Descripción somera y mecanismo de las microalgas.
Descripción somera y mecanismo de las microalgas.
Las cianobacterias que hemos visto últimamente en las playas, en manchas rojizas, observamos que se encuentran formando especies de hilos, que nos recuenrdan algas pero que son realmente agrupaciones filamentosas de células cubiertas de una especie de vaina mucilaginosa.
En estas agrupaciones filamentosas, se distinguen al menos tres o cuatro tipos de células especializadas: (1) las cianobacterias vegetarivas o somáticas, propiamente dicho, que están en mayor número, células que contienen sus pigementos (clorofilas, carótenos, ficocianinas azules o ficoeritrinas rojas) con los que, entre otras cosas, ejecutan la fotosíntesis en un amplio espacio de frecuencias más allá de la luz verde. En ese proceso se une el CO2 y el H2O mediante la energía del sol para formar polímeros de alto contenido energético como el almidón, parecido al glucógeno de los mamífero, que acumulan. (2) Algunas de las células acopian gran cantidad de alimentos para formar acinetos o esporas resistentes que permitirán la reproducción no vegetativa. (3) Además de las células normales y la esporas existen unidas en el filamento (2) otras células especializadas, de mayor tamaño y con membrana celulares más gruesas, que se denominan hetercitos y que, por no tener los pigmentos verdes, azules o rojos, no fabrican sus alimentos. En cambio, los heterocitos pueden producir proteínas.. Cada heterocito tiene dos polos, nódulo o puertas por las que se unen al resto de las células, y, a través de los mismos estos heterocitos recibirán la energía en forma de ATP, ADPH etc, del resto de las cianobacterias y cederán, como veremos, el amonio para las proteínas del resto del grupo. Estas puertas impedirán la entrada de oxígeno pues si eso ocurriera el proceso de fijación del nitrógeno no se podría realizar.
En esos heterocitos, que como he dicho, no se produce oxígeno ( pues no tienen clorofila y no captan CO2), existe la proteína nitrogenasa que permite, con la energía aportada por el resto de las cianobacterias, captar el nitrógeno del aire para formar amonio.
N2 +8 NADPH = 2 NH4+ + 8NADP
Cómo vemos, este proceso exigen el consumo de gran cantidad de energía.
Las paredes de los heterocitos deben ser gruesas para impedir el contacto con el oxígeno pues éste impediría la fijación del N2 y la síntesis de NH4+, que es una reducción (lo contrario a una oxidación). El hecho de que, las agrupaciones filamentosas de cianobacterias tengan células somáticas que captan el CO2 y producen O2 como subproducto, separadas de los heterocitos que no captan el CO2 pero sí el N2 es lo que permite que ambos procesos de síntesis puedan realizarse durante el día, en fase lumínica.
Podemos considerar un cuarto tipo de células o cianobacterias especializadas, (4) que permiten el movimiento en el agua debido a que poseen en su citoplasma vasículas o capsulas hechas con proteínas permeables al gas pero impermeables al agua, capaces de llenarse de gas que, al vaciarse la harían descender a los fondos para captar, en caso de ausencia de una fuente próxima de fósforo este elemento y, en caso de haberlo captado (para fabricar parte del ATP, NADP etc y otros intermediantes energéticos), se llenaría del gas producido como subproducto de algunos procesos asociados y para ascender hasta la superficie en la que podrá captar el CO2 y N2. Estos procesos exigen una importante inversión de energía por lo que, en caso de encontrarse fuentes de fósforo superficial no utilizarían ese recurso que, además, impide tanto la fijación del CO2, por falta de luz, como la del N2 atmosférico.
Un apunte interesante es la probabilidad de que los heterocitos puedan intervenir, además de en la captación del nitrógeno en la multiplicación de las colonias mediante reproducción por fragmentación. Sabemos que la reproducción de cada una de las células se realiza mediante la replicación del ADN, tanto de manera vegetativa binaria como por espora. Pero además existe un mecanismo paralelo, similar a lo que podríamos llamar reproducción por esquejes en las plantas, pues, las agrupaciones filamentosas pueden fragmentarse por alguno de esos nódulos polares, o puertas de intercambios de nutrientes, ya que son los lugares más frágiles de la cadena o agrupación de células que forman los filamentos.
Así, cuando se produce la ruptura, ocurrirá que, de cada filamento se forman dos o más, los cuales irían, a su vez, creciendo gracias a la reproducción vegetativa de las células. En poco tiempo, podría producirse otros filamentos de similar tamaño que, a su vez, darían lugar a grandes colonias o manchas de cianobacterias.
De ahí que, es probable que, cuando el heterocito no cumpla su función habitual, a saber, la fijación del N2 atmosférico para producir amonio, quizá debido a una concentración alta de ese ión en las aguas circundantes, es probable que, entonces, pasen a cumplir el rol alternativo de ser los eslabones frágiles de las cadenas filamentosas de cianobacterias con lo que éstas, si hubiera fósforo suficiente en el medio, y poseyeran la suficiente energía acumulada en forma de almidón de cianofíceas, crecerían de manera exponencial.
