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Las esteras de algas son uno de los muchos tipos de esteras microbianas que se forman en la superficie del agua o de las rocas. Por lo general, están compuestos de cianobacterias y sedimentos de color azul verdoso. La formación ocurre cuando se depositan o crecen en el lugar capas alternas de bacterias y sedimentos de color azul verdoso, creando capas laminadas oscuras. Los estromatolitos son excelentes ejemplos de tapetes de algas. Las capas de algas desempeñaron un papel importante en el Gran Evento de Oxidación de la Tierra hace unos 2.300 millones de años. Las capas de algas pueden convertirse en un problema ecológico importante, si se vuelven tan expansivas o gruesas que perturban el resto de la vida marina submarina al bloquear la luz solar o producir sustancias químicas tóxicas .
Las cianobacterias encontradas en rocas sedimentarias indican que la vida bacteriana comenzó en la Tierra durante la era Precámbrica . Las cianobacterias fosilizadas se encuentran comúnmente en rocas que datan del Mesoproterozoico . [1] Las cianobacterias son fotoautótrofas por naturaleza; convierten el dióxido de carbono y la luz solar en alimento y energía a través de la fotosíntesis . Algunas especies también son capaces de fijar el nitrógeno atmosférico y convertirlo en una forma biológicamente utilizable de nitrato o nitrito . [2] Esto les da una ventaja competitiva sobre otros organismos que pueden verse limitados por la escasez de nitrógeno biológicamente disponible. Las colonias de cianobacterias contienen dos tipos de células, las células regulares con clorofila que realizan la fotosíntesis y los heterocistos que fijan el nitrógeno. Estos heterocistos tienen paredes gruesas y carecen de clorofila, lo que limita su exposición al oxígeno, cuya presencia inhibe la fijación de nitrógeno. Por la misma razón, la fijación también puede limitarse a la noche, cuando las reacciones de la fotosíntesis dependientes de la luz se detienen, minimizando la producción de oxígeno. [1]
Los estromatolitos son capas alternas de cianobacterias y sedimentos. El tamaño de grano de la porción de sedimento de los estromatolitos se ve afectado por el entorno de depósito. Durante el Proterozoico , las composiciones de los estromatolitos estuvieron dominadas por la micrita y lodos calcáreos finamente laminados, con espesores no superiores a las 100 micras. [3] Los estromatolitos modernos se caracterizan por sus laminaciones más gruesas e irregulares debido al tamaño de grano más grueso. Los estromatolitos atrapan partículas de sedimento cuando estas se detienen debido a la agitación de las olas. [3] El atrapamiento es un proceso separado en el que filamentos de bacterias atrapan la partícula, siempre que el ángulo de los filamentos aún esté dentro de los límites antes de que el grano se deslice debido a la superación de la fricción de la película. [3] La longitud de los filamentos de cianobacterias juega un papel importante a la hora de decidir el tamaño del grano atrapado. Se ha observado que estas alfombras bacterianas estaban marcadas por áreas geoquímicas, como el vulcanismo y la tectónica. Prefieren ambientes hostiles que están agotados en nutrientes o tienen altos niveles de salinidad. [2] Esta resiliencia también puede deberse al estilo de vida autótrofo de las bacterias, que les permite prosperar en una variedad de ambientes hostiles. Los estromatolitos se pueden encontrar en lugares con temperaturas variables, como en el mar, el límnico y el suelo [1]
Las esteras de algas consisten en gran parte en filamentos hechos de bacterias autótrofas y partículas de grano fino. Estas bacterias son bien conocidas por la formación de estromatolitos. Las bacterias fototróficas como las cianobacterias son organismos evolutivos responsables del aumento de los niveles de oxígeno durante la era Proterozoica. El evento fue conocido como El Gran Evento de Oxidación , durante el cual se originaron formas de vida eucarióticas complejas , potencialmente debido a la mayor disponibilidad de oxígeno. [4] Los estromatolitos conservados se denominan estromatolitos. Se reconocen fácilmente por sus capas cristalizadas y finamente laminadas y por sus formas abovedadas, columnares o cónicas. Sin embargo, no se puede decir lo mismo de los estromatolitos que no cristalizaron. La falta de muchos estromatolitos bien conservados se ha propuesto como consecuencia de la diagénesis continua durante la formación. [5] La diagénesis es un proceso de erosión en el que los sedimentos recién depositados se encuentran sobre el antiguo lecho sedimentario, enterrados y compactados, litificados y elevados a la superficie como rocas sedimentarias. [3]
