Alga
Algas marinas macroscópicas

Alga
Grupo informal de algas marinas macroscópicas
"Fucus serrato"
Fucus serrato
Clasificación científicaEditar esta clasificación
Dominio:Eucariota
Las algas marinas se pueden encontrar en los siguientes grupos
Fotografía de algas con pequeñas áreas hinchadas al final de cada fronda.
Ascophyllum nodosum expuesto al sol en Nueva Escocia , Canadá
Fotografía de una fronda de alga desprendida que yace sobre la arena
Dedos de hombre muerto ( Codium frágil ) en la costa de Massachusetts , Estados Unidos
Fotografía de alga con la punta flotando en la superficie.
La cima de un bosque de algas en Otago , Nueva Zelanda

Las algas marinas , o macroalgas , se refieren a miles de especies de algas marinas macroscópicas y multicelulares . El término incluye algunos tipos de macroalgas Rhodophyta (rojas), Phaeophyta (marrones) y Chlorophyta (verdes). Las especies de algas marinas , como las kelps, proporcionan un hábitat de crianza esencial para la pesca y otras especies marinas y, por lo tanto, protegen las fuentes de alimento; otras especies, como las algas planctónicas , desempeñan un papel vital en la captura de carbono y la producción de al menos el 50% del oxígeno de la Tierra. [3]

Los ecosistemas naturales de algas marinas a veces se ven amenazados por la actividad humana. Por ejemplo, el dragado mecánico de algas marinas destruye el recurso y las pesquerías dependientes de él. Otras fuerzas también amenazan algunos ecosistemas de algas marinas; por ejemplo, una enfermedad debilitante en los depredadores de los erizos morados ha provocado un aumento repentino de la población de erizos que ha destruido grandes regiones de bosques de algas marinas frente a la costa de California. [4]

Los seres humanos tienen una larga historia de cultivo de algas marinas para sus usos. En los últimos años, el cultivo de algas marinas se ha convertido en una práctica agrícola mundial, proporcionando alimentos, material de base para diversos usos químicos (como la carragenina ), piensos para el ganado y fertilizantes. Debido a su importancia en las ecologías marinas y para la absorción de dióxido de carbono, recientemente se ha prestado atención al cultivo de algas marinas como una posible estrategia de mitigación del cambio climático para la biocaptura de dióxido de carbono , junto con otros beneficios como la reducción de la contaminación por nutrientes , el aumento del hábitat para las especies acuáticas costeras y la reducción de la acidificación local de los océanos . [5] El Informe especial del IPCC sobre el océano y la criosfera en un clima cambiante recomienda "una mayor atención a la investigación" como táctica de mitigación. [6]

Taxonomía

"Algas marinas" carece de una definición formal, pero las algas marinas generalmente viven en el océano y son visibles a simple vista. El término se refiere tanto a plantas con flores sumergidas en el océano, como las zosteras marinas , como a algas marinas más grandes. En general, es uno de varios grupos de algas multicelulares ; rojas , verdes y marrones . [7] Carecen de un ancestro multicelular común, formando un grupo polifilético . Además, las algas verdeazuladas ( Cianobacterias ) se consideran ocasionalmente en la literatura sobre algas marinas. [8]

El número de especies de algas todavía es un tema de discusión entre los científicos, pero lo más probable es que existan varios miles de especies de algas. [9]

Géneros

Claudea elegans tetrasporangios

La siguiente tabla enumera algunos ejemplos de géneros de algas.

Género
Filo de las algas		Observaciones
CaulerpaVerdeSumergido.
FucusMarrónEn zonas intermareales sobre costas rocosas.
GracilariaRojoCultivado para alimentación.
LaminariasMarrónTambién conocido como alga marina, se encuentra
entre 8 y 30 m bajo el agua y
se cultiva para su consumo.
MacrocistisMarrónAlgas gigantes
que forman copas flotantes.
MonostromaVerde
PorfiriaRojoZonas intermareales de clima templado y
cultivadas para alimentación.
SargazoMarrónPelágico especialmente en el Mar de los Sargazos.

Anatomía

La apariencia de las algas se asemeja a las plantas terrestres no leñosas . Su anatomía incluye: [10] [11]

  • Talo : cuerpo de alga
    • Lámina o cuchilla: estructura aplanada que tiene cierta forma de hoja.
      • Sorus : cúmulo de esporas
      • neumatocisto , vejiga natatoria: órgano que ayuda a la flotación en la hoja
      • Alga marina , flotador: órgano que ayuda a la flotación entre la lámina y el estípite.
    • Estípite : estructura parecida a un tallo, puede estar ausente
    • Fijación : estructura basal que proporciona fijación a un sustrato.

