REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

UNIVERSIDAD PEDAGGICA EXPERIMENTAL LIBERTADOR

INSTITUTO PEDAGGICO DE MATURIN
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS NATURALES
PROGRAMA DE BIOLOGA
MATURIN ESTADO MONAGAS

Profesor Bachilleres
Nino Omogrosso Campos Niovar

Maturn, Mayo de 2015

 Introduccin

Dentro de una perspectiva biolgica, ecolgica y evolutiva, los ciclos de vida de las
algas marinas son de inters taxonmico, morfolgico y fisiolgico. En este sentido se
desarrolla esta investigacin basndose en las condiciones adecuadas de las algas marinas,
que tienen para mantener fases microscpicas y estados tempranos de las algas en cultivo.

Algunos de los estudios fisiolgicos ms comunes en las plantas se han centrado en

los procesos de fotosntesis y respiracin, especialmente en relacin con factores fsicos,
adaptaciones morfolgicas, cambios en la naturaleza de las plantas y estudios enzimticos
comparativos.

La productividad en los sistemas acuticos puede alcanzar altos valores, la cual se

responsabilizan de la productividad primaria en los cuerpos de agua son bacterias,
microalgas, macroalgas y micrfitos que utilizan la energa proveniente del sol y los
nutrientes disponibles para su crecimiento y desarrollo. Por tanto se puede decir que la
productividad primaria tiene relacin con los fotosintetizadores que se encuentran en un
rea determinada, como las algas que crecen en el borde costero.
PRODUCTIVIDAD DE LAS ALGAS MARINAS

Cadenas naturales de alimento

Las plantas marinas son los productores primarios de los ocanos, y forman la
produccin en pie (biomasa) y determinan la productividad (tasa de produccin orgnica)
para todas las comunidades. Algunas plantas marinas sirven como hbitat para animales de
importancia econmica, aunque otras actan como filtros y estabilizadores de las aguas y
sedimentos ocenicos. La principal fuente marina productora de materia orgnica es la
comunidad de organismos microscpicos unicelulares que aparecen en las aguas
superficiales de todos los ocanos del mundo. Estos seres minsculos, muy distintos en su
forma y estructura y que pertenecen a grupos de vegetales y de protistas muy diferentes,
son conocidos colectivamente como fitoplancton.

Los organismos del fitoplancton requieren, adems de la luz y el bixido de

carbono, nutrientes esenciales representados por los nitratos y fosfatos que se encuentran
siempre en el agua del mar en cantidades que exceden a sus necesidades; sin embargo, estos
elementos son asimilados por los organismos de manera tan completa que se ven reducidos
a concentraciones imperceptibles en las aguas superficiales del ocano. Cuando esto
sucede, la produccin primaria de materia orgnica y el crecimiento posterior de las
poblaciones de fitoplancton quedan limitados por la cantidad de nutrientes y se pueden
absorber totalmente. El agotamiento de stos se presenta fundamentalmente en la zona
euftica, donde se lleva a cabo la fotosntesis.

A medida que muere el fitoplancton o los animales que de l se alimentan, o cuando

eliminan sustancias de desecho por medio de la defecacin o de la excrecin, estas
sustancias son rpidamente atacadas y desintegradas por las bacterias, formndose
nuevamente los nutrientes que pueden ser utilizados otra vez por los seres del fitoplancton.
Este ciclo se repite indefinidamente en tanto la fotosntesis contine.

Como el ocano es un sistema abierto de produccin de alimento, siempre se estar

formando nuevo, aunque existen las zonas profundas en donde no se produce. Cualquier
organismo que se hunda o se desplace fuera del estrato euftico representa una prdida neta
de materia orgnica, junto con su contenido propio y esencial de nutrientes. Esta prdida
podra representar una fraccin muy pequea de la produccin orgnica total, pero en un
periodo suficientemente prolongado, llevara al empobrecimiento de las aguas menos
profundas del mar.

Es un hecho impresionante que recientemente ha llegado a ponerse en claro es que

las algas marinas pertenecen a las plantas ms productivas de la tierra. Los clculos
demuestran que los bancos de que las algas pardas similares del Atlntico Norte son incluso
ms productivos, en base al crecimiento por unidad de masa, que un bosque tropical
lluvioso o que una especie agrcola intensamente cultivada que crezca bajo condiciones
ideales. Cierta idea de la alta productividad neta de algunas formas marinas comparadas
con plantas de ecosistemas terrestres conocidos.

Muchas de las grandes algas marinas mueren o se descomponen en sus extremos

conforme crecen desde la base; otras mueren casi del todo o por completo hacia el invierno.
Se crea que el material derivado de su muerte simplemente se descompona y se
desechaba en el ecosistema marino, en razn de que los polisacridos que forman la
mayor parte de las algas son indigeribles casi en su totalidad por los animales. Sin embargo,
ahora est claro que la mayor parte de esta produccin primaria masiva ingresa a la cadena
alimenticia de animales marinos mediante un eslabn extrao e interesante. Piezas de algas
muertas se infestan de bacterias marinas, las cuales pueden digerir los polisacridos; stas
son devoradas por pequeos animales que asimilan la protena bacteriana y excretan el
material algnico sobrante, el cual se reinfesta, se consume nuevamente por los animales y
todo el proceso se repite hasta que el polisacrido indigerible se acaba. Los pequeos
animales alimentados de esta manera son alimento de peces y otros animales mayores. Por
lo tanto, la enorme productividad de los ecosistemas marinos se debe en gran medida a la
altsima productividad de grandes algas.

Uso econmico de las algas

Muchas algas son comestibles y forman una fuente suplementaria de comida til
para la alimentacin de personas o de animales, particularmente en pases de oriente.
Asimismo, en razn de su naturaleza gelatinosa y resistencia a la degradacin bacteriana
varios polisacridos de algas tienen gran demanda en la industria; stos incluyen agar,
carrageenina, laminarina y alginato, todos los cuales son agentes estabilizantes o
gelificantes utilizados en la industria de alimentos, cosmticos y sustancias qumicas. La
explotacin de los recursos naturales de las algas en todo el mundo ha conducido a dficits
y mermas, y ahora se est investigando la posibilidad de cultivo en tanques prximos a la
costa. Las pruebas preliminares fueron decepcionantes porque ha sido muy difcil darse
cuenta de qu se podra esperar con respecto a la comprensin de la productividad algcea
natural. Ello ha llevado a un anlisis ms til acerca del por qu los sistemas algceos
naturales marinos son tan productivos.

