Macrocystis es un género monoespecífico [3] de algas marinas (grandes algas pardas ) y todas las especies ahora son sinónimo de Macrocystis pyrifera . Se la conoce comúnmente como alga gigante o alga vesical . Este género contiene la mayor de todas las Phaeophyceae o algas pardas . Macrocystis tiene neumatoquistes en la base de sus láminas . Los esporofitos son perennes y el individuo puede vivir hasta tres años; [4] los estípites/frondas dentro de un individuo completo sufren senescencia , donde cada fronde puede persistir durante aproximadamente 100 días. [5] El género se encuentra ampliamente en los océanos subtropicales , templados y subantárticos del hemisferio sur (por ejemplo, Chile, Nueva Zelanda, Australia, Islas Malvinas, Islas Auckland, costa occidental de Sudáfrica, etc.) y en el Pacífico nororiental. desde Baja California hasta Sitka, Alaska . Macrocystis es a menudo un componente importante de los bosques templados de algas marinas .
A pesar de su apariencia, no es una planta ; es un heterokonto . Las algas gigantes son comunes a lo largo de la costa del Océano Pacífico nororiental , desde el norte de Baja California hasta el sureste de Alaska , y también se encuentran en los océanos del sur cerca de América del Sur , Sudáfrica , Australia y Nueva Zelanda . Las algas individuales pueden crecer hasta más de 45 metros (150 pies) de largo a un ritmo de hasta 60 cm (2 pies) por día. Las algas gigantes crecen en densos rodales conocidos como bosques de algas , que albergan muchos animales marinos que dependen de las algas para alimentarse o refugiarse. El principal producto comercial obtenido de las algas gigantes es el alginato , pero los seres humanos también cosechan esta especie de forma limitada para utilizarla directamente como alimento, ya que es rica en yodo , potasio y otros minerales. Se puede utilizar para cocinar de muchas de las formas en que se utilizan otros vegetales marinos y, en particular, sirve para agregar sabor a los platos de frijoles.
Macrocystis es un género monoespecífico, la única especie es M. pyrifera . Algunos individuos son tan grandes que el talo puede crecer hasta 60 m (200 pies). [6] Los estípites surgen de una sujeción y se ramifican tres o cuatro veces desde cerca de la base. Las láminas se desarrollan a intervalos irregulares a lo largo del estípite. [7] [8] M. pyrifera crece hasta más de 45 m (150 pies) de largo. [8] [9] Los estípites no están ramificados y cada hoja tiene una vejiga de gas en su base. [10]
Macrocystis pyrifera es la más grande de todas las algas . La etapa del ciclo vital que suele verse es el esporofito , que es perenne y los individuos persisten durante muchos años. Los individuos pueden crecer hasta 50 m (160 pies) de largo o más. Las algas a menudo crecen incluso más que la distancia desde el fondo a la superficie, ya que crecerán en dirección diagonal debido a la corriente oceánica que empuja contra las algas. [11] : 201 Los tallos surgen de un meristemo basal, con hasta 60 tallos en individuos mayores y bien protegidos. [12] Las láminas se desarrollan a intervalos irregulares a lo largo del estípite, con un solo neumatocisto (vejiga de gas) en la base de cada lámina. [10] En la base de cada tallo hay un grupo de láminas que carecen de neumatocistos, en cambio desarrollan pequeños sacos en la lámina que liberan las zoosporas biflageladas , estas son las esporofilas. [12]
