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Alga

Ascophyllum nodosum expuesto al sol en Nueva Escocia , Canadá. Codium fragile (dedos de hombre muerto ) frente a la costa de Massachusetts en los Estados Unidos. La cima de un b...

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Fotografía de algas marinas con pequeñas zonas hinchadas en el extremo de cada fronda.
Ascophyllum nodosum expuesto al sol en Nueva Escocia , Canadá.
Foto de una fronda de alga marina desprendida sobre la arena.
Codium fragile (dedos de hombre muerto ) frente a la costa de Massachusetts en los Estados Unidos.
Foto de algas marinas con la punta flotando en la superficie.
La cima de un bosque de algas marinas en Otago , Nueva Zelanda.

Las algas marinas , o macroalgas , se refieren a miles de especies de algas marinas macroscópicas y multicelulares . El término incluye algunos tipos de macroalgas Rhodophyta (rojas), Phaeophyta (marrones) y Chlorophyta (verdes). Especies de algas marinas como las kelp proporcionan un hábitat esencial para la cría de peces y otras especies marinas, protegiendo así las fuentes de alimento; otras especies, como las algas planctónicas , desempeñan un papel vital en la captura de carbono y en la producción de al menos el 50 % del oxígeno de la Tierra. [ 3 ]

Los ecosistemas naturales de algas marinas a veces se ven amenazados por la actividad humana. Por ejemplo, el dragado mecánico de algas destruye el recurso y las pesquerías que dependen de él. Otras fuerzas también amenazan algunos ecosistemas de algas; por ejemplo, una enfermedad debilitante en los depredadores de los erizos morados ha provocado un aumento descontrolado de la población de erizos que ha destruido grandes regiones de bosques de algas frente a la costa de California. [ 4 ]

Los seres humanos tienen una larga historia de cultivo de algas marinas para sus usos. En los últimos años, el cultivo de algas se ha convertido en una práctica agrícola global, proporcionando alimentos, materia prima para diversos usos químicos (como la carragenina ), piensos para el ganado y fertilizantes. Debido a su importancia en los ecosistemas marinos y para la absorción de dióxido de carbono, recientemente se ha prestado atención al cultivo de algas marinas como una estrategia potencial de mitigación del cambio climático para el secuestro biológico de dióxido de carbono , junto con otros beneficios como la reducción de la contaminación por nutrientes , el aumento del hábitat para las especies acuáticas costeras y la reducción de la acidificación local del océano . [ 5 ] El Informe Especial del IPCC sobre el Océano y la Criosfera en un Clima Cambiante recomienda "mayor atención a la investigación" con fines de mitigación. [ 6 ]

Taxonomía

El término "alga marina" carece de una definición formal, pero generalmente vive en el océano y es visible a simple vista. Se refiere tanto a plantas con flores sumergidas en el océano, como la zostera marina , como a algas marinas de mayor tamaño. Generalmente, pertenece a varios grupos de algas multicelulares : rojas , verdes y pardas . [ 7 ] Carecen de un ancestro multicelular común, formando un grupo polifilético . Además, las algas verdeazuladas ( cianobacterias ) se consideran ocasionalmente en la literatura sobre algas marinas. [ 8 ]

El número de especies de algas marinas sigue siendo un tema de debate entre los científicos, pero lo más probable es que existan varios miles de especies de algas marinas. [ 9 ]

Genera

Claudea elegans tetrasporangios

La siguiente tabla enumera algunos ejemplos de géneros de algas marinas.

Anatomía

La apariencia de las algas marinas se asemeja a la de las plantas terrestres no leñosas . Su anatomía incluye: [ 10 ] [ 11 ]

  • Talo : cuerpo de las algas
    • Lámina o hoja: estructura aplanada que se asemeja a una hoja.
      • Soro : grupo de esporas
      • Neumatocisto , vejiga de aire: un órgano que ayuda a la flotación en la hoja
      • Alga marina , flotador: órgano que ayuda a la flotación entre la lámina y el estipe.
    • Estípite : estructura similar a un tallo, puede estar ausente.
    • Fijación : estructura basal que proporciona fijación a un sustrato.
      • Haptera : extensión digitiforme del órgano de fijación que se ancla a un sustrato bentónico.

