1. INTRODUCCIÓN
En este tema estudiaremos los seres vivos incluidos dentro del reino protoctistas. Este reino contiene a todos aquellos organismos eucariontes que no pueden clasificarse dentro de alguno de los otros tres reinos eucarióticos, hongos, animales o plantas. En el árbol filogenético de los organismos eucariontes Los protoctistas ocupan la base, incluyendo a miembros que están estrechamente emparentados con alguno de los tres reinos citados. Se les designa con nombres que han perdido valor taxonómico, pero cuyo uso es imposible de desterrar, como algas o protozoos.
Como el reino está formado por seres vivos muy diversos, es difícil presentar un cuadro de características generales. Ninguno de sus representantes está adaptado plenamente al ambiente terrestre, de modo que los que no son directamente acuáticos, se desarrollan en ambientes terrestres húmedos o en el medio interno de otros organismos. Los protoctistas se cuentan entre Los más importantes componentes del plancton (organismos que viven en suspensión en el agua), del bentos (del fondo de ecosistemas acuáticos) y del edafón (de la comunidad que habita los suelos). Hay muchos casos de parasitismo y también de mutualismo. Existen otros muchos protoctistas que producen infecciones parasitarias y constituyen un gran problema económico y sanitario a nivel mundial principalmente en los países menos desarrollados.
2. REINO PROTOCTISTAS
Whittaker en cinco reinos, reino Protista se asocia a organismos unicelulares. Por ello, Margulis y Charts adoptaron el término protoctista, tenían cabida tanto organismos unicelulares eucariontes como multicelulares sencillos.
“sus miembros no son animales, ni plantas, ni hongos, ni procariotas”. se agrupan desde eucariotas unicelulares heterótrofos hasta las algas pluricelulares. Son organismos eucarióticos, con núcleo verdadero y otros orgánulos citoplasmáticos diferenciados; además el núcleo se divide por mitosis o meiosis. El desarrollo de los protoctistas se realizo a partir del reino premoneras, consiguieron envolver su núcleo, desarrollar organulos citoplasmáticos y dividirse por mitosis. Los ribosomas debieron de heredarlos de sus antecesores, puesto que en el reino moneras existen ribosomas. capacidad de obtener alimento por dos o más sistemas simultáneos, siendo semejantes a los vegetales y a los animales, ya que tenían sistemas de nutrición autótrofo y heterótrofo.
El reino protoctista está considerado en sentido amplio, incluyendo diferentes grupos que, aunque no tienen valor taxonómico, su nombre se sigue utilizando son: las algas y los protozoos, grupos afines a hongos, con caracteres similares a los protozoos. Unicelulares, coloniales, cenocíticos o multinucleados y multicelulares con estructura sencilla y sin tejidos especializados.
3. DIVERSIDAD DEL REINO PROTOCTISTAS
Vamos a describir los grupos principales de organismos con sus características, dividiéndolos en función de su tipo de nutrición: autótrofa y heterótrofa.
3.1. Protoctistas autótrofos: Las algas
Caracteres generales
No constituyen una categoría taxonómica. Unicelulares o pluricelulares. Fotoautótrofas y de organización generalmente talofítica, adaptadas a la vida en el agua. Sus cloroplastos tienen pigmentos fotosintéticos junto con colorantes accesorios. Contienen por lo general clorfila a y en general otro componente clorofílico. Los esporangios son siempre unicelulares, también los gametangios. Los zigotos no se desarrollan jamás dentro del órgano sexual femenino. En la mayoría de los grupos de algas las células reproductoras son flageladas. Pueden ser saprofitas y parasitas.
Niveles de organización
Se pueden distinguir los siguientes niveles de organización:
– Nivel ameboide: forman pseudópodos.
– Nivel monadal: son algas unicelulares flageladas y móviles.
– Nivel cocal: células inmóviles que carecen de flagelos y envueltas por una pared celular.
– Nivel sifonal: las células son plurinucleadas, de forma esférica o alargada.
– Nivel trical: las células son uninucleadas, y forman filamentos simples o
ramificados que crecen de modo intercalar o con células apicales. En el caso de que las células de los filamentos tengan varios núcleos se habla de nivel sifonocladal.
– Nivel de talo plectenquimático: en este caso, las ramas laterales de los talos filamentosos se entremezclan. Las células a menudo están cementadas entre sí o incluso se adhieren unas a otras.
– Nivel de talo parenquimático: las células que se dividen de forma multiserial.
quedan unidas en un tejido compacto.
Reproducción
Son muy variados, existiendo tanto la reproducción asexual o vegetativa como la sexual. En cuanto a los ciclos vitales las algas tienen los tres tipos principales:
– Haplóntico: en el cual, la meiosis tiene lugar en la 1a división del cigoto, da lugar a individuos haploides de vida libre. Es propio de algas unicelulares y coloniales.
