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Microalgas

Microalga Nannochloropsis
Recolección de cultivos de microalgas en el laboratorio del CSIRO

Las microalgas o micrófitas son algas microscópicas invisibles a simple vista . Son fitoplancton que se encuentran típicamente en sistemas de agua dulce y marinos , y viven tanto en la columna de agua como en los sedimentos . [1] Son especies unicelulares que existen de forma individual, en cadenas o grupos. Dependiendo de la especie, sus tamaños pueden variar desde unos pocos micrómetros (μm) hasta unos pocos cientos de micrómetros. A diferencia de las plantas superiores, las microalgas no tienen raíces, tallos ni hojas. Están especialmente adaptadas a un entorno dominado por fuerzas viscosas.

Las microalgas, capaces de realizar la fotosíntesis , son importantes para la vida en la Tierra; producen aproximadamente la mitad del oxígeno atmosférico [2] y utilizan el dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero , para crecer fotoautotróficamente. "La fotosíntesis marina está dominada por las microalgas, que junto con las cianobacterias , se denominan colectivamente fitoplancton ". [3] Las microalgas, junto con las bacterias, forman la base de la red alimentaria y proporcionan energía para todos los niveles tróficos por encima de ellas. La biomasa de las microalgas a menudo se mide con concentraciones de clorofila a y puede proporcionar un índice útil de producción potencial. [4] [5]

La biodiversidad de las microalgas es enorme y representan un recurso casi sin explotar. Se ha estimado que existen alrededor de 200.000-800.000 especies en muchos géneros diferentes, de las cuales alrededor de 50.000 especies están descritas. [6] Se han determinado químicamente más de 15.000 compuestos nuevos originados a partir de biomasa de algas. [7] Los ejemplos incluyen carotenoides , ácidos grasos , enzimas , polímeros , péptidos , toxinas y esteroles . [8] Además de proporcionar estos valiosos metabolitos, las microalgas se consideran una materia prima potencial para biocombustibles y también han surgido como un microorganismo prometedor en la biorremediación . [9]

Una excepción a la familia de las microalgas son las Prototheca , que carecen de clorofila y son incoloras . Estas algas aclorofílicas pasan al parasitismo y, por lo tanto, causan la enfermedad denominada prototecosis en humanos y animales.

Características y usos

Una variedad de microalgas de agua dulce unicelulares y coloniales.

La composición química de las microalgas no es un factor constante intrínseco, sino que varía en una amplia gama de factores, tanto en función de la especie como de las condiciones de cultivo. Algunas microalgas tienen la capacidad de aclimatarse a los cambios en las condiciones ambientales alterando su composición química en respuesta a la variabilidad ambiental. Un ejemplo particularmente espectacular es su capacidad para reemplazar fosfolípidos con lípidos de membrana sin fósforo en entornos con déficit de fósforo. [10] Es posible acumular los productos deseados en las microalgas en gran medida modificando factores ambientales, como la temperatura, la iluminación, el pH, el suministro de CO2 , la sal y los nutrientes.

Los micrófitos también producen señales químicas que contribuyen a la selección, defensa y evitación de presas. Estas señales químicas afectan a estructuras tropicales de gran escala, como las floraciones de algas , pero se propagan por difusión simple y flujo advectivo laminar. [11] [12] Las microalgas, como los micrófitos, constituyen el alimento básico de numerosas especies de acuicultura, especialmente los bivalvos filtradores .

Algas foto y quimiosintéticas

Los microbios fotosintéticos y quimiosintéticos también pueden formar relaciones simbióticas con los organismos hospedadores, a los que aportan vitaminas y ácidos grasos poliinsaturados, necesarios para el crecimiento de los bivalvos, que no son capaces de sintetizarlos por sí mismos. [13] Además, como las células crecen en suspensión acuosa, tienen un acceso más eficiente al agua, al CO2 y a otros nutrientes.

Las microalgas desempeñan un papel importante en el ciclo de nutrientes y en la fijación de carbono inorgánico en moléculas orgánicas y en la expresión de oxígeno en la biosfera marina .

Si bien el aceite de pescado se ha hecho famoso por su contenido de ácidos grasos omega-3 , los peces en realidad no producen omega-3, sino que acumulan sus reservas de omega-3 mediante el consumo de microalgas. Estos ácidos grasos omega-3 se pueden obtener en la dieta humana directamente de las microalgas que los producen.

Las microalgas pueden acumular cantidades considerables de proteínas según la especie y las condiciones de cultivo. Debido a su capacidad para crecer en tierras no cultivables, las microalgas pueden proporcionar una fuente alternativa de proteínas para el consumo humano o la alimentación animal. [14] Las proteínas de microalgas también se investigan como agentes espesantes [15] o estabilizadores de emulsiones y espumas [16] en la industria alimentaria para reemplazar las proteínas de origen animal.

Algunas microalgas acumulan cromóforos como clorofila , carotenoides , ficobiliproteínas o polifenoles que pueden extraerse y utilizarse como agentes colorantes. [17] [18]

Cultivo de microalgas

Una variedad de especies de microalgas se producen en criaderos y se utilizan de diversas maneras con fines comerciales, incluyendo la nutrición humana , [19] como biocombustible , [20] en la acuicultura de otros organismos, [21] en la fabricación de productos farmacéuticos y cosméticos , [22] y como biofertilizante . [23] Sin embargo, la baja densidad celular es un importante obstáculo para la viabilidad comercial de muchos productos derivados de microalgas, especialmente productos básicos de bajo costo. [24]

Los estudios han investigado los principales factores en el éxito de un sistema de criadero de microalgas, siendo: [25] [26]

Véase también

Referencias

  1. ^ Thurman, HV (1997). Oceanografía introductoria . Nueva Jersey, EE. UU.: Prentice Hall College. ISBN 978-0-13-262072-7.
  2. ^ Williams, Robyn (25 de octubre de 2013). «Las algas microscópicas producen la mitad del oxígeno que respiramos». The Science Show . ABC . Consultado el 11 de noviembre de 2020 .
  3. ^ Parker, Micaela S.; Mock, Thomas; Armbrust, E. Virginia (2008). "Información genómica sobre las microalgas marinas". Revisión anual de genética . 42 : 619–645. doi :10.1146/annurev.genet.42.110807.091417. PMID  18983264.
  4. ^ Thrush, Simon; Hewitt, Judi ; Gibbs, Max; Lundquist, Caralyn; Norkko, Alf (2006). "Papel funcional de los grandes organismos en las comunidades intermareales: efectos comunitarios y función del ecosistema". Ecosistemas . 9 (6): 1029–1040. doi :10.1007/s10021-005-0068-8. S2CID  23502276.
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