Articulo de referencia

Quelpo

{{cite book|author=William Miller, III|title=Trace Fossils: Concepts, Problems, Prospects: Chapter 13 \"''Zoophycos'' and the Role of Type Specimens in Ichnotaxonomy by Davide O...

Las algas pardas son grandes algas que conforman el orden Laminariales . Existen alrededor de 30 géneros . [ 3 ] A pesar de su apariencia y del uso de la fotosíntesis en cloroplastos , el kelp no es una planta , sino un estramenópilo . [ 4 ]

Las algas marinas crecen a partir de tallos muy juntos en áreas muy densas, similares a bosques, bajo océanos templados y árticos poco profundos. [ 3 ] Anteriormente se creía que habían aparecido en el Mioceno , hace entre 5 y 23 millones de años, basándose en fósiles de California. [ 5 ] Las algas marinas estaban presentes en el noreste del Océano Pacífico hace al menos 32 millones de años. [ 6 ] Estos organismos requieren agua rica en nutrientes con temperaturas entre 6 y 14 °C (43 y 57 °F) . Son conocidas por su rápido crecimiento: los géneros Macrocystis y Nereocystis pueden crecer hasta medio metro por día (es decir, alrededor de 20 pulgadas por día), llegando finalmente a alcanzar de 30 a 80 metros (100 a 260 pies) . [ 7 ]   

Durante el siglo XIX, la palabra «kelp» se asoció estrechamente con las algas marinas que podían quemarse para obtener ceniza de sosa (principalmente carbonato de sodio). Las algas utilizadas incluían especies de los órdenes Laminariales y Fucales . La palabra «kelp» también se usaba directamente para referirse a estas cenizas procesadas. [ 8 ]

Descripción

Algas marinas de las playas de Alaska

El talo (o cuerpo) consta de estructuras planas o con forma de hoja conocidas como láminas (o hojas) que se originan a partir de estructuras alargadas con forma de tallo, denominadas estipes . Una estructura similar a una raíz (llamada rizoides ) ancla el alga al sustrato del océano. Vejigas llenas de gas ( neumatocistos ) se forman en la base de las hojas de especies americanas, como Nereocystis lueteana , para mantener las hojas del alga cerca de la superficie y acceder a la luz para la fotosíntesis. (Mert. & Post & Rupr.) [ 7 ] Los estipes generalmente están cubiertos por una capa de mucílago viscoso, en lugar de una cutícula cerosa . [ 9 ]

Crecimiento y reproducción

El crecimiento se produce en la base del meristemo , donde se unen las láminas y el estipe. El crecimiento puede verse limitado por el pastoreo. Los erizos de mar , por ejemplo, pueden reducir ecosistemas enteros a páramos sin algas marinas conocidos como desiertos de erizos . [ 10 ] El ciclo de vida de las algas marinas implica una etapa de esporofito diploide y una etapa de gametofito haploide . La fase haploide comienza cuando el organismo maduro libera muchas esporas, que luego germinan para convertirse en gametofitos masculinos o femeninos. La reproducción sexual da como resultado el comienzo de la etapa de esporofito diploide, que se desarrollará en un individuo maduro.

Taxonomía

Filogenia

Las algas marinas fueron consideradas alguna vez homólogas de las plantas terrestres , [ 11 ] pero están muy lejanamente relacionadas con las plantas y han desarrollado estructuras similares a las de las plantas a través de la evolución convergente . [ 12 ] Donde las plantas tienen hojas, tallos y órganos reproductores, las algas marinas han desarrollado independientemente láminas, estipes y esporangios . Con la datación radiométrica y la medida Ma "restricción mínima inequívoca para el grupo total Pinaceae " se ha medido que las plantas vasculares evolucionaron alrededor de 419–454 Ma [ 13 ] mientras que los ancestros de las Laminariales son mucho más jóvenes a 189 Ma. [ 14 ] Aunque estos grupos están distantemente relacionados y difieren en edad evolutiva, todavía hay comparaciones que se pueden hacer entre las estructuras de las plantas terrestres y las algas marinas pero en términos de historia evolutiva, la mayoría de estas similitudes provienen de la evolución convergente.

