5 04__Algas

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5.4: Algas
Explicar por qué las algas están incluidas dentro de la disciplina de la microbiología
Describir las características únicas de las algas
Identificar ejemplos de algas productoras de toxinas
Compara los principales grupos de algas en este capítulo, y da ejemplos de cada
Clasificar los organismos algales según grupos principales
Las algas son protistas autótroficos que pueden ser unicelulares o multicelulares. Estos organismos se encuentran en los
supergrupos Chromalveolata (dinoflagelados, diatomeas, algas doradas y algas pardas) y Archaeplastida (algas rojas y algas
verdes). Son importantes ecológica y ambientalmente porque son responsables de la producción de aproximadamente 70% del
oxígeno y materia orgánica en ambientes acuáticos. Algunos tipos de algas, incluso las que son microscópicas, son consumidas
regularmente por humanos y otros animales. Adicionalmente, las algas son la fuente de agar, agarosa y carragenina, agentes
solidificantes utilizados en laboratorios y en la producción de alimentos. Aunque las algas no suelen ser patógenas, algunas
producen toxinas. Las floraciones de algas dañinas, que ocurren cuando las algas crecen rápidamente y producen poblaciones
densas, pueden producir altas concentraciones de toxinas que perjudican la función hepática y del sistema nervioso en animales
acuáticos y humanos.
Al igual que los protozoos, las algas suelen tener estructuras celulares complejas. Por ejemplo, las células de algas pueden tener
uno o más cloroplastos que contienen estructuras llamadas pirenoides para sintetizar y almacenar almidón. Los propios cloroplastos
difieren en su número de membranas, indicativo de eventos endosimbióticos secundarios o terciarios raros. Los cloroplastos
primarios tienen dos membranas, una de las cianobacterias originales que envolvió la célula eucariota ancestral y otra de la
membrana plasmática de la célula envolvente. Los cloroplastos en algunos linajes parecen haber resultado de endosimbiosis
secundaria, en la que otra célula engullió una célula de algas verdes o rojas que ya tenía un cloroplasto primario dentro de ella. La
célula envolvente destruyó todo excepto el cloroplasto y posiblemente la membrana celular de su célula original, dejando tres o
cuatro membranas alrededor del cloroplasto. Diferentes grupos de algas tienen diferentes pigmentos, los cuales se reflejan en
nombres comunes como algas rojas, algas pardas y algas verdes.
Algunas algas, las algas marinas, son macroscópicas y pueden confundirse con las plantas. Las algas pueden ser rojas, marrones o
verdes, dependiendo de sus pigmentos fotosintéticos. Las algas verdes, en particular, comparten algunas similitudes importantes
con las plantas terrestres; sin embargo, también hay distinciones importantes. Por ejemplo, las algas marinas no tienen tejidos u
órganos verdaderos como lo hacen las plantas. Adicionalmente, las algas marinas no tienen una cutícula cerosa para evitar la
desecación. Las algas también pueden confundirse con cianobacterias, bacterias fotosintéticas que se parecen a las algas; sin
embargo, las cianobacterias son procariotas (ver Bacterias Gram-negativas y Bacterias Fototróficas no Proteobacterias).
Las algas tienen una variedad de ciclos de vida. La reproducción puede ser asexual por mitosis o sexual usando gametos.
Diversidad de algas
Aunque las algas y los protozoos anteriormente estaban separados taxonómicamente, ahora se mezclan en supergrupos. Las algas
se clasifican dentro de la Chromalveolata y la Archaeplastida. Aunque los Euglenozoa (dentro del supergrupo Excavata) incluyen
organismos fotosintéticos, estos no se consideran algas porque se alimentan y son móviles.
Los dinoflagelados y estramenopiles se encuentran dentro de la Chromalveolata. Los dinoflagelados son en su mayoría organismos
marinos y son un componente importante del plancton. Tienen una variedad de tipos nutricionales y pueden ser fototróficos,
heterótrofos o mixotróficos. Los fotosintéticos utilizan clorofila a, clorofila c y otros pigmentos fotosintéticos (Figura ).
Generalmente tienen dos flagelos, lo que hace que giren (de hecho, el nombre dinoflagelado proviene de la palabra griega para
“torbellino”: dini). Algunos tienen placas de celulosa que forman una cubierta externa dura, o teca, como armadura.
Adicionalmente, algunos dinoflagelados producen neurotoxinas que pueden causar parálisis en humanos o peces. La exposición
puede ocurrir por contacto con agua que contiene las toxinas dinoflageladas o alimentándose de organismos que han comido
dinoflagelados.
Cuando una población de dinoflagelados se vuelve particularmente densa, puede ocurrir una marea roja (un tipo de floración de
algas dañinas). Las mareas rojas causan daño a la vida marina y a los humanos que consumen vida marina contaminada. Los
principales productores de toxinas incluyen Gonyaulax y Alexandrium, los cuales causan intoxicación paralítica por mariscos. Otra
Objetivos de aprendizaje
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especie, Pfiesteria piscicida, es conocida como asesina de peces porque, en ciertas partes de su ciclo de vida, puede producir
toxinas dañinas para los peces y parece ser responsable de un conjunto de síntomas, incluyendo pérdida de memoria y confusión,
en humanos expuestos al agua que contiene la especie.