El tallo y la lámina se conocen colectivamente como fronda .

Ecología

Las algas cubren este fondo marino rocoso en la costa este de Australia.

Dos requisitos ambientales dominan la ecología de las algas marinas . Estos son el agua de mar (o al menos agua salobre ) y luz suficiente para permitir la fotosíntesis . Otro requisito común es un punto de fijación, y por lo tanto las algas marinas habitan más comúnmente en la zona litoral (aguas cercanas a la costa) y dentro de esa zona, en costas rocosas más que en arena o guijarros. Además, hay pocos géneros (por ejemplo, Sargassum y Gracilaria ) que no viven adheridos al fondo marino, sino que flotan libremente.

Las algas marinas ocupan varios nichos ecológicos. En la superficie, solo se humedecen con las capas superiores de la espuma marina, mientras que algunas especies pueden adherirse a un sustrato a varios metros de profundidad. En algunas áreas, las colonias de algas litorales pueden extenderse kilómetros mar adentro. [ cita requerida ] Las algas marinas que viven a mayor profundidad son algunas especies de algas rojas . Otras se han adaptado a vivir en charcas de marea . En este hábitat, las algas marinas deben soportar cambios rápidos de temperatura y salinidad y una desecación ocasional. [ 12 ]

También se ha demostrado que las macroalgas y los detritos de macroalgas son una fuente importante de alimento para los organismos bentónicos, porque las macroalgas se deshacen de las frondas viejas . [13] Estas frondas de macroalgas tienden a ser utilizadas por el bentos en la zona intermareal cerca de la costa. [14] [15] Alternativamente, los neumatocistos ("burbujas" llenas de gas) pueden mantener a flote el talo de las macroalgas ; las frondas son transportadas por el viento y las corrientes desde la costa hasta el océano profundo. [13] Se ha demostrado que los organismos bentónicos también a varios cientos de m tienden a utilizar estos restos de macroalgas. [15]

Como las macroalgas absorben dióxido de carbono y liberan oxígeno en la fotosíntesis , las frondas de macroalgas también pueden contribuir al secuestro de carbono en el océano, cuando las frondas de macroalgas se desplazan mar adentro hacia las cuencas oceánicas profundas y se hunden hasta el fondo marino sin ser remineralizadas por los organismos. [13] La importancia de este proceso para el almacenamiento de carbono azul es actualmente un tema de discusión entre los científicos. [16] [17] [18]

Expansión biogeográfica

En la actualidad, una serie de factores (por ejemplo, el transporte en los cascos de los barcos, los intercambios entre criadores de mariscos, el calentamiento global, la apertura de canales transoceánicos) se combinan para aumentar la transferencia de algas exóticas a nuevos entornos. Desde la perforación del Canal de Suez, la situación es particularmente grave en el mar Mediterráneo, un "punto caliente de biodiversidad marina" que ahora registra más de 120 especies de algas recién introducidas, la mayor cantidad en el mundo. [19]

Producción

En 2019 se produjeron 35.818.961 toneladas, de las cuales el 97,38% se produjeron en países asiáticos. [20]

Producción de algas
Paístoneladas
por año,
cultivadas y silvestres
Porcelana20.351.442
Indonesia9.962.900
Corea del Sur1.821.475
Filipinas1.500.326
Corea del Norte603.000
Chile427.508
Japón412.300
Malasia188.110
Noruega163.197
República Unida de Tanzanía106.069

Agricultura

El cultivo de algas marinas o cultivo de algas marinas es la práctica de cultivar y cosechar algas marinas. En su forma más simple, los agricultores las recolectan de lechos naturales, mientras que en el otro extremo, los agricultores controlan completamente el ciclo de vida del cultivo .

Los siete taxones más cultivados son Eucheuma spp., Kappaphycus alvarezii , Gracilaria spp., Saccharina japonica , Undaria pinnatifida , Pyropia spp. y Sargassum fusiforme . Eucheuma y K. alvarezii son atractivos por la carragenina (un agente gelificante ); Gracilaria se cultiva para agar ; el resto se come después de un procesamiento limitado. [21] Las algas marinas son diferentes de los manglares y los pastos marinos , ya que son organismos de algas fotosintéticas [22] y no producen flores. [21]

Los mayores países productores de algas en 2022 son China (58,62%) e Indonesia (28,6%); seguidos de Corea del Sur (5,09%) y Filipinas (4,19%). Otros productores notables son Corea del Norte (1,6%), Japón (1,15%), Malasia (0,53%), Zanzíbar ( Tanzania , 0,5%) y Chile (0,3%). [23] [24] El cultivo de algas se ha desarrollado con frecuencia para mejorar las condiciones económicas y reducir la presión pesquera. [25]