El estipe y la lámina se conocen colectivamente como fronda .

Ecología

Las algas marinas cubren este lecho marino rocoso en la costa este de Australia.

Dos requisitos ambientales dominan la ecología de las algas marinas : agua de mar (o al menos agua salobre ) y luz suficiente para la fotosíntesis . Otro requisito común es un punto de fijación, por lo que las algas suelen habitar la zona litoral (aguas cercanas a la costa) y, dentro de esta, las costas rocosas más que las arenosas o de guijarros. Además, existen algunos géneros (por ejemplo, Sargassum y Gracilaria ) que no viven adheridos al fondo marino, sino que flotan libremente.

Las algas marinas ocupan diversos nichos ecológicos. En la superficie, solo se mojan con las gotas de agua de mar, mientras que algunas especies pueden adherirse a un sustrato a varios metros de profundidad. En algunas zonas, las colonias de algas litorales pueden extenderse kilómetros mar adentro. Las algas que viven a mayor profundidad son algunas especies de algas rojas . Otras se han adaptado a vivir en pozas intermareales . En este hábitat, las algas deben soportar cambios rápidos de temperatura y salinidad , así como periodos de sequía ocasionales. [ 12 ]

También se ha demostrado que las macroalgas y sus detritos son una importante fuente de alimento para los organismos bentónicos, ya que las macroalgas desprenden frondas viejas . [ 13 ] Estas frondas de macroalgas tienden a ser utilizadas por el bentos en la zona intermareal cercana a la costa. [ 14 ] [ 15 ] Alternativamente, los neumatocistos (burbujas llenas de gas) pueden mantener a flote el talo de las macroalgas ; las frondas son transportadas por el viento y las corrientes desde la costa hacia las profundidades del océano. [ 13 ] Se ha demostrado que los organismos bentónicos, incluso a varios cientos de metros de profundidad, tienden a utilizar estos restos de macroalgas. [ 15 ]

Dado que las macroalgas absorben dióxido de carbono y liberan oxígeno en la fotosíntesis , sus frondas también pueden contribuir al secuestro de carbono en el océano, cuando estas se desplazan mar adentro hacia las cuencas oceánicas profundas y se hunden hasta el fondo marino sin ser remineralizadas por los organismos. [ 13 ] La importancia de este proceso para el almacenamiento de carbono azul es actualmente objeto de debate entre los científicos. [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]

Expansión biogeográfica

En la actualidad, diversos factores —como el transporte en cascos de barcos, los intercambios entre cultivadores de mariscos, el calentamiento global y la apertura de canales transoceánicos— se combinan para facilitar la transferencia de algas exóticas a nuevos entornos. Desde la perforación del Canal de Suez, la situación es particularmente grave en el Mar Mediterráneo, un punto crítico de biodiversidad marina que ahora registra más de 120 especies de algas introducidas recientemente, la mayor cantidad en el mundo. [ 19 ]

Producción

Hasta 2019, se produjeron 35.818.961 toneladas, de las cuales el 97,38% se produjeron en países asiáticos. [ 20 ]

Agricultura

El cultivo de algas marinas , también conocido como cultivo de kelp , consiste en el cultivo y la cosecha de algas. En su forma más simple, los agricultores las recolectan de lechos naturales, mientras que en el otro extremo controlan completamente el ciclo de vida del cultivo .

