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Articulo de referencia

Macrocistis

L. \n* ''Laminaria pyrifera'' (L.) Lamouroux \n* ''M. humboldtii'' (Bonpland) C.Ag. \n* ''M. planicaulis'' C. Agardh \n* ''M. pyrifera'' var. ''humboldtii'' Bonplan. \n'''Hetero...

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Macrocystis es un género monoespecífico [ 3 ] de algas pardas (grandes algas pardas ) con todas las especies ahora sinónimo de Macrocystis pyrifera . Es comúnmente conocido como alga gigante o alga vejiga . Este género contiene las más grandes de todas las Phaeophyceae o algas pardas . Macrocystis tiene neumatocistos en la base de sus láminas . Los esporofitos son perennes y el individuo puede vivir hasta tres años; [ 4 ] los estipes/frondas dentro de un individuo completo experimentan senescencia , donde cada fronda puede persistir durante aproximadamente 100 días. [ 5 ] El género se encuentra ampliamente en los océanos subtropicales , templados y subantárticos del hemisferio sur y en el noreste del Pacífico. Macrocystis es a menudo un componente importante de los bosques de algas templadas .

A pesar de su apariencia, no es una planta , sino un estramenópilo . El alga gigante es común a lo largo de la costa del noreste del Océano Pacífico , desde Baja California hacia el norte hasta el sureste de Alaska , y también se encuentra en los océanos del sur cerca de Sudamérica , Sudáfrica , Australia y Nueva Zelanda . Las algas individuales pueden crecer hasta más de 45 metros (150 pies) de largo a un ritmo de hasta 60 cm (2 pies) por día. El alga gigante crece en densos bosques de algas , que son el hogar de muchos animales marinos que dependen de las algas para alimentarse o refugiarse. El principal producto comercial que se obtiene del alga gigante es el alginato , pero los humanos también recolectan esta especie de forma limitada para su uso directo como alimento. Es rica en yodo , potasio y otros minerales. Se puede usar en la cocina de muchas maneras, al igual que otras verduras marinas, y sirve particularmente para dar sabor a los platos de legumbres.  

Descripción

Macrocystis es un género monoespecífico; la única especie es M. pyrifera . Algunos individuos son tan grandes que el talo puede crecer hasta 60  m (200  pies). [ 6 ] Los estipes surgen de un disco de fijación y se ramifican tres o cuatro veces cerca de la base. Las láminas se desarrollan a intervalos irregulares a lo largo del estipe. [ 7 ] [ 8 ] M. pyrifera crece hasta más de 45  m (150  pies) de largo. [ 8 ] [ 9 ] Los estipes no están ramificados y cada lámina tiene una vejiga de gas en su base. [ 10 ]

Macrocystis pyrifera es la más grande de todas las algas . La etapa del ciclo de vida que se observa habitualmente es el esporofito , que es perenne y los individuos persisten durante muchos años. Los individuos pueden crecer hasta 50 m (160 pies) de largo o más. El alga a menudo crece incluso más que la distancia desde el fondo hasta la superficie, ya que crecerá en dirección diagonal debido a la corriente oceánica que empuja contra ella. [ 11 ] : 201 Los tallos surgen de un meristemo basal, con hasta 60 tallos en individuos más viejos y bien protegidos. [ 12 ] Las láminas se desarrollan a intervalos irregulares a lo largo del estipe, con un solo neumatocisto (vejiga de gas) en la base de cada lámina. [ 10 ] En la base de cada tallo hay un grupo de láminas que carecen de neumatocistos; en su lugar, desarrollan pequeños sacos en la lámina que liberan las zoosporas biflageladas : estos son los esporofilos. [ 12 ]  

Las formas más pequeñas, anteriormente identificadas como Macrocystis integrifolia , tienen un color marrón oscuro en rizomas aplanados que se ramifican dicotómicamente de forma profusa. Cada rizoma se une mediante estructuras ramificadas similares a raíces que salen de sus lados. Del rizoma nacen delgados estipes principales (de aproximadamente 1 centímetro de ancho a 30 metros de largo ) que alcanzan hasta 0,1 metros en su parte más ancha. Periódicamente, del estipe surgen ramas aplanadas similares a hojas de 5 centímetros de ancho y 35 centímetros de largo. Estas ramas tienen superficies estriadas y se estrechan gradualmente, para luego presentar un extremo ovalado o redondeado en el punto de unión con el estipe. Las ramas, con forma de lámina, tienen bordes dentados y escotados que conducen a la lámina terminal en la punta del estipe, la cual está separada por varias ramas más pequeñas. [ 13 ] Crece hasta solo 6 m (20 pies) de largo. Se encuentra en rocas intermareales o rocas submareales poco profundas a lo largo de la costa del Pacífico de América del Norte ( Columbia Británica a California ) y América del Sur. [ 8 ] [ 14 ] En Nueva Zelanda, M. pyrifera se encuentra en la zona submareal del sur de la Isla Norte, la Isla Sur, Chatham, Stewart, Bounty, Antipodes, Auckland y las Islas Campbell. [ 15 ] La especie se puede encontrar en rocas y en costas abiertas protegidas. [ 15 ]       