– Diplóntico: en éste, la meiosis tiene lugar durante la gametogénesis, con una
sola generación diploide. Los ciclos diplónticos están sólo descritos en algas
pardas del orden Fucales.
– Haplodiplóntico: con dos tipos diferentes de individuos de vida libre. Uno
haploide productor de gametos o gametofito, y otro diploide productor de
esporas o esporofito. La meiosis se produce durante la esporogénesis. La
mayoría de algas macroscópicas se adaptan a ciclos haplodiplónticos. Pueden ser isomorficas en las más sencillas y heteromóficas en algas más complejas.
Existen muchas variaciones a los ciclos expuestos, como la aparición de partenogénesis, o un ciclo de tres generaciones como en algas rojas.
Clasificación
Hay descritas unas 45.000 especies de algas. Se basan en la composición de pigmentos fotosintéticos, sustancias de reserva, dotación flagelar, nivel de organización y componentes de la pared celular. Ha experimentado muchos cambios y muchas controversias entre ficólogos.
– División euglenófitos: formas unicelulares monadales. La multiplicación se produce por división longitudinal, y carecen de reproducción sexual. división celular llamada endomitosis. Además de la clorofila “a” y “b”, tienen diversas xantofilas específicas de este grupo. Como polisacárido de reserva forman gránulos de paramilo.
– División criptófitos: flageladas monadales. La reproducción es asexual por división longitudinal. Poseen gran cantidad de pigmentos, además de la clorofila “a” y “c”, tienen carotenos, xantofilas, y a veces ficobilinas (ficoeritrina y ficocianina). El polisacárido de reserva es el almidón.
– División dinófitos unicelulares, con dos finos flagelos barbulados. Se reproducen asexualmente por división longitudinal y se conocen casos de reproducción sexual. Además de clorofila “a”, poseen β-caroteno, peridinina y xantofilas, que le confieren un color pardo amarillento rojizo. El polisacárido de reserva es el almidón, que se almacena en forma de gránulos en el exterior del cloroplasto
– División haptófitos niveles de organización monadal, cocal y trical, aunque predominan los primeros. Además de clorofila “a” y “c”, y xantofilas, que les dan el color pardo o pardo amarillento. Como sustancias de reserva tienen crisolaminarina, aceite y paramilo.
– División clorófitos (algas verdes) unicelulares, algas filamentosas simples o ramificadas. Se caracterizan por su color verde vivo. La reproducción sexual presenta toda una serie de formas que van desde la isogamia más sencilla, la anisogamia, hasta la oogamia más evolucionada, es decir, aquella en que la oosfera no queda libre sino que es fecundada en el interior del oogonio. La reproducción asexual ocurre por bipartición en las formas unicelulares o por simple segmentación del talo en las formas pluricelulares.. Tienen clorofila “a” y “b”, presentan β-caroteno y el carotenoide luteína. El principal polisacárido de reserva es el almidón, que se produce en forma de gránulos en el interior de los cloroplastos.
– División Ochrofitos (heterocontofitos) todos los niveles morfológicos de organización, desde el monadal, hasta los talos parenquimáticos complicados y anatómicamente diferenciados. Los cromatóforos son por lo común amarillos, pardoamarillentos o pardos, gracias a pigmentos del tipo de los carotenos y xantofilas, también presentan clorofila “a” y “c”. Como polisacáridos de reserva se encuentran crisolaminarina y a veces laminarina. También se almacena aceite en vacuolas.
– División rodófitas (algas rojas)Son algas principalmente marinas de color rojo brillante o violeta. Faltan formas flageladas, y las formas unicelulares son muy escasas. Predominan los talos plectenquimáticos. En las células, existen gran variedad de cromatóforos, con clorofila “a”, xantofilas y ficobilinas (ficocianina y ficoeritrina). Como sustancias de reserva almacenan un polisacárido en forma de gránulos llamado almidón de florídeas y gotas lipídicas.
3.2. Protoctistas heterótrofos: Los protozoos
Caracteres generales
Fue Leeuwenhoek el primero en observar un protozoo con la ayuda de un rudimentario «microscopio». Los protozoos constituyen un grupo de difícil definición.
Este grupo comprende organismos unicelulares con características de animales tales como su capacidad de desplazamiento, irritabilidad ante estimulos, modo de captura dela limento y la complejidad de los procesos digestivos. Se consideran animales unicelulares, aunque algunas especies son capaces de formar colonias de varios individuos. El tamaño de los rpotozoos puede variar en un intervalo de 3 a 800 micras. Viven en ambientes húmedos o acuaticos, siendo generalmente de vida libre, aunque algunos, como los esporozoos son totalmente parasitos.
