ALGAS

 Las algas del hielo son los diversos tipos de comunidades de algas que habitan en hielo anual, muti anual o terrestre. En el hielo marino de las regiones polares de los océanos, las comunidades de algas marinas desempeñan un rol importante en la producción primaria de nutrientes. El momento de las proliferaciones de las algas es especialmente importante para soportar niveles tróficos más altos en épocas del año cuando la luz es baja y la capa de hielo aún existe. Las comunidades de algas marinas se concentran principalmente en la capa inferior del hielo, pero también pueden ocurrir en salmuera dentro del hielo, en estanques de derretimiento y en la superficie.

Debido a que las algas de hielo terrestres se encuentran en sistemas de agua dulce, la composición de las especies difiere mucho de la de las algas de hielo marino. Estas comunidades son importantes porque a menudo cambian el color de los glaciares y las capas de hielo, lo que afecta la reflectividad del hielo.

Algas de hielo marino[editar]

Adaptaciones al entorno del hielo marino[editar]

Bolsón de salmuera con diatomeas pennadas.

La vida microbiana en el hielo marino es extremadamente diversa.¹​²​³​ Las especies dominantes varían según la ubicación, el tipo de hielo y la irradiancia. En general, las diatomeas pennadas tales como Nitschia frigida (en el Ártico)⁴​ y Fragilariopsis (en la Antártida)⁵​ tienden a ser las especies dominantes. Melosira arctica, que forma filamentos de hasta un metro de longitud unidos al fondo del hielo, también está muy extendida en el Ártico y es una importante fuente de alimento para las especies marinas.⁵​ Las comunidades de algas marinas se encuentran a todo lo ancho de la capa de hielo marino. Las algas se abren paso en el hielo marino del agua del océano durante la formación del hielo frazil, la primera etapa de formación de hielo marino, cuando los cristales de hielo recién formados ascienden a la superficie, trayendo consigo microalgas, protistas y bacterias. Las algas se pueden encontrar en los canales de salmuera que se forman cuando el agua de mar se congela y crea una matriz de diminutas venas y poros que contienen salmuera concentrada y burbujas de aire.⁶​

Las comunidades de algas de hielo marino también pueden desarrollarse en la superficie del hielo, en la superficie de charcas de derretimiento, y en capas donde el hielo ha arrastrado material aluvional sobre si. En las charcas de derretimiento, los tipos de algas que prevalecen varían dependiendo según el nivel de salinidad de la charca, registrándose una mayor concentración de diatomeas en charcas de derretimiento con niveles de salinidad mas elevados.⁷​ Debido a su adaptación a condiciones de bajos niveles de luz, la presencia de algas del hielo se encuentra en gran medida limitada por la disponibilidad de nutriente. Las concentraciones más elevadas se encuentran en la base del hielo porque la porosidad del hielo permite la infiltración de nutrientes desde el agua de mar.⁸​

Para sobrevivir en el medio ambiente agreste del hielo marino, los organismos deben ser capaces de soportar variaciones extremas de salinidad, temperatura, y radiación solar. Las algas que viven en los canales de salmuera pueden secretar osmolitos, tales como dimetilsulfoniopropionato (DMSP), que les permiten sobrevivir en las condiciones de elevada salinidad de los canales luego de la formación de hielo durante el invierno, como también los bajos niveles de salinidad cuando el agua de deshielo escurre por los canales durante la primavera y el verano.

La nieve en la superficie reduce la disponibilidad de luz en zonas específicas y por lo tanto la posibilidad de crecimiento de las algas.

Algunas especies de algas del hielo secretan proteínas afines al hielo (IBP) tal como una substancia extracelular polimérica gelatinosa (EPS) para proteger a las membranas celulares de sufrir daños por crecimiento de cristales y los ciclos de congelamiento descongelamiento.⁹​ El EPS altera la microestructura del hielo y crea un hábitat para proliferaciones ulteriores. Las algas de superficie producen pigmentos especiales para prevenir el daño producto de las exposición a niveles dañinos de radiación ultravioleta. Concentraciones más altas de pigmentos de xantofila actúan como un protector solar que protege las algas de hielo del fotodaño cuando están expuestas a niveles dañinos de radiación ultravioleta durante la transición del hielo a las condiciones durante la primavera.²​ Se ha determinado que las algas bajo hielo grueso muestran algunas de las adaptaciones más extremas conocidas para medios con poca luz. La eficiencia extrema en la utilización de la luz permite que las algas de hielo marino acumulen biomasa rápidamente cuando las condiciones de luz mejoran al inicio de la primavera.⁶​

