Introducción al estudio de las Macroalgas

Introducción

Las algas se caracterizan por su gran riqueza en
proteínas, mucílagos, oligoelementos y vitaminas,
hecho que ha propiciado el aprovechamiento de las algas en la
alimentación humana. Son de interés, dado su
importante contenido en vitaminas y principios activos de
importancia vital, tales como el yodo, fósforo, potasio,
cloro, azufre, etc. y oligoelementos en dosis pequeña que
no suelen ser tan frecuentes en otros alimentos más
comunes.

A pesar de que estos protistas no poseen raíz,
tallo, ni hojas, poseen una estructura general denominada talo en
la que se pueden reconocer tres formas estructurales
diferenciables: la fronda, el estipe y el rizoide

La diferenciación de las distintas divisiones, en
las que se agrupan las algas, se realiza fundamentalmente a
través de un grupo de caracteres diagnósticos que
se detallan a continuación:

1.- Organización celular: Es un carácter
muy importante todavía, pues en estos grupos se mantienen
variadas formas de organización celular, desde
unicelulares de vida libre, coloniales, filamentos pluricelulares
simples o ramificados hasta llegar a formas tan complejas como
las de talo compacto del tipo plectenquimático e incluso
con formación de tejidos verdaderos (según algunos
autores).

2.- Tipos de plastidios y pigmentos
fotosintéticos: La evolución paralela de los grupos
de algas ha devenido en el desarrollo de estructuras plastidiales
con características diferentes, así como en una
diversidad de pigmentos fotosintéticos. Con
relación a este último caso, la clorofila a
está presente en todos los grupos pero combinada con otro
tipo, que puede ser b, c, o d en dependencia
del grupo que se trate; con respecto a los carotenos existe una
mayor uniformidad y en el caso de las xantofilas y ficobilinas se
manifiestan diferencias notables entre las cuatro
divisiones.

3.- Sustancias de reserva: Cada grupo de algas presenta
tipos de sustancias de reserva fundamentales que los
caracterizan, entre las que encontramos almidón,
laminarina, etc.

4.- Composición química de la pared
celular: Aunque en todos los casos, los compuestos
químicos fundamentales que forman parte de la pared son la
celulosa y la pectina, hay otros compuestos secundarios de los
cuales se impregna la misma, que sirven como caracteres
diagnósticos en la diferenciación de las divisiones
de algas.

5.- Tipo de reproducción y formas móviles:
Los tipos de reproducción sexual que se utilizan para
distinguir los grupos de algas son: isogamia, anisogamia y
oogamia. El movimiento, en la mayoría de los casos,
está asociado a las células reproductoras; puede
darse el caso que los adultos sean móviles o
inmóviles, que sólo tengan motilidad las
células reproductoras o que ninguna estructura o
célula tenga movimiento. En la mayoría de las veces
la motilidad está asociada a la presencia de flagelos,
entonces la cantidad de los mismos, su tamaño, forma y
posición, pueden ser utilizados como caracteres
diagnósticos.

6.- Hábitat: Se dan casos muy variados entre las
divisiones de algas: mayoritariamente marinas, mayoritariamente
dulceacuícolas y con abundantes taxa representados en
ambos medios.

División
Rhodophyta. Caracteres

Las rodófitas, conocidas como algas rojas, son
por lo general marinas, casi siempre fijas a rocas u otros
sustratos, también pueden ser epífitas o
parásitas. Existen en todos los mares pero son más
abundantes en las regiones tropicales del hemisferio sur donde
son pequeñas, contrario a los mares fríos donde
alcanzan un mayor tamaño. Algunas son terrestres,
encontrándose en bordes de piscinas, invernaderos, etc. La
distribución vertical de estas algas es más amplia
que el de las pardas, alcanzando profundidades de 100 a 204
metros. Comprenden más de 400 géneros y de 3 500 a
4 000 especies, alrededor de 200 especies son de agua dulce,
presentes en corrientes frías y rápidas.

Pueden ser organismos unicelulares
(Bangiophycidae) o pluricelulares, de forma filamentosa,
laminares, etc.