La mayoría son heterótrofos, aunque con excepciones como Euglena que fotosintetiza cuando hay luz y en la oscuridad actua como heterótrofo. En cuanto a su reproducción, puede ser asexual, por bipartición y sexual, por conjugaciuón o por fusión de gametos.
Locomoción y estructuras relacionadas con funciones sensitivas
Muchos protozoos pueden desplazarse, y la locomoción se realiza por la actividad de pseudópodos, cilios y flagelos.
– Los pseudópodos son extroflexiónes transitorias del citoplasma determinadas por las corrientes citoplasmáticas y por fenómenos de gelificación. Según la forma, se distinguen los siguientes tipos: iobópodos (lobulados), filópodos (filiformes), rizópodos (ramificados) y axópodos (sostenidos por un eje rígido).
– Los cilios y flagelos son formaciones persistentes. Su ultraestructura es la misma pero, los cilios son cortos y numerosos, y los flagelos son más largos que los cilios. Los cilios pueden estar reunidos formando membranelas o cirros, y los flagelos pueden estar recubiertos por la membrana constituyendo una membrana ondulante. Tanto los cilios como los flagelos poseen un corpúsculo basal, acompañado a veces por otro corpúsculo más grande, que se denomina blefaroplasto, que puede ir unido al núcleo.
En los protozoos se pueden observar estructuras relacionadas con la función sensitiva, siendo sensibles a estímulos mecánicos, químicos, luminosos y eléctricos. También sistemas de fibrillas o neuronemas que transportan el impulso nervioso hasta el aparato locomotor.
En cuanto a las funciones defensivas se hallan representadas por la existencia de tricocistos que expulsan sustancias venenosas. En los Cnidosporidios encontramos cápsulas polares con un filamento polar que puede desenvainarse y sirve para adherir las esporas del protozoo parásito al huésped.
Nutrición
La mayoría de los protozoos son heterótrofos de vida libre, pueden ser saprozoicos, que absorben lo que necesitan a través de la superficie del cuerpo, u holozoicos, que se alimentan de nutrientes sólidos por medio de fagocitosis y excretan sustancias de desecho por el citopigio. El alimento se encuentra en el interior en una vacuola. Otro tipo de vacuola es la encargada de desechar materia de desecho denominadas pulsatiles. Los protozoos parasitos pueden ser:
– Epizoicos: viven sobre el huésped y no dependen de él, normalmente, para su
alimentación.
– Endozoicos: viven en el interior del huésped y dependen de él desde el punto de vista alimentario. Las especies endozoicas pueden ingerir células o cualquier sustancia sólida, comportándose como holozoicos, o absorber lo que necesitan a través de la superficie del cuerpo actuando como saprozoicos.
Además del parasitismo, y la vida libre existen otras modalidades como el cornensalismo y la simbiosis. Hay algunos que viven en termitas.
Reproducción
La reproducción puede ser de dos tipos: asexual y sexual. La primera implica la división del cuerpo en partes iguales para producir uno o más individuos adultos. Hay siempre un solo progenitor, y no se da nunca ni meiosis ni fecundación. La reproducción asexual se puede llevar a cabo mediante:
– Bipartición: es la forma más común. La célula se divide en dos partes iguales para producir dos células hijas. Cuando el cuerpo del protozoo presenta un eje definido, la división puede ser longitudinal, como en los Flagelados, o transversal, como en los Ciliados. La bipartición implica una cariocinesis y una citocinesis, con un período de desarrollo y de diferenciación posterior.
– División múltiple: la realizan fundamentalmente Esporozoos parásitos, Foraminíferos y Radiolarios. La preparación para la división múltiple implica una división repetida del núcleo para formar un organismo plurinucleado. El citoplasma se segmenta para formar muchos individuos uninucleados. Los productos de la división múltiple suelen actuar como factores de diseminación o estadios infecciosos.
La reproducción sexual implica una división nuclear por meiosis, que da como resultado el paso de una fase diploide a una fase haploide. La unión de los gametos restaura la fase diploide. los gametos que se unen pueden ser sólo núcleos, produciéndose el fenómeno de la conjugación, u organismos completos, entonces es una singamia. La conjugación es característica de los Ciliados, y la singamia, de los demás grupos que tienen reproducción sexual. Cuando dos Ciliados se preparan para la conjugación, se unen parcialmente, y la zona de contacto entre ambos sufre grandes modificaciones. A medida que continua la conjugación, el macronúcleo se desintegra, el micronúcleo se divide, generalmente dos veces, para dar cuatro micronúcleos haploides de los que tres se desintegran. El micronúcleo que queda se divide en dos para formar un pronúcleo estacionario y un núcleo errante. El primero queda en el progenitor original, y el otro pasa al otro conjugante. Los dos organismos se separan y los pronúcleos se unen para dar el núcleo cigoto, que se divide repetidas veces para dar micronúcleos y los esbozos del macronúcleo. Con varias divisiones después de la conjugación se restablece en cada organismo hijo el número de núcleos típico de la especie.
