Los pigmentos accesorios son compuestos que absorben la luz , que se encuentran en los organismos fotosintéticos , que funcionan junto con la clorofila a . Incluyen otras formas de este pigmento, como la clorofila ben algas verdes y antenas de plantas superiores , mientras que otras algas pueden contener clorofila c o d . Además, hay muchos pigmentos accesorios que no son clorofila, como los carotenoides o las ficobiliproteínas , que también absorben la luz y transfieren esa energía luminosa al fotosistema. clorofila. Algunos de estos pigmentos accesorios, en particular los carotenoides, también sirven para absorber y disipar el exceso de energía lumínica, o funcionan como antioxidantes . [1] El gran grupo físicamente asociado de clorofilas y otros pigmentos accesorios a veces se denomina lecho de pigmento . [2]
Los diferentes pigmentos de clorofila y no clorofila asociados con los fotosistemas tienen diferentes espectros de absorción , ya sea porque los espectros de los diferentes pigmentos de clorofila están modificados por su entorno proteico local o porque los pigmentos accesorios tienen diferencias estructurales intrínsecas. El resultado es que, in vivo , un espectro de absorción compuesto de todos estos pigmentos se amplía y se aplana de tal manera que una gama más amplia de luz visible e infrarrojaLa radiación es absorbida por las plantas y las algas. La mayoría de los organismos fotosintéticos no absorben bien la luz verde, por lo que la mayor parte de la luz que queda debajo de los toldos de las hojas en los bosques o debajo del agua con abundante plancton es verde, un efecto espectral denominado "ventana verde". Organismos como algunas cianobacterias y algas rojas contienen phycobiliproteins accesorios que absorben la luz verde que llega a estos hábitats. [3]
En los ecosistemas acuáticos , es probable que el espectro de absorción del agua , junto con gilvin y tripton ( materia orgánica disuelta y particulada , respectivamente), determine la diferenciación fototrófica de nicho . Los seis hombros en la absorción de luz del agua entre las longitudes de onda de 400 y 1100 nm corresponden a depresiones en la absorción colectiva de al menos veinte especies diversas de bacterias fototróficas. Otro efecto se debe a la tendencia general de que el agua absorba las bajas frecuencias , mientras que el gilvin y el tripton absorben las más altas. Esta es la razón por la que el océano abierto parece azul y admite especies amarillas como Prochlorococcus , que contiene divinil-clorofila a y b . Synechococcus , de color rojo con ficoeritrina , se adapta a los cuerpos costeros, mientras que la ficocianina permite que las cianobacterias prosperen en las aguas más oscuras del interior.
Un depurador de algas es un dispositivo de filtrado de agua (que no debe confundirse con una almohadilla de depuración utilizada para limpiar vidrios) que utiliza luz para hacer crecer algas ; En este proceso, los productos químicos indeseables se eliminan del agua. [1] Los depuradores de algas permiten que los aficionados al agua salada , el agua dulce y los estanques operen sus tanques utilizando filtración natural en forma de producción primaria , al igual que los océanos y los lagos.
Conceptos [ editar ]
Un depurador de algas filtra el agua moviendo el agua rápidamente sobre una superficie rugosa y altamente iluminada, lo que hace que las algas empiecen a crecer en grandes cantidades. A medida que las algas crecen, consumen nutrientes como nitrato , fosfato , nitrito , amoníaco , amonio e incluso metales como el cobre del agua. [2] Estos nutrientes normalmente son un problema en acuarios y estanques porque causan el crecimiento de algas molestas, y también porque causan enfermedades y / u otros problemas en peces de acuario, invertebrados y corales. [3]Un depurador de algas permite que las algas crezcan, pero las algas crecen dentro del filtro en lugar de en el acuario o estanque. Esto elimina el exceso de nutrientes (friega el agua), disminuyendo las algas molestas en el acuario o estanque. Las algas molestas en el acuario o estanque no deben confundirse con las algas deseadas en el propio filtro de depuración de algas. Las algas que crecen en el depurador de algas pueden eliminarse o devolverse al ganado.
Tanto la fertilización con hierro como la nutrición oceánica son técnicas que aumentan la producción primaria de algas en el océano, que consume cantidades masivas de nutrientes y CO 2 . Es este mismo consumo de nutrientes que las algas realizan en un acuario o estanque.