Algunas especies de algas, incluyendo el alga gigante, han desarrollado mecanismos de transporte para compuestos orgánicos e inorgánicos , [ 15 ] similares a los mecanismos de transporte en árboles y otras plantas vasculares . En las algas, esta red de transporte utiliza elementos cribosos (EC) en forma de trompeta. Un estudio de 2015, cuyo objetivo era evaluar la eficiencia de la anatomía de transporte del alga gigante ( Macrocystis pyrifera ), analizó seis especies diferentes de laminariales para determinar si presentaban relaciones alométricas típicas de las plantas vasculares (es decir, si los EC tenían una correlación con el tamaño del organismo). Los investigadores esperaban que el floema de las algas funcionara de manera similar al xilema de una planta y, por lo tanto, mostrara tendencias alométricas similares para minimizar el gradiente de presión . El estudio no encontró una escala alométrica universal entre todas las estructuras analizadas de las especies de laminariales, lo que implica que la red de transporte de las algas pardas apenas está comenzando a evolucionar para adaptarse eficientemente a sus nichos actuales. [ 12 ]

Además de experimentar evolución convergente con las plantas, las especies de algas marinas han experimentado evolución convergente dentro de su propia filogenia, lo que ha llevado a la conservación del nicho ecológico . [ 16 ] Esta conservación del nicho ecológico significa que algunas especies de algas marinas han evolucionado convergentemente para compartir nichos similares, en contraposición a que todas las especies diverjan en nichos distintos a través de la radiación adaptativa . Un estudio de 2020 analizó rasgos funcionales (masa de la hoja por área, rigidez, resistencia, etc.) de 14 especies de algas marinas y encontró que muchos de estos rasgos evolucionaron convergentemente a lo largo de la filogenia de las algas marinas. Con diferentes especies de algas marinas ocupando nichos ambientales ligeramente diferentes, específicamente a lo largo de un gradiente de perturbación de olas, muchos de estos rasgos evolucionados convergentemente para el refuerzo estructural también se correlacionan con la distribución a lo largo de ese gradiente. El gradiente de perturbación de olas al que se refiere este estudio son los entornos que habitan estas algas marinas que tienen un nivel variado de perturbación de la marea y las olas que tiran de las algas marinas. De estos resultados se puede asumir que la partición de nichos a lo largo de gradientes de perturbación de olas es un impulsor clave de la divergencia entre algas marinas estrechamente relacionadas. [ 16 ]

Debido al hábitat a menudo variado y turbulento que pueblan las algas pardas, la plasticidad de ciertos rasgos estructurales ha sido clave para la historia evolutiva de los filos. La plasticidad ayuda con un aspecto muy importante de las adaptaciones de las algas pardas a los ambientes oceánicos, y es el nivel inusualmente alto de homoplasia morfológica entre linajes. Esto, de hecho, ha hecho que la clasificación de las algas pardas sea difícil. [ 17 ] Las algas pardas a menudo tienen características morfológicas similares a otras especies dentro de su propia área debido a la rugosidad del régimen de perturbación de las olas, pero pueden verse bastante diferentes de otros miembros de su propia especie que se encuentran en diferentes regímenes de perturbación de olas. La plasticidad en las algas pardas involucra con mayor frecuencia la morfología de las hojas como el ancho, el rizo y el grosor de las hojas. [ 18 ] Solo un ejemplo es el alga toro gigante Nereocystis luetkeana , que ha evolucionado para cambiar la forma de la hoja para aumentar la resistencia en el agua y la intercepción de la luz cuando se expone a ciertos ambientes. Las algas toro no son únicas en esta adaptación; Muchas especies de algas marinas han desarrollado una plasticidad genética para la forma de sus hojas en diferentes hábitats de flujo de agua. Por lo tanto, los individuos de la misma especie tendrán diferencias con otros individuos de la misma especie debido al hábitat en el que crecen. [ 19 ] Muchas especies tienen diferentes morfologías para diferentes regímenes de perturbación de olas [ 18 ] pero se ha descubierto que el alga gigante Macrocystis integrifolia tiene plasticidad que permite 4 tipos distintos de morfología de hojas dependiendo del hábitat. [ 20 ] Mientras que muchas especies solo tienen dos o tres formas de hojas diferentes para maximizar la eficiencia en solo dos o tres hábitats. Se descubrió que estas diferentes formas de hojas disminuyen la rotura y aumentan la capacidad de fotosíntesis . Adaptaciones de hojas como estas son la forma en que las algas marinas han evolucionado para la eficiencia en la estructura en un entorno oceánico turbulento, hasta el punto en que su estabilidad puede dar forma a hábitats enteros. Además de estas adaptaciones estructurales, la evolución de los métodos de dispersión relacionados con la estructura también ha sido importante para el éxito de las algas marinas.

