Macroalgas marinas: ¿quiénes son y dónde viven?
Las macroalgas marinas son organismos fotosintéticos multicelulares que habitan ambientes acuáticos, principalmente mares y océanos. A diferencia de las microalgas que requieren microscopio para observarse, las macroalgas son lo suficientemente grandes como para distinguirse a simple vista. Las algas al igual que las plantas terrestres, realizan la fotosíntesis, proceso por el cual convierten la luz del sol, el dióxido de carbono del aire y el agua en alimento (azúcares) y liberando oxígeno, elemento esencial para la vida en la Tierra. Además, proporcionan alimento, refugio y protección a diversos organismos marinos.
Las macroalgas se clasifican según la presencia y distribución de sus pigmentos fotosintéticos especialmente la clorofila y pigmentos accesorios, como carotenoides y ficobilinas, las cuales determinan su color y permite clasificarlas en tres grupos principales: Chlorophytas o algas verdes que presentan un alto contenido de clorofila a y b, con pequeñas cantidades de β-caroteno y xantofilas, característica que las hace parecerse a las plantas terrestres. Incluye especies como Caulerpa sertulariodes, Codium fragile y Ulva lactuca.
Heterokontophytas o algas pardas las cuales presentan clorofila a y c, β-caroteno y altas concentraciones de fucoxantinas, pigmento que les da su característico color marrón-amarillento o verde-terroso. Incluye especies de gran tamaño como Eisenia arborea, Macrocystispyrifera, Sargassum horridum que pueden formar extensos bosques o mantos submarinos.
Y finalmente las Rhodophytas o algas rojas que presentan bajas cantidades de clorofila a, β-caroteno y xantofilas, pero destacan por su alto contenido de ficoeritrina y ficocianina. Gracias a estos pigmentos que les permiten captar luz en condiciones de baja iluminación pueden vivir a profundidades de hasta aproximadamente 260m. Incluye especies como Acanthophora spicifera, Corallina vancouverensis, Gracilaria parvispora.
Históricamente, las macroalgas han sido utilizadas en diversas culturas, especialmente en Asia como fuente de alimento y medicina; sin embargo, en la actualidad, su uso se ha extendido a nivel mundial no solo en la gastronomía, sino también en diversas industrias. Por ejemplo, de las algas cafés, se extraen polisacáridos como los alginatos, y de las algas rojas el agar y los carragenanos, los cuales son utilizados como agentes gelificantes y espesantes en la industria alimentaria y farmacéutica. Además, las macroalgas son una fuente potencial de macronutrientes y compuestos bioactivos con propiedades antioxidantes y antitumorales, lo que las convierte en ingredientes valiosos para suplementos dietéticos y productos cosméticos.
A pesar de los numerosos beneficios que ofrecen las macroalgas también enfrentan amenazas crecientes debido al impacto humano como la contaminación por microplásticos (MPs); por lo tanto, comprender qué son, de dónde provienen y cómo interactúan con las macroalgas es fundamental para dimensionar su impacto en el ambiente.
Microplásticos en el mar: ¿qué son y de dónde vienen?
Los microplásticos (MPs) son partículas de plástico de 5 a 0.001 mm que se han convertido en contaminantes comunes en los ecosistemas marinos y están por todas partes. Se clasifican en dos categorías principales:
● Microplásticos primarios: Diseñados intencionalmente en tamaños microscópicos, como los presentes en productos cosméticos y de limpieza.
● Microplásticos secundarios: Se forman por la fragmentación de objetos plásticos más grandes debido a procesos físicos, químicos y biológicos, como la exposición a la radiación ultravioleta, la acción mecánica del oleaje y la degradación por microorganismos .
Los MPs ingresan al medio marino a través de diversas rutas como descargas de aguas residuales, a través de los ríos, por actividades marítimas como la pesca, el transporte marítimo y el turismo costero, entre otras. Una vez en el ambiente marino, los MPs pueden flotar en la superficie, mezclarse en la columna de agua o depositarse en los sedimentos del fondo marino y en la vegetación marina como las macroalgas y pastos marinos. Su interacción con las macroalgas ocurre principalmente en las zonas costeras, donde las algas pueden actuar como filtros naturales, atrapando estas partículas.
¿Cómo se adhieren los microplásticos a las macroalgas?
La adhesión de microplásticos (MPs) a las macroalgas ocurre a través de procesos biológicos y físicos.
Procesos biológicos
Uno de los principales es la bioadhesión, la cual está relacionada con las propiedades de la superficie de las macroalgas. Estas pueden presentar superficies rugosas o mucilaginosas lo que facilita la retención de partículas pequeñas, incluidos los MPs (Insertar Figura 6 Bioadhesión).
También influye la morfología de las macroalgas, las especies con estructuras ramificadas presentan una mayor capacidad para atrapar MPs, ya que ofrecen más puntos de contacto y una mayor superficie para su adhesión; por lo tanto, la formación de biopelículas como la complejidad estructural de las macroalgas favorecen la acumulación de microplásticos en sus tejidos.
Otro proceso biológico clave en la adhesión de MPs es el biofouling, mediante el cual los microorganismos marinos o epibiontes forman una película en la superficie de las macroalgas. Esta biopelícula favorece la adherencia de partículas plásticas, aumentando su retención en los ecosistemas marinos (Insertar Figura 7 Biofouling).
Procesos físicos
Entre los factores físicos destaca la dinámica de las corrientes marinas. La velocidad del agua disminuye dentro de los mantos de macroalgas, lo que reduce la turbulencia y facilita la sedimentación y adhesión de MPs sobre las macroalgas. Además, las propiedades de los propios microplásticos juegan un papel importante en su adherencia, factores como el tamaño y la forma de las partículas plásticas afectan su capacidad para fijarse a las macroalgas.