Figura : Los dinoflagelados presentan una gran diversidad de formas. Muchas están envueltas en armadura de celulosa y tienen
dos flagelos que encajan en surcos entre las placas. El movimiento de estos dos flagelos perpendiculares provoca un movimiento
giratorio. (crédito: modificación de obra por parte del CSIRO)
Los estramenopiles incluyen las algas doradas (Chrysophyta), las algas pardas (Phaeophyta) y las diatomeas (Bacillariophyta). Los
stramenopiles tienen clorofila a, clorofila c y fucoxantina como pigmentos fotosintéticos. Su carbohidrato de almacenamiento
es la crisolaminarina. Mientras que algunos carecen de paredes celulares, otros tienen escamas. Las diatomeas tienen flagelos y
frustulas, que son paredes celulares externas de sílice cristalizada; sus restos fosilizados se utilizan para producir tierra de
diatomeas, la cual tiene una gama de usos como filtración y aislamiento. Adicionalmente, las diatomeas pueden reproducirse sexual
o asexualmente. Se sabe que un género de diatomeas, Pseudo-Nitzschia, está asociado con floraciones algales dañinas.
Las algas pardas (Phaeophyta) son algas marinas multicelulares. Algunos pueden ser extremadamente grandes, como el kelp
gigante (Laminaria). Tienen hojas parecidas a hojas, tallos y estructuras llamadas retenciones que se utilizan para unirse al sustrato.
Sin embargo, estas no son verdaderas hojas, tallos o raíces (Figura ). Sus pigmentos fotosintéticos son clorofila a, clorofila c, β
-caroteno y fucoxantina. Utilizan laminarina como carbohidrato de almacenamiento.
Los arqueplastídicos incluyen las algas verdes (Chlorophyta), las algas rojas (Rhodophyta), otro grupo de algas verdes
(Charophyta) y las plantas terrestres. Las Charaphyta son las más similares a las plantas terrestres porque comparten un mecanismo
de división celular y una importante vía bioquímica, entre otros rasgos que los otros grupos no tienen. Al igual que las plantas
terrestres, Charophyta y Chlorophyta tienen clorofila a y clorofila b como pigmentos fotosintéticos, paredes celulares de celulosa y
almidón como molécula de almacenamiento de carbohidratos. La clamidomonas es una alga verde que tiene un solo cloroplasto
grande, dos flagelos y un estigma (mancha ocular); es importante en la investigación en biología molecular (Figura ).
Chlorellaes una alga unicelular grande, no móvil, y Acetabularia es una alga verde unicelular aún más grande. El tamaño de estos
organismos desafía la idea de que todas las células son pequeñas, y se han utilizado en la investigación genética desde que Joachim
Hämmerling (1901—1980) comenzó a trabajar con ellas en 1943. Volvox es una alga colonial unicelular (Figura ). Una alga
verde multicelular más grande es Ulva, también conocida como lechuga marina debido a sus hojas grandes, comestibles y verdes.
El rango de formas de vida dentro de la clorofito, desde unicelulares hasta varios niveles de colonialidad y formas multicelulares,
ha sido un modelo de investigación útil para comprender la evolución de la multicelularidad. Las algas rojas son principalmente
multicelulares pero incluyen algunas formas unicelulares. Tienen paredes celulares rígidas que contienen agar o carragenina, las
cuales son útiles como agentes solidificantes de alimentos y como solidificador agregado a los medios de crecimiento para
microbios.
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Figura : (a) Estas grandes algas multicelulares son miembros de las algas pardas. Tenga en cuenta las “hojas” y “tallos” que los
hacen parecer similares a las plantas verdes. (b) Se trata de una especie de alga roja que también es multicelular. (c) La alga verde
Halimeda incrassata, que se muestra aquí creciendo en el fondo marino en aguas poco profundas, parece tener estructuras similares
a plantas, pero no es una planta verdadera. d) La bioluminiscencia, visible en la onda crestante en esta imagen, es un fenómeno de
ciertos dinoflagelados. e) Las diatomeas (que se muestran en esta micrografía) producen pruebas silíceas (esqueletos) que forman
tierras de diatomeas. (f) Las algas verdes coloniales, como volvox en estas tres micrografías, exhiben asociaciones cooperativas
simples de células. (crédito a, e: modificación de obra por NOAA; crédito b: modificación de obra por Ed Bierman; crédito c:
modificación de obra por James St. John; crédito d: modificación de obra por “catalano82” /Flickr; crédito f: modificación de obra
por el Dr. Ralf Wagner)
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Figura : La clamidomonas es una alga verde unicelular.
¿Qué grupos de algas están asociados con las floraciones de algas dañinas?
Conceptos clave y resumen
Las algas son un grupo diverso de protistas eucariotas fotosintéticos.
Las algas pueden ser unicelulares o multicelulares.
Las algas multicelulares grandes se llaman algas marinas pero no son plantas y carecen de tejidos y órganos similares a las
plantas.
Aunque las algas tienen poca patogenicidad, pueden estar asociadas con floraciones de algas tóxicas que pueden dañar la fauna
acuática y contaminar los mariscos con toxinas que causan parálisis.
Las algas son importantes para producir agar, que se utiliza como agente solidificante en medios microbiológicos, y
carragenina, que se utiliza como agente solidificante.
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