Las algas marinas han tenido que adaptar métodos de dispersión que pueden aprovechar con éxito las corrientes oceánicas . La flotabilidad de ciertas estructuras de algas marinas permite que las especies se dispersen con el flujo del agua. [ 21 ] Ciertas algas marinas forman balsas de algas, que pueden viajar grandes distancias desde la población de origen y colonizar otras áreas. El género de algas marinas Durvillaea incluye seis especies, algunas que han adaptado la flotabilidad y otras que no. Aquellas que han adaptado la flotabilidad lo han hecho gracias a la evolución de una estructura llena de gas llamada neumatocistos , que es una adaptación que permite a las algas marinas flotar más cerca de la superficie para fotosintetizar y también ayuda en la dispersión mediante balsas de algas flotantes. [ 22 ] Para Macrocystis pyrifera , la adaptación de los neumatocistos y la formación de balsas han hecho que el método de dispersión de la especie sea tan exitoso que se ha descubierto que la inmensa extensión de costa en la que se puede encontrar la especie en realidad fue colonizada muy recientemente . Esto se puede observar por la baja diversidad genética en la región subantártica . [ 23 ] La dispersión por balsas de especies flotantes también explica parte de la historia evolutiva de las especies de algas no flotantes. Dado que estas balsas suelen tener polizones de otras especies diversas, proporcionan un mecanismo de dispersión para las especies que carecen de flotabilidad. Este mecanismo se ha confirmado recientemente como la causa de parte de la dispersión y la historia evolutiva de las especies de algas en un estudio realizado con análisis genómico . [ 24 ] Los estudios de la evolución de la estructura de las algas han ayudado a comprender las adaptaciones que han permitido que las algas no solo sean extremadamente exitosas como grupo de organismos, sino también exitosas como ingenieras de ecosistemas de bosques de algas , algunos de los ecosistemas más diversos y dinámicos de la Tierra.

Especies destacadas

Especies de Laminaria en las Islas Británicas;

Especies de Laminaria en todo el mundo, listado de especies en AlgaeBase : [ 26 ]

Costaria costata, alga marina de cinco costillas

Otras especies del orden Laminariales que pueden considerarse algas marinas:

Especies no pertenecientes al orden Laminariales que pueden considerarse algas pardas:

Un bosque de algas marinas
Anémona y estrella de mar en un bosque de algas.

Ecología

bosques de algas marinas

Las algas marinas pueden desarrollar densos bosques con alta producción, [ 28 ] [ 29 ] biodiversidad y función ecológica. A lo largo de la costa noruega, estos bosques cubren 5800  km 2 , [ 30 ] y sustentan una gran cantidad de animales. [ 31 ] [ 32 ] Numerosos animales sésiles (esponjas, briozoos y ascidias) se encuentran en los estipes de las algas marinas y la fauna de invertebrados móviles se encuentra en altas densidades en las algas epífitas en los estipes de las algas marinas y en los rizoides de las algas marinas. [ 33 ] Más de 100 000 invertebrados móviles por metro cuadrado se encuentran en los estipes de las algas marinas y en los rizoides de las algas marinas en bosques de algas marinas bien desarrollados. [ 31 ] Si bien los invertebrados más grandes y en particular los erizos de mar ( Strongylocentrotus droebachiensis ) son importantes consumidores secundarios que controlan grandes áreas de terreno estéril en la costa noruega, son escasos dentro de los densos bosques de algas. [ 34 ]

Interacciones

Algunos animales reciben su nombre de las algas marinas, ya sea porque habitan el mismo hábitat que estas o porque se alimentan de ellas. Entre ellos se incluyen:

Conservación

La sobrepesca en los ecosistemas costeros provoca la degradación de los bosques de algas marinas. Los herbívoros pierden su regulación poblacional habitual, lo que conlleva el sobrepastoreo de las algas marinas y otras algas. Esto puede dar lugar rápidamente a paisajes áridos donde solo puede prosperar un pequeño número de especies. [ 36 ] [ 37 ] Otros factores importantes que amenazan a las algas marinas incluyen la contaminación marina y la calidad del agua, el cambio climático y ciertas especies invasoras. [ 38 ]

Los bosques de algas marinas son algunos de los ecosistemas más productivos del mundo; albergan una gran diversidad de especies. Muchos grupos, como los del Acuario de Seattle , estudian la salud, el hábitat y las tendencias poblacionales para comprender por qué ciertas algas (como el alga toro ) prosperan en algunas áreas y no en otras. Se utilizan vehículos operados remotamente para el estudio de los sitios y los datos extraídos se emplean para determinar qué condiciones son las más adecuadas para la restauración de las algas marinas. [ 39 ]

Usos

Las algas gigantes se pueden cosechar con bastante facilidad debido a su cubierta superficial y a su hábito de crecimiento en aguas más profundas.