Las formas más pequeñas, anteriormente identificadas como Macrocystis integrifolia , tienen un color marrón intenso sobre rizomas aplanados que están profusamente ramificados de forma dicotómica. Cada uno está unido por estructuras ramificadas parecidas a raíces que salen de los lados de los rizomas. Los estípites principales delgados (aproximadamente 1 centímetro (0,39 pulgadas) de ancho y 30 metros (98 pies) de largo) provienen del rizoma, que mide hasta 0,1 metros (3,9 pulgadas) en su parte más ancha. Periódicamente, del estípite se derivan ramas aplanadas en forma de hojas de 5 centímetros (2,0 pulgadas) de ancho y 35 centímetros (14 pulgadas) de largo. Tienen superficies surcadas y se estrechan gradualmente, pero luego tienen un flotador ovalado o redondeado donde se une al estípite. Las ramas en forma de cuchilla tienen bordes denticulados con muescas que conducen a la cuchilla terminal en la punta del estípite, que está separada por varias ramas más pequeñas. [13] Crece hasta sólo 6 m (20 pies) de largo. Se encuentra en rocas intermareales o rocas submareales poco profundas a lo largo de la costa del Pacífico de América del Norte ( de Columbia Británica a California ) y América del Sur. [8] [14] En Nueva Zelanda, M. pyrifera se encuentra en la zona submareal del sur de la Isla Norte, la Isla Sur, las islas Chatham, Stewart, Bounty, Antipodes, Auckland y Campbell. [15] La especie se puede encontrar en rocas y en costas abiertas protegidas. [15]
El esporofito macroscópico tiene muchas láminas especializadas que crecen cerca de la base. Estas láminas llevan varios soros que contienen esporangios , que liberan esporas haploides , que crecerán hasta convertirse en gametofitos microscópicos femeninos y masculinos . Estos gametofitos, después de alcanzar los sustratos apropiados, crecen mitóticamente para eventualmente producir gametos. [dieciséis]
Las hembras liberan sus huevos ( oogonias ) junto con una feromona , el lamoxireno. [17] [18] Este compuesto desencadena la liberación de esperma en los machos. El esperma de Macrocystis está formado por anterozoides biflagelados no sintéticos , que llegan a las oogonias siguiendo al lamoxireno. Luego, el óvulo es fertilizado para formar el cigoto , que, a través de la mitosis, comienza el crecimiento. [ cita necesaria ]
Macrocystis integrifolia se encuentra en rocas intermareales o rocas submareales poco profundas a lo largo de la costa del Pacífico de América del Norte desde Columbia Británica hasta California . [1] [19] [20] Prefiere aguas de entre 7 metros (23 pies) y 10 metros (33 pies) de profundidad y expuestas al mar abierto y a salinidades normales, pero protegidas de la acción total de las olas. [21]
Macrocystis integrifolia alterna fases heteromórficas desde un esporofito macroscópico hasta gametofitos microscópicos dioicos. [20] Se ha estudiado como fertilizante para plantas, aumentando el rendimiento de los frijoles hasta en un 24% y los estudios químicos indican la presencia de sustancias similares a las fitohormonas. [22]
.jpg/1280px-Juvenile_Giant_kelp_(Macrocystis_pyrifera).jpg)
Macrocystis pyrifera es uno de los organismos de más rápido crecimiento en la Tierra. [23] [24] : 8 Pueden crecer a un ritmo de 60 cm (2 pies) por día para alcanzar más de 45 m (150 pies) de largo en una temporada de crecimiento. [8] [25] [26]
Las algas gigantes juveniles crecen directamente sobre el gametofito femenino de sus padres . Para establecerse, una alga joven produce una o dos hojas primarias y comienza una sujeción rudimentaria que sirve para anclar la planta al fondo rocoso. A medida que las algas crecen, se desarrollan láminas adicionales desde la punta en crecimiento, mientras que el soporte se agranda y puede cubrir por completo la roca a la que está adherida. [ cita necesaria ]
El crecimiento se produce con el alargamiento del estípite (tallo central) y la división de las láminas. En la punta en crecimiento hay una sola hoja, en cuya base se desarrollan pequeñas vejigas de gas a lo largo de un lado. A medida que las vejigas y el estípite crecen, se desarrollan pequeños desgarros en la lámina adherida. Una vez que se han completado las lágrimas, cada vejiga sostiene una única hoja separada a lo largo del estípite, con las vejigas y sus hojas unidas a intervalos irregulares. [7] [27] : 226–227
Macrocystis suele crecer formando lechos extensos, grandes "coberturas flotantes", sobre sustratos rocosos entre el intermareal bajo. [8] [16] Se recolectaba mediante barcazas que utilizaban grandes palas para recolectar hasta 300 toneladas por día a lo largo de la costa de California . [28]