El ambiente marino es mucho ms estable que el terrestre; contiene enormes

cantidades de carbono en forma de bicarbonato, y otros nutrimentos permanentemente
disponibles, aunque en cantidades que fluctan por temporadas. Las temperaturas son ms
bajas que en ambientes terrestres, pero los extremos (particularmente de fro) no ocurren.
Ciertos descubrimientos interesantes se estn haciendo ahora en relacin a las formas con
que las algas marinas aprovechan su peculiar ambiente.

Las algas marinas se utilizan desde hace tiempo como aditivos para suelos,
principalmente en zonas costeras donde es fcil transportar las algas frescas o parcialmente
desecadas a la zona que ha de fertilizarse. Las algas marinas actan como acondicionador
del suelo por su alto contenido de fibra y como fertilizante por su contenido de minerales.
Las algas pardas de grandes dimensiones (especies de Laminaria y Ascophyllum en Europa,
Sargassum en pases ms clidos como Filipinas) son las ms utilizadas, pero la aparicin
de fertilizantes qumicos sintticos ha reducido su mercado. Ms recientemente, se han
comercializado extractos lquidos de algas marinas que se aplican a cultivos ms costosos,
como las hortalizas y las bayas; se consiguen productores mejores y de crecimiento ms
rpido, habindose relacionado estos resultados con la presencia en los extractos de
hormonas vegetales similares a la auxina. En Sudfrica se utilizan cada ao unas 500
toneladas de Ecklonia fresca para obtener esos extractos, pero en el Reino Unido y Nueva
Zelandia tambin se obtienen productos similares a partir de otras algas pardas.

El alga parda Ascophyllum nodosum abunda en las aguas ms fras de Irlanda,

Escocia, Noruega y Nueva Escocia. Se utiliza en parte para la produccin de alginato, pero
tambin se ha creado una industria basada en su aplicacin como aditivo para piensos. El
alga desecada se muele hasta obtener un polvo fino que se vende como harina. Se recurre a
la desecacin artificial, por lo que los costos de produccin fluctan en funcin del costo
del petrleo crudo y, como el mercado slo puede soportar unos determinados costos, la
produccin vara en el curso de los aos. En la actualidad se estima en unas 1 000 toneladas
de peso en seco al ao, con un valor de cinco millones de dlares EE.UU.

Entre los usos econmicos encontramos:

Usos industriales: ficocoloides

De las paredes de algas rojas se extra los polisacridos agar y carrgenatos, mientras
que de la de algas pardas se extraen los alginatos. El agar se emplea en la elaboracin de
medio de cultivo en laboratorio por tener un gran poder gelificante a temperaturas de 34-38
oC (agar extraido de Gelidium) y 40-52 oC (agar extraido de Gracilaria) lo que permite
aadir los organismos que se quieren cultivar de un modo homogneo. El agar se puede
esterilizar a temperaturas > 100 oC sin que pierda el poder gelificante

El agar se aade como aditivo gelificante y espesante (Cdigo E-406) en gran

cantidad de alimentos (confituras, merengues, helados etc. ) . Tambin se emplea por la
industria fotogrfica (estabiliza la nitroglicerina) , industria biotecnolgica (agarosa para
separaciones cromatogrficas y electroforticas). Las especies ms empleadas en la
extraccin de agar pertenecen al gnero Gelidium, Pterocladiella, Gelidiella y Gracilaria.

Los carragenatos, son poligalactanos, polmeros lineales de molculas alternadas de

D-galactosa y 3-6 anhidro-D- Galactosa unidas por enlace a 1-3 y b 1-4 . El carcter
hidroflico y la solubilidad lo dan los grupos sulfatados en las molculas de galactosa. Las
propiedades espesantes y gelificantes las hacen muy tiles en la industria alimentaria, el
80% del carreganato extrado en el mundo se emplea como espesante y agente estabilizante
(E-407) en productos lcteos, postres de tipo gelatina, jugos de fruta, mermeladas, helados
etc. Otro usos son en cosmtica (pasta de dientes, barras aerosoles) e industria
farmacolgica (contra lceras gstricas e infecciones vricas). Se usan unas 15 especies en
la extraccin de carragenatos destacando Chondrus crispus, Mastocarpus stellatus,
Euchema sp, esta ltima se cultiva en Filipinas e Indonesia y contribuyen alrededor de un
80% de la produccin mundial.

Los alginatos, son polisacridos constituidos por unidades de b-D-manurnico y a-

L- Gulurnico. Disueltos en una pequea cantidad de agua tienen un gran poder espesante,
gelificante y estabilizante. El 50 % del alginato extrado se emplea en la industria textil ,
un 30% en la industria alimentaria con los cdigos : E-401, E-402, E-403, E-404, E-405 y
E-405) ya que aportan textura y consistencia evitando la formacin de cristales de hielo, el
resto se usa en la industria celulosa (suavizar la superficie del papel), industria farmacutica
(excipientes y preparacin de apsitos) e industria cosmtica (jabn , champs , barras de
labios, espumas de afeitar) . De las 300 especies potencialmente tiles se utilizan unas 12,
destacando Macrocystis pyrifera, Laminaria hyperborea, Laminaria digitata, Saccorhiza
polyschides, Ascophyllum nodosum y Fucus sp.

