¿Qué son las clorófitas?
Las clorófitas son un tipo de algas y uno de los componentes del linaje Viridiplantae, junto con las plantas terrestres. Estas algas verdes son un grupo diverso de organismos presentes en hábitats acuáticos, y a veces en hábitats terrestres.
Estos organismos han jugado roles clave en los ecosistemas durante cientos de millones de años. Se cree que la evolución de las plantas terrestres surgió desde un ancestro tipo clorófita. Este fue un evento crucial en la evolución de la vida en la Tierra, lo que conllevó un cambio drástico del ambiente del planeta, iniciando el desarrollo completo de los ecosistemas terrestres.
La teoría más aceptada en la actualidad sobre la aparición de las clorófitas es la endosimbiótica. Esta teoría defiende que un organismo heterótrofo capturó una cianobacteria, con la cual se integró establemente.
Las algas verdes gozan de características semejantes a las plantas terrestres, como tener cloroplastos con doble membrana, con tilacoides agrupados en láminas y que contienen clorofila a y b, junto con otros pigmentos accesorios, como carotenos y xantofilas.
Características de las clorófitas
- Pigmentos fotosintéticos. Contienen varios pigmentos fotosintéticos, siendo el más importante la clorofila, que captura la energía de la luz solar y la convierte en energía química durante el proceso de fotosíntesis.
- Paredes celulares. Sus paredes celulares son ricas en celulosa, lo que proporciona estructura y soporte a las células.
- Organización celular. Pueden ser unicelulares o multicelulares. Algunas especies forman colonias de células, mientras que otras pueden tener una organización más compleja, con tejidos y órganos especializados.
- Membranas cloroplásticas. Contienen orgánulos llamados cloroplastos, donde ocurre la fotosíntesis. Estos cloroplastos tienen membranas internas que contienen los pigmentos fotosintéticos, en particular la clorofila.
- Almacenamiento de almidón. Los cloroplastos de las clorófitas almacenan el almidón producido durante la fotosíntesis. El almidón es energía almacenada.
- Reproducción. Pueden reproducirse de forma asexual, por división celular, y sexual, mediante la formación de gametos.
- Ambientes. Muchas especies de clorófitas se encuentran en ambientes acuáticos, tanto dulces como marinos, y ocasionalmente terrestres. Pueden ser componentes importantes del fitoplancton, que es la base de muchas cadenas alimenticias acuáticas.
- Diversidad. Este grupo es diverso y abarca una amplia gama de especies, desde microorganismos unicelulares hasta formas multicelulares más complejas. Ejemplos de clorófitas incluyen el alga verde Chlamydomonas y el alga marina Ulva.
- Importancia ecológica. Desempeñan un papel crucial en los ecosistemas al realizar la fotosíntesis, que produce oxígeno y forma la base de la cadena alimentaria en ambientes acuáticos.
Hábitat y distribución de las clorófitas
Las clorófitas son típicamente abundantes en ambientes de agua dulce, incluyendo lagos, estanques, arroyos y humedales. En estos sitios pueden llegar a ser una molestia en condiciones de contaminación de nutrientes.
Solo dos grupos de clorófitas se han encontrado en ambientes marinos. Las algas verdes marinas (Ulvophyceae) abundan en hábitats costeros. Algunas algas verdes marinas (principalmente Ulva) pueden formar floraciones costeras flotantes extensivas, denominadas “marea verde”. Otras especies, como Caulerpa y Codium, son notorias por su naturaleza invasiva.
Algunos grupos de clorófitas, ejemplo las Trentepohliales, son exclusivamente terrestres y nunca se encuentran en ambientes acuáticos.
Algunos linajes de las clorófitas se pueden encontrar en simbiosis con un diverso rango de eucariotas, incluyendo hongos, líquenes, ciliados, foraminíferos, cnidarios, moluscos (nudibranquios y almejas gigantes) y vertebrados.
Otros han evolucionado para tener un estilo de vida heterótrofo obligado, como parásitos o especies de vida libre. Por ejemplo, el alga verde Prototheca crece en aguas residuales y en suelo y puede causar infecciones en humanos y animales conocidas como prototecosis.