Ecología
Aquellos protozoos que no son parásitos, son organismos típicamente acuáticos, ampliamente distribuidos en el mar y las aguas dulces por las que se mueven libremente o bien se deslizan por el fondo, estando algunos fijos al sustrato. Los protozoos viven comúnmente aislados, reuniéndose algunos en colonias. Otros habitan en un terreno húmedo; sin embargo, siempre están rodeados por un ambiente acuático.
Numerosos protozoos se encuentran en las sustancias en descomposición, o bien llevan vida parásita de animales, vegetales u otros protozoos. Algunos viven en simbiosis con otros organismos (Zooclorelías y Zooxantellas).
Durante períodos más o menos largos los protozoos pueden sobrevivir en seco, reduciéndose al estado de vida latente mediante enquistamiento o formación de esporas.
Clasificación
Se conocen de 15.000 a 20.000 especies de protozoos, y debido a la diversidad de propuestas para su clasificación, los agrupamos aquí atendiendo básicamente al tipo de locomoción que es de fácil uso, aunque hoy en día difiere de las modernas clasificaciones filogenéticas.
– Rizópodos: son protozoos que se desplazan y alimentan por medio de seudópodos como el género Ameba, de vida libre, que habita en el fondo de las charcas, sobre vegetales sumergidos, o en tierra húmeda. En forma parásita. formando parte de la flora intestinal del hombre se encuentra la Entamoeba. En este grupo también está incluida la clase Foraminíferos, que aparecen como fósiles del Cámbrico.
– Actinópodos: se caracterizan por la presencia de finos seudópodos, a los que se añaden, en algunos de ellos, filamentos rígidos o axópodos. La mayor parte contienen un esqueleto de espículas generalmente radiales. Todos son marinos y los radiolarios constituyen una parte importante del zooplancton.
– Zooflagelados: es un grupo muy heterogéneo, en ellos el órgano locomotor es el flagelo, pueden tener desde uno a muchos flagelos. Se reproducen asexualmente por división binaria longitudinal, y la reproducción sexual sólo es conocida en algunos casos. Pueden ser de vida libre, saprozoicos o parásitos. El género más representativo es el Trypanosoma por dos razones, por ser causante de la enfermedad del sueño en el hombre y por su ciclo de vida.
– Esporozoos (Ampicoraplexa): todos son protozoos parásitos, caracterizados
por la carencia de cilios y flagelos y por los ciclos de vida complejos. El ciclo empieza por un germen vermiforme, uninucleado, el esporozoito (que procede o no de una espora). Este germen crece en un hospedador y luego, al final de su crecimiento, sufre varias divisiones sucesivas y se fragmenta en individuos uninucleados, los esquizozoitos, que se transforman en gamontes productores de gametos. Éstos son organismos haploides (sólo la cópula es diploide). Pueden formar esporas cuando las condiciones del medio no son las adecuadas. La microscopía electrónica ha puesto de manifiesto que el esporozoito y el esquizozoito tienen una estructura muy próxima y característica. Un género representativo es el Plasmodium, que provoca en el hombre el paludismo o malaria.
– Ciliados: son de tamaño medio a grande, portadores de cilios vibrátiles, al menos durante una parte de su ciclo. Poseen dos núcleos, el macronúcleo y el micronúcleo. El primero interviene en el metabolismo y el segundo en los fenómenos sexuales. Se multiplican por división transversal binaria. Su sexualidad se manifiesta en la conjugación. Habitan las aguas dulces o saladas, aunque algunas especies son comensales o parásitas.
3.3. Grupos afines a hongos
En este grupo están representados todos aquellos organismos heterótrofos, tradicionalmente estudiados por micólogos, que han sido excluidos del reino hongos, pero que poseen formas estructurales parecidas a las hifas de hongos y se reproducen mediante esporas. Estos protoctistas no se consideran hongos entre otras razones porque: muchos producen células flageladas, tienen centriolos y algunos poseen celulosa en su pared celular, otros carecen de ella.
Podemos establecer dos tipos principales:
Hongos ameboides: con cuerpo vegetativo desnudo, ameboidal, a menudo plasmodial y de alimentación fagotrófica. Diferenciando como los más importantes:
– Hongos mucilaginosos plasmodiales, como los Myxomycetes que poseen un estado ameboide que procede de células flageladas o ameboidales. Las células ameboides se unen para formar un cigoto que por sucesivas divisiones del núcleo producen un plasmodio de aspecto mucilaginoso. A veces coloreado y macroscópico. Éste después de pasar por una fase trófica, y en condiciones de falta de humedad diferencia cuerpos fructíferos formadores de esporas haploides que se trasforman nuevamente en células flageladas o ameboidales. Viven en lugares donde hay materia orgánica en descomposición (madera, corteza de árboles, etc.) y suelo.