Usos agropecuarios

Los arribazones de algas han constituido una fuente de abono para las tierras de
cultivo. Aparte de abonar las algas mejoran las caractersticas nutritivas del suelo e impiden
el crecimiento de malas hierbas. Se emplean tambin como complemento en la dieta del
ganado. Actualmente hay empresas que fabrican harinas de algas para ser suministradas al
ganado. Por ltimo se han desarrollado fertilizantes basados en extractos lquidos de algas
ya que se ha probado que aumentan la resistencia de los cultivos a las heladas y plagas y
adems estimulan el crecimiento y produccin vegetal

Usos alimentarios

El consumo directo de algas en la alimentacin humana est mucho ms extendido

en los pases orientales (China, Corea, Japn) que en los occidentales As por ejemplo el
uso de Porphyra como alimentado data al menos del 535 a.c.. Porphyra es conocida como
Nori (Japn), Zikai (China) , Kim (Corea) o Karengo (Nueva Zelanda), y se cultiva en la
baha de Tokio desde alrededor 1640 y desde hace 200 aos en China.

Esta especie constituye con gran diferencia la especie de Rhodophyta que ms se

consume en el mundo para alimento, tras diferentes algas pardas. En 1990 el consumo de
algas fue de unas 400.000 Toneladas de peso seco.

Usos farmacolgicos
 La aplicacin en la medicina tradicional es muy comn en el sudeste asitico. En la
industria farmacolgica su uso est relacionado con su poder gelificante, sin embargo
tambin se han encontrado actividad antitumoral, antioxidante, anti-lceras etc.

Se ha demostrado que dieta rica en Porphyra reduce la incidencia de tumores

intestinales y cncer de mama en animales de laboratorio. Esta propiedad parece estar
relacionada con el contenido de steres de S en las polisacridos de pared y con el
contenido en Vitamina A y b-caroteno (un talo contiene 27% de la cantidad diaria
recomendada). Por otro lado reduce el nivel de colesterol siendo la sustancia activa b-
homobetaina.

La utilizacin teraputica de las algas est extendida en homeopata: As el musgo

de irlanda (Chondrus crispus) produce una gran cantidad de muclago que le confiere
propiedades emolientes, laxantes y expectoantes y contra el estreimiento crnico,
extractos de laminaria (Laminaria sp.) dilata los conductos del organismo (p.e. cuello del
tero) y el sargaso vejigoso (Sargassum sp. , Fucus vesiculosus) combate paperas, infartos
glandulares , la gota y la obesidad . Se est investigando la eficacia de las algas contra
ciertas afecciones y enfermedades: trombosis, colesterol, trastornos gstricos y vesiculares,
astenias, reumatismo y espamofilia.

Usos cosmticos

Las aplicaciones cosmticas son las ms conocidas, se emplean en cremas,

mascarillas, champes, lociones etc. La accin benfica de las algas se manifiesta sobre
todo en el tratamiento de uas rotas, acn, cada del cabello, antiarrugas, seborrea, y barros.

Tambin constituyen un excelente complemento en las curas de rejuvenecimiento

de la piel o incluso contra la obesidad y la celulitis. Actualmente est creciendo su uso en
diettica y talasoterapia

Usos en restauracin medioambiental y acuicultura

Actualmente se investiga el uso de las algas en la depuracin de efluentes de

piscifactoras cargados de compuestos de nitrgeno (amonio y urea) y carbono que al ser
consumidos por las algas reducen la eutrofizacin de aguas costeras. Por otro lado tambin
se estn desarrollando sistemas de poli-acuicultura integrada en el que las algas crecidas en
efluentes de granjas de cultivo de peces o moluscos sirven de complemento diettico para
los propios animales.

ADAPTACIONES FISIOLOGICAS DE LAS ALGAS MARINAS

Fotosntesis.

El CO2 del aire posee una concentracin de 330 ppm. El CO2 libre, disuelto en el
mar posee aproximadamente la misma concentracin, la cual es equivalente ms o menos a
10 pM CO2. Sin embargo, el mar tambin contiene bicarbonato (HC0,-) y su concentracin
es 200 veces mayor, cerca de 2 mM. El substrato de la RuBPcasa es el CO2, y por mucho
tiempo se supuso que el CO2 era absorbido por las algas en la fotosntesis. Sin embargo, de
tiempo en tiempo aparecen informes que sugieren que stos pueden absorber el HCO, y
ahora se ha demostrado que son correctos. Los altos niveles de crecimiento usuales slo se
comprenden cuando el suministro de aire se enriquece considerablemente con CO2. Ello es
as porque las plantas absorben HCO, del agua con mayor rapidez que el que puede
reaprovisionarse desde el aire. Esto destaca el hecho de que stas pueden hacer pleno uso
de altos niveles de carbono en un inagotable ambiente, y no dependen del movimiento del
agua de las corrientes y del oleaje para reaprovisionar continuamente el medio en que
crecen. Una consecuencia bastante interesante de la elevada concentracin del recurso
disponible de CO2 es que las algas normalmente no fotorrespiran y poseen niveles ms
bajos del metabolismo asociado de glicolato.

En el proceso de la fotosntesis, los organismos utilizan la energa solar en una

complicada serie de reacciones bioqumicas para combinar el bixido de carbono con el
agua y las sales minerales y as formar sustancia orgnica, desprendindose oxgeno en las
reacciones. En el medio terrestre, la disponibilidad de bixido de carbono y de agua puede
ser limitativa para el crecimiento y, en algunos lugares como los desiertos, para la
existencia misma de las plantas. Esto no sucede en el mar, donde el agua no constituye
problema y donde hay una gran reserva de bixido de carbono en forma de carbonatos o
bicabornatos disueltos en ella. Las algas son plantas fotosintticas no vasculares que
contienen clorofila a y poseen estructuras reproductoras simples. Es probable que la
diferencia principal entre las algas y las plantas superiores ms complejas est en la
produccin de gametos. En las algas unicelulares, la clula misma puede funcionar como
un gameto, mientras que en las algas multicelulares ciertas estructuras especializadas
unicelulares o multicelulares son los gametangios (productores de gametos). Es importante
hacer notar que cada clula realiza la produccin de gametos y que, a diferencia de las
estructuras reproductoras de las plantas superiores (incluyendo los musgos), no existen
clulas protectoras estriles. Existe una sola excepcin, que se notar en la clase de las
algas verdes, las Charophyceae. Una segunda caracterstica comn a las algas es el, cuerpo
vegetal simple o talo. Con la excepcin de las algas pardas mayores (especialmente los
quelpos), existe escasa diferenciacin tisular.

