Ciencias Naturales: Las algas

 Las algas

Un alga (Algae L. 1751) es un organismo con capacidad de realizar la fotosíntesis oxigénica y obtener el carbono orgánico con la energía de la luz del Sol, diferente de una embriofita o planta terrestre. Casi siempre viven en un medio acuático (alguna excepción colonizó la superficie terrestre, pero no de la forma espectacular en que lo hicieron las embriofitas) y pueden ser unicelulares o pluricelulares. En la definición moderna del término se consideran solo organismos eucariotas. Esto incluye a las algas verdes (que se suelen clasificar entre las plantas), las algas pardas (que son protistas), las algas rojas (que se pueden clasificar entre las plantas o entre los protistas según el criterio que se tome) y varios grupos de protistas unicelulares o coloniales que forman parte del fitoplancton (por ejemplo, dinoflagelados, diatomeas, haptofitas, criptofitas, etc). Las cianobacterias son fotótrofas pero son procariotas (bacterias), aunque algunos autores las incluyen en el término.1​2​

Todas las algas se consideran protistas según algunos autores (como Lynn Margulis), no obstante algunas especies son reconocidas además como plantas en una de sus circunscripciones más modernas (las algas verdes, las algas rojas y las glaucofitas, que son los grupos de algas más emparentados con las plantas terrestres). En una época se llamó "algas" a las cianobacterias, que son bacterias que fotosintetizan (al ser descubiertas fueron llamadas algas verdeazules) pero hoy en día el término "alga" se utiliza preferentemente para los eucariotas (a veces se encuentran los términos "algas eucariotas" y "algas procariotas"). En algunos textos se llama "algas" a los protistas que no fotosintetizan pero están muy emparentados con protistas que sí lo hacen y probablemente descienden de un ancestro que lo hacía, como los euglenoideos no fotosintetizantes parientes cercanos de Euglena, un ejemplo es Astasia que retiene vestigios de lo que parece haber sido un cloroplasto.

Las algas en general viven en ambientes muy húmedos o en el agua (alguna excepción colonizó la tierra). Con respecto a sus modos de nutrición, no todas las algas son exclusivamente autótrofas, hay algas que además de realizar fotosíntesis pueden alimentarse de forma heterótrofa (son mixótrofas).

Las plantas terrestres y algas no son los únicos organismos con capacidad de realizar fotosíntesis. Por ejemplo hay eucariotas que son capaces de alimentarse de algas y secuestrar los cloroplastos que éstas contienen, integrándolos a sus tejidos y aprovechando los productos de la fotosíntesis, en un fenómeno llamado cleptogamia. Estos eucariotas no son considerados algas.

Inicialmente, en la época en que solo se clasificaba a los organismos como vegetales o como animales, las algas fueron agrupadas por los biólogos con los vegetales, pero hoy muchas se agrupan con los protistas. Los protozoos -también protistas- son heterótrofos, las algas, en cambio, son autótrofas, capaces de realizar fotosíntesis; pero ambos están constituidos por células eucariotas. Existen más de 30.000 especies conocidas de algas, desde las microscópicas hasta las gigantes, que pueden llegar a alcanzar cien metros.

Los caracteres esenciales que distinguen a éstas del resto de los vegetales fotosintéticos (plantas terrestres) son:

la ausencia de un verdadero embrión (no son por tanto embriofitas),

la ausencia de una envuelta multicelular alrededor de los gametangios y esporangios (a excepción de las caráceas).

Se distinguen de los hongos por carecer éstos de capacidad fotosintética. Se trata de un grupo polifilético (no es un grupo de parentesco), y no tiene por lo tanto ya uso en la clasificación científica taxonómica moderna, aunque sigue teniendo utilidad en la descripción de los ecosistemas acuáticos.

Se han descrito algo más de 45.000 especies, si bien algunos grupos están pendientes de una revisión exhaustiva. Son cosmopolitas y viven prácticamente en todos los medios, aunque están relacionadas fundamentalmente con el medio acuático, se desarrollan también en ambientes variados y extremos como el suelo, la nieve o el hielo, sobre otros vegetales, etc. Generalizando se puede afirmar que en los ecosistemas acuáticos las algas son los principales productores primarios y la base de la cadena trófica, (véase fitoplancton).

Muchas algas son unicelulares microscópicas, otras son coloniales y algunas han desarrollado anatomías complejas, incluso con tejidos diferenciados, como ocurre en las algas pardas. Las más grandes, miembros del grupo anterior, forman cuerpos laminares de decenas de metros de longitud, como las que se encuentran en el mar de los Sargazos.

Para su clasificación taxonómica, además del tipo de pigmentos, plastos y otras características, se emplea el número de membranas de sus cloroplastos: dos, tres o cuatro. Tienen un papel fundamental para el entendimiento de los modelos endosimbióticos.

Color

La coloración de las algas es muy variada y depende de los pigmentos presentes en los plastos. Así pues la clorofila es de color verde, la ficoeritrina roja, la fucoxantina parda, el caroteno naranja, la ficocianina azul y la zeaxantina amarilla.