De ahí que, justo en las aguas pobre en nutrientes orgánicos, debido, por ejemplo, a la contaminación tóxica por diversos agentes químicos; o como consecuencia de la destrucción de praderas de sebadales, algas y corales, o por cualquier otra causa, -circunstancias características de las aguas litorales de las Canarias, en particular las occidentales- si, a la reducida competencia con otras formas de vida, se suma la riqueza de nitratos, amonios, derivados del fósforo o la disminución de la relación N/P, a temperaturas superiores a los 23 ºC y, tal vez, por la simultánea acción catalítica de los óxidos de hierro y aluminio, las vitaminas y hormonas emitidos, en grandes cantidades, por los emisarios, se explicaría, de una manera factible, la formación de los famosos bloms o floramientos que, en este verano, ha habido en nuestras aguas litorales.
Como han demostrado especialistas, las aguas costeras de las islas tienen dificultad para su rápida dilución en las oceánicas, externas, sometidas a las corrientes y que forman capas límites laminares que rodean a las islas que se encuentran en su paso. Además, simplemente teniendo en cuenta que la densidad de las aguas residuales es menor que la del mar, estos nutrientes y catalizadores en vez de descender ascienden.
Por ello, si en esas aguar relativamete someras pero pobres seguimos echando fósforo y otros cationes, espcialmente el Fe2+, aniones y moléculas orgánicas no sería de extrañar que en años sucesivos estos fenómenos se reprodujeran.
La aceleración de la vida en el Mar de Las Calmas, en El Hierro, después de la erupción del volcán submarino, Tagoror, se debe, en gran medida, al aporte de oligoelementos como el Hierro. También, en las islas occidentales y Lanzarote, con eventos volcánicos recientes, la magnetita de las arenas negras aportan a las aguas litorales importantes concentraciones de este elemento que, combinado con el fósforo, pueden explicar estos afloramientos explosivos.
La desaparición de los sebadales, sumideros naturales del exceso de fósforo, es la causa de (A) la desaparición de las especies que, hasta ahora, competían con la especie Thichodesmium e. (B) el aumento de [PO4(3-)] medio de las aguas próximas al litoral.
No nos olvidemos de separar la paja del gano y no echemos la culpa de estos desagradables afloramientos sólo al cambio climático. Con toda seguridad, en ambiente oligotrópicos como los isleños, sin el aporte de esos nutrientes y elementos catalizadores estos blooms no se producirían en la forma en que en este año se han producido.
Julio Muñiz, 7 de noviembre de 2017.
Las cianobacterias que hemos visto últimamente en las playas, en manchas rojizas, observamos que se encuentran formando especies de hilos, que nos recuenrdan algas pero que son realmente agrupaciones filamentosas de células cubiertas de una especie de vaina mucilaginosa.
En estas agrupaciones filamentosas, se distinguen al menos tres o cuatro tipos de células especializadas: (1) las cianobacterias vegetarivas o somáticas, propiamente dicho, que están en mayor número, células que contienen sus pigementos (clorofilas, carótenos, ficocianinas azules o ficoeritrinas rojas) con los que, entre otras cosas, ejecutan la fotosíntesis en un amplio espacio de frecuencias más allá de la luz verde. En ese proceso se une el CO2 y el H2O mediante la energía del sol para formar polímeros de alto contenido energético como el almidón, parecido al glucógeno de los mamífero, que acumulan. (2) Algunas de las células acopian gran cantidad de alimentos para formar acinetos o esporas resistentes que permitirán la reproducción no vegetativa. (3) Además de las células normales y la esporas existen unidas en el filamento (2) otras células especializadas, de mayor tamaño y con membrana celulares más gruesas, que se denominan hetercitos y que, por no tener los pigmentos verdes, azules o rojos, no fabrican sus alimentos. En cambio, los heterocitos pueden producir proteínas.. Cada heterocito tiene dos polos, nódulo o puertas por las que se unen al resto de las células, y, a través de los mismos estos heterocitos recibirán la energía en forma de ATP, ADPH etc, del resto de las cianobacterias y cederán, como veremos, el amonio para las proteínas del resto del grupo. Estas puertas impedirán la entrada de oxígeno pues si eso ocurriera el proceso de fijación del nitrógeno no se podría realizar.
En esos heterocitos, que como he dicho, no se produce oxígeno ( pues no tienen clorofila y no captan CO2), existe la proteína nitrogenasa que permite, con la energía aportada por el resto de las cianobacterias, captar el nitrógeno del aire para formar amonio.
N2 +8 NADPH = 2 NH4+ + 8NADP
Cómo vemos, este proceso exigen el consumo de gran cantidad de energía.
Las paredes de los heterocitos deben ser gruesas para impedir el contacto con el oxígeno pues éste impediría la fijación del N2 y la síntesis de NH4+, que es una reducción (lo contrario a una oxidación). El hecho de que, las agrupaciones filamentosas de cianobacterias tengan células somáticas que captan el CO2 y producen O2 como subproducto, separadas de los heterocitos que no captan el CO2 pero sí el N2 es lo que permite que ambos procesos de síntesis puedan realizarse durante el día, en fase lumínica.