Crecimiento estacional.
 Las algas marinas perennes tienden hacia el letargo durante las estaciones de
condiciones adversas, en el cual sus mecanismos fisiolgicos se vuelven considerablemente
ms lentos y su crecimiento esencialmente se detiene. No obstante las caractersticas del
ambiente marino incluyen un extraordinario incremento en la concentracin de nutrimentos
inorgnicos y vitaminas al principio de la temporada, usualmente antes de que las
condiciones de temperatura e iluminacin lleguen a ser ptimas. Puesto que estos
nutrimentos disueltos son por lo regular un breve suministro y dado que normalmente
limitan el crecimiento, su temprana utilizacin es extremadamente importante para la
sobrevivencia de las plantas. Las algas han desarrollado la capacidad para absorber y
almacenar numerosos nutrimentos as como carbohidratos, de suerte que el crecimiento
puede comenzar muy temprano en primavera a expensas de compuestos almacenados, en
vez de esperar condiciones adecuadas para una rpida fotosntesis, la cual no ocurre sino
hasta muy tarde. El mayor periodo de crecimiento a fines del invierno se caracteriza por la
sntesis de nueva protena que acompaa el desarrollo y la fructificacin. Hacia fines del
ao la reserva

Absorcin de nutrimentos.

La fotosntesis de las algas marinas contina aun a temperaturas e intensidades

luminosas muy bajas y las plantas continan fijando carbono y asimilando nutrimentos bajo
el hielo en e1 invierno del rtico. Las algas marinas, en particular las unicelulares que
relativamente poseen reservas ms bajas de alimento, son altamente dependientes de
diversos nutrimentos que recuperan de 10 detritos marinos. De hecho, muchas especies
planctnicas normalmente subsisten muy por debajo del lmite de penetracin de la luz y
sobreviven heterotrficamente de sustancias disueltas que se encuentran en el ocano. Bajo
condiciones de activa fotosntesis, tienden ms bien a "desbordarse" y una gran cantidad de
carbono asimilado lo libera al ocano en varias formas orgnicas. Con frecuencia ms del
25% es vertido al exterior de esta manera, y hasta el 80% puede perderse bajo ciertas
condiciones. Los compuestos vertidos en grandes cantidades incluyen azcares, alcoholes,
pptidos, aminocidos, glicerol, cido gliclico y otras molculas ms complejas. Debido a
esto y a la amplia variedad de compuestos orgnicos e inorgnicos que ingresan al mar por
lixiviacin y arrastre desde tierra, una gran diversidad de nutrimentos est disponible para
la nutricin heterotrfica del fitoplancton.

Presumiblemente la fotosntesis suministra suficiente azcar carbono en la luz para

satisfacer las necesidades del organismo. De manera similar ciertos organismos poseen
sistemas de absorcin inducibles para aminocidos y cidos orgnicos; los sistemas son
inducidos por la presencia de la sustancia y se pierden nuevamente en su ausencia. Por lo
regular tales sistemas son tambin solamente inducibles en la oscuridad; no se necesitan en
la luz. Las formas que viven en mar abierto normalmente carecen de sistemas de absorcin
para azcares, aminocidos y cidos orgnicos; estos compuestos rara vez se encuentran en
su ambiente en cantidades importantes. Por otra parte, poseen por 10 regular sistemas
eficientes de absorcin para vitaminas y nutrimentos inorgnicos. Las formas y organismos
estuarinos que se encuentran en estanques de los mares o prximos a la lnea de costa,
usualmente poseen la capacidad para inducir sistemas de transporte para varias sustancias
orgnicas a medida que se necesiten. La absorcin del nitrato est relacionada con su
presencia y distribucin.

En slo una especie de diatomea de amplia distribucin, la forma de mar abierto

posee un sistema de transporte con una alta afinidad hacia el nitrato, las formas que habitan
las aguas costeras poseen una afinidad pobre; y las formas estuarinas que viven en agua
normalmente alta en nitrato, poseen la afinidad ms baja por el nitrato. El poseer esta clase
de inducible o ajustable sistema de absorcin da grandes ventajas ecolgicas. Las plantas
estn autoprotegidas contra posibles envenenamientos por la absorcin de compuestos o
metabolitos anlogos no requeridos. Ellos no son necesarios para mantener una gran
cantidad de nitrgeno y carbono proteicos enlazados en forma de sistema, absorbentes
protenicos especializados que tal vez no se necesiten. Finalmente, la absorcin de
nutrimentos insume energa. La absorcin incontrolada de compuestos carbonados
innecesarios sera un enorme despilfarro energtico, adems de producir un problema de
almacenamiento.

Los nutrientes son fundamentales para el crecimiento de las algas. Estos presentan
diferentes denominaciones de acuerdo a su concentracin. Los macronutrientes son
aquellos nutrientes que se encuentran en el agua de mar en concentraciones superiores a 0,
02 mmol Kg-1. Los micronutrientes se encuentran en concentraciones desde 0,5 x 10-6
mmol Kg-1. La captacin de estos iones desde el mar por las clulas de las algas es
dependiente de las concentraciones de estos iones, del movimiento del agua, de la
temperatura, de la salinidad y tambin de la disponibilidad de ellos en los tejidos del alga.
Las algas pueden almacenar estos nutrientes en sus clulas y utilizarlos de acuerdo a los
requerimientos que ellas tengan. Sin embargo, en los mares templados hay fluctuaciones de
la disponibilidad de nutrientes y en determinadas condiciones ellos son limitantes para el
crecimiento de las algas debido a su escasez. Esta situacin se presenta habitualmente a
fines del verano cuando el aporte de nutrientes de las masas de agua es pobre. Martin et al.
(1994) desarrollaron experimentos en el Pacfico ecuatorial donde comprobaron la hiptesis
del hierro.