Historia de la ficología

El estudio científico de las algas se llama ficología. Se usa también, pero menos, algología, un término híbrido construido con una raíz latina (alga) y otra griega (logos); se presta además a confusión con la ciencia homónima del dolor, que es una especialidad médica.

La historía de la ficología está ligada a la historia de la botánica general. Ya en tiempos de los griegos, Teofrasto y Dioscórides utilizan en sus descripciones el término "phykos" (que significa planta marina) para designar algas. De este nombre griego derivaría el nombre latino "fucus".

Clasificación

Origen de la célula eucariota y de las algas por endosimbiosis seriada.- A: arquea

ancestral, B: origen del núcleo celular, C: bacteria aerobia, D: origen eucariota por simbiogénesis (eucariogénesis), E: bacteria fotosintética oxigénica, F: origen de la primera alga (Primoplantae) por endosimbiosis primaria entre un protozoo fagótrofo y una cianobacteria, G: origen de un alga cromofita por endosimbiosis secundaria con un alga roja, H: pérdida secundaria de cloroplastos en ciertos protistas, I: endosimbiosis terciaria de ciertos dinoflagelados con un alga cromofita.3​

Como se ha apuntado en la introducción, las algas constituyen un conjunto polifilético, es decir, sus miembros están dispersos entre distintos grupos de parentesco (grupos monofiléticos). Para su ordenación en filos y clases se han utilizado características como la composición de los pigmentos, de las sustancias de reserva, de la pared celular, y las características de la división celular.

Hay autótrofos procariotas y algas eucariotas.

Autótrofos procariotas

Cianobacterias. Pertenecen al dominio Bacteria (Prokaryota o Monera), pero son fotosintéticas y presentan clorofila a y ficobilinas como pigmentos auxiliares, aunque algunas presentan en su lugar clorofila b. Antiguamente se denominó a las cianobacterias como "cianofitas" y como "algas verdeazuladas", pero actualmente se suele restringir el término alga a los eucariotas, y la expresión algas verdeazuladas debe considerarse obsoleta y descartarse su uso.

Algunos otros grupos de bacterias, como Chloroflexia o Chlorobia, realizan formas de fotosíntesis no oxigénicas u oxogénicas usando bacterioclorofila en vez de clorofila, pero tampoco son tratados como algas. También existen arqueas, en concreto Halobacteria, que realizan reacciones fotosintéticas, en este caso usando el pigmento bacteriorodopsina.

Algas eucariotas

Muchos grupos de eucariotas con cloroplastos son considerados algas y son tratados habitualmente como protistas o como plantas según los sistemas de clasificación. Evolutivamente se pueden clasificar en dos categorías principales: los grupos cuyos cloroplastos procenden de la endosimbiosis primaria de una cianobacteria, que constituyen la línea Archaeplastida o Primoplantae, y los restantes grupos que obtuvieron sus cloroplastos secundariamente a través de la endosimbiosis de una Primoplantae. Entre estos últimos destacan las algas cromofitas, que descienden de protistas que adquirieron los cloroplastos secundariamente por endosimbiosis de un alga roja. Adicionalmente otros grupos de protistas adquirieron sus cloroplastos por endosimbiosis secundaria, bien de un alga verde, como los euglénidos y las algas cloraracneas, o de un alga roja, como en el caso de los dinoflagelados. Se conocen también casos de dinoflagelados que reemplazaron sus cloroplastos secundarios por otros procedentes de una endosimbiosis terciaria posterior.

1) Archaeplastida o Primoplantae

Alga roja: Gracilaria.

Alga verde: lechuga de mar.

Algas pardas: grandes algas laminariales sobre un fondo de algas fucales.

Primoplantae comprende los llamados eucariontes fotosintéticos primarios, descendientes directos del protozoo biflagelado en cuyo seno una cianobacteria se convirtió en el primer cloroplasto. Estos cloroplastos están rodeados por dos membranas y contienen clorofila a (que es universal) y algunos grupos también clorofila b. Las paredes celulares son de celulosa. Comprenden tres líneas:

Glaucofitas (Glaucophyta = Glaucocystophyta). Es un pequeño grupo de algas unicelulares de agua dulce que se caracterizan por contener cianelas, que son plastos con características típicas de las cianobacterias, por ejemplo, una pared residual de peptidoglucano y carboxisomas, ausentes de los plastos del resto de las algas y plantas. Contienen clorofila a.

Algas rojas (Rhodophyta). Son algas fundamentalmente marinas que, dependiendo del criterio que se tome, se clasifican entre las plantas o entre los protistas. Presentan cloroplastos denominados rodoplastos con clorofila a.

Algas verdes (Chlorophyta y Charophyta). Son principalmente de agua dulce, pues solo un 10% de las especies son marinas y contienen clorofilas a y b. Es el grupo a partir del cual evolucionaron las plantas terrestres. Se suelen clasificar dentro del reino Plantae, subreino Viridiplantae.