Ciclo vital

El esporofito macroscópico posee numerosas láminas especializadas que crecen cerca del rizoide. Estas láminas portan diversos soros que contienen esporangios , los cuales liberan esporas haploides que se desarrollarán en gametofitos microscópicos femeninos y masculinos . Estos gametofitos, tras alcanzar el sustrato adecuado, crecen mitóticamente para finalmente producir gametos. [ 16 ]

Las hembras liberan sus óvulos ( oogonias ) junto con una feromona , el lamoxireno . [ 17 ] [ 18 ] Este compuesto desencadena la liberación de esperma por parte de los machos. El esperma de Macrocystis consiste en anterozoides biflagelados no sintéticos , que se dirigen a las oogonias tras la liberación del lamoxireno. El óvulo es fertilizado para formar el cigoto , que, mediante mitosis, comienza su crecimiento.

Macrocystis integrifolia se encuentra en rocas intermareales o rocas submareales poco profundas a lo largo de la costa del Pacífico de América del Norte, desde la Columbia Británica hasta California . [ 1 ] [ 19 ] [ 20 ] Prefiere aguas de aproximadamente 7 metros (23 pies) a 10 metros (33 pies) de profundidad y expuestas al mar abierto y salinidades normales, pero protegidas de la acción completa de las olas. [ 21 ]  

Macrocystis integrifolia alterna fases heteromórficas desde un esporofito macroscópico hasta gametofitos microscópicos dioicos. [ 20 ] Se ha estudiado como fertilizante vegetal, aumentando los rendimientos de frijol hasta en un 24%, y estudios químicos indican la presencia de sustancias similares a fitohormonas. [ 22 ]

Crecimiento

Ejemplar juvenil de Macrocystis pyrifera , Whaler's Cove ( Reserva Estatal de Point Lobos )

Macrocystis pyrifera es uno de los organismos de crecimiento más rápido en la Tierra. [ 23 ] [ 24 ] : 8 Pueden crecer a una tasa de 60 cm (2 pies) por día para alcanzar más de 45 m (150 pies) de largo en una temporada de crecimiento. [ 8 ] [ 25 ] [ 26 ]    

Las algas gigantes juveniles crecen directamente sobre el gametofito femenino de la planta madre . Para establecerse, una alga joven produce una o dos láminas primarias y comienza a desarrollar un rizoide rudimentario que la ancla al fondo rocoso. A medida que la alga crece, se desarrollan láminas adicionales desde la punta de crecimiento, mientras que el rizoide se agranda y puede llegar a cubrir por completo la roca a la que está adherida.

El crecimiento se produce con el alargamiento del estipe (tallo central) y la división de las láminas. En el ápice de crecimiento se encuentra una sola lámina, en cuya base se desarrollan pequeñas vesículas de gas a lo largo de un lado. A medida que las vesículas y el estipe crecen, se producen pequeñas roturas en la lámina unida. Una vez completadas las roturas, cada vesícula sostiene una sola lámina independiente a lo largo del estipe, con las vesículas y sus láminas unidas a intervalos irregulares. [ 7 ] [ 27 ] : 226–227

Ecología

Macrocystis suele crecer formando extensos lechos, grandes "doseles flotantes", sobre sustratos rocosos entre la zona intermareal baja. [ 8 ] [ 16 ] Se cosechaba con barcazas que utilizaban grandes palas para recolectar hasta 300 toneladas al día a lo largo de la costa de California . [ 28 ]

Macrocystis pyrifera se encuentra en América del Norte ( desde Alaska hasta California ), América del Sur , Sudáfrica , Nueva Zelanda y el sur de Australia . [ 29 ] Prospera en aguas más frías donde la temperatura del agua del océano se mantiene mayormente por debajo de 21 °C (70 °F) . [ 26 ] La especie también se encuentra cerca de Tristan da Cunha en el Océano Atlántico Sur central.  