Sus células pueden ser uninucleadas o
plurinucleadas, con la pared celular constituida por dos capas,
una interna celulósica y otra externa péctica,
donde se encuentran incluidas sustancias coloidales como el agar
y la carragenina de gran importancia económica. Hay
representantes donde la pared está impregnada de carbonato
de calcio y carbonato de magnesio.

Los cloroplastos (rodoplastos) son más sencillos
que en el resto de las divisiones y contienen clorofila a,
a veces d, carotenos, xantofilas y ficobilinas
-ficocianina (color rojo) y ficoeritrina (color azul)- lo que da
a los representantes de este grupo colores rojo, violado, negro
púrpura o rojo pardusco.

La principal sustancia de reserva es el almidón
de florídeas (intermedio entre el almidón y el
glucógeno) y se encuentra en el citoplasma de las
células y en la superficie de los plastidios. Otras
sustancias almacenadas son sacáridos como: la trehalosa,
el floridofósico, el ácido manoglicérico, la
sacarosa y polialcoholes.

Las algas rojas no presentan movimiento, ni en los
adultos, ni en sus células reproductoras, las que son
arrastradas por las corrientes de agua.

REPRODUCCION:

• Vegetativa puede ser por fragmentación (poco
  frecuente)

• Por esporas -monósporas (mitosis),
  carpósporas (mitosis) o tetrásporas
  (meiosis)

• Gamética (oogamia)

CICLO DE VIDA

• Ciclo Haplóntico –
  Haplodiplóntico con alternancia de tres generaciones:
  gametofito, carposporofito, tetrasporofito (exclusivo
  )

Los gametos masculinos se llaman
espermacios y se producen en espermatangios.

Los gametos femeninos se producen en el
carpogonio, célula con una prolongación llamada
tricógina.

Cuando el cigoto germina origina al
carposporofito productor de carpósporas.

Ejemplos de algas rojas:

Porphyra spp. Chondrus crispusGelidium
latifolium Porphyra laciniataCoralina rubens Rhodymenia
palmataScinaia furcellata

División
Phaeophyta. Caracteres

Los representantes de esta división habitan
generalmente en mares fríos, en zonas intermareales o
submareales poco profundos, en aguas salobres y solo tres
especies en agua dulce. Viven por lo general fijos al sustrato
por discos córneo-basales o rizoides, predominando en las
costas rocosas, semienterrados en la arena, epífitos,
parásitos o flotando libremente como es el caso de
Sargassum en el Atlántico Norte (Mar de los
Sargazos). Se conocen 240 géneros y más de 1 500
especies a nivel mundial.

Son organismos pluricelulares; el talo varía de
formas microscópicas filamentosas (menos de 1 mm) hasta
plantas de 50-70 ó más metros de longitud, lo que
se debe principalmente a la diversidad de tipos de crecimiento:
difuso, intercalar, marginal, tricotálico, los más
sencillos corresponden a filamentos uniseriados, no ramificados o
poco ramificados. En los organismos más especializados
–algunos autores plantean- que poseen tejidos bien
desarrollados y puede darse una diferenciación
considerable en las células del talo y en el tipo de
crecimiento. Ningún otro grupo de algas ha alcanzado la
diversidad de formas, la complejidad del aparato vegetativo, ni
el tamaño de las feofitas.

La pared celular consta de dos capas, una interna
resistente y celulósica, y otra externa mucilaginosa y
péctica. En la pared celular y en los espacios
intercelulares se encuentran en cantidades variables ficocoloides
como la algina y la fucoidina de gran importancia
económica, en algunos géneros la pared está
calcificada además.

Los cloroplastos se presentan en forma y número
variables, localizándose en ellos los pigmentos: clorofila
a y c, ß carotenos y xantofilas entre
la que se destaca la fucoxantina; estos, junto a otros pigmentos
enmascaran a las clorofilas y dan un color pardo o de otras
tonalidades a estas algas.

Las sustancias alimenticias se almacenan en forma
disuelta, básicamente como laminarina
(polisacárido) que tiene como componente al manitol
(polialcohol dulce) que se oxida produciendo manosa (hexosa),
también almacena grasas y otros glúcidos en
pequeñas cantidades.