Macrocystis pyrifera se encuentra en América del Norte ( de Alaska a California ), América del Sur , Sudáfrica , Nueva Zelanda y el sur de Australia . [29] Prospera en aguas más frías donde la temperatura del agua del océano se mantiene mayoritariamente por debajo de los 21 °C (70 °F). [26] La especie también se encuentra cerca de Tristán da Cunha en el Océano Atlántico Medio-Sur. [ cita necesaria ]
Cuando el fondo es rocoso y ofrece lugares para anclar, las algas gigantes forman extensos lechos de algas con grandes "marquesinas flotantes". [8] Cuando están presentes en grandes cantidades, las algas gigantes forman bosques de algas que albergan muchas especies marinas que dependen de las algas directamente para alimento y refugio, o indirectamente como coto de caza de presas. Tanto el gran tamaño de las algas marinas como la gran cantidad de individuos alteran significativamente la disponibilidad de luz, el flujo de las corrientes oceánicas y la química del agua del océano en el área donde crecen. [30] : 158
En poblaciones de alta densidad, los individuos de algas gigantes compiten con otros individuos de la especie por el espacio y los recursos. Las algas gigantes también pueden competir con Pterygophora californica en estas circunstancias. [31] [32]
Cuando las aguas superficiales son pobres en nutrientes, el nitrógeno en forma de aminoácidos se traslada hacia el estípite a través de elementos tamizables que se parecen mucho al floema de las plantas vasculares . [30] : 151–153 [11] : 204 La translocación de nutrientes a lo largo del estípite puede ser tan rápida como 60 cm (24 pulgadas) por hora. [27] La mayor parte de la translocación se produce para mover fotosintato rico en carbono y, por lo general, transfiere material de regiones maduras a regiones en crecimiento activo donde la maquinaria de la fotosíntesis aún no está completamente instalada. La translocación también mueve nutrientes hacia abajo desde las frondas superficiales expuestas a la luz hasta las esporofilas (frondes reproductivas) en la base de las algas, donde hay poca luz y, por lo tanto, poca fotosíntesis para producir alimentos.
Inicialmente se describieron 17 especies dentro del género Macrocystis . [33] En 1874, Hooker, siguiendo la morfología de las hojas, las puso todas bajo el mismo taxón, Macrocystis pyrifera . [34] En los tiempos modernos, la gran cantidad de especies fueron reclasificadas basándose en la morfología fija, que distinguió tres especies ( M. angustifolia , M. integrifolia y M. pyrifera ) y en la morfología de la hoja, que agregó una cuarta especie. ( M. laevis ) en 1986. [35] Sin embargo, en 2009 y 2010, dos estudios que utilizaron evaluaciones tanto morfológicas [36] como moleculares [3] demostraron que Macrocystis es monoespecífico (como M. pyrifera ), lo que actualmente es aceptado por la comunidad psicológica (ver AlgaeBase). [37]
Aunque Macrocystis es un género monoespecífico, algunos lo dividen en cuatro morfos o subespecies que se describen a continuación, siguiendo la taxonomía anterior a 2010: [38] [39]
Macrocystis se distribuye a lo largo de la costa oriental del Pacífico desde Alaska hasta México y desde Perú y a lo largo de la costa argentina , así como en Australia, Nueva Zelanda, Sudáfrica y la mayoría de las islas subantárticas hasta los 60°S. [dieciséis]
Macrocystis pyrifera se ha utilizado durante muchos años como fuente de alimento; [42] [43] también contiene muchos compuestos como yodo , potasio , otros minerales, vitaminas y carbohidratos y, por lo tanto, también se ha utilizado como suplemento dietético. [44] [45] : 58 A principios del siglo XX, se recolectaban lechos de algas marinas de California como fuente de carbonato de sodio . [42] [46] [47] El interés comercial aumentó significativamente durante las décadas de 1970 y 1980, esto se debió principalmente a la producción de alginatos y también a la producción de biomasa para alimentación animal debido a la crisis energética durante ese período. [46] [47] Sin embargo, la producción comercial de M. pyrifera nunca se hizo realidad. Con el fin de la crisis energética y la caída de los precios de los alginatos, la investigación sobre el cultivo de Macrocystis también decayó. [43]
