- Las algas pueden ser tóxicas y no tóxicas
- Un lago suele tener un número significativo de entre 20 y 30 tipos diferentes de especies de algas en un momento dado.
- Dependiendo de las condiciones ambientales, como las horas de luz solar, la temperatura del agua, los niveles de nutrientes y los depredadores, 1 o 2 especies dominan la mezcla.
Muchos gestores consideran que las algas son un problema en el sector del agua, pero este organismo acuático, que incluye tanto algas verdes como algas marinas, es una parte natural del ecosistema y un importante productor en ambientes acuáticos. Las especies más conocidas viven en lagos, ríos y estanques suspendidas en la columna de agua como organismos microscópicos o formas planctónicas, y forman parte de la dieta y la alimentación de numerosos seres vivos. Por otro lado, otros tipos, como las algas perifíticas, crecen en diferentes sustratos, como rocas, plantas acuáticas sumergidas, troncos de árboles y sedimentos del fondo. En esta guía, profundizaremos en las algas, un grupo diverso de organismos fotosintéticos que incluye tanto algas unicelulares como macroscópicas, y que contienen cloroplastos para realizar la fotosíntesis, proceso fundamental para la vida en la tierra.
¿Qué son las algas?
Las algas pueden variar desde plantas microscópicas unicelulares en la superficie del agua hasta grandes algas marinas, comúnmente llamadas algas marinas, que se adhieren a la costa. Todas las especies de algas son miembros del reino de organismos autótrofos, lo que significa que utilizan la luz solar y sustancias químicas abióticas (no vivas) disueltas en el agua de mar para producir materia biótica (viva) mediante un proceso conocido como fotosíntesis. Son plantas acuáticas que no florecen, que contienen clorofila pero no tienen raíces, hojas, tallos ni tejido vascular verdaderos.
La fotosíntesis es uno de los procesos más importantes del planeta. Depende de la luz solar, por lo que solo puede producirse durante las horas diurnas. Durante la fotosíntesis, las algas u otras plantas absorben dióxido de carbono, luz solar y agua para crear oxígeno y energía en forma de glucosa. Pero esta no es la única forma en que las plantas pueden producir energía. Paralelamente a la fotosíntesis, las plantas también realizan actividad respiratoria de forma similar a como lo hacemos los seres humanos. Durante la respiración, la célula de las algas absorbe oxígeno y produce dióxido de carbono cada minuto del día, manteniendo su metabolismo activo.
Cuando hace sol, las algas y otras plantas fotosintetizan más rápido de lo que respiran. En días como estos, se considera que las algas son una fuente neta de oxígeno, ya que se produce más oxígeno a través de la fotosíntesis que de la respiración. Por el contrario, los días nublados plantean más retos para los ecosistemas acuáticos. En esos días, se produce poca fotosíntesis y la respiración de las algas puede provocar que el lago tenga tan poco oxígeno que mueran los peces e incluso las algas.
El papel y la diversidad de las algas
Sin embargo, no todas las algas son perjudiciales, ya que las plantas constituyen la base de la cadena alimentaria en muchos entornos del planeta. Todos los demás organismos, desde las bacterias hasta los seres humanos, se conocen como heterótrofos, es decir, organismos que se alimentan de otras plantas o animales para obtener energía. Por ejemplo, una población saludable de algas, incluyendo tanto microalgas como algas verdes y algas marinas, proporciona una base vital para la prosperidad de la vida acuática y el mantenimiento de un ecosistema acuático saludable.
Un ejemplo de una buena cadena alimentaria de algas verdes es:
Nutrientes (por ejemplo, fósforo, nitrógeno, minerales) > Algas (por ejemplo, diatomeas, algas verdes de agua dulce) > Zooplancton (por ejemplo, dafnias) > Peces pequeños > Peces piscívoros.
Por término medio, en un lago hay aproximadamente entre 20 y 30 especies de algas en gran cantidad en un momento dado. Dentro de esta mezcla, 1-2 especies son dominantes dependiendo de factores como el número de horas de luz solar, la temperatura del agua, la cantidad y el tipo de nutrientes, el pH y los depredadores, entre otros.
¿Qué son las algas no tóxicas?
En primer lugar, profundicemos en las algas que no son tóxicas. Son de células pequeñas, normalmente de menos de 100 um, y no son visibles a simple vista. Las especies planctónicas como estas son las responsables del color del agua, verde durante el verano debido a las algas verdes y marrón en primavera y otoño debido a las diatomeas, ambas formas de algas microscópicas. Al ser planctónicas, se dejan llevar por el movimiento del agua. Curiosamente, estas especies emiten enzimas para evitar conectarse con otros individuos y prevenir la aglutinación, un aspecto importante en su ciclo y actividad.