– Mohos deslizantes celulares, como los Acrasiomycetes. Este grupo está formado por amebas que, haciendo vida independiente, se agregan en una masa gelatinosa (pseudoplasmodio) que más tarde se trasformará en cuerpos fructíferos productores de esporas. Viven en aguas dulces y sobre suelos y materia orgánica en descomposición.
– Los Plasmodioforomycetes son parásitos obligados, con estado trófico en forma de plasmodio sin pared celular del cual se forman zoosporas que actúan como gametos. Los plasmodio se desarrolla en el interior de células de las raíces de plantas que parasitan.
Pseudohongos, cuyo grupo principal son los Oomycetes. Se trata de mohos acuáticos, mildius y royas blancas. Poseen un micelio con hifas cenocíticas (sin tabiques trasversales) y pared celular de celulosa. En su ciclo vital producen esporas biflageladas en esporangios y gametos en anteridios y oogonios. En condiciones adversas se reproducen sexualmente y cuando las condiciones les son más favorables lo hacen asexualmente. Aunque muchos son saprofitos, otros producen enfermedades en peces, crustáceos y moluscos. Especial relevancia merece Plasmopara vitícola especie que ocasiona el mildiu de la vid.
4. GÉNEROS MÁS COMUNES EN CHARCAS, RÍOS Y MARES
4.1. Algas
En el grupo de euglenófitos, el género más conocido es Euglena, que vive habitualmente en aguas dulces estancadas eutróficas como charcas, en donde se multiplican activamente, por lo que se utilizan cono indicadores de contaminación de las aguas. Dentro de los criptófitos, cabe mencionar el género Cryptomonas, que vive en aguas mesotróficas y Rhodomonas en aguas dulces y marinas.
Por otro lado, los dinófitos, abundan en el mar formando parte importante del plancton, y desempeñan un papel clave como productores primarios. Como géneros frecuentes cabe citar: Cemtium, Gymnodinium y Peridinium. El género Notiluca, es saprofito, desnudo y con capacidad bioluminiscente, en mares cálidos origina la “fluorescencia de las aguas”. Estas algas son las responsables en nuestras costas de las mareas rojas, al proliferar masivamente algunas especies en determinadas condiciones ambientales y ser causantes de la muerte de moluscos y peces debido a las altas concentraciones de toxinas que producen. Algunos dinófitos son importantes en la formación de arrecifes de coral, al facilitar la fijación del calcio.
Las algas verdes son abundantes en nuestro plancton y bentos de las aguas dulces. El género Volvox es un alga colonial con miles de células, frecuente en aguas dulces como estanques, lagunas y pantanos, otros son filamentosos como Ulotrix, Spirogyra, Zygnema. El género Chara es un alga macroscópica bentónica propia de aguas estancadas tanto dulces como salobres.
Hay también algunos géneros que se desarrollan en el mar. El género Codium es un alga marina que vive fijada a las rocas de la zona litoral en las costas atlánticas y mediterráneas. Acetabularia es una pequeña alga marina, muy común en aguas tranquilas y bien iluminadas de nuestras costas mediterráneas. El género Viva (lechuga marina) y el género Enteromorpha, son también dos algas macroscópicas frecuentes en nuestros mares.
Otros géneros de algas verdes, son propios de medios terrestres húmedos, como suelos, troncos y corteza de árboles, por ejemplo Pleurococcm y Trentepholia.
De los heterocontofitos destacan las diatomeas y las algas pardas. Las diatomeas comprende muchos géneros microscópicos que viven tanto en aguas dulces como saladas, en donde son los más importantes productores primarios. Entre las de aguas dulces cabe destacar los géneros Navícula, Tabellaría y Pinnularia. Las feofíceas o algas pardas, poseen talos complejos, algunas diferencian estructuras comparables a los tejidos de plantas superiores. Casi todas son algas marinas bentómcas de aguas frías y muy pocas de aguas dulces y salobres. Entre los géneros más conocidos destacan: Padina, cuyo talo se encuentra recubierto de carbonato de calcio, Laminaria que puede alcanzar varios metros de longitud, y Fucus que vive sobre rocas y emerge durante la bajamar.
En cuanto a las algas rojas, son la mayoría marinas y muy pocas dulceacuícolas. Suelen ser algas betónicas fijas a sustratos como rocas mediante discos o rizoides. Podemos citar el género Chondrus y Gelidium, que viven sumergidas en la zona infralitoral. El género Palmaria está siendo actualmente cultivado en la costa cantábrica con fines culinarios.