Rol en el ecosistema[editar]

Las algas del hielo poseen un rol crítico en la producción primaria y son parte de la base de la red polar de alimento al convertir el dióxido de carbono y los nutrientes inorgánicos en oxígeno y materia orgánica mediante fotosíntesis en la parte superior de los océanos tanto en proximidades del Ártico como de la Antártida. En el Ártico, se estima que la contribución de las algas del hielo marino al total de la producción primaria representa entre el 3 al 25%, y hasta el 50 al 57% en las regiones Árticas del extremo norte.¹⁰​¹¹​ Las algas del hielo marino acumulan bomasa con rapidez, a menudo en la base del hielo marino, y crecen formando mantas de algas que son consumidas por anfípodos tales como krill y copépodos. Estos organismos finalmente son consumidos por peces, ballenas, pingüinos, y delfines.⁶​ Cuando las comunidades de algas del hielo marino se desprenden del hielo marino las mismas son consumidas por herbívoros pelágicos, tales como zooplancton, al irse asentando hacia el fondo del mar y por invertebrados bénticos en el suelo marino.²​ Las algas del hielo marino son un alimento rico en ácidos grasos poli nosaturado y otros ácidos grasos esenciales, y son los productores exclusivos de ciertos ácidos grasos omega 3 esenciales que son importantes para la producción de huevos de copépodos, eclosión de huevos y crecimiento del zooplancton.²​¹²​

La cara inferior del pack de hielo en la Antártida con su coloración verde - krill antártico alimentándose de las algas adheridas al hielo.

Variaciones temporales[editar]

El momento en que proliferan las algas del hielo marino tiene un impacto significativo en todo el ecosistema. La iniciación de la proliferación es controlada principalmente por el retorno del sol en la primavera (es decir, el ángulo solar). Debido a esto, la proliferación de las algas del hielo generalmente ocurre antes de las proliferaciones del fitoplancton pelágico, que requieren niveles más altos de luz y agua más cálida.¹²​ Al comienzo de la temporada, antes del derretimiento del hielo, las algas del hielo marino constituyen una importante fuente de alimento para los niveles tróficos superiores.¹²​ Sin embargo, el porcentaje total de contribución de las algas del hielo marino a la producción primaria de un ecosistema determinado depende en gran medida de la extensión de la capa de hielo. El espesor de nieve sobre el hielo marino también afecta el momento y la magnitud de las algas del hielo al alterar la transmisión de la luz.¹³​ Esta sensibilidad a la cubierta de nieve y hielo tiene el potencial de causar un desajuste entre los depredadores y sus fuentes de alimento, las algas marinas, en el ecosistema. Este ajuste / desajuste se ha observado en diversos sistemas.¹⁴​ Se han visto ejemplos en la relación entre las especies de zooplancton, que dependen de las algas de hielo marino y el fitoplancton como alimento, y los juveniles del abadejo de Alaska en el mar de Bering.

El alginato es un polisacárido aniónico presente ampliamente en las paredes celulares de las algas marinas pardas. También es producido por algunas especies bacterianas. Estas sustancias corresponden a polímeros orgánicos derivados del ácido algínico. El alginato utilizado como aditivo alimentario es alginato sódico y su código es E-401.

Características[editar]

El alginato es un polímero glicosídico constituido por los monosacáridos D-manurónico y L-gulurónico y es extraído de las algas pardas pertenecientes a la clase filogénica Phaeophyceae. Las principales especies de algas productoras de alginato son Macrocystis pyryfera, Laminaria hyperborea, Laminaria digitata y Ascophyllum nodosum, ampliamente distribuidas por toda la geografía mundial. Estas algas sintetizan un polímero del ácido manurónico, que posteriormente modifican transformando parte de las unidades de ácido manurónico en ácido gulurónico. El resultado es que el polímero final está formado por tramos sucesivos formados por unidades alternas de ácido gulurónico y manurónico (G-M-G-M-G-M...), zonas de poligulurónico (G-G-G-G-G....)y zonas de polimanurónico (M-M-M-M-M....)¹​. Además, el alginato también es producido por las bacterias Azotobacter vinelandii y Pseudomonas spp²​.