Donde el fondo es rocoso y ofrece lugares para que se ancle, el alga gigante forma extensos lechos de algas con grandes "doseles flotantes". [ 8 ] Cuando se presenta en grandes cantidades, el alga gigante forma bosques de algas que albergan a muchas especies marinas que dependen de las algas directamente para alimentarse y refugiarse, o indirectamente como zona de caza. Tanto el gran tamaño de las algas como la gran cantidad de individuos alteran significativamente la disponibilidad de luz, el flujo de las corrientes oceánicas y la química del agua del océano en el área donde crecen. [ 30 ] : 158

En poblaciones de alta densidad, los individuos de alga gigante compiten con otros individuos de la misma especie por espacio y recursos. En estas circunstancias, el alga gigante también puede competir con Pterygophora californica . [ 31 ] [ 32 ]

Donde las aguas superficiales son pobres en nutrientes, el nitrógeno en forma de aminoácidos se transloca hacia arriba del estipe a través de elementos de tamiz que se asemejan mucho al floema de las plantas vasculares . [ 30 ] : 151–153 [ 11 ] : 204 La translocación de nutrientes a lo largo del estipe puede ser tan rápida como 60 cm (24 in) por hora. [ 27 ] La mayor parte de la translocación ocurre para mover fotosintatos ricos en carbono , y típicamente transfiere material de regiones maduras a regiones de crecimiento activo donde la maquinaria de fotosíntesis aún no está completamente instalada. La translocación también mueve nutrientes hacia abajo desde frondas superficiales expuestas a la luz hasta esporofilos (frondas reproductivas) en la base del alga, donde hay poca luz y por lo tanto poca fotosíntesis para producir alimento.  

Investigaciones recientes han demostrado que los bosques de algas árticas pueden aumentar gradualmente los niveles de pH en 0,15 unidades durante un período de 10 días en condiciones de luz solar prolongada durante el verano. Esta regulación del pH, impulsada por una actividad fotosintética sostenida, ayuda a mitigar los efectos nocivos de la acidificación oceánica y sustenta organismos calcificadores como bivalvos y erizos de mar . [ 33 ]

Especies

Inicialmente, se describieron 17 especies dentro del género Macrocystis . [ 34 ] En 1874, Hooker, siguiendo la morfología de la lámina, las incluyó todas bajo el mismo taxón, Macrocystis pyrifera . [ 35 ] En tiempos modernos, el gran número de especies se reclasificaron basándose en la morfología del rizoide, que distinguió tres especies ( M. angustifolia , M. integrifolia y M. pyrifera ) y en la morfología de la lámina, que añadió una cuarta especie ( M. laevis ) en 1986. [ 36 ] Sin embargo, en 2009 y 2010, dos estudios que utilizaron evaluaciones tanto morfológicas [ 37 ] como moleculares [ 3 ] demostraron que Macrocystis es monoespecífico (como M. pyrifera ), lo cual es actualmente aceptado por la comunidad ficológica (véase AlgaeBase). [ 38 ]

Morfos

Aunque Macrocystis es un género monoespecífico, algunos lo dividen en los cuatro morfos o subespecies que se describen a continuación, siguiendo la taxonomía anterior a 2010: [ 39 ] [ 40 ]

Distribución

Macrocystis se distribuye a lo largo de la costa oriental del Pacífico desde Alaska hasta México y desde Perú y a lo largo de la costa argentina , así como en Australia, Nueva Zelanda, Sudáfrica y la mayoría de las islas subantárticas hasta los 60°S. [ 16 ]

Acuicultura

Macrocystis pyrifera se ha utilizado durante muchos años como fuente de alimento; [ 43 ] [ 44 ] también contiene muchos compuestos como yodo , potasio , otros minerales, vitaminas y carbohidratos y por lo tanto también se ha utilizado como suplemento dietético. [ 45 ] [ 46 ] : 58 A principios del siglo XX, los lechos de algas marinas de California se cosechaban como fuente de carbonato de sodio . [ 43 ] [ 47 ] [ 48 ] Con el interés comercial aumentando significativamente durante las décadas de 1970 y 1980, esto se debió principalmente a la producción de alginatos , y también a la producción de biomasa para alimento animal debido a la crisis energética durante ese período. [ 47 ] [ 48 ] Sin embargo, la producción comercial de M. pyrifera nunca se hizo realidad. Con el fin de la crisis energética y la caída de los precios de los alginatos, la investigación sobre el cultivo de Macrocystis también disminuyó. [ 44 ]