Las algas pardas son inmóviles, no así sus
células reproductoras (gametos y zoósporas) que
presentan dos flagelos, uno anterior, largo barbulado y otro
posterior corto y liso, ambos en posición lateral a
excepción de Fucales, donde el flagelo posterior
es más largo que el anterior.

REPRODUCCION:

• Vegetativa: Por simple
  fragmentación del talo (Sargassum) o por fragmentos
  pluricelulares especializados (propágulos)

• Por esporas: del tipo mitósporas
  (2n), meiósporas (n) y que a su vez pueden ser
  zoósporas o aplanósporas

• Sexual o gamética con sus tres
  formas: isogamia –fusión sexual de gametos
  iguales estructuralmente-, anisogamia –fusión
  sexual de gametos desiguales- y la oogamia
  –fusión sexual de gametos desiguales, donde el
  femenino (oosfera) es inmóvil y el masculino
  (espermatozoide) es más pequeño y
  ciliado.

CICLO DE VIDA

• Ciclo Haplodiplóntico
  isomórfico y heteromórfico.

• Ciclo Diplóntico.

Ejemplos de estas Algas:

Sargassum bermudense

Sargassum natans

Turbinaria turbinata

Padina spp

Macrocystis sp (hasta 200 m de
longitud).

Fucus vesiculosus.Laminaria
digitata.Laminaria sacharina

Laminaria polyschides (alga
rizada)

División
Chlorophyta. Caracteres

Las clorófitas o algas verdes presentan un mayor
número de especies en aguas dulces (más del 90 %),
sin embargo los representantes marinos aunque en menor
número, son más desarrollados estructuralmente.
Además habitan en tierra húmeda, sobre otros
organismos, en el interior de algunos o como simbiontes
(líquenes).

Los representantes de esta división son
microscópicos unicelulares, filamentosos simples o
ramificados, coloniales y pluricelulares bien desarrollados con
talos foliáceos, provistos de rizoides y su aspecto
externo es parecido al de las plantas superiores.

La pared celular está formada por dos capas: una
interna de celulosa y otra externa de pectina, estando
impregnadas en ocasiones de carbonato de calcio.

Los cloroplastos son similares a los de las plantas
superiores, de uno a numerosos por célula, de forma
variada: reticulares, discoidales, estrellados, espiralados,
etc., carácter taxonómico muy útil para la
identificación de especies. Los pigmentos presentes son:
la clorofila a, b, xantofilas y carotenos que le
dan el color verde hierba característico en los
representantes de esta división.

Asociados a los cloroplastos se encuentran los
pirenoides, de origen proteico y que se recubren de
almidón, que es la sustancia de reserva fundamental,
además de grasas y aceites.

Los clorófitos presentan movimientos mediante
flagelos, situados en posición anterior, lisos y de igual
tamaño, en número de 2 a 4 tanto en adultos como en
células reproductoras.

En esta división los organismos se reproducen
vegetativamente por división celular,
fragmentación, por esporas y gaméticamente
(isogamia, anisogamia u oogamia). Los ciclos de vida son del tipo
haplóntico, diplóntico, haplodiplóntico
isomórfico y haplodiplóntico
heteromórfico.

REPRODUCCION:

• Vegetativa por Fisión binaria y
  por fragmentación

• Esporas (acinetos, zoósporas,
  aplanósporas, autósporas)

• Gaméticamente (isogamia,
  anisogamia u oogamia)

Ciclo de vida

• Haplóntico, diplóntico,
  haplodiplóntico isomórfico y
  haplodiplóntico heteromórfico.

Ciclo de vida de Ulva spp (con alternancia de
generaciones)

Ejemplos de algas verdes:

Caulerpa taxifolia

Ulva fascista

Ulva lactuca

Halimeda opuntia

Penicillus capitatus

Importancia de
las algas

Desde  tiempos  pasados, el hombre  ha
usado las algas con distintos fines. En China desde el año
2700 A.C. y los griegos  y romanos las usaban como
alimentación, para el forraje como plantas medicinales y
en cosmética.  Los aztecas empleaban la cianobacteria
Spirulina,  que recolectaban el lago  Texcoco,
como complemento proteico. Actualmente tienen usos industriales,
agropecuarios, alimentación,
médico-farmacológicos y en restauración
medioambiental. La cantidad de algas transformadas en todo el
mundo es del orden de 7 billones de toneladas de peso fresco,
siendo los países asiáticos los productores de casi
el 80 % de las materias primas.