REACCIONES A FACTORES AMBIENTALES

Luz

Las plantas que viven en el mar estn en situacin distinta a la de las plantas
terrestres debido a la absorcin de ciertas longitudes de onda luminosa por el agua. sta es
menos transparente para la luz roja que para la luz azul y es totalmente opaca para ciertas
longitudes de onda en la regin del infrarrojo. A manera de amplia generalizacin puede
decirse que las algas rojas, cuyos pigmentos absorben ms en la regin del azul, tienden a
vivir en las mayores profundidades (hasta 200 metros). Las algas pardas tienden a
emplazarse a profundidades intermedias y las algas verdes (que absorben en la parte roja
del espectro) se encuentran mucho ms prximas a la superficie. Parece ser muy
significativa esta generalizacin puesto que el espectro de actividad de fotosntesis de algas
rojas indica que gran parte de la absorcin luminosa se da por los pigmentos rojos
accesorios. Sin embargo, la clorofila a presente est involucrada, porque la energa atrapada
por la ficoeritrina es transferida a la clorofila para la produccin de energa de reduccin.
Son frecuentes las excepciones a la generalizacin; existen numerosas algas rojas en aguas
someras. Sin embargo, la adaptacin a aguas profundas no impide su desarrollo en aguas
someras. La excepcin inversa, algas verdes de vida profunda, es menos comn. Esta
relacin de los pigmentos rojos y pardos con la profundidad no es absoluta.

El agua es bastante transparente ante la luz de ciertas longitudes de onda en el

espectro infrarrojo, y ciertas clorofilas menos comunes poseen bandas de absorcin que
corresponden a tales ventanas de transparencia. Una de las caractersticas importantes del
hbitat marino es la baja intensidad luminosa. En particular, el agua bajo el hielo del rtico
o en mares circumpolares recibe intensidades luminosas extremadamente bajas. Las
temperaturas no son extremas, nunca por debajo de los 4C, y muchas algas estn
adaptadas fisiolgicamente para crecer a su mxima rapidez a baja temperatura. Por lo
tanto, las algas pueden medrar o crecer bajo lo que parece ser condiciones oscuras
imposibles. La fotosntesis del verano o del verano tardo, que tiene lugar cuando el
nitrgeno y dems nutrimentos estn a su ms bajo nivel, resulta en almacenaje de grandes
cantidades de polisacridos. La mayor parte del crecimiento y desarrollo nuevos tiene lugar
durante el invierno, cuando hay mayor disponibilidad de nutrimentos, utilizando la energa
y el carbono de los polisacridos previamente almacenados. De esta manera la temporada
de mximo crecimiento puede preceder (o seguir) a la temporada de mxima fotosntesis
por varios meses, dando tiempo para que se complete el complejo ciclo de vida y
establezcan nuevas plantas durante el breve verano del norte. Las algas poseen esporas y
gametos mviles, y muchas son mviles en s mismas. Como podramos esperar de
organismos que viven en un medio donde el movimiento es posible, son comunes varios
tipos de respuestas fototcticas.

El fitoplancton puede mostrar fototaxia rtmica positiva y negativa en relacin con

sus necesidades fotosintticas. Las zoosporas de algunas algas tales como Ectocarpus son
fototcticas positivas, mientras que las de otras, por ejemplo Fucus, son negativas. Las
zoosporas de Fucus son capaces de orientarse o moverse a lo largo del plano de
polarizacin de la luz; presumiblemente, por lo tanto, contienen un mecanismo,
probablemente relacionado con la estructura semicristalina de los polisacridos, capaz de
percibir y reaccionar ante la luz polarizada. Las respuestas fototcticas de gametos y
lcigosporas de Acetabularia son tiles en la produccin de cultivos libres de bacterias. Los
gametos son positivamente fototcticos y puede lograrse que naden hacia abajo en un tubo
de agua estril hacia la luz, por lo que dejan atrs los organismos contaminantes inmviles.
Despus de la unin de los gametos, los cigotos se tornan negativamente fototcticos y se
les puede inducir a nadar alejndose de la luz, con lo cual se les libra de contaminacin por
organismos fototactivamente positivos que podran haber estado presentes con los gametos.

Los mecanismos adaptativos de las algas a la luz se han estudiado desde la teora de
Englemann (1 884) sobre la adaptacin cromtica complementaria. Brody y Brody (1 962)
demostraron que las concentraciones de clorofila y ficoeritrina pueden variar al irradiar al
alga roja unicelular Porhyridium cruentum con luz verde o luz azul. En el alga verde-azul
Anacystis niduluns, Jones y Myers (1965) encontraron tambin que podan inducirse
variaciones cualitativas en los pigmentos a travs de esas longitudes de onda de luz. Sin
embargo, ninguno de estos estudios estaba correlacionado cuantitativamente. Oltmanns
(1892) refut las ideas de Englemann y propuso que la distribucin vertical de las algas era
controlada por la intensidad de la luz. Las respuestas a la calidad de la luz observadas en
Porphyridium cruentum (Brody y Emerson, 1959; Brody y Brody, 1962) apoyan las ideas
de Oltmanns. Las plantas de esta especie muestran una disminucin en su contenido de
pigmentos a altas intensidades de luz blanca o monocromtica (mayores de 100 ergslcrn X
seg). La importancia de la calidad e intensidad de la iluminacin submarina es apoyada por
la informacin disponible a partir de estudios de luz en el ocano. La iluminacin
submarina es considerablemente distinta de la que hay en la atmsfera. La mayor parte de
la luz roja es absorbida por una profundidad de 25 m en el agua cristalina del ocano. Las
longitudes de onda

Temperatura.

La tolerancia a la variacin o extremos de temperatura est relacionada con la

capacidad de las algas para sobrevivir en zonas de intermareas y est sin duda relacionada
con la capacidad para sobreponerse a la desecacin. El requerimiento de sombra profunda
que es muy comn entre las algas rojas de litoral y sublitoral se debe probablemente a la
falta de tolerancia al calor. Una relacin trmica de mayor importancia es la de fotosntesis
y respiracin; sta parece incrementarse en muchas algas conforme se eleva la temperatura,
mientras que la fotosntesis se eleva ms lentamente y comienza a disminuir de nuevo a
medida que alguna temperatura crtica (con frecuencia tan baja como 10-15C) desaparece.
Como resultado, el punto de compensacin de la luz vara directamente con la temperatura,
de aqu que la eficiencia fotosinttica por unidad de luz es mucho mayor a temperaturas
bajas. Este hecho puede permitir alcanzar tasas de fotosntesis neta sorprendentemente alta
ante lo que parecieran ser condiciones extremadamente pobres como por ejemplo, en el
agua fra y luz tenue bajo el hielo del rtico.