Los depuradores de algas se utilizan tanto en agua salada como en agua dulce, y eliminan algas molestas de múltiples tipos: ciano o limo , burbuja, cabello , Chaetomorpha , Caulerpa y algas peliculares , así como dinoflagelados y aiptasia .
Historia [ editar ]
El depurador de algas fue inventado por el Dr. Walter Adey , quien a partir de finales de la década de 1970, fue Director del Laboratorio de Sistemas Marinos en el Museo de Historia Natural del Instituto Smithsoniano (Washington DC, EE. UU.). [4]Su investigación de varios tipos de algas, especialmente en su papel ecológico en los arrecifes de coral, le dio una idea de cómo el océano (en particular un arrecife) "recicla" los nutrientes. Diseñó y construyó varias exhibiciones de hasta 3000 galones, y modeló diferentes sistemas ecológicos acuáticos, incluido un arrecife de coral / laguna tropical que "después de 8 años de cierre [al medio ambiente], tenía sus parámetros químicos controlados únicamente por un césped de algas. Este sistema, estudiado por un equipo multidisciplinario de biólogos, demostró tasas de calcificación [crecimiento de coral] iguales al 4 por ciento de los mejores arrecifes silvestres, y en 543 especies identificadas, y aproximadamente 800 especies, clasificadas por unidad de área como las más biodiversas arrecife alguna vez medido ". [5]
En tres ediciones de su libro, Dynamic Aquaria, el Dr. Adey describió su trabajo en detalle y discutió en principios científicos las consideraciones físicas, químicas y biológicas para construir un sistema ecológico en funcionamiento dentro de un recinto, desde el tamaño de un acuario hasta un microcosmos (hasta 5000). galones), o tamaño de mesocosmos (> 5000 galones). Al describir el depurador de césped de algas que diseñó, explicó que eliminar el exceso de nutrientes no era su única función. Al operar el depurador por la noche, cuando el tanque principal había cambiado a una fase respiratoria diferente (las plantas ahora estaban absorbiendo oxígeno en lugar de producirlo), el depurador mantuvo los niveles de oxígeno y ayudó a amortiguar el pH al evitar que se acumulen altos niveles de dióxido de carbono.
"Reciclar" significa cómo los nutrientes van de las plantas a los animales y nuevamente a las plantas. En tierra, se ve el reciclaje siguiendo el flujo de oxígeno: las plantas verdes usan dióxido de carbono y liberan oxígeno; Los animales usan este oxígeno y liberan dióxido de carbono. En los océanos y lagos, los nutrientes van de las algas a los animales y de nuevo a las algas.
El Dr. Adey construyó varias versiones de depuradores de algas para acuarios en el Smithsonian. Él los llamó "depuradores de césped de algas", porque en ese momento se creía que las algas "de césped" eran el mejor tipo de algas para crecer en un depurador. También se le concedió la primera patente de EE. UU. Para un depurador de algas de cubos de basura, [6]que describía un dispositivo de descarga complejo que vertía agua sobre una superficie horizontal, simulando así las olas en un entorno de arrecife. Después de varios años de desarrollo, participó en una prueba de un gran depurador de algas en el acuario de la Gran Barrera de Coral: "El tanque de arrecife representa la primera aplicación de la tecnología de depurador de algas a los sistemas de acuarios de gran volumen. Acuario que utiliza métodos de purificación de agua convencionales Los filtros) generalmente tienen niveles de nutrientes en partes por millón, mientras que los depuradores de algas han mantenido concentraciones de miles de millones [mucho más bajas], a pesar de la pesada carga biológica en el Reef Tank. El éxito de los depuradores de algas en mantener una calidad de agua adecuada para un arrecife de coral fue demostrado en el desove observado de corales escleractianos y muchos otros habitantes de tanques ". [1]