La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) informó que la producción mundial en 2019 fue de más de 35 millones de toneladas. América del Norte produjo unas 23.000 toneladas de algas húmedas. Alaska, Maine, Francia y Noruega duplicaron con creces su producción de algas desde 2018. En 2019, las algas representaban el 30% de la acuicultura marina . [ 26 ]

El cultivo de algas es un cultivo carbono negativo , con un alto potencial para la mitigación del cambio climático . [27] [28] El Informe Especial del IPCC sobre el Océano y la Criosfera en un Clima Cambiante recomienda "una mayor atención a la investigación" como táctica de mitigación. [29] El Fondo Mundial para la Naturaleza , Océanos 2050 y The Nature Conservancy apoyan públicamente la expansión del cultivo de algas. [26]

Usos

Las algas marinas tienen una variedad de usos, para los cuales se cultivan [30] o se recolectan. [31]

Alimento

Las algas se consumen en todo el mundo, particularmente en el este de Asia , por ejemplo, Japón , China , Corea , Taiwán y el sudeste de Asia , por ejemplo , Brunei , Singapur , Tailandia , Birmania , Camboya , Vietnam , Indonesia , Filipinas y Malasia , [32] así como en Sudáfrica , Belice , Perú , Chile , las provincias marítimas canadienses , Escandinavia , el suroeste de Inglaterra , [33] Irlanda , Gales , Hawái y California , y Escocia .

Gim (김, Corea), nori (海苔, Japón) y zicai (紫菜, China) son láminas de Porphyra seca que se utilizan en sopas, sushi u onigiri (bolas de arroz). El gameto en Filipinas, procedente de Pyropia seca , también se utiliza como ingrediente aromatizante para sopas, ensaladas y tortillas . [34] Chondrus crispus ('musgo irlandés' o musgo de carragenina ) se utiliza en aditivos alimentarios, junto con Kappaphycus y las algas gigartinoides . La porphyra se utiliza en Gales para hacer pan de algas (a veces con harina de avena ). En el norte de Belice , las algas se mezclan con leche , nuez moscada , canela y vainilla para hacer " dulce ".

El alginato , el agar y la carragenina son productos gelatinosos de algas marinas conocidos colectivamente como hidrocoloides o ficocoloides . Los hidrocoloides son aditivos alimentarios. [35] La industria alimentaria explota sus propiedades físicas gelificantes, de retención de agua, emulsionantes y otras. El agar se utiliza en alimentos como confitería, productos cárnicos y avícolas, postres y bebidas y alimentos moldeados. La carragenina se utiliza en aderezos y salsas para ensaladas, alimentos dietéticos y como conservante en carnes y pescados, productos lácteos y productos horneados.

Las algas marinas se utilizan como pienso para animales. Hace tiempo que pastan ovejas, caballos y vacas en el norte de Europa, aunque sus beneficios nutricionales son cuestionables. Su contenido de proteínas es bajo y su contenido de metales pesados ​​es alto, especialmente arsénico y yodo, que son respectivamente tóxicos y nutritivos. [36] [37]

Son valoradas por la producción de pescado. [38] La adición de algas marinas a la alimentación del ganado puede reducir sustancialmente las emisiones de metano del ganado, [39] pero solo las emisiones de sus corrales de engorde. A partir de 2021, las emisiones de los corrales de engorde representan el 11% de las emisiones totales del ganado. [40]

Medicina y hierbas

Fotografía de rocas cubiertas por materia vegetal seca.
Rocas cubiertas de algas en el Reino Unido
Fotografía de un embarcadero de roca cubierto de algas.
Algas marinas en las rocas de Long Island

Los alginatos se utilizan en apósitos para heridas (ver apósito de alginato ) y moldes dentales. En microbiología , se utiliza agar como medio de cultivo. Las carrageninas, los alginatos y las agarosas, junto con otros polisacáridos de macroalgas, tienen aplicaciones biomédicas . Delisea pulchra puede interferir con la colonización bacteriana. [41] Los sacáridos sulfatados de las algas rojas y verdes inhiben algunos virus con envoltura de ADN y ARN . [42]

El extracto de algas se utiliza en algunas píldoras de dieta. [43] Otras píldoras de algas explotan el mismo efecto que la banda gástrica , expandiéndose en el estómago para hacer que el estómago se sienta más lleno. [44] [45]