Desecacin.

Las algas sublitorales normalmente no estn expuestas al secamiento y poseen muy

poca resistencia ante 1; las algas intermareales, sin embargo, pueden invertir una gran
parte de su tiempo bajo condiciones intensamente desecantes, expuestas a la luz solar sobre
roca desnuda entre mareas por periodos dentro de un rango de hasta casi 12 horas. Las
plantas no slo resisten el secamiento sino que algunas de ellas, como ciertas especies de
Fucus, son difciles de cultivar a menos que se expongan a 1 peridicamente. Varios
mecanismos estn implicados en la resistencia a la desecacin. Las clulas de formas
resistentes son pequeas, con paredes celulares densas, a veces elsticas que tienden a
expandirse y contraerse con el protop1asto de manera que la plasmlisis no ocurre. Muchas
poseen un bajo potencial osmhtico interno y resisten o sobreviven ante la plasmlisis.
Algunas clulas pueden acumular sal en contra de un gradiente y por lo tanto disminuir sus
potenciales osmticos. La presencia de muchos derivados de azcar higroscpicos (por
ejemplo, alcoholes polihdricos) y compuestos mucilaginosos (por ejemplo, alginato y
polisacridos sulfatados) sin duda coadyuva a preservar del secamiento excesivo a las algas
expuestas. El tiempo de secamiento de los talos algceos est en relacin directa a su
hbitat normal. Las formas de agua profunda o de estanques de marea por lo regular se
secan rpidamente al exponerse, pero a las formas intermareales les puede tomar muchas
horas para perder hasta un tercio o la mitad de su agua, aun bajo condiciones extremas.

pH

El pH del agua en los mares abiertos se mantiene constante a 7.9-8.0, pero en

estanques mareales aislados puede variar dentro de un amplio rango. Conforme los iones
bicarbonato se absorben en la fotosntesis, el pH tiende a elevarse bruscamente,
presumiblemente debido al intercambio de aniones por iones hidroxilos. Las formas
intermareales que se exponen al sol pueden detener su fotosntesis despus de slo unos
pocos minutos, estando todava hmedas, porque el pH de la pelcula de agua que queda
sobre los talos se eleva rpidamente hasta 9 o ms. Es ante este alto pH que la
concentracin de iones bicarbonato se abate hasta un bajo nivel y slo permanece el
carbonato, el cual no es aprovechable por la fotosntesis. Muchas algas de litoral o de
estanques de marea sobreviven a amplias variaciones de pH pero no crecen o llevan a cabo
sus funciones fisiolgicas normales excepto al pH normal del agua marina o cerca de l.

Salinidad y potencial osmotico.

La distribucin de las algas est limitada por la salinidad en keas donde el agua
dulce se mezcla en cantidades importantes. Sin embargo, hay amplias variaciones de
salinidad y de potencial osmtico del agua en estanques de marea, particularmente en
aqullos rellenados slo por mareas de primavera u oleajes de tormenta. Se han
desarrollado mecanismos de proteccin contra los efectos deletreos de tales cambios en los
organismos que prosperan en tales condiciones. El ficlogo canadiense J.S. Craigie ha
demostrado que el flagelado de estanques de marea Monochrysis lutheri puede sintetizar el
compuesto ciclohexanetetrol, grandes cantidades en las clulas como respuesta al
incremento de salinidad. Este compuesto puede expelerse con rapidez al medio en respuesta
a la disminucin de la salinidad. El tiempo de reaccin para que se forme este lastre
osmtico es de 4 horas o menos y puede verterse en slo 10 minutos. El floridsido (un
glicerol galactosido) aparentemente juega el mismo rol en algunas algas rojas y algas
unicelulares pardodoradas, el cual se forma y almacena cuando la salinidad se eleva y se
excreta con rapidez ante la disminucin de la salinidad. Los flagelados verdes tales como
Dunuliellu y algas pardas como Fucus usan glicerol y manitol fotosintticos
respectivamente, de la misma manera. Tales mecanismos capacitan a los organismos para
vivir en ambientes inaccesibles para otros, contra los cuales no podran ser capaces de
competir en un ambiente ms estable y hospitalario.

La salinidad puede ser un importante factor en muchos casos de distribucibn local

de las algas marinas. Por ejemplo, Munda (1978) describi una distribucin dependiente de
la salinidad de algas marinas de fiordos islandeses, inicindose en la desembocadura y
avanzando hacia el agua dulce. Los mecanismos estructurales y fisiolgicos de tolerancia
que permiten los cambios de salinidad (sta ocurre en un estuario) son variables. Wiencke y
Lauchli (1 980) encontraron un aumento en el nmero y tamao de las vacuolas celulares
en el alga roja Porpkyra en agua de mar tanto hipertnica como hipotnica. Se ha
demostrado que el contenido de aminocidos es importante para el control de los balances
osmbticos en angiospermas de marismas (de la Cruz y Poe. 1975), en el alga roja
Porphyridium (Gilles y Pequeux, 1977) y en las algas del Mar Negro (Perlyuk y
colaboradores. 1973). La osmorregulacin puede ocurrir aparentemente en varias formas,
utilizando aminocidos o varios carbohidratos. Los aminocidos que son frecuentemente
estn asociados a la osmorregulacin parecen ser los que estn asociados a las enzimas de
la gluclisis y del ciclo de Krebs. Cuando un alga se somete a bajas salinidades, los
aminocidos libres son eliminados de la savia celular, producindose una menor
osmolaridad celular. Un mayor nmero de aminocidos es liberado a medida que aumenta
la salinidad circundante