En España, los agricultores del  Norte y
noroeste han empleado algas como abono de las tierras de cultivo,
en algunos lugares se han consumido y finalmente  se cuenta
con industrias de extracción de agar muy importantes a
nivel mundial.

Las algas, en general, constituyen un grupo de
extraordinario valor desde el punto de vista ecológico.
Son la principal fuente de entrada de energía en los
ecosistemas acuáticos y, en consecuencia, la base de la
productividad primaria.

El fitoplancton constituye la principal fuente de
oxígeno atmosférico al tiempo que,
consecuentemente, realiza la mayor fijación de carbono
orgánico en el planeta. Esto en gran medida es el
resultado, no sólo de una alta tasa de productividad
primaria, sino también de una gran extensión
aprovechadora de la irradiación solar para realizar
fotosíntesis, pues las tres cuartas partes de la
superficie del globo terrestre están cubiertas de
agua.

La utilización de las algas planctónicas
en la dieta del hombre es bastante limitada. Los japoneses
consumen especies de Chlorella como suplo
dietético.

Algunas especies son indicadoras de contaminación
y condiciones particulares del agua, como es el caso de altas
concentraciones de iones de hidrógeno.

Las clorófitas planctónicas pueden ser
empleadas de modos diversos en los tanques de oxidación de
las aguas residuales. Su alta tasa fotosintética permite
el aporte de grandes cantidades de oxígeno, que resultan
imprescindibles para una rápida descomposición de
aguas residuales por parte de las bacterias aerobias. Las sales
nutrientes resultantes de este proceso son empleadas en el
crecimiento de las propias algas y en el riego de
cultivos.

Las algas bénticas ofrecen sustrato y refugio a
pequeños organismos que se encuentran entre sus foliolos.
Favorecen la estabilización de los sedimentos del fondo,
además de contribuir a la formación de arena,
así como a la estructura de los arrecifes. Algunas algas
constituyen indicadores de contaminación; por otra parte,
poseen la capacidad de responder de forma sensible a los cambios
del ambiente por lo que han sido empleados para evaluar la
calidad ambiental.

Las algas son una pieza clave de nuestra vida cotidiana.
Aunque es muy probable que podamos sobrevivir sin usar las algas
y sus diversos derivados, nuestra vida cotidiana sería muy
distinta sin ellas. Aún sin pensarlo, todo el tiempo
estamos en contacto con algún derivado de las algas. Las
algas y sus derivados forman parte de nuestra vida cotidiana en
alimentos, fármacos y a hasta en pintura y en nuestra
ropa. Las algas son fuente de muchos productos
útiles.

En Asia y algunas partes de América, existe
tradición del empleo de las algas en la
alimentación humana. En las islas Hawaii unas 75 especies
de algas son utilizadas en la alimentación humana; de
forma semejante son empleadas en Japón, China, Filipinas,
Indonesia, México, Chile, Canadá, etc.

Las algas marinas aportan numerosos nutrientes y
minerales esenciales, son fuentes de hierro, calcio, iodo,
provitamina A, vitamina B y vitamina C. El modo de empleo es
variado, pues pueden ingerirse directamente o como aditamento en
la confección de salsas, sopas, confituras, macarrones,
guisados con carnes e incluso en dulces.

Algunas especies de algas se utilizan como suplemento de
la dieta animal, en la elaboración de piensos, para aves y
ganados. Así, por ejemplo, en Escocia e Irlanda,
Rhodymenia palmata es utilizada en la
alimentación de cabras, ovejas y ganado, sin que afecte
sus propiedades organolépticas.

Las algas se emplean también como fertilizantes
agrícolas en Europa y América, lo cual está
fundamentado por la gran variedad de nutrientes minerales que
contienen sus tejidos. Además, debido a sus coloides
muchas especies sirven como excelentes acondicionadores del
suelo. Con este fin se emplean en forma de cenizas o
secas.