Desafortunadamente, no se sabía en ese momento (1988) que el calcio y la alcalinidad debían agregarse a un tanque de arrecife cerrado para reemplazar lo que utilizan los organismos calcificantes en crecimiento. Incluso cinco años después de eso, el Zoológico de Pittsburgh estaba comenzando a probar un tanque de arrecifes de "mesocosmos" para ver si los niveles de calcio bajaban: "Se planteó la hipótesis de que el Ca 2+ y los elementos sustitutivos Sr 2+ y Mg 2+podría tener concentraciones reducidas en el microcosmos de un arrecife de coral debido a la reutilización continua del mismo agua de mar como consecuencia del proceso de reciclaje inherente al mesocosmos del arrecife de coral. "[...]" Los escleractianos (Montastrea, Madracis, Porites, Diploria, y Acropora) y el alga calcárea (Halimeda y otros) presentes en el mesocosmos del arrecife de coral son los organismos más probables responsables de la reducción significativa en la concentración de los cationes Ca 2+ y Sr 2+ . "[...]" El Ca no es normalmente un elemento biolimitador, y el estroncio nunca es un elemento biolimitador; HCO 3[alcalinidad] puede ser. Parece que, debido a una limitación menor en los parámetros de diseño del mesocosmos, estos elementos y compuestos pueden haberse convertido en factores limitantes. [...] Es sorprendente que los organismos puedan agotar los miles de galones de agua de mar (de tres a seis mil) de estos elementos, incluso dentro de dos o más años ". [7] Después, otros investigadores agregaron calcio y / o conectaron sus tanques al océano (que también suministra calcio y la alcalinidad), los corales comenzaron a crecer de nuevo. Sin embargo, los nutrientes "problema" (amoniaco, amonio, nitrato, nitrito, fosfato, CO 2 , metales) se mantienen siempre en números muy bajos.
El Dr. Adey otorgó la licencia de su patente a muy pocas personas, quienes durante un breve número de años vendieron un número limitado de limpiadores de acuarios a los aficionados. Sin embargo, la complejidad del diseño y el costo de la licencia hicieron que las unidades de depuración fueran muy caras. Esto, combinado con el hecho de que las unidades eran ruidosas, salpicadas y poco confiables (el mecanismo de dumping se atascaría) causó que las ventas fueran lentas. Los lavadores apenas estaban comenzando a avanzar en el hobby del acuario en la década de 1990 cuando Adey decidió retirar su licencia y ya no permitir que nadie los hiciera o vendiera. En cambio, centró su atención en las aplicaciones comerciales e industriales, y entró en negocios privados haciendo instalaciones de limpieza a gran escala para lagos y ríos. [8]
A medida que internet se desarrollaba en la década de 1990, los aficionados a los acuarios y estanques comenzaron a hablar sobre problemas molestos de algas y comenzaron a notar una tendencia: los acuarios y estanques con cantidades muy altas de algas molestas no tenían nutrientes detectables en el agua. Esto al principio parecía extraño, ya que la cantidad de algas molestas debería aumentar a medida que aumentaban los nutrientes en el agua. ¿Cómo podría haber una cantidad muy grande de algas molestas, pero no hay nutrientes medibles en el agua para apoyar esto? Luego, los biólogos comenzaron a señalar que cuando la cantidad de algas molestas se hizo lo suficientemente grande, las algas en realidad consumieron todos los nutrientes disponibles del agua más rápido que cuando se agregaron nuevos nutrientes. Los principios de la Dra. Adey estaban nuevamente en el trabajo.
El interés en utilizar algas para el control de nutrientes aumentó una vez más, esta vez en la forma de mantener las algas en un "sumidero" u otro acuario pequeño que se conectó al acuario principal a través de tuberías. Con iluminación y flujo adicionales, las algas crecerían en esta área, y las algas consumirían nutrientes del agua al igual que las unidades de lavado de algas del Dr. Adey. Los sumideros u otros acuarios pequeños utilizados para este propósito se conocieron como "refugios". [9]El nombre "refugio" se usó porque las algas crecientes proporcionaban un lugar seguro para que los animales pequeños y microscópicos se criaran y crecieran, y por lo tanto era un "refugio" de los peces grandes e invertebrados en el acuario principal que de otra manera los consumiría. Sin embargo, aunque los refugios sí consumían nutrientes del agua, no los consumían lo suficientemente rápido en todas las situaciones; esto causó que muchos aficionados siguieran teniendo problemas molestos con las algas en sus acuarios principales.
Formas modernas [ editar ]
Variaciones más recientes se construyen con un simple "cascada" impulsado por gravedad , utilizando un simple tubo de fontanería PVC para el flujo de agua hacia abajo un trozo de plástico tejido de punto de la pantalla (también conocido como "lona de plástico"), que se desbasta para permitir algas para adjuntar . En casi todos los casos, estos depuradores caseros de algas redujeron los nutrientes a niveles muy bajos, y esto redujo o eliminó todos los problemas molestos de algas.