En cuanto a la biología celular, las algas verdes suelen tener una pared celular blanda y una película delgada que las protege, mientras que las diatomeas tienen una pared celular rígida. Debido a su pequeño tamaño, las algas verdes y las diatomeas son frecuentemente consumidas por las dafnias filtradoras y otros zooplancton, que encuentran en ellas una fuente rica en proteínas y aminoácidos esenciales. El zooplancton se alimenta regularmente de las poblaciones de algas y diatomeas buenas, por lo que rara vez se forma una «floración» permanente en condiciones naturales de verano. Si en un lago hay poblaciones sanas de estas especies, el agua mantendrá una gran claridad durante todo el verano y seguirá siendo estéticamente atractiva para todos los usos, mostrando la importancia ecológica de estas algas en el mundo acuático.
Función y límites de las algas buenas
En resumen, las poblaciones sanas de algas verdes y diatomeas evitan el desarrollo de florecimientos de algas nocivas, que son un importante grupo de algas que pueden producir toxinas. ¿Por qué las algas verdes y las diatomeas buenas son mejores para los ecosistemas acuáticos que otras especies de algas como las cianobacterias?
- Son activas antes en primavera que las cianobacterias, mostrando una mayor capacidad de crecimiento en su ciclo natural.
- Se reproducen más rápidamente que las cianobacterias debido a su pequeño tamaño y a la división celular simple, una forma de reproducción asexual común en muchas especies.
- Si su población se mantiene saludable, pueden absorber todos los nutrientes disponibles en un lago, limitando el consumo de nutrientes por parte de las cianobacterias y evitando su proliferación.
Sin embargo, no todo son buenas noticias. Las algas verdes y las diatomeas buenas son ligeramente más pesadas que el agua, con una gravedad específica de 1,03, por lo que es habitual que se hundan. Desgraciadamente, si se hunden más allá de la termoclina, mueren por falta de luz solar, lo que afecta su actividad fotosintética y capacidad para producir oxígeno. En muchos lagos de Estados Unidos, esto le ocurre a gran parte de las algas verdes y diatomeas buenas a mediados del verano, lo que permite que las cianobacterias se conviertan en dominantes en el lago.
Algas verdeazuladas
Las cianobacterias, también conocidas como algas verdeazuladas, son un tipo de bacterias que residen en entornos acuáticos como el agua dulce y el agua salada. Estos organismos microscópicos, parte fundamental de las algas y la comunidad acuática, se encuentran de forma natural en las masas de agua, pero si se dejan proliferar, pueden perjudicar la salud humana. Al igual que otras bacterias, tienen una pared viscosa con clorofila en cada célula que se extiende por toda la célula. Esto difiere de una célula de alga verdadera, que tiene una pared más rígida y clorofila en sacos conocidos como cloroplastos.
El nombre «cianobacterias» proviene del color azul verdoso que caracteriza a estas bacterias, y su estudio forma parte de la ficología, la ciencia que investiga las algas y organismos relacionados.
¿Por qué las cianobacterias, un grupo importante dentro las algas, suponen un riesgo para la salud humana? Las cianobacterias se encuentran en muchos lagos y pueden alterar la eficiencia de un lago al producir potentes toxinas (cianotoxinas), sabor y olor en el agua. Estas toxinas, cuya extracción es fundamental para su análisis, afectan la calidad del agua, poniendo en riesgo la salud humana y de la fauna que habita estos ambientes acuáticos. Por ejemplo, los animales, en particular las vacas y los perros, mueren cada año por beber agua que contiene cianotoxinas. También existe la preocupación de que algunas toxinas del agua del lago se estén infiltrando en las plantas de agua potable y se acumulen lentamente en las personas que consumen esta agua, afectando su salud y bienestar. Para más información, se pueden consultar páginas web especializadas que ofrecen recursos sobre el control y manejo de estas algas nocivas.
Detección y características de las cianotoxinas
¿Cómo se pueden detectar las cianotoxinas? Aunque se necesita un kit de pruebas para demostrar su presencia, por lo general, se puede obtener una pista de que pueden estar presentes oliendo el agua. El sabor y el olor suelen ser a humedad o a pescado debido a la presencia de «MIB» y «geosmina» producidas por las cianobacterias, un aspecto importante en la detección y control de estas algas nocivas en ambientes acuáticos. Si bien estas toxinas, MIB y geosmina, pueden provocar quejas de los consumidores a la planta de tratamiento de agua, también presentan problemas de salud más graves para los seres vivos y humanos.
Impactos en el tratamiento y precauciones con los algicidas
Cuando un lago tiene una floración de cianobacterias, las toxinas, el sabor y el olor suelen extenderse por toda la columna de agua, desde la superficie hasta los sedimentos del fondo. Esto se debe probablemente a que, aunque la floración de cianobacterias proliferó en la columna de agua superior, donde recibía luz solar fiable en aguas poco profundas, las células muertas no son comestibles para el zooplancton y se hunden constantemente desde la parte superior del agua hasta los sedimentos, afectando la calidad del agua y el equilibrio del ecosistema acuático.