La ceniza de algas marinas es rica en yodo y álcalis . En grandes cantidades, se puede utilizar en la producción de jabón y vidrio . Hasta que el proceso Leblanc se comercializó a principios del siglo XIX, la quema de algas marinas en Escocia era una de las principales fuentes industriales de carbonato de sodio (predominantemente carbonato de sodio ). [ 42 ] Se requerían alrededor de 23 toneladas de algas marinas para producir 1 tonelada de ceniza de algas marinas. La ceniza de algas marinas contenía alrededor de un 5 % de carbonato de sodio. [ 43 ]

Una vez que el proceso Leblanc se volvió comercialmente viable en Gran Bretaña durante la década de 1820, la sal común reemplazó a la ceniza de algas marinas como materia prima para el carbonato de sodio. Aunque el precio de la ceniza de algas marinas cayó drásticamente, las algas siguieron siendo la única fuente comercial de yodo. Para abastecer a la nueva industria de síntesis de yodo, la producción de ceniza de algas marinas continuó en algunas partes del oeste y norte de Escocia, el noroeste de Irlanda y Guernsey. La especie Saccharina latissima produjo la mayor cantidad de yodo (entre 10 y 15 libras por tonelada) y era la más abundante en Guernsey. El yodo se extraía de la ceniza de algas marinas mediante un proceso de lixiviación . [ 44 ] Sin embargo, al igual que con el carbonato de sodio, las fuentes minerales acabaron sustituyendo a las algas marinas en la producción de yodo. [ 45 ]

El alginato , un carbohidrato derivado de algas marinas, se utiliza para espesar productos como helados , gelatina , aderezos para ensaladas y pasta de dientes , así como ingrediente en alimentos exóticos para perros y en productos manufacturados. [ 46 ] [ 47 ] [ 48 ] El alginato en polvo también se utiliza con frecuencia en odontología general y ortodoncia para hacer impresiones de los arcos superior e inferior. [ 49 ] Los polisacáridos de algas marinas se utilizan en el cuidado de la piel como ingredientes gelificantes y debido a los supuestos, pero no probados, beneficios proporcionados por el fucoidano .

El kombu (昆布 en japonés y 海带 en chino, Saccharina japonica y otros), varias especies de algas del Pacífico, es un ingrediente muy importante en las cocinas china, japonesa y coreana. El kombu se usa para dar sabor a caldos y guisos (especialmente dashi ), como guarnición salada ( tororo konbu ) para arroz y otros platos, como verdura y como ingrediente principal en aperitivos populares (como el tsukudani ). Las láminas transparentes de alga ( oboro konbu ) se usan como envoltura decorativa comestible para arroz y otros alimentos. [ 50 ]

El kombu se puede utilizar para ablandar las legumbres durante la cocción y para ayudar a convertir los azúcares indigeribles y así reducir la flatulencia. [ 51 ]

Saccharina latissima en forma de ensalada enlatada

En Rusia (especialmente en el Extremo Oriente ruso y la región del Mar Blanco ) y otros países de la antigua Unión Soviética, varios tipos de algas marinas tienen importancia comercial: Saccharina latissima , Laminaria digitata y Saccharina japonica . Conocidas localmente como «col de mar» (en ruso: морская капуста, transliterado: morskaya kapusta ), se encuentran disponibles en el comercio minorista secas, congeladas o enlatadas. Se utilizan como ingrediente en diversas ensaladas y sopas, como relleno para pasteles e incluso como aditivo en confitería, como el chocolate con sal marina y partículas de algas. [ 52 ]

Debido a su alta concentración de yodo, el alga parda ( Laminaria ) se ha utilizado para tratar el bocio , un agrandamiento de la glándula tiroides causado por la falta de yodo, desde la Edad Media. [ 53 ] Una ingesta de aproximadamente 150 microgramos de yodo al día es beneficiosa para prevenir el hipotiroidismo. El consumo excesivo puede provocar tirotoxicosis inducida por algas . [ 54 ]

En 2010, investigadores descubrieron que el alginato , la fibra soluble presente en las algas marinas, era más eficaz para prevenir la absorción de grasas que la mayoría de los tratamientos adelgazantes de venta libre en ensayos de laboratorio. Como aditivo alimentario, puede utilizarse para reducir la absorción de grasas y, por lo tanto, la obesidad. [ 55 ] Aún no se ha demostrado que las algas marinas en su forma natural tengan tales efectos.