Algunas especies de rodofitas y otras algas coralinas
acumulan gran cantidad de carbonato de calcio, por lo que molidas
e incorporadas al terreno resultan útiles para corregir
suelos turbosos y de mucho humus. También pueden ser
empleadas especies como estabilizadores de pH y como
acondicionadores de suelos. La tabla 7 ofrece una relación
de especies de algas que son utilizadas como abonos en diferentes
cultivos.

Empleo de las algas marinas como
fertilizantes

Las algas han sido utilizadas como fuentes
de líquidos fertilizantes, fundamentalmente extractos de
algas pardas como Laminaria, Fucus y Macrocystes; MAXICROP y
ACINURE constituyen dos marcas conocidas y que han dado
excelentes resultados como estimulantes del crecimiento vegetal y
en la protección contra hongos y plagas en
general.

Desde épocas muy remotas en China se utilizaron
varias especies de Sargassum y Laminaria en el
tratamiento de paperas y otros trastornos glandulares. El uso de
algas en la medicina es muy antiguo. Así, por ejemplo,
Gelidium se emplea en trastornos estomacales y fiebres;
Gelidium y Pterocladia se utilizaron como
laxantes y es reconocido el poder antibiótico de
Gracilaria, Ulva y Scenedesmus.

Se han determinado un buen número de especies
cuyos extractos presentan actividad antiviral o con efectos sobre
estructuras que intervienen en el funcionamiento del sistema
nervioso central.

Se investiga además, el efecto de Gracilaria
domingensis como antitumoral y antimicrobiana

El uso más extendido de las algas marinas es en
la industria, en la obtención de ficocoloides. De estos
compuestos el agar y los carragenanos son producidos por algas
rojas y los alginatos por las pardas.

Alginatos.

El ácido algínico tiene una
aplicación limitada. Son sus sales los alginatos de sodio,
potasio y amonio los que tienen una amplia gama de empleos.
Poseen importantes aplicaciones en la industria por su
potencialidad para formar soluciones acuosas a concentraciones
bajas, su habilidad para formar membranas y fibras, así
como para formar gel. Sus usos más factibles
son:

• Industria alimentaria controlando la viscosidad de
  siropes y sopas.

• Industria farmacéutica para formar capas
  protectoras de tabletas y píldoras.

• Industria de cosméticos como sustancia
  espesante de cremas, lociones, champú y para
  estabilizar jabones y detergentes.

• Industria textil en la fabricación de telas
  impermeables.

• Son productoras de alginatos las especies de
  Sargassum y Turbinaria.

Carragenanos:

Estos compuestos poseen también numerosas
aplicaciones en procesamiento de alimentos, en farmacia,
cosméticos y muchas otras ramas de la industria moderna
como gel estabilizante, sustancia espesadora y agente
emulsionante.

Entre los empleos del carragenano se incluyen su uso en
la industria de chocolate, leche, pudines, helados y en la
estabilización de fórmulas de bebidas
instantáneas.

Son fuente de carragenanos especies de Eucheuma
e Hypnea.

Agar.

Se emplea en la industria moderna en numerosas
ramas:

• Alimentación: producción de pan,
  pudines, cremas, sopas, jaleas, quesos, condimentos para
  ensaladas, pescados y cereales, así como en la
  fabricación de vinos y cervezas.

• Cosmetología: como estabilizador de
  emulsiones en cremas, creyones, lociones, champú y
  otros.

• Farmacéutica: para cubrir cápsulas y
  otros productos medicinales.

• Microbiología: como medio de cultivo por su
  propiedad de mantenerse estable a altas temperaturas, lo que
  permite su esterilización efectiva. Muy pocos
  microorganismos pueden degradar el agar, ya que precisan de
  la enzima ie–agarasa.

• Biotecnología: en calidad de sustrato de
  plántulas obtenidas por cultivo in
  vitro.

Entre las especies productoras de agar se destacan las
de los géneros Gracilaria, Gelidium,
Gelidiella, Bryothamnion, Digenea y
Spyridia, entre otras.

Autor:

Mallelyn González
González