Los siete taxones más cultivados son Eucheuma spp., Kappaphycus alvarezii , Gracilaria spp., Saccharina japonica , Undaria pinnatifida , Pyropia spp. y Sargassum fusiforme . Eucheuma y K. alvarezii son atractivas por el carragenano (un agente gelificante ); Gracilaria se cultiva para agar ; el resto se consume después de un procesamiento limitado. [ 21 ] Las algas marinas son diferentes de los manglares y las praderas marinas , ya que son organismos algales fotosintéticos [ 22 ] y no tienen flores. [ 21 ]

Los principales países productores de algas marinas en 2022 fueron China (58,62 %) e Indonesia (28,6 %); seguidos de Corea del Sur (5,09 %) y Filipinas (4,19 %). Otros productores destacados fueron Corea del Norte (1,6 %), Japón (1,15 %), Malasia (0,53 %), Zanzíbar ( Tanzania , 0,5 %) y Chile (0,3 %). [ 23 ] [ 24 ] El cultivo de algas marinas se ha desarrollado frecuentemente para mejorar las condiciones económicas y reducir la presión pesquera. [ 25 ]

La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) informó que la producción mundial en 2019 superó los 35 millones de toneladas. América del Norte produjo unas 23 000 toneladas de algas marinas húmedas. Alaska, Maine, Francia y Noruega duplicaron con creces su producción de algas marinas desde 2018. En 2019 , las algas marinas representaban el 30 % de la acuicultura marina . [ 26 ] En 2023, el mercado mundial de extractos de algas marinas se valoró en 16 500 millones de dólares, con un fuerte crecimiento proyectado. [ 27 ]

El cultivo de algas marinas es un cultivo con huella de carbono negativa y un alto potencial para la mitigación del cambio climático . [ 28 ] [ 29 ] El Informe Especial del IPCC sobre el Océano y la Criosfera en un Clima Cambiante recomienda "una mayor atención a la investigación" como táctica de mitigación. [ 30 ] El Fondo Mundial para la Naturaleza (WWF) , Océanos 2050 y The Nature Conservancy apoyan públicamente la expansión del cultivo de algas marinas. [ 26 ]

Usos

Las algas marinas tienen diversos usos, para los cuales se cultivan [ 31 ] o se recolectan [ 32 ] .

Alimento

Las algas marinas se consumen en todo el mundo, particularmente en Asia Oriental , por ejemplo, Japón , China , Corea , Taiwán y el Sudeste Asiático , por ejemplo, Brunei , Singapur , Tailandia , Birmania , Camboya , Vietnam , Indonesia , Filipinas y Malasia , [ 33 ] así como en Sudáfrica , Belice , Perú , Chile , las Provincias Marítimas de Canadá , Escandinavia , el suroeste de Inglaterra , [ 34 ] Irlanda , Gales , Hawái y California , y Escocia .

Gim (김, Corea), nori (海苔, Japón) y zicai (紫菜, China) son láminas de Porphyra secas que se utilizan en sopas, sushi u onigiri (bolas de arroz). El gamet en Filipinas, de Pyropia seca , también se utiliza como ingrediente para dar sabor a sopas, ensaladas y tortillas . [ 35 ] Chondrus crispus ('musgo irlandés' o musgo de carragenina ) se utiliza en aditivos alimentarios, junto con Kappaphycus y algas Gigartinoid . Porphyra se utiliza en Gales para hacer pan de algas (a veces con harina de avena ). En el norte de Belice , las algas se mezclan con leche , nuez moscada , canela y vainilla para hacer " dulce ".

El alginato , el agar y la carragenina son productos gelatinosos derivados de algas marinas, conocidos colectivamente como hidrocoloides o ficocoloides . Los hidrocoloides son aditivos alimentarios. [ 36 ] La industria alimentaria aprovecha sus propiedades gelificantes, de retención de agua, emulsionantes y otras propiedades físicas. El agar se utiliza en alimentos como confitería, productos cárnicos y avícolas, postres, bebidas y alimentos moldeados. La carragenina se utiliza en aderezos para ensaladas y salsas, alimentos dietéticos y como conservante en carne y pescado, productos lácteos y productos horneados.