Alimentación de las clorófitas
Las clorófitas son organismos autótrofos, lo que quiere decir que son capaces de fabricar su propio alimento. Esta peculiaridad la comparten con las plantas terrestres, y lo consiguen mediante el proceso bioquímico denominado fotosíntesis.
Primero, la energía solar es capturada por un grupo de pigmentos (clorofila a y b), para después ser transformada en energía química, mediante un conjunto de reacciones de óxido-reducción.
Este proceso se lleva a cabo en la membrana de los tilacoides (dentro de los cloroplastos), la cual lleva embebido el complejo proteico encargado de transformar la energía lumínica en energía química.
La luz es primero recibida por los pigmentos dentro del complejo antena, el cual direcciona la energía hasta la clorofila a, que se encarga de proveer la energía fotoquímica, en forma de electrones, al resto del sistema. Esto conlleva la producción de moléculas con alto potencial energético, como el ATP y el NADPH.
Seguidamente, el ATP y el NADPH se emplean en el ciclo de Calvin, en el cual la enzima ribulosa-1,5-bisfosfato-carboxilasa-oxigenasa (RuBisCO), se encarga de convertir el CO₂ atmosférico en carbohidratos. De hecho, gracias al estudio de una clorófita, Chlorella, se logró dilucidar el ciclo de Calvin por primera vez.
Reproducción de las clorófitas
Las clorófitas unicelulares se reproducen asexualmente por fisión binaria, mientras que las especies filamentosas y coloniales se pueden reproducir por fragmentación del cuerpo del alga.
Sexualmente, se pueden reproducir por hologamia, lo cual ocurre cuando el alga entera funciona como gameto, fusionándose con otro igual. Esto puede ocurrir en algas unicelulares.
La conjugación, por su parte, es otro medio de reproducción sexual muy común en las especies filamentosas, en el cual un alga funciona como donadora (macho) y otra como receptora (hembra).
El traspaso de contenido celular se lleva a cabo mediante un puente denominado tubo de conjugación. Esto produce una zigóspora, que puede permanecer en estado de latencia por mucho tiempo.
Otro tipo de reproducción sexual es la planogamia, que consiste en la producción de gametos móviles, tanto masculinos como femeninos. Por último, la oogamia es un tipo de reproducción sexual que consiste en la aparición de un gameto femenino inmóvil fecundado por un gameto masculino móvil.
Aplicaciones de las clorófitas
- Las clorófitas son organismos fotosintéticos capaces de producir numerosos componentes bioactivos que pueden ser aprovechados para uso comercial.
- El potencial de la fotosíntesis llevada a cabo por las microalgas en la producción de componentes con alto valor económico o para el uso energético está ampliamente reconocido, debido a su eficiencia en el uso de la luz solar en comparación con las plantas superiores.
- Las clorófitas pueden utilizarse para producir un amplio rango de metabolitos, como proteínas, lípidos, carbohidratos, carotenoides o vitaminas para la salud, alimentación, aditivos alimenticios y cosméticos.
- Hoy en día, las aplicaciones comerciales de estas algas verdes van desde la utilización como suplemento alimenticio hasta la producción de alimento concentrado para animales.
Referencias
- Round, F.E. The taxonomy of the Chlorophyta, British Phycological Bulletin.
- Eonseon, J., Lee, C.G., Pelle, J.E. Secondary carotenoid accumulation in Haematococcus (Chlorophyceae): Biosynthesis, regulation, and biotechnology. Journal of Microbiology and biotechnology.
- Fang, L., Leliaert, F., Zhang, Z.H., Penny, D., Zhong, B.J. Evolution of the Chlorophyta: Insights fromchloroplast phylogenomic analyses. Journal of Systematics and Evolution.
- Leliaert, F., Smith, D.R., Moreau, H., Herron, M.D., Verbruggen, H., Delwiche, C.F., De Clerck, O. Phylogeny and Molecular Evolution of the Green Algae. Critical reviews in plants science.
- Priyadarshani, I., Rath, B. Commercial and industrial applications of micro algae – A review. Journal Algal Biomass Utilization.