En conjunto, estos procesos biológicos y físicos hacen que las macroalgas actúen como trampas naturales de microplásticos, influenciando su distribución en los ecosistemas marinos.
La presencia de los MPs en las macroalgas tiene varios efectos como, por ejemplo:
● Interferencia en la fotosíntesis: La acumulación de partículas plásticas en la superficie de las algas puede bloquear la luz solar, reduciendo la eficiencia fotosintética y afectando su crecimiento y productividad.
● Liberación de sustancias tóxicas: Los microplásticos pueden contener aditivos químicos o adsorber contaminantes presentes en el agua, que, al entrar en contacto con las algas pueden transferirles estas sustancias tóxicas afectando su metabolismo.
● Alteración del hábitat: La acumulación de microplásticos en macroalgas podría afectar negativamente a otros organismos que dependen de ellas para refugio y alimento.
Como ya hemos visto, las características estructurales y bioquímicas de las macroalgas contribuyen a la retención de microplásticos, lo cual puede afectar negativamente a las macroalgas y a los organismos que dependen de estos hábitats. Por ello, y debido al impacto que los microplásticos tienen en los ecosistemas marinos, es importante hacer conciencia y reducir el consumo de plásticos de un solo uso, mejorar la gestión de residuos, fortalecer los sistemas de tratamiento de aguas, con el fin de proteger nuestros ecosistemas marinos.
De las autoras:
Karla Verónica Pedraza Venegas
Bióloga con experiencia en ecología de pastos marinos y la relación entre actividades humanas y el ambiente. Actualmente investigo los efectos de contaminantes emergentes, como los microplásticos, en plantas marinas .
Elisa Serviere Zaragoza
Obtuvo su Licenciatura en Biología (1986), Maestría (1989) y Doctorado en Ciencias (1993) por la UNAM. Desde 1994, ha sido investigadora titular en el Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste (CIBNOR), La Paz, Baja California Sur, México. Sus líneas de investigación son Ecología Marina, Botánica Marina y Ecología Trófica en ecosistemas dominados por Macrocystis y Sargassum, principalmente. Es miembro de la Sociedad Mexicana de Ficología, de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC) y pertenece al Sistema Nacional de Investigadores (Insertar Figura 9 ESZ).
Fuentes
1. Abalansa, S., el Mahrad, B., Vondolia, G. K., Icely, J., & Newton, A. (2020). The Marine Plastic Litter Issue: A Social-Economic Analysis. Sustainability, 12(20), 8677. https://doi.org/10.3390/su12208677
2. Ibáñez, E., Herrero, M. (2017). ¿Qué sabemos de? Las algas que comemos. España: Los Libros de La Catarata. 112pp.
3. Lee, H., Shim, W. J., & Kwon, J. H. (2014). Sorption capacity of plastic debris for hydrophobic organic chemicals. Science of The Total Environment, 470–471, 1545–1552. https://doi.org/10.1016/J.SCITOTENV.2013.08.023.
4. León Álvarez, D. (2007). Géneros de algas marinas tropicales de México: Algas verdes. México: Universidad Nacional Autónoma de México, Facultad de Ciencias.
5. Li, W.; Su, H.N.; Pu, Y.; Chen, J.; Liu, L.N.; Liu, Q.; Qin, S. (2019). Phycobiliproteins: Molecular structure, production, applications, and prospects. Biotechnol. Adv. 37, 340–353
6. Li, X., Liu, W., Zhang, J., Wang, Z., Guo, Z., Ali, J., Wang, L., Yu, Z., Zhang, X., & Sun, Y. (2024). Effective removal of microplastics by filamentous algae and its magnetic biochar: Performance and mechanism. Chemosphere, 358, 142152. https://doi.org/10.1016/J.CHEMOSPHERE.2024.142152
7. Liu, S., Huang, Y., Luo, D., Wang, X., Wang, Z., Ji, X., Chen, Z., Dahlgren, R. A., Zhang, M., & Shang, X. (2022). Integrated effects of polymer type, size and shape on the sinking dynamics of biofouled microplastics. Water Research, 220, 118656. https://doi.org/10.1016/J.WATRES.2022.118656
8. Ng, K. L., Suk, K. F., Cheung, K. W., Shek, R. H. T., Chan, S. M. N., Tam, N. F. Y., Cheung, S. G., Fang, J. K. H., & Lo, H. S. (2022). Macroalgal morphology mediates microplastic accumulation on thallus and in sediments. Science of The Total Environment, 825, 153987. https://doi.org/10.1016/J.SCITOTENV.2022.153987
9. Purayil, N. C., Thomas, B., & Tom, R. T. (2024). Microplastics – A major contaminant in marine macro algal population: Review. Marine Environmental Research, 193, 106281. https://doi.org/10.1016/J.MARENVRES.2023.106281
10. Shim, W. J., Hong, S. H., & Eo, S. (2018). Marine Microplastics: Abundance, Distribution, and Composition. Microplastic Contamination in Aquatic Environments: An Emerging Matter of Environmental Urgency, 1–26.
11. Suzuki, G., Uchida, N., Tuyen, L. H., Tanaka, K., Matsukami, H., Kunisue, T., Takahashi, S., Viet, P. H., Kuramochi, H., & Osako, M. (2022). Mechanical recycling of plastic waste as a point source of microplastic pollution. Environmental Pollution, 303, 119114. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2022.119114.
12.Xiong, X., Bond, T., Saboor, M., & Yu, W. (2021). The stimulation of microbial activity by microplastic contributes to membrane fouling in ultrafiltration. Journal of Membrane Science, 635, 119477. https://doi.org/10.1016/J.MEMSCI.2021.119477.