Los geles de alginato pueden formarse en frío, y su consistencia depende del contenido de tramos de poligulurónico (G-G-G-G...). . Los alginatos de diferentes algas contienen diferentes proporciones de cada tipo de bloque. Los enlaces entre cadenas de polisacárido para formar el gel se forman mediante puentes de calcio entre unidades de gulurónico en tramos (G-G-G-G...). Los geles de alginato-calcio son irreversibles térmicamente, y pueden calentarse sin que se fundan¹​. Muchos alginatos son usados frecuentemente como espesantes, estabilizantes de emulsiones, gelificantes, inhibidores de sinéresis y como mejoradores de la sensación en boca (gusto) y palatabilidad.

Uso[editar]

Su uso es muy variado. Existe una gran gama de empresas que utilizan esta sustancia como espesante para cremas, detergentes, tintas de impresión textil y una gran variedad de productos. En tecnología de los alimentos se utiliza desde hace muchos años para fabricar "reconstruidos", es decir, para aglomerar fragmentos pequeños inutilizables en ese estado, para formar piezas grandes. También se utiliza para fabricar el gel que rellena las aceitunas "rellenas de anchoa" o de otro material. Al ser irreversible térmicamente, resiste el tratamiento de conservación tras el enlatado ¹​.

En odontología forma parte de la masa utilizada para obtener impresiones de los dientes y los tejidos blandos adyacentes. Esta masa está compuesta de alginato y sales de calcio que tras su preparación ofrece un tiempo de trabajo entre 3 a 6 minutos. Esto permite cargar una cubeta con el material aún viscoso para llevarlo a la boca del paciente, impresionar la arcada dental y esperar a que allí gelidifique. Así se obtiene una impresión de alginato que posteriormente es vaciada en yeso, para conseguir un modelo de la dentadura del paciente. Además, en odontología también se utiliza para las siguientes funciones.

• En ortodoncia para modelos de estudio.
• En prótesis y operatoria para impresiones en piezas antagonistas.
• Para la elaboración de una prótesis parcial removible.
• En prostodoncia para impresiones primarias.

El alginato también ocupa un gran lugar en la cocina actual, ya que se usa como gelificante para crear esferificaciones. Esta técnica forma parte de la cocina molecular impulsada por el cocinero español Ferran Adriá.³​ La esferificación consiste en la gelificación parcial de un zumo obteniendo una esfera con una corteza semisólida mientras su interior permanece líquido, de manera que al introducirlo en la boca explota y los sabores se dispersan repentinamente. Para que la esferificación se produzca, el zumo debe tener un pH entre 4 y 7⁴​. Existen dos técnicas de esferificación⁵​:

• Esferificación básica: Por un lado se mezcla el zumo con alginato sódico y por otro lado se crea una solución de agua con cloruro cálcico. Con una cuchara y mucho cuidado, se añade la mezcla de zumo con alginato sódico a la mezcla de agua con cloruro cálcico. Se espera mínimo 30 segundos a que la capa exterior del zumo solidifique y se saca la esfera con una espumadera. Dependiendo del cómo de gruesa queramos la corteza, se dejara solidificar más tiempo hasta un máximo de 3 minutos. El recipiente donde tengamos el agua con cloruro cálcico debe ser lo suficientemente profundo para que al zumo le de tiempo a solidificar antes de llegar a la base y así obtener una esfera perfecta.
• Esferificación inversa: Esta técnica se utiliza cuando el zumo que queremos esferificar es rico en calcio como por ejemplo los lácteos, el brócoli o las aceitunas. En este caso, se mezcla el alginato sódico con agua y en esta disolución echaremos directamente el zumo con la cuchara. Si el contenido en calcio del zumo no es lo suficientemente elevado, se puede aumentar añadiéndole gluconolactato de calcio.

Las algas pardas son fuente natural de alginatos.