La demanda de M. pyrifera está aumentando debido a los nuevos usos de estas plantas, como fertilizantes , cultivo con fines de biorremediación , abulón y alimento para erizos de mar . [43] Actualmente se están realizando investigaciones sobre la utilización de M. pyrifera como alimento para otras especies de acuicultura, como los camarones. [48] Recientemente, se ha examinado M. pyrifera como posible materia prima para su conversión en etanol para uso en biocombustibles . [49]
En los últimos años, los bosques de algas han disminuido drásticamente en Japón, Chile, Corea, Australia y América del Norte. [50] La recolección de algas marinas como fuente de alimento y otros usos puede ser el aspecto menos preocupante de su agotamiento. En el Pacífico noroeste, los bosques de algas marinas en aguas cercanas a grandes centros de población pueden ser los más afectados por la descarga de aguas residuales o pluviales. [51]
El fenómeno natural conocido como El Niño hace circular el agua tropical cálida desde el Pacífico Sur hasta las aguas del Norte. Se sabe que esto mata a M. pyrifera, debido a su necesidad de aguas frías que normalmente se encuentran en el Océano Pacífico Norte. [52] En California, El Niño también provocó una proliferación demográfica de erizos de mar de color púrpura que se alimentan de algas gigantes. [53] A finales de la década de 2000, la mayor parte de las algas gigantes terrestres de California eran prácticamente inexistentes.
Frente a la costa de Tasmania , los bosques de algas se han visto significativamente afectados por varios factores, incluido el calentamiento de las aguas, el cambio de la corriente del este de Australia (EAC) y la invasión de erizos de mar de espinas largas . Los lugareños han notado efectos significativos en la población de abulón , fuente de alimento para los aborígenes de Tasmania durante miles de años. Estos cambios también han afectado a la industria del cultivo de ostras . Al salvar ostras que han sobrevivido a brotes de enfermedades, han podido continuar con su forma de vida. [54] Se estimó que para 2019, el 95 por ciento de los bosques de algas gigantes a lo largo de la costa este de Tasmania se habían perdido en tan solo unas pocas décadas. [55] Los lugareños atribuyeron parte de esta pérdida a la tala de los bosques por parte de Alginates Australia, que abrió su fábrica cerca de Triabunna en 1963 y cerró sus operaciones 10 años después por considerarla antieconómica. Sin embargo, el experto en ecosistemas marinos Craig Johnson afirma que la pérdida de los bosques "es casi con certeza el resultado del cambio climático ". Las temperaturas del agua a lo largo de la costa este de Tasmania han aumentado a un ritmo casi cuatro veces mayor que el promedio mundial. El EAC trae aguas más cálidas, que además son pobres en nutrientes en comparación con el agua fría habitual en la costa. Las algas comunes ( Ecklonia radiata ) almacenan mejor nitrógeno que las algas gigantes, por lo que han ido ocupando las áreas que antes ocupaban las algas gigantes. [56]
Macrocystis pyrifera se ha convertido en la primera comunidad marina en peligro de extinción de Australia en la lista federal . [56] [57] Los científicos y conservacionistas buscan continuamente formas de restaurar la especie que alguna vez estuvo muy poblada a su estado original. Los métodos incluyen arrecifes artificiales , reducir el número de erizos de mar morados en áreas superpobladas y plantar raíces a lo largo del fondo del océano. [50] Los científicos habían construido 28 arrecifes artificiales frente a la isla María para 2019 y tenían la esperanza de recuperar los bosques de algas marinas. [55]
.jpg/1280px-Giant_Kelp_-_Macrocystis_pyrifera_(29296895168).jpg)