4.2. Protozoos
Los rizópodos son protozoos que se desplazan y alimentan por medio de seudópodos, dentro de este grupo, destaca el género Ameba, el cual se puede encontrar en forma libre tanto en el fondo de las charcas, como sobre vegetales sumergidos o en tierra húmeda.
Dentro de los actinópodos, todos ellos marinos, los radiolarios constituyen una parte importante del zooplancton.
La mayoría de ciliados, habitan las aguas dulces o saladas. Como géneros más comunes en las aguas dulces se encuentran: Paramecium, habitante de charcas, muchas de cuyas especies se alimentan de bacterias. Didinium, que tiene forma de tonel con dos círculos de largos cilios, uno anterior y otro a media altura. Stentor, con forma de embudo y de colores variados, presenta numerosos micronúcleos y un largo macronúcleo en forma de rosario. Vorticella, con forma de campana invertida sostenida por un pedúnculo que contiene un cordón contráctil; a veces pueden permanecer unidas formando colonias.
5. EL PAPEL ECOLÓGICO Y SU IMPORTANCIA ECONÓMICA Y SANITARIA
5.1. Papel ecológico de las algas
Las algas se encuentran en casi todos los biótopos, pero la mayoría de las especies están ligadas a la vida acuática, ya flotando como parte del plancton, ya fijas a la roca o a la arena, como componentes del bentos. Las algas son las principales responsables de la producción primaria en los ecosistemas acuáticos, por lo que ocupan un importante lugar en las cadenas tróficas como alimento de los animales acuáticos.
Según su salinidad, el medio acuático se divide en medio marino y medio dulceacuícola.
El fitoplancton marino está formado por diatomeas, dinofíceas, haptofíceas y crisofíceas. La mayor densidad del plancton se encuentra en aguas superficiales con intensa luminosidad. Su flotación sería únicamente un descenso más o menos lento, si no fuese regulada a través del peso específico y la resistencia por rozamiento, así como el movimiento activo de los flagelos. Esto explica las particularidades de las algas planctónicas, como la presencia de aceites como sustancias de reserva, la constitución de apéndices y paredes celulares prominentes, la unión de muchas células en cadenas, así como que los apéndices son mayores en las algas de aguas cálidas, que en las frías. Los esqueletos minerales de las algas planctónicas sedimentan en el fondo del mar.
El bentos vegetal consta fundamentalmente de feofíceas y rodofíceas, fijadas al sustrato sólido, por medio de discos adhesivos o rizoides. El sustrato móvil (arena) sólo es colonizado por géneros del tipo de Caulerpa.
En las zonas salobres, se encuentra una flora específica de algas de plancton y de bentos, como las Caráceas.
En el agua dulce la composición específica de fitoplancton depende en gran manera de la cantidad de nutrientes. En los climas templados con variaciones de temperatura, de radiación solar y de pH, según las épocas del año, determinan considerables variaciones en la composición del plancton.
Con la eutrofización del agua aumenta considerablemente la formación de biomasa y, con ello, el consumo de oxígeno, por lo que se depositan en el fondo lodos putrefactos, en vez de sedimento mineral. Por la presencia de especies características puede valorarse el grado de contaminación o la calidad de las aguas, con cifras entre I y IV, empleándose como bioindicadoras de contaminación. La máxima contaminación IV indica procesos de putrefacción, debido a la falta de oxígeno. Bajo estas condiciones se desarrolla una masa de cianobacterias de los géneros Spirulina y Anabaena. En cambio faltan casi por completo las clorofíceas.
En las aguas de calidad III aumentan los procesos de oxidación por lo que predominan las algas verdes, produciéndose una cantidad de oxígeno considerable durante el día y descendiendo por la noche. Se desarrollan gran número de bacterias, diatomeas y clorofíceas.
Las aguas de calidad II se caracterizan por procesos de oxidación más avanzados, el consumo de oxígeno es relativamente bajo. Se encuentran pequeñas cantidades de bacterias, y hay una gran diversidad de diatomeas y cianobacterias.
Las aguas de calidad I son claras y ricas en oxígeno, la materia orgánica ha sido descompuesta y los procesos de oxidación han terminado. Las bacterias se encuentran en niveles mínimos, las algas más representativas son las diatomeas, cianobacterias, clorofíceas y rodofíceas.
En las aguas contaminadas las diatomeas poseen una escasa diversidad, pero el n° de individuos es alto, mientras que en aguas limpias el n° de especies es elevado, pero hay menor n° de individuos por especie.
5.2. Importancia económica y sanitaria de las algas
Las algas son utilizadas por el hombre en distintas aplicaciones, por lo que tienen una gran importancia económica.
Uso alimenticio de las algas En algunos países del Extremo Oriente, sobre todo en Japón, China y Corea, las algas han sido utilizadas tradicionalmente como alternativa en la alimentación tradicional humana. En los países occidentales, antiguamente, la recolección de algas se hacía en época de hambre, sin embargo, ahora está aumentando su consumo alimenticio por otras causas. Se utilizan en sopas o como acompañantes a pescados y carnes. Son utilizadas unas 300 especies por el hombre.