La demanda de M. pyrifera está aumentando debido a los nuevos usos de estas plantas, como fertilizantes , cultivo para fines de biorremediación y alimento para abulones y erizos de mar . [ 44 ] Actualmente se están realizando investigaciones sobre la utilización de M. pyrifera como alimento para otras especies de acuicultura, como los camarones. [ 49 ] Recientemente, se ha examinado M. pyrifera como posible materia prima para su conversión en etanol para su uso como biocombustible . [ 50 ]

Conservación

En los últimos años, los bosques de algas marinas han disminuido drásticamente en todo Japón, Chile, Corea, Australia y América del Norte. [ 51 ] La recolección de algas marinas como fuente de alimento y otros usos podrían ser el aspecto menos preocupante de su agotamiento. En el Pacífico Noroccidental, los bosques de algas marinas en aguas cercanas a grandes centros de población podrían ser los más afectados por las descargas de aguas residuales y pluviales. [ 52 ]

El fenómeno natural conocido como El Niño provoca el desplazamiento de aguas cálidas tropicales desde el Pacífico Sur hacia aguas del norte. Se sabe que esto puede acabar con la especie M. pyrifera, debido a su necesidad de aguas frías que normalmente encontraría en el Océano Pacífico Norte. [ 53 ] En California, El Niño también trajo consigo una proliferación de erizos de mar púrpuras que se alimentan de algas gigantes. [ 54 ]

Tasmania

Frente a la costa de Tasmania , los bosques de algas marinas se han visto significativamente afectados por varios factores, incluyendo el calentamiento de las aguas, el cambio de la corriente de Australia Oriental (CAE) y la invasión de erizos de mar de espinas largas . Los lugareños han notado efectos significativos en la población de abulón , una fuente de alimento para los aborígenes de Tasmania durante miles de años. Estos cambios también han afectado a la industria del cultivo de ostras . Al salvar las ostras que han sobrevivido a brotes de enfermedades, han podido continuar con su modo de vida. [ 55 ] Se estimó que para 2019, el 95 por ciento de los bosques de algas marinas gigantes a lo largo de la costa este de Tasmania se habían perdido en tan solo unas décadas. [ 56 ] Parte de esta pérdida fue atribuida por los lugareños a la cosecha de los bosques por parte de Alginates Australia, que abrió su fábrica cerca de Triabunna en 1963, cerrando operaciones 10 años después por no ser rentable. Sin embargo, el experto en ecosistemas marinos Craig Johnson afirma que la pérdida de los bosques "es casi con toda seguridad consecuencia del cambio climático ". Las temperaturas del agua a lo largo de la costa este de Tasmania han estado aumentando a un ritmo casi cuatro veces superior al promedio mundial. La Corriente de Australia Oriental (CAE) trae consigo aguas más cálidas, que además son pobres en nutrientes en comparación con las aguas frías que solían encontrarse en la costa. El alga común ( Ecklonia radiata ) almacena mejor nitrógeno que el alga gigante, por lo que ha ido colonizando las zonas que antes ocupaba esta última. [ 57 ]

Macrocystis pyrifera se ha convertido en la primera comunidad marina en peligro de extinción de Australia incluida en la lista federal . [ 57 ] [ 58 ] Científicos y conservacionistas buscan continuamente formas de restaurar la especie, que alguna vez fue muy numerosa, a su estado original. Los métodos incluyen arrecifes artificiales , la reducción del número de erizos de mar púrpuras en áreas superpobladas y la plantación de raíces a lo largo del fondo oceánico. [ 51 ] Los científicos habían construido 28 arrecifes artificiales frente a la isla Maria para 2019 y tenían la esperanza de recuperar los bosques de algas. [ 56 ]

Nueva Zelanda

Macrocystis pyrifera ha comenzado a disminuir en Nueva Zelanda y ha sido clasificada con el estado de conservación "En riesgo, en declive" según el Sistema de Clasificación de Amenazas de Nueva Zelanda . [ 15 ] Las poblaciones en el área de Fiordland corren un riesgo mucho mayor debido a la baja diversidad genética que se encuentra allí en comparación con otras áreas del país. [ 59 ]

Véase también

Referencias

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Lecturas adicionales

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