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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 las rocas. Por lo general, están compuestas de cianobacterias de color verde azulado y sedimentos. La formación se produce cuando se depositan o crecen en el mismo lugar capas alternas de bacterias de color verde azulado y sedimentos, lo que crea capas laminadas oscuras. Los estromatolitos son excelentes ejemplos de esteras de algas. Las esteras de algas desempeñaron un papel importante en el Gran Evento de Oxidación en la Tierra hace unos 2.300 millones de años. Las esteras de algas pueden convertirse en un problema ecológico importante si crecen tanto o son tan gruesas que alteran la vida marina submarina al bloquear la luz solar o producir sustancias químicas tóxicas .
Las cianobacterias que se encuentran 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 en la naturaleza; convierten el dióxido de carbono y la luz solar en alimento y energía a través de la fotosíntesis . Algunas especies también pueden fijar el nitrógeno atmosférico y convertirlo en la forma biológicamente utilizable de nitrato o nitrito . [2] Esto les da una ventaja competitiva sobre otros organismos que pueden estar limitados por la escasez de nitrógeno biológicamente disponible. Las colonias de cianobacterias contienen dos tipos de células, las células regulares con clorofila que llevan a cabo 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, lo que minimiza la producción de oxígeno. [1]
Los estromatolitos son capas alternas de cianobacterias y sedimentos. El tamaño de grano de la porción sedimentaria de los estromatolitos se ve afectado por el entorno deposicional. Durante el Proterozoico , las composiciones de los estromatolitos estaban dominadas por micrita y lodo calizo finamente laminado, con espesores no mayores a 100 micrones. [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 las partículas se detienen debido a la agitación de las olas. [3] El atrapamiento es un proceso separado donde los 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 desprenda 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 de grano atrapado. Se ha observado que estas esteras bacterianas estaban marcadas por áreas geoquímicas, como el vulcanismo y la tectónica. Prefieren ambientes hostiles que carecen de 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 principalmente en filamentos hechos de bacterias autótrofas y partículas de grano fino. Estas bacterias son bien conocidas por la formación de estromatolitos. Las bacterias fotótrofas 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 eucariotas complejas , posiblemente debido a la mayor disponibilidad de oxígeno. [4] Los estromatolitos preservados se llaman estromatolitos. Se pueden reconocer fácilmente por sus capas cristalizadas, finamente laminadas y sus formas abovedadas, columnares o cónicas. Sin embargo, no se puede decir lo mismo de los estromatolitos que no fueron cristalizados. La falta de muchos estromatolitos bien preservados se ha propuesto como una consecuencia de la diagénesis en curso durante la formación. [5] La diagénesis es un proceso de meteorización donde los sedimentos recién depositados yacen sobre el antiguo lecho sedimentario, enterrados y compactados, litificados y elevados a la superficie como rocas sedimentarias. [3]
La rápida formación de tapetes de algas puede dar lugar a floraciones de algas nocivas (FAN), también conocidas como mareas rojas o mareas verdes. Se sabe que las FAN producen una amplia gama de toxinas, y con frecuencia se descubren toxinas nuevas, lo que dificulta cada vez más la tarea de comprender estos fenómenos. Las FAN se pueden encontrar en aguas de gran importancia económica y medioambiental, con una salinidad que varía de baja a alta, como en ríos y lagos, 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 a lo largo del tiempo. Este proceso de bioacumulación afecta normalmente a organismos como los mariscos que se alimentan por filtración y los consumidores secundarios. Se ha estimado que hay miles de casos de envenenamiento humano al año en Asia a causa del agua tóxica. Se ha estimado que los eventos de muerte de peces por floraciones de algas nocivas en Corea han costado millones de dólares, y en Japón se ha estimado que han resultado en pérdidas de peces por un valor de más de 300 millones de dólares. [6]
Además, algunas floraciones de algas nocivas son perjudiciales para el ecosistema simplemente por su acumulación de biomasa . Dicha acumulación de biomasa puede llevar a una 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 hierbas sumergidas. Una biomasa excesivamente alta también puede provocar que las branquias de los peces se obstruyan, lo que lleva a la asfixia. Las floraciones de alta biomasa también pueden llevar 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 al año. [6]
Las materias primas para biocombustibles de tercera generación están representadas por microalgas y macroalgas, que presentan más ventajas sobre 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 dedicadas tienen ventajas sobre los de primera generación). La biomasa marina y acuática demuestra tentativamente un alto rendimiento al tiempo que requiere un uso mínimo de tierra cultivable. Las principales ventajas de las algas son: no compiten 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 intensivo en energía y es compatible con la implementación del enfoque de biorrefinería. Se ha demostrado que las macroalgas pueden alcanzar de 2 a 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 inhibitorios durante la digestión anaeróbica, hacen que los biocombustibles de algas aún no sean económicamente viables, aunque son más respetuosos con el medio ambiente que los combustibles fósiles. [7]