Desde el punto de vista alimenticio las algas poseen un bajo poder calórico, pues el contenido en lípidos es bajo (0,2-0,8 %) y los glúcidos son polisacáridos no digeribles por humanos. Tiene bajo nivel proteico comparado con animales pero parecidos y superiores a concentraciones de proteínas vegetales. Son fuente valiosa de minerales y elementos traza, quizá el 1 es el más notable. Otros elementos son: Na, K, Mg, Ca, Fe, P, Al, S, Si, As. Las algas frescas contienen algunas vitaminas en niveles altos, como la vitamina C y precursores de la vitamina A como el (3-caroteno.
Usos industriales Las macroalgas, principalmente algas rojas y alga pardas se utilizan para la extracción de ficocoloides como agar, carrageninas y aíginatos de gran interés económico. Los ficocoloides son polisacáridos que forman con el agua compuestos coloides estables a temperatura ambiente. Estas sustancias no tienen equivalente sintético.
Se emplean en la industria textil, y en la industria cosmética. En la industria alimentaria se utilizan como agentes gelificantes, espesantes y estabilizadores para la fabricación de helados, cremas, pasteles, postres lácteos, batidos, papillas de bebés, gelatinas, confituras, etc.
Los alginatos se extraen de algas pardas de los géneros Laminaria y Ascophyllum. Las carrageninas se extraen de algas rojas como Chondrus crispus y Mastocarpus stellatus. El agar se obtiene de diferentes algas rojas ñorideas del océano Pacífico, actualmente también de especies europeas como Gelidium y Gracilaria. El primer productor de agar es Japón.
Otro uso, es la biomasa de algas para conversión en metano mediante fermentaciones anaerobias bacterianas y ser utilizado como combustible. Depósitos fósiles de caparazones de diatónicas (tierra de diatónicas) y dinoflagelados se utilizan en abrasivos, filtros industriales para líquidos, materiales refractantes, aceites, en la industria cosmética para hacer polvos de talco, etc. Una industria floreciente es el cultivo de algas. Las algas pardas y rojas alcanzan altos precios en el mercado, al ser utilizadas, como hemos visto, en alimentación y en industria. Su cultivo masivo está muy extendido en Laminariales especialmente en China y Japón, también en Francia, EEUU y Canadá de Undaria pinnatifida. Entre las algas rojas cultivadas están Gracilaria y Eucheuma. Las algas unicelulares y filamentosas se cultivan fácilmente en laboratorio y se investigan nuevas cepas más rentables. Es el caso de algas verdes cocales como Chlorella y Scenedesmus que son susceptibles de aprovechamiento biotecnológico al ser cultivadas al aire libre o en “biorreactores de algas” para producir O2 y alimentos ricos en proteínas, que encuentran una amplia aplicación en la nutrición animal y como suplemento de piensos.
Uso agropecuario En muchos países donde las algas marinas rojas y pardas son muy abundantes, se aplican como fertilizantes y abonos. En Francia, por ejemplo, se destinan a este fin unos 3 millones de toneladas de algas al año, los géneros utilizados son Ascophyllum, Laminaria y Macrocystis. También se emplean para piensos animales.
Usos en medicina y farmacología Las algas han sido utilizadas como medicina popular en China desde tiempos muy remotos. Entre los usos médicos podemos citar a las algas verdes como agentes vermífugos y astringentes. Las algas pardas se usan como anticoagulantes, contra el reumatismo, la profilaxis de la arteriosclerosis, las úlceras gástricas, bocio e hipertensión, y tienen propiedades hipoglucémicas. Las algas rojas se emplean en gastritis y diarreas, así como en cosmética.
Importancia sanitaria Las dinofitas son algas responsables de las mareas rojas por proliferación de algunas especies al cambiar las condiciones ambientales y aumento de nutrientes con concentraciones de 100 millones de células /litro.
La importancia de estos afloramientos reside en que las algas que la forman producen toxinas. Unos de los géneros que produce mayor toxicidad es Gonyaitlax. Las toxinas pueden matar a algunos peces y a otros organismos marinos como bivalvos filtradores en cultivos intensivos marinos, aves y siguiendo la cadena alimentaria pueden llegar al hombre. En ocasiones las mareas rojas presentan pérdidas importantes para el hombre en cultivos de moluscos y crustáceos marinos.
Importancia económica y sanitaria de los protozoos Muchos protozoos producen infecciones parasitarias que constituyen un problema económico y sanitario a nivel mundial, siendo particularmente importante en los países menos desarrollados, en donde estas enfermedades son la causa de importantes pérdidas.