Podemos considerar un cuarto tipo de células o cianobacterias especializadas, (4) que permiten el movimiento en el agua debido a que poseen en su citoplasma vasículas o capsulas hechas con proteínas permeables al gas pero impermeables al agua, capaces de llenarse de gas que, al vaciarse la harían descender a los fondos para captar, en caso de ausencia de una fuente próxima de fósforo este elemento y, en caso de haberlo captado (para fabricar parte del ATP, NADP etc y otros intermediantes energéticos), se llenaría del gas producido como subproducto de algunos procesos asociados y para ascender hasta la superficie en la que podrá captar el CO2 y N2. Estos procesos exigen una importante inversión de energía por lo que, en caso de encontrarse fuentes de fósforo superficial no utilizarían ese recurso que, además, impide tanto la fijación del CO2, por falta de luz, como la del N2 atmosférico.
Un apunte interesante es la probabilidad de que los heterocitos puedan intervenir, además de en la captación del nitrógeno en la multiplicación de las colonias mediante reproducción por fragmentación. Sabemos que la reproducción de cada una de las células se realiza mediante la replicación del ADN, tanto de manera vegetativa binaria como por espora. Pero además existe un mecanismo paralelo, similar a lo que podríamos llamar reproducción por esquejes en las plantas, pues, las agrupaciones filamentosas pueden fragmentarse por alguno de esos nódulos polares, o puertas de intercambios de nutrientes, ya que son los lugares más frágiles de la cadena o agrupación de células que forman los filamentos.
Así, cuando se produce la ruptura, ocurrirá que, de cada filamento se forman dos o más, los cuales irían, a su vez, creciendo gracias a la reproducción vegetativa de las células. En poco tiempo, podría producirse otros filamentos de similar tamaño que, a su vez, darían lugar a grandes colonias o manchas de cianobacterias.
De ahí que, es probable que, cuando el heterocito no cumpla su función habitual, a saber, la fijación del N2 atmosférico para producir amonio, quizá debido a una concentración alta de ese ión en las aguas circundantes, es probable que, entonces, pasen a cumplir el rol alternativo de ser los eslabones frágiles de las cadenas filamentosas de cianobacterias con lo que éstas, si hubiera fósforo suficiente en el medio, y poseyeran la suficiente energía acumulada en forma de almidón de cianofíceas, crecerían de manera exponencial.
De ahí que, justo en las aguas pobre en nutrientes orgánicos, debido, por ejemplo, a la contaminación tóxica por diversos agentes químicos; o como consecuencia de la destrucción de praderas de sebadales, algas y corales, o por cualquier otra causa, -circunstancias características de las aguas litorales de las Canarias, en particular las occidentales- si, a la reducida competencia con otras formas de vida, se suma la riqueza de nitratos, amonios, derivados del fósforo o la disminución de la relación N/P, a temperaturas superiores a los 23 ºC y, tal vez, por la simultánea acción catalítica de los óxidos de hierro y aluminio, las vitaminas y hormonas emitidos, en grandes cantidades, por los emisarios, se explicaría, de una manera factible, la formación de los famosos bloms o floramientos que, en este verano, ha habido en nuestras aguas litorales.
Como han demostrado especialistas, las aguas costeras de las islas tienen dificultad para su rápida dilución en las oceánicas, externas, sometidas a las corrientes y que forman capas límites laminares que rodean a las islas que se encuentran en su paso. Además, simplemente teniendo en cuenta que la densidad de las aguas residuales es menor que la del mar, estos nutrientes y catalizadores en vez de descender ascienden.
Por ello, si en esas aguar relativamete someras pero pobres seguimos echando fósforo y otros cationes, espcialmente el Fe2+, aniones y moléculas orgánicas no sería de extrañar que en años sucesivos estos fenómenos se reprodujeran.
La aceleración de la vida en el Mar de Las Calmas, en El Hierro, después de la erupción del volcán submarino, Tagoror, se debe, en gran medida, al aporte de oligoelementos como el Hierro. También, en las islas occidentales y Lanzarote, con eventos volcánicos recientes, la magnetita de las arenas negras aportan a las aguas litorales importantes concentraciones de este elemento que, combinado con el fósforo, pueden explicar estos afloramientos explosivos.
La desaparición de los sebadales, sumideros naturales del exceso de fósforo, es la causa de (A) la desaparición de las especies que, hasta ahora, competían con la especie Thichodesmium e. (B) el aumento de [PO4(3-)] medio de las aguas próximas al litoral.
No nos olvidemos de separar la paja del gano y no echemos la culpa de estos desagradables afloramientos sólo al cambio climático. Con toda seguridad, en ambiente oligotrópicos como los isleños, sin el aporte de esos nutrientes y elementos catalizadores estos blooms no se producirían en la forma en que en este año se han producido.
Julio Muñiz, 7 de noviembre de 2017.
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