El alto contenido de hierro de las algas marinas puede ayudar a prevenir la deficiencia de hierro. [ 56 ]

Producción comercial

La producción comercial de algas marinas recolectadas de su hábitat natural se lleva a cabo en Japón desde hace más de un siglo. Muchos países producen y consumen productos de laminaria; el mayor productor es China. La Laminaria japonica , una importante alga comercial, se introdujo en China a finales de la década de 1920 procedente de Hokkaido, Japón. Sin embargo, el cultivo de esta alga a gran escala comercial no se concretó en China hasta la década de 1950. Entre las décadas de 1950 y 1980, la producción de algas marinas en China aumentó de aproximadamente 60 a más de 250 000 toneladas métricas de peso seco anuales.

En la cultura

Buzo en un bosque de algas.

Algunas de las primeras evidencias del uso humano de los recursos marinos, procedentes de yacimientos del Paleolítico Medio en Sudáfrica, incluyen la recolección de alimentos como el abulón , las lapas y los mejillones asociados a los hábitats de los bosques de algas marinas.

En 2007, Erlandson et al. sugirieron que los bosques de algas marinas alrededor de la Cuenca del Pacífico pudieron haber facilitado la dispersión de los humanos anatómicamente modernos siguiendo una ruta costera desde el noreste de Asia hasta América. Esta "hipótesis de la autopista de algas" sugería que los bosques de algas altamente productivos sustentaban redes tróficas marinas ricas y diversas en aguas costeras, incluyendo muchos tipos de peces, mariscos, aves, mamíferos marinos y algas marinas similares desde Japón hasta California. Erlandson y sus colegas también argumentaron que los bosques de algas costeras reducían la energía de las olas y proporcionaban un corredor de dispersión lineal completamente al nivel del mar, con pocos obstáculos para los pueblos marítimos. La evidencia arqueológica de las Islas del Canal de California confirma que los isleños recolectaban mariscos y peces de los bosques de algas marinas, comenzando hace unos 12.000 años.

Durante los desalojos de las Tierras Altas , muchos habitantes de las Tierras Altas escocesas fueron trasladados a zonas de fincas conocidas como crofts , y se dedicaron a industrias como la pesca y el algas marinas (producción de carbonato de sodio a partir de las cenizas de las algas). Al menos hasta la década de 1840, cuando se produjeron fuertes caídas en el precio de las algas marinas, los terratenientes querían crear reservas de mano de obra barata o prácticamente gratuita, suministrada por familias que subsistían en los nuevos poblados de crofts. La recolección y el procesamiento de algas marinas era una forma muy rentable de utilizar esta mano de obra, y los terratenientes solicitaron con éxito legislación destinada a detener la emigración. La rentabilidad de la cosecha de algas marinas significó que los terratenientes comenzaron a subdividir sus tierras para pequeños arrendatarios que se dedicaban a la recolección de algas marinas, quienes ahora podían pagar rentas más altas que sus homólogos terratenientes. [ 57 ] Pero el colapso económico de la industria de las algas marinas en el norte de Escocia durante la década de 1820 provocó una mayor emigración, especialmente a América del Norte .

A los nativos de las Islas Malvinas a veces se les apoda " Kelpers ". [ 58 ] [ 59 ] Esta designación la aplican principalmente los forasteros más que los propios nativos .

En la jerga china , "kelp" ( chino simplificado :海带; chino tradicional :海帶; pinyin : hǎi dài ) se usa para describir a un repatriado desempleado. Tiene connotaciones negativas, que implican que la persona vaga sin rumbo, y también es una expresión homófona ( chino :海待; pinyin : hǎidài , literalmente "esperando en el mar"). Esta expresión contrasta con el repatriado empleado, que tiene la capacidad dinámica de viajar a través del océano: la "tortuga marina" ( chino simplificado :海龟; chino tradicional :海龜; pinyin : hǎi gūi ) y también es homófona con otra palabra ( chino simplificado :海归; chino tradicional :海歸; pinyin : hǎi gūi , literalmente "regreso al mar").

Véase también

Referencias

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Lecturas adicionales

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  • Erlandson, JM, MH Graham, BJ Bourque, D. Corbett, JA Estes y RS Steneck. 2007. La hipótesis de la ruta de las algas: ecología marina, la teoría de la migración costera y el poblamiento de las Américas. Journal of Island and Coastal Archaeology 2:161-174.
  • Eger, AM, Layton, C., McHugh, T. A, Gleason, M. y Eddy, N. (2022). Guía para la restauración de algas marinas: Lecciones aprendidas de proyectos de algas marinas en todo el mundo. The Nature Conservancy, Arlington, VA, EE. UU.
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