Mitigación del cambio climático

El cultivo de algas marinas en mar abierto puede actuar como una forma de secuestro de carbono para mitigar el cambio climático. [46] [47] Los estudios han informado que los bosques de algas marinas cercanos a la costa constituyen una fuente de carbono azul , ya que los detritos de las algas marinas son transportados al océano medio y profundo, secuestrando así carbono. [29] [28] [48] [49] [50] Macrocystis pyrifera (también conocida como alga gigante) secuestra carbono más rápido que cualquier otra especie. Puede alcanzar 60 m (200 pies) de longitud y crecer tan rápido como 50 cm (20 pulgadas) al día. [51] Según un estudio, cubrir el 9% de los océanos del mundo con bosques de algas marinas podría producir "suficiente biometano para reemplazar todas las necesidades actuales de energía de combustibles fósiles, al tiempo que elimina 53 mil millones de toneladas de CO 2 por año de la atmósfera, restaurando los niveles preindustriales". [52] [53]

Otros usos

Otras algas pueden utilizarse como fertilizante , abono para paisajismo o para combatir la erosión de las playas enterrándolas en las dunas de la playa. [54]

Las algas marinas se están considerando como una fuente potencial de bioetanol . [55] [56]

Las algas se extraen de la parte superior de un depurador/cultivador de algas para desecharlas o usarlas como alimento, fertilizante o cuidado de la piel.

Los alginatos se utilizan en productos industriales como recubrimientos de papel, adhesivos, tintes, geles, explosivos y en procesos como el encolado de papel, la impresión textil, el hidromulching y la perforación. Las algas marinas son un ingrediente en la pasta de dientes, los cosméticos y las pinturas. Las algas marinas se utilizan para la producción de hilo biológico (un textil). [57]

Varios de estos recursos pueden obtenerse a partir de algas mediante biorrefinación .

La recolección de algas es el proceso de recolección, secado y prensado de algas. Era un pasatiempo popular en la época victoriana y sigue siendo un pasatiempo en la actualidad. En algunos países emergentes, las algas se recolectan a diario para apoyar a las comunidades.

En Tanzania, las mujeres cultivan "mwani" (algas marinas en suajili). Las granjas están formadas por pequeños palitos dispuestos en hileras ordenadas en aguas cálidas y poco profundas. Una vez que cosechan las algas, las utilizan para muchos fines: alimentos, cosméticos, telas, etc.

A veces se utilizan algas para construir techos en las casas de Læsø, en Dinamarca . [58]

Riesgos para la salud

Las algas en descomposición son una potente fuente de sulfuro de hidrógeno , un gas altamente tóxico, y han sido implicadas en algunos incidentes de aparente intoxicación por sulfuro de hidrógeno. [59] Puede causar vómitos y diarrea. [60]

La llamada "alga urticante" Microcoleus lyngbyaceus es una cianobacteria filamentosa que contiene toxinas, entre ellas la linfatoxina-a y la debromoaplysiatoxina . El contacto directo con la piel puede provocar dermatitis por algas marinas, caracterizada por lesiones dolorosas y ardientes que duran varios días. [1] [61]

Amenazas

La enfermedad bacteriana del hielo-hielo infecta al Kappaphycus (alga roja), tornando blancas sus ramas. La enfermedad causó grandes pérdidas de cosechas en Filipinas, Tanzania y Mozambique. [62]

Los páramos de erizos de mar han reemplazado a los bosques de algas en múltiples áreas. Son "casi inmunes a la inanición". Su esperanza de vida puede superar los 50 años. Cuando sufren estrés por el hambre, sus mandíbulas y dientes se agrandan y forman "frentes" y cazan comida colectivamente. [62]

Véase también

Referencias

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Lectura adicional

  • Iselin, Josie. Un jardín oceánico: la vida secreta de las algas marinas (Oregon State University Press, 2023) reseña del libro en línea
  • Wiencke, Christian, Kai Bischof (ed.) Biología de las algas marinas: nuevos conocimientos sobre ecofisiología, ecología y utilización . Springer (2012). ISBN 978-3-642-28450-2 (versión impresa); ISBN 978-3-642-28451-9 (versión electrónica).  
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  • Sitio de algas marinas de Michael Guiry, información sobre todos los aspectos de las algas, las algas marinas y la biología de las algas
  • SeaweedAfrica, información sobre la utilización de algas en el continente africano.
  • Las algas. Una industria química en Bretaña, ayer y hoy.
  • AlgaeBase, una base de datos taxonómica, de imágenes y de utilización de algas de agua dulce, marinas y terrestres, incluidas las algas marinas.
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