Además, las algas "turf", que fueron el foco del diseño del cubo de descarga del Dr. Adey, se reemplazan por "algas de pelo verde". [10] Esto se debe a que las algas del césped tienden a ser de color marrón oscuro y espesas (como el césped artificial en campos deportivos), y bloquean la luz y el agua para que no lleguen a la pantalla. Esto ralentiza el crecimiento (y el filtrado) de las algas porque las capas inferiores de algas que están unidas a la pantalla comienzan a morir y desprenderse. Sin embargo, las algas verdes (especialmente las algas de color verde claro) permiten que la luz y el agua penetren hasta la pantalla si el crecimiento se mantiene a menos de 20 mm de espesor, [11]que permite a las algas crecer más rápido y absorber más nutrientes sin morir y perder el apego a la pantalla. Esto es afortunado porque las algas de pelo verde son el tipo exacto de algas que crecen automáticamente en un depurador de algas construido apropiadamente.
Algunos modelos también utilizan burbujas de aire ascendentes. Esta versión, que es básicamente lo opuesto a la cascada, permite que el depurador de algas se coloque bajo el agua en el acuario, sumidero o estanque, en lugar de sobre él. Esto simplifica enormemente la construcción, ya que el dispositivo no necesita ser impermeable, y permite la colocación del lavador en áreas estrechas donde no hay espacio por encima de la línea de agua. El diseño también evita que las algas se sequen en caso de un corte de energía, porque todas las algas están bajo el agua y el diseño también elimina casi todas las salpicaduras. El diseño de la burbuja ascendente se divide en tres categorías: aquellas que se adhieren y brillan a través del vidrio del acuario (o sumidero); aquellos que flotan en la superficie del acuario, sumidero o agua del estanque; y los que se sumergen completamente como un submarino.
Limpieza y cosecha [ editar ]
En general, y excepto en las versiones específicas de filtración continua o cultivo continuo, los depuradores de algas requieren que las algas se eliminen ("cosechen") periódicamente del depurador. Esta eliminación de algas tiene el efecto de eliminar nutrientes no deseados del agua porque las algas utilizan los nutrientes para crecer. Las algas generalmente se eliminan ya sea:
- Cada 7 a 21 días, o
- Cuando es negro, o
- Cuando se llena el depurador, o
- Cuando empieza a soltarse, o
- Cuando los nutrientes comienzan a subir en el agua.
Para las versiones en cascada, la pantalla se retira de la tubería y se limpia en un fregadero con agua corriente. La tubería también se retira y la ranura se limpia con un cepillo de dientes para eliminar cualquier alga que haya crecido en ella. Una vez que se eliminan las algas, la pantalla y la tubería se vuelven a colocar en el lavador. Para versiones de flujo ascendente, el método de limpieza depende del tipo:
Versión con conexión de vidrio: la parte del imán fuera del vidrio se retira y la parte interior se levanta del agua. Si el crecimiento es espeso, las algas de pelo verde, entonces se eliminan a mano. Si el crecimiento es delgado, el pelo verde (como ocurre en el agua dulce) o el limo oscuro, la unidad interior se lleva al fregadero y se limpia con un cepillo de dientes. Después de la limpieza, las partes internas y externas se colocan nuevamente en su lugar sobre el vidrio.
Versión de superficie flotante: si el crecimiento es espeso, las algas de pelo verde se eliminan a mano levantando la tapa del LED hacia arriba y sacando el crecimiento. Si el crecimiento es de pelo verde fino o limo oscuro, la parte flotante se lleva al fregadero y se limpia con un cepillo de dientes.
Versión para colocar: la unidad completa se levanta del agua y se retira la tapa. Si el crecimiento es espeso, las algas verdes se eliminan a mano. Si el crecimiento es de pelo verde fino o limo oscuro, toda la unidad se lleva al fregadero y se limpia con un cepillo de dientes.
Si la malla no se limpia así periódicamente, las algas se volverán demasiado espesas y bloquearán la luz y el flujo para que no alcancen las "raíces" de las algas, y estas áreas morirán y se liberarán, devolviendo los nutrientes al agua.
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