Las algas marinas se utilizan como alimento para animales. Durante mucho tiempo, han sido consumidas por ovejas, caballos y ganado vacuno en el norte de Europa, a pesar de que sus beneficios nutricionales son cuestionables. Su contenido proteico es bajo y su contenido de metales pesados ​​es alto, especialmente arsénico y yodo, que son respectivamente tóxicos y nutritivos. [ 37 ] [ 38 ]

Son valoradas para la producción de pescado. [ 39 ] Agregar algas marinas al alimento del ganado puede reducir sustancialmente las emisiones de metano del ganado, [ 40 ] pero solo de las emisiones de sus corrales de engorde . A partir de 2021, las emisiones de los corrales de engorde representan el 11% de las emisiones totales del ganado. [ 41 ]

Medicina y hierbas

Fotografía de rocas cubiertas de materia vegetal seca.
Rocas cubiertas de algas en el Reino Unido
Foto de un espigón rocoso cubierto de algas marinas.
Algas marinas en las rocas de Long Island.

Los alginatos se utilizan en apósitos para heridas (véase apósito de alginato ) y moldes dentales. En microbiología , el agar se utiliza como medio de cultivo. Los carragenanos, alginatos y agarosas, junto con otros polisacáridos de macroalgas, tienen aplicaciones biomédicas . Delisea pulchra puede interferir con la colonización bacteriana. [ 42 ] Los sacáridos sulfatados de algas rojas y verdes inhiben algunos virus con envoltura de ADN y ARN . [ 43 ]

El extracto de algas marinas se utiliza en algunas pastillas para adelgazar. [ 44 ] Otras pastillas de algas marinas aprovechan el mismo efecto que la banda gástrica , expandiéndose en el estómago para generar una mayor sensación de saciedad. [ 45 ] [ 46 ]

Papel y embalaje

Las algas marinas se pueden utilizar para envases, por ejemplo, transformándolas en una alternativa de plástico rígido, mientras que la pulpa de algas marinas se puede utilizar para fabricar papel. [ 47 ]

mitigación del cambio climático

Las algas marinas (en particular las algas pardas ) pueden secuestrar grandes cantidades de carbono a través del enterramiento de detritos de algas en sedimentos, la exportación de detritos de algas al océano profundo o la persistencia de carbono orgánico disuelto (COD) derivado de algas en el océano durante escalas de tiempo relevantes para la mitigación del cambio climático . [ 48 ] Dado que las algas marinas cubren aproximadamente un tercio de las costas a nivel mundial y son algunos de los ecosistemas más productivos del planeta, producen grandes cantidades de carbono. [ 49 ] [ 50 ] Sin embargo, no existe un consenso generalizado entre los expertos sobre si las algas marinas pueden considerarse ecosistemas de carbono azul [ 51 ] debido a las incertidumbres con respecto al destino del carbono producido por las macroalgas. [ 52 ] [ 48 ] Se necesita más investigación para comprender el alcance del secuestro de carbono marino que se puede atribuir a las macroalgas, lo que nos permitirá comprender si las algas marinas pueden contribuir significativamente a la mitigación del cambio climático.

Además, una estrategia propuesta para secuestrar carbono utilizando algas marinas implica cultivar algas en mar abierto y luego hundir intencionalmente esa biomasa de algas en las profundidades oceánicas, secuestrando así el carbono contenido en ellas. [ 53 ] Científicos y expertos han rechazado este plan, ya que probablemente no sería factible debido a la falta de hierro en mar abierto, lo que impediría el crecimiento de las algas, así como a la gran cantidad de consecuencias ecológicas potenciales que podría causar el hundimiento de grandes cantidades de algas (incluyendo actuar como vector de especies invasoras, interferir con las migraciones de la megafauna y perturbar los ecosistemas de aguas profundas). [ 54 ] [ 55 ]

Otros usos

Las algas se extraen de la parte superior de un depurador/cultivador de algas para ser desechadas o utilizadas como alimento, fertilizante o para el cuidado de la piel.
En Tanzania, las mujeres cultivan "Mwani" (alga marina en suajili). Los cultivos consisten en pequeñas estacas dispuestas en hileras ordenadas en aguas cálidas y poco profundas. Una vez cosechadas, las algas se utilizan para diversos fines: alimentación, cosmética, textiles, etc.