Accin del oleaje

Las algas multicelulares del litoral deben ser extremadamente vigorosas y flexibles
para soportar el continuo batir de las olas. Esto tal vez pueda explicar el por qu de tantos
tipos diversos de polisacridos encontrados en las algas. La distribucin de tipos de
alginato, estudiada por el ficlogo noruego A. Haug, sugiere que este polisacrido est
involucrado en la resistencia ante la accin de las olas. El alginato que contiene una alta
proporcin de residuos de cido gulurnico es ms firme y rgido, y forma un gel de mayor
consistencia que el alginato compuesto principalmente de residuos del cido manurnico.
El contenido de cido gulurnico es mucho ms alto en plantas de ms edad, en los estipes
o pednculos de algas que sobreviven al oleaje como Laminaria y Fucus, y en plantas que
estn presentes en reas de aguas desapacibles. Inversamente, el alginato de frondas ms
flexibles y jvenes, de cuerpos fructferos y de plantas que viven en aguas tranquilas es
mucho ms alto en cido manurnico. En forma similar el contenido de sulfato de la
fucoidina est relacionado con su consistencia y capacidad de retencin de agua. Las
plantas Fucus se levantan sobre la playa, con lo que estn ms expuestas y tienen ms
probabilidad de sufrir el impacto del oleaje, poseen una proporcin mayor de sulfato en su
fucoidina que las plantas de la misma especie que viven por debajo de la zona mareal.

PECULIARIDADES DEL METABOLISM0 Y LA BIOQUMICA DE LAS ALGAS

Quimiotaxonomia.

Se han hecho muchos esfuerzos para correlacionar similitudes en constituyentes

qumicos o vas metablicas con agrupamientos taxonmicos, pero usualmente sin xito
notable. El principal problema parece ser que las mayores vas bioqumicas son
esencialmente comunes a todas las plantas y probablemente evolucionaron tempranamente
en el desarrollo de las plantas, antes de que hayan aparecido la mayora de los taxa
modernos. La distribucin de otras vas o compuestos de menor significacin es a menudo
espordica y evidentemente sin relacin con grupos taxonmicos. Sin embargo, las algas
estn dentro de varios grupos de amplia y extrema separacin cuya relacin es muy remota.

Las Chlorophyta (algas verdes), contienen miembros que son esencialmente

similares a las probables formas ancestrales cuyo desarrollo condujo a las
plantas superiores.

Las Cyanophyta (algas verde-azules) son procariticas y pueden estar

relacionadas con las bacterias. Numerosas caractersticas de algunas

Rodophyta (algas rojas) son muy similares a las de ciertos hongos, y acaso
exista alguna relacin. Sin embargo, prescindiendo de la realidad de estas
relaciones, las diferencias entre los diversos taxa son reales y diagnsticas.

Pigmentos

Los principales pigmentos de los taxa algceos. Todas las algas contienen clorofila a
y P caroteno, pero la distribucin del resto de los pigmentos es bastante especfica. Las
Chlorophyta son las nicas algas que contienen el pigmento accesorio clorofila b, como las
plantas superiores. Phaeophyta (algas pardas) contienen el pigmento pardo fucoxantina,
Rodophyta contienen la ficocritina de color rojo, y los dems grupos contienen pigmentos
adicionales especficos. Las clorofilas menos comunes, c, d y e, estn distribuidas entre las
algas en una forma interesante.

Molculas pequeas

Los productos de fotosntesis de las algas son con frecuencia diferentes a los de las
plantas superiores. La sacarosa es comnmente producida por las algas verdes, como en las
plantas superiores, y tambin por las verde-azul en menor medida. Las algas pardas
producen cantidades mayores del alcohol azcar manitol; tambin lo producen algunas
diatomeas, dinoflagelados y tipos relacionados. Las algas rojas producen en forma
caracterstica el compuesto floridsido, un glucsido de galactosa y glicerol. Podra
pensarse que las vas bioqumicas de produccin de tales productos finales como manitol y
floridsido fueran distintas a las de las plantas superiores que producen sacarosa. Sin
embargo, parece probable que las vas fotosintticas de todas las algas son bsicamente
similares y las diferencias se presentan nicamente en las fases finales. Por ejemplo, el
manitol con toda probabilidad se forma mediante reduccin de fructosa-1-fosfato, el cual es
producido en las algas pardas del mismo modo que en plantas superiores. Las dos partes del
floridsido podran derivarse de triosa fosfato y hexosa fosfato, y la sntesis de floridsido
podra por lo tanto considerarse esencialmente anloga a la formacin de la sacarosa en
plantas superiores, aunque utilizando distintos substratos. Otros productos de fotosntesis
menos comunes tales como los derivados del benceno y alcoholes cclicos, tal vez requieran
de un metabolismo ms extenso. Sin embargo, los procesos primarios de fijacin de
carbono parecen ser similares en plantas marinas y terrestres.

Compuestos de almacenamiento.

Las paredes celulares de la mayora de las algas son totalmente distintas a las de
plantas terrestres y contienen un nmero de sustancias diferentes. Adems, los polisacridos
de reserva de muchas algas son distintos a los de las plantas superiores las cuales por lo
comn almacenan almidn u ocasionalmente el polifrutosano inulina. Ciertas algas
almacenan principalmente aceite en vez de polisacridos. Gran parte de los depsitos
naturales de petrleo del mundo pudieron haberse derivado del aceite almacenado por el
fitoplancton que se hundi hasta el fondo ocenico y fue retenido all por los sedimentos.
Recientemente el trabajo del fisilogo norteamericano A.A. Benson ha demostrado que
enormes cantidades de grasas y ceras altamente insaturadas se producen por fotosntesis de
las algas marinas, tanto de las adheridas como de las de libre flotacin. La mayora es
alimento para animales, o viven en ntima asociacin con ellos (por ejemplo, en corales o
en las branquias de almejas y otros moluscos). Estas grasas y ceras, por lo tanto,
constituyen un importante recurso en las cadenas de alimento del mundo. Asimismo, siendo
lquidas a bajas temperaturas, son un eficiente anticongelante para organismos polares,
ademas de constituir eficaces formas de almacenaje de carbono y energa. Es un tema de
real inters para fisilogos vegetales el hecho de que estos compuestos tan importantes, que
constituyen una proporcin tan grande de la produccin fotosinttica mundial, hayan sido
tan poco estudiados. Adems de los polisacridos comunes formados de glucosa, tales
como laminarina y celulosa, se conoce una amplia variedad de varias algas verdes, pardas y
rojas, las cuales contienen fucosa, galactosa, arabinosa, xilosa, ramnosa, cidos urnicos,
glicerol, cidos eritrnicols y aun aminocidos en varias combinaciones. Muchos de stos
contienen residuos sulfatados. Muchos son muy importantes en la industria como agentes
estabilizantes (por ejemplo alginato, carrageenina, agar-agar), pero son generalmente
indigeribles por los animales y por lo tanto intiIes en forma directa (sin un importante
reprocesado) como alimento. Sin embargo, la masa y productividad de las algas marinas
son tales que sin duda en el futuro se har mayor uso econmico de ellas.

