo pigmentos tales como el carotenoide Fucoxantina. Sus individuos usualmente carecen de flagelo, pero están presentes en gametos y usualmente presentan una estructura heterokontphyta, excepto en que carecen de vellosidades (Mastigonema) característico de otros grupos. Muchas diatomeas no poseen movimiento, aunque algunas otras poseen movimiento flagelado. Debido a su relativamente pesada pared celular ellas se hunden con facilidad, las formas planctónicas en aguas abiertas por lo general dependen de la turbulencia oceánica producida por el viento en las capas superiores para mantenerse suspendidas en las aguas superficiales iluminadas por el Sol. Algunas especies regulan activamente su flotabilidad con los lípidos intracelulares para hacer frente al hundimiento.

Las diatomeas están contenidas dentro de una única pared celular de silicato (frústula) compuesta de dos válvulas separadas. La sílice biogénica de la que la pared celular se compone es sintetizada intracelularmente por polimerización de monómeros de ácido silícico. Este material es luego secretado hacia el exterior de la célula en donde participa en la conformación de la pared celular. Las válvulas de las diatomeas se superponen una a otra como las dos mitades de una placa de Petri.

Aplicaciones

La tierra diatomea es un material constituido por las frústulas de diatomeas fosilizadas, aplicado como fertilizante e insecticida en tierras para cultivo, al ser un producto natural, es inocuo y no presenta riesgos para la salud o contaminación. La tierra diatomea provee micronutrientes al suelo que son de gran importancia para el crecimiento de las plantas, pudiendo incrementar la fertilidad del suelo, actuando sinérgicamente con calcio y magnesio, además reduce la lixiviación de fósforo, nitrógeno y potasio y favorece su absorción en las plantas. La tierra diatomea también actúa como reconstituyente en tierras contaminadas por metales pesados o hidrocarburos, además neutraliza la toxicidad del aluminio en suelos ácidos y reduce la absorción de hierro y manganeso.^[2]

El polvo de diatomeas se emplea como insecticida en animales y plantas. Actúa deshidratando a insectos hasta matarlos, además corta y perfora el exoesqueleto, hiriéndolos y eliminándolos de forma progresiva y efectiva. Las frústulas de las diatomeas son de origen natural, por lo cual son inocuas para animales y plantas. A diferencia de insecticidas tóxicos, el polvo de diatomeas no puede ingresar en los tejidos animales debido a su tamaño.^[3]

Las diatomeas pertenecen a las microalgas oleaginosas debido a que presentan fracciones lipídicas del 25% (condiciones normales) al 45% (condiciones de estrés), cultivables en fotobioreactores (FBR). La producción de biodiésel a partir de diatomeas se da por medio de transesterificación del aceite preveniente de las microalgas. La producción de biodiésel se basa en la producción y captación de biomasa de diatomeas, la cual es deshidratada y sometida a ultrasonidos para que libere sus componentes, posteriormente los lípidos son separados de carbohidratos y proteínas. El aceite obtenido es sometido a transesterificación alcalina, ácida o enzimática para producir glicerol y biodiésel.

Los aceites provenientes de diatomeas son principalmente triglicéridos, que generan mezclas de ésteres de alquilo al convertirse en biocombustible. El cracking térmico o pirólisis, es un proceso alterno a la transesterificación que transforma triglicéridos en otros compuestos orgánicos simples.^[4]

Se ha determinado que las diatomeas tienen la capacidad de producir ácidos grasos poliinsaturados (AGPI) en altas concentraciones, como por ejemplo la producción de diatomeas del género Nitzschia de ácido eicosapentanoico (EPA). Nitzschia posee ventajas como la resistencia a temperaturas de hasta -6°C y ambientes altamente salobres, además su aceite alcanza el 50% del peso seco de la biomasa.^[5]