Otras algas marinas pueden utilizarse como fertilizante , compost para paisajismo o para combatir la erosión de la playa mediante su enterramiento en las dunas. [ 56 ]

Las algas marinas se están considerando como una fuente potencial de bioetanol . [ 57 ] [ 58 ]

Los alginatos se utilizan en productos industriales como recubrimientos de papel, adhesivos, tintes, geles, explosivos y en procesos como el encolado de papel, la impresión textil, el hidromulching y la perforación. Las algas marinas son un ingrediente de la pasta de dientes, los cosméticos y las pinturas. También se utilizan para la producción de biohilo (un tejido). [ 59 ]

Varios de estos recursos pueden obtenerse a partir de algas marinas mediante biorrefinería .

La recolección de algas consiste en recolectarlas, secarlas y prensarlas. Era un pasatiempo popular en la época victoriana y sigue siéndolo hoy en día. En algunos países emergentes, las algas se recolectan a diario para el sustento de las comunidades.

Las algas marinas se han utilizado tradicionalmente para construir techos en las casas de Læsø en Dinamarca. [ 60 ]

Riesgos para la salud

Las algas en descomposición son una fuente potente de sulfuro de hidrógeno , un gas altamente tóxico, y se han relacionado con algunos casos de aparente intoxicación por sulfuro de hidrógeno. [ 61 ] Pueden causar vómitos y diarrea. [ 62 ]

La denominada "alga urticante" Microcoleus lyngbyaceus es una cianobacteria filamentosa que contiene toxinas como la lyngbyatoxina-a y la debromoaplysiatoxina . El contacto directo con la piel puede causar dermatitis por algas, caracterizada por lesiones dolorosas y ardientes que duran varios días. [ 1 ] [ 63 ]

Amenazas

La enfermedad bacteriana ice-ice infecta a Kappaphycus (alga roja), volviendo blancas sus ramas. La enfermedad causó grandes pérdidas de cosechas en Filipinas, Tanzania y Mozambique. [ 64 ]

Los desiertos de erizos de mar han reemplazado a los bosques de algas en varias zonas. Son prácticamente inmunes a la inanición. Su esperanza de vida puede superar los 50 años. Cuando sufren estrés por hambre, sus mandíbulas y dientes se agrandan, forman grupos y cazan en grupo. [ 64 ]

Véase también

Referencias

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Lecturas adicionales

  • Iselin, Josie. Un jardín oceánico: La vida secreta de las algas marinas (Oregon State University Press, 2023) reseña del libro en línea
  • Wiencke, Christian, Kai Bischof (eds.) Biología de las algas marinas: Nuevas perspectivas sobre ecofisiología, ecología y utilización . Springer (2012). ISBN 978-3-642-28450-2(impreso); ISBN 978-3-642-28451-9(libro electrónico).
Logotipo de Wikimedia Commons
  • El Proyecto de Biodiversidad de Algas Marinas , que explora la riqueza de la diversidad de algas marinas.
  • El sitio web de Michael Guiry sobre algas marinas ofrece información sobre todos los aspectos de las algas, las plantas marinas y la biología de las algas marinas.
  • SeaweedAfrica , información sobre la utilización de algas marinas en el continente africano.
  • Algas marinas. Una industria química en Bretaña, en el pasado y en la actualidad.
  • AlgaeBase , una base de datos consultable que incluye información taxonómica, imágenes y datos de utilización de algas de agua dulce, marinas y terrestres, incluidas las algas marinas.
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