Algas calcreas.

Con frecuencia se estudian los arrecifes de coral como si consistieran enteramente

de restos esquelticos de animal (corales). De hecho, la mayor proporcin de muchos
arrecifes coralinos est formada de restos de plantas. Muchas algas rojas depositan
cantidades importantes de carbonato de calcio (esencialmente caliza) sobre sus superficies
externas. stas pueden vivir a una profundidad de 200 metros en los mares tropicales y
forman la masa de muchos atolones coralinos constantemente cambiantes de los mares del
sur. Su forma se ajusta al grado de actividad de las olas, puesto que tienden a ser
quebradizas. En lugares de menor actividad de las olas se emplazan depsitos ms pesados
de carbonato. Las pruebas con carbono radioactivo demuestran que hasta la mitad del
carbono absorbido por estas algas puede depositarse como carbonato de calcio; el resto se
reduce mediante fotosntesis. La mayora de las algas calcreas son las rojas del trpico. Sin
embargo, varias algas rojas de regiones templadas as como unas cuantas verdes, tales
como el alga sifoncea marina Acetabularia y la de agua dulce Cham, tambin tienden a
formar depsitos calcreos.

Eliminacin de impurezas.

Uno de los problemas que enfrentan los grandes organismos marinos es la presencia
de formas saprfitas o parsitas ms pequeas que crecen sobre ellos. Sin embargo, muchas
algas talosas que crecen bajo condiciones que han de promover el crecimiento de formas
parsitas, son sorprendentemente limpias. La razn parece ser la liberacin de una variedad
de compuestos, algunos de ellos fenlicos y otros clorados (gelbstoff, una sustancia pardo-
amarilla encontrada en estanques de mares). Se sac ventaja de tal hecho en tiempos
pasados cuando los extractos de ciertas algas pardas se empleaban como sustancias
purificantes en los cascos de barcos. Las relaciones ecolgicas de las algas probablemente
dependen en gran medida de la presencia de stos y similares antibiticos, pero poco se
sabe hasta ahora acerca de su qumica y existencia.

Feromonas.

Se supuso por mucho tiempo que las formas marinas con gametos nadadores libres
poseen algn tipo de atrayentes sexuales para aumentar la probabilidad de la unin de los
gametos. Se postul la. Existencia de atrayentes sexuales en algunas algas verdes, y se
encontr que una hormona llamada sirenina es producida por gametos del hongo acutico
AZZomyces. Recientemente, un tipo de gamons del alga parda Ectocurpus SiZicuZosus se
ha aislado por un grupo de cientficos alemanes dirigidos por D.G. Miiller. El compuesto,
un cicloheptadieno sustituido del buteno, se denomina sirenina de Ectocurpus; se produce
en diminutas cantidades por los gametofitos femeninos y atrae fuertemente los gametofitos
masculinos, ms pequeos libre-nadadores. Despus de la fusin de los gametos masculino
y femenino se detiene la produccin de sirenina y los gametos masculinos restantes se
dispersan. En la actualidad no hay indicios disponibles concernientes al mecanismo de
accin de tales atrayentes, de los que mucho ms indudablemente se descubrir en el futuro.

Conclusin
 La botnica marina es un tpico fascinante y muy diverso unificado por un tema
ecolgico los efectos del ambiente marino y las adaptaciones de los organismos a l.
Recientemente, el uso de la escafandra autnoma y de los submarinos ha permitido a los
que investigan el ambiente marino la exploracin en forma directa. La materia orgnica
producida por el fitoplancton es consumida por los animales herbvoros, que sirven de presa
a los animales carnvoros del primer eslabn de la cadena; stos, a su vez, pueden ser
vctimas de los carnvoros del segundo eslabn, y as sucesivamente.

En estas cadenas de alimentacin el rendimiento es cada vez menor conforme se

asciende en los eslabones y alcanza un 10% entre uno y otro, ya que el resto de la materia
orgnica que se asimila como alimento, se gasta en forma de energa durante las funciones
del organismo (movimiento, respiracin, reproduccin, etctera), o se pierde bajo la forma
de restos orgnicos o detritos. La gran productividad primaria que presenta el fitoplancton
marino ha hecho que se tenga la esperanza de alimentar a la humanidad directamente con
estos pequeos organismos del mar. No es imposible que un da se logre este propsito; sin
embargo, los problemas de recoleccin del fitoplancton en gran escala o de su cultivo
intensivo an no estn suficientemente estudiados; tampoco se conoce la manera de
hacerlos llegar al hombre a precio accesible y con un sabor agradable a su paladar. Se
espera que la tecnologa pueda ayudar a resolver estos problemas y solucionar los
planteados por el hombre en el mundo actual.

El fitoplancton, como todos los seres vivos, presenta comunidades que se

distribuyen y desarrollan de acuerdo con las condiciones caractersticas del medio donde se
encuentran, al que se llama cuadro ambiental, formado por factores fsicos, qumicos y
biolgicos particulares que influyen sobre los seres vivos que habitan ese lugar
determinado. Para que el plancton vegetal se desarrolle necesita contar, en su cuadro
ambiental, con una serie de factores fisicoqumicos, siendo los principales: luz,
temperatura, cantidad de elementos qumicos, relacin entre la acidez y la alcalinidad, y
gases disueltos como el oxgeno y el bixido de carbono.

Bibliografa
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http://www.herbario.encb.ipn.mx/pb/pdf/pb2/3-Ficoflora%20Chiapas.pdf

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Juan Luis. (1997). El ocano y sus recursos. (Documento en lnea) disponible en:
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htm