Las principales infecciones parasitarias producidas por protozoos en el hombre son las siguientes:
Amebiasis intestinal, producida por la Entamoeba histolytica, que tiene una
distribución mundial, aunque se encuentra preferentemente en áreas tropicales. La forma sintomática es menos común, que la asintomática. Muchas veces la infectación puede confundirse con una enfermedad inflamatoria intestinal. El vector parasitario es el propio hombre.
Leishmaniasis producida por protozoos del género Leishmania. Los parásitos se transmiten al hombre por picadura de mosquitos, que transportan el parásito después de haber picado al perro o a otros animales, que son los depositarios naturales del parásito. Los síntomas son con frecuencia similares a los del paludismo, con fiebre recurrente e irregular, leucopenia, e inflamación del hígado y el bazo. Cuando los parásitos invaden el intestino sobrevienen úlceras,
infecciones secundarias y disentería. Los pacientes que se recuperan suelen adquirir inmunidad permanente a nuevas infecciones.
Paludismo o malaria producida por protozoos del género Plasmodium.
Se estima que puede haber unos 400 millones de personas infectadas principalmente en las regiones tropicales. El diagnóstico precoz se realiza mediante identificación del parásito en frotis de sangre periférica. Si el tratamiento terapéutico tarda en instaurarse, puede sobrevenir la muerte. En muchos países esta enfermedad ha sido erradicada mediante insecticidas que matan a los mosquitos transmisores (anofeles). La malaria también, ha sido controlada con drogas que actúan sobre el parásito en diferentes etapas de su ciclo vital. En la actualidad se ensayan técnicas de ADN recombinante para preparar proteínas que funcionen como vacunas que estimulen el sistema inmune para atacar al parásito.
Los síntomas principales son escalofríos, fiebre y sudoración. El bazo se pone tumefacto y sensible y el paciente experimenta confusión mental y sed intensa.
Tripanosomiasis producida por protozoos del género Trypanosoma. La más
conocida es la enfermedad del sueño, que se transmite al hombre por picaduras de la mosca tse-tsé. Se caracteriza porque en los primeros períodos aparece fiebre, cefalalgia, insomnio, anemia y exantema. El Trypanosoma se encuentra en la sangre, los ganglios linfáticos y líquido cefalorraquídeo del hombre infectado. Su agente transmisor, la mosca tse-tsé, que la adquiere aspirando sangre humana. El Trypanosoma se multiplica en el intestino medio y después emigra a la trompa de la mosca que los inocula al picar al hombre.
Toxoplasmosis producida por el esporozoo intraceluíar, Toxoplasma gondii. Es una zoonosis de distribución mundial, común en animales y en el hombre, de carácter generalmente benigno, aunque en ocasiones puede causar graves consecuencias como en la toxoplasmosis congénita y en inmunodeprimidos.
Las principales vías de infección en el hombre son la oral, infección por quistes en frutas, verduras y carnes, o la congénita transplacentaria. Los pacientes manifiestan síntomas de mononucleosis, fatiga, escalofríos, fiebre, cefaleas. Si la infección progresa causa encefalitis, hepatisis, etc.
Existen diversos factores responsables de las infecciones parasitarias por protozoos, como:
– La superpoblación de muchas áreas del mundo
– medidas sanitarias deficientes y educación sanitaria escasa.
– El control inadecuado de los vectores parasitarios y de los reservorios de infección.
– El incremento de la comunicación y los viajes internacionales, de las migraciones de poblaciones y de las operaciones militares.
– El desarrollo de resistencia a los agentes quimioterapéuticos empleados en el control de vectores.
Aunque se han preparado y perfeccionado vacunas antiparasitarias, todavía no son muy eficaces, y por tanto, la quimioterapia representa el método más eficaz y menos costoso para controlar la mayor parte de las infecciones parasitarias. Si se desean obtener resultados positivos, este enfoque debe de ser combinado con otras medidas apropiadas para cada infección, como el control del medio ambiente, poblaciones y huéspedes particulares. Algunas de las drogas efectivas y sin riesgos aún son necesarias para prevenir y tratar algunas infecciones parasitarias, como la Leishmaniasis y la tripanosomiasis. Sin embargo otros fármacos, como los antialérgicos, están perdiendo utilidad debido al desarrollo de resistencia a las drogas. Por tanto, se requiere una investigación y un control clínico continuo para proporcionar un aporte constante de agentes antiparasitarios útiles. La aplicación de las técnicas de ingeniería genética puede dar buenos resultados en este sentido.
6. BIBLIOGRAFÍA
– Izo. Botánica. Ed. Mc graw hill interamericana, 2º edición. Madrid 2004
– Madigan, martingo y Parker. Brock, biología de los microorganismos. 8º edición. Prentice hall ibérica. Madrid 1999