Como resultado, si hay floraciones de cianobacterias cerca la toma de agua de una planta tratamiento, a menudo no sirve de mucho que la planta utilice múltiples compuertas de toma a diferentes alturas, ya que es probable que el agua a todas las profundidades contenga los contaminantes de las cianobacterias. ¿Qué ocurre si los gestores aplican un algicida en un lago para detener la proliferación de cianobacterias? Así, las células de cianobacterias pueden lisarse, destruyéndose a sí mismas y liberando toxinas, compuestos de sabor y olor en el agua, lo que agrava aún más el problema. Por lo tanto, los gestores del agua deben utilizar los algicidas con precaución y, preferiblemente, antes de que la proliferación se expanda, para proteger los productos, la salud y el valor ecológico de los organismos que habitan estos ambientes acuáticos, manteniendo así el equilibrio de las algas y otros organismos en el ecosistema.
Causas del florecimiento de las cianobacterias
¿Qué provoca el florecimiento de las cianobacterias? Las cianobacterias suelen prevalecer en los lagos donde hay abundantes niveles de nutrientes, agua cálida y largas horas de luz solar. Además, hay poca mezcla efectiva para resuspender las algas verdes y las diatomeas buenas y evitar que se hundan fuera de la luz solar, lo que crea una tormenta perfecta para que proliferen las algas nocivas.
Muchas especies de cianobacterias pueden almacenar nutrientes de nitrógeno y fósforo para su uso posterior, ajustar su flotabilidad hacia abajo para obtener nutrientes del fondo del lago y luego subir a la superficie para recibir la luz solar. Después, se agrupan para protegerse (formando floraciones o florecimientos de algas nocivas, HABS), dan sombra y matan a las algas buenas, emitiendo toxinas, sabor y olor para matar o ahuyentar a los depredadores. Este proceso forma acinetos (esporas) en reposo que permanecen en el fondo del lago hasta el año siguiente, cuando suben a la superficie para apoderarse del lago. Con un tamaño superior a 100 um, son demasiado grandes para que las dafnias las coman, por lo que a menudo sobreviven hasta que llega el verano, lo que supone una pesadilla para los gestores del agua y la industria del agua potable.
Consecuencias ecológicas de florecimiento
Desde una perspectiva ecológica, las cianobacterias también impiden el flujo de nutrientes a lo largo de la cadena alimentaria hacia los peces grandes y sanos y, en su lugar, crean una carga problemática de demanda bioquímica de oxígeno (DBO), ya que las bacterias las descomponen lentamente en el fondo del lago:
Nutrientes (por ejemplo, nitrógeno, fósforo) > Cianobacterias > Carga de DBO en los sedimentos del lago.
A menudo, la carga de DBO de las cianobacterias en los sedimentos del lago provoca que la zona anóxica del fondo del lago se mueva más rápidamente y a mayor altura en condiciones estratificadas de verano. Esto conlleva una multitud de problemas con el hierro, el manganeso, el fósforo y los sulfuros. Por lo tanto, la eliminación de las floraciones de cianobacterias en las capas superficiales del lago suele mejorar también las capas inferiores del mismo, aspecto fundamental para mantener el equilibrio en los ecosistemas acuáticos y la salud del planeta.
Algas filamentosas
Las algas filamentosas son un tipo de algas no tóxicas que se unen para formar filamentos en forma de malla, creando una estructura que sirve de refugio para diversos organismos acuáticos. Estas colonias de algas microscópicas, comúnmente llamadas plantas microscópicas, suelen crecer en la superficie de objetos duros, como el disco o sustrato orgánico del fondo o las rocas de las aguas corrientes. Las algas filamentosas desempeñan un papel esencial en la salud de los ecosistemas de agua dulce, ya que producen oxígeno y alimento para los animales y otros organismos acuáticos que viven en ellos, aportando importantes beneficios ecológicos; sin embargo, también pueden causar problemas como el estancamiento.
A diferencia de las plantas terrestres, las algas filamentosas no tienen raíces verdaderas, por lo que obtienen sus nutrientes del agua circundante. Cuando los filamentos atrapan gases como el oxígeno disuelto (OD) creado durante la fotosíntesis, la flotabilidad eleva la capa de algas a la superficie del agua. Esto es común en estanques poco profundos y a lo largo de las zonas cercanas a la costa en lagos más grandes y puede parecer que hay más algas de las que realmente hay. Aunque las algas filamentosas pueden resultar antiestéticas, no son perjudiciales para la salud humana. Las algas son una parte natural de los entornos acuáticos y los ecosistemas, con propiedades que contribuyen a la calidad del agua. Por lo general, la temporada de algas filamentosas rara vez dura más de unas pocas semanas en cada lago, entre mayo y junio de cada año.