La rápida formación de mantos de algas puede dar lugar a floraciones de algas nocivas (FAN), también conocidas como mareas rojas o mareas verdes. Se sabe que las HAB producen una amplia gama de toxinas, y con frecuencia se descubren toxinas más nuevas, lo que hace que la tarea de comprender estos fenómenos sea cada vez más difícil. Las FAN se pueden encontrar en aguas de gran importancia para la economía y el medio ambiente; con salinidad que varía de baja a alta, como en ríos y lagos hasta embalses y océanos. Las toxinas pueden filtrarse en la columna de agua, desde donde pueden introducirse en el suministro de agua local, afectando a los seres humanos y al ganado. Las toxinas pueden tener efectos directos o indirectos en un organismo. Algunas formas de vida marina son directamente susceptibles a las toxinas causadas por las FAN, mientras que otras se ven afectadas por la acumulación de toxinas durante un período de tiempo. Este proceso de bioacumulación generalmente afecta a organismos como los mariscos que se alimentan por filtración y a los consumidores secundarios. Se ha estimado que cada año se producen miles de casos de intoxicación humana en Asia por agua tóxica. Se estima que los eventos únicos de muerte de peces por FAN en Corea han costado millones de dólares, y en Japón se ha estimado que tales eventos han resultado en pérdidas de peces por valor de más de 300 millones de dólares. [6]
Además, algunas FAN son perjudiciales para el ecosistema simplemente por su mera acumulación de biomasa . Esta acumulación de biomasa puede tener multitud de consecuencias negativas. Por un lado, su crecimiento y proliferación pueden reducir la penetración de la luz en la columna de agua, reduciendo así la idoneidad del hábitat para el crecimiento de pastos sumergidos. Una biomasa excesivamente alta también puede provocar la obstrucción de las branquias de los peces, provocando asfixia. Las floraciones de alta biomasa también pueden conducir al desarrollo de “zonas muertas”, que se forman cuando las algas comienzan a morir y su descomposición agota el oxígeno del agua. Las zonas muertas no pueden sustentar la vida acuática (aeróbica) y son responsables de pérdidas de peces por valor de millones de dólares anualmente. [6]
Las materias primas para biocombustibles de tercera generación están representadas por micro y macroalgas, que presentan ventajas adicionales respecto de las generaciones anteriores. (Los biocombustibles de primera generación se elaboran a partir de materias primas comestibles como maíz, soja, caña de azúcar y colza. La segunda generación de biocombustibles a partir de desechos y materias primas lignocelulósicas específicas reducen las ventajas sobre los de la primera generación). La biomasa marina y acuática demuestra tentativamente un alto rendimiento al tiempo que requiere un mínimo uso de la tierra cultivable. Las principales ventajas de las algas son: no competir con los cultivos alimentarios por la tierra cultivable, altas tasas de crecimiento y bajas fracciones de lignina, lo que reduce la necesidad de un pretratamiento que consume mucha energía y la compatibilidad con la implementación del enfoque de biorrefinería. Se ha demostrado que las macroalgas pueden alcanzar entre 2 y 20 veces el potencial de producción de los cultivos energéticos terrestres convencionales. Sin embargo, algunas desventajas como la presencia de un alto contenido de agua, la composición química estacional y la aparición de fenómenos inhibidores durante la digestión anaeróbica, hacen que los biocombustibles de algas no pero son económicamente viables, aunque son más respetuosos con el medio ambiente que los combustibles fósiles. [7]