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Diatomeas: las algas que ayudan a respirar al planeta y limitan el cambio climático

Por Mar Gulis (CSIC)

Viven cautivas en cápsulas microscópicas de cristal, miden una décima parte de un milímetro y surgieron hace 240 millones de años en los océanos del Triásico, al mismo tiempo en que los primeros dinosaurios comenzaban a caminar sobre los continentes. Las diatomeas, algas unicelulares capaces de producir más oxígeno que todos los bosques amazónicos, centroafricanos e indonesios juntos, son ‘el otro pulmón’ de la Tierra.

Al igual que en los continentes, en los océanos también hay bosques y desiertos, y las diatomeas forman una parte esencial de los primeros, donde sirven de alimento para larvas, moluscos, crustáceos y peces. “Si pudiésemos acumular sobre los continentes toda la biomasa que producen las diatomeas, en tan sólo dos décadas tendríamos suficiente como para reemplazar todos los bosques tropicales del mundo”, explica Pedro Cermeño, investigador del CSIC en el Instituto de Ciencias del Mar y autor de Las diatomeas y los bosques invisibles del océano (CSIC-Catarata).

Ejemplares de algas diatomeas  ‘Coscinodiscus wailesii’ (redondas)  y de ‘Thalassiosira rotula’ (con forma de cadena). / Isabel G. Teixeira.

Otra de sus cualidades es que incrementan la eficiencia de la bomba biológica, un proceso mediante el cual los ecosistemas marinos absorben dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera y lo transfieren hacia las capas más profundas del océano, lo cual contribuye a paliar el efecto invernadero y a enfriar el clima del planeta. Según Cermeño, “la mayor parte de los microorganismos que componen el fitoplancton no superan los 0,01 milímetros de diámetro, mientras que las diatomeas pueden llegar a sobrepasar los 0,5 milímetros”. Si volvemos al símil del bosque, estas algas unicelulares son el análogo oceánico de cedros y secuoyas. Sus abultadas dimensiones y sus pesadas cápsulas de sílice hacen que se hundan rápidamente al morir. “De esta forma, aumentan sobremanera los efectos de la bomba biológica”, añade el investigador del CSIC.

Las diatomeas también han sido un componente crucial en la formación de petróleo marino. Del mismo modo que la madera de los árboles acaba transformándose en carbón mineral fósil, una fracción de la biomasa de fitoplancton, principalmente de diatomeas, se acumula en los sedimentos marinos que, con el tiempo, se convierten en petróleo.

Pero, ¿cómo alcanzaron la hegemonía de la producción primaria oceánica estas “joyas del mar”, un sobrenombre que reciben por el color dorado de sus células? Desde su origen, hace 240 millones de años, hasta que lograron convertirse en los productores primarios más importantes de los océanos, las diatomeas pasaron 200 millones de años en la retaguardia. Una de las claves de su éxito reside en haber desarrollado vacuolas de almacenamiento, “algo así como una despensa para momentos en los que los nutrientes escasean”, ilustra Cermeño. La posibilidad de acumular nutrientes en vacuolas les permitió proliferar en ambientes turbulentos como los surgidos en los océanos durante la segunda mitad del Cenozoico, hace 40 millones de años, hasta la actualidad.

Ejemplares de diatomeas ‘Guinardia flaccida‘ y ‘Guinarida delicatula’. / Isabel G. Teixeira Pedro Cermeño

Aplicaciones beneficiosas para el medioambiente

Además de regular el clima y servir de sustento a las redes tróficas marinas, en el futuro las diatomeas podrían contribuir a la sostenibilidad de la agricultura y a conseguir un consumo energético sin huella de carbono.

Las principales ventajas de su uso agrícola son que las diatomeas producen de forma natural sus propios pesticidas, que frenan la proliferación de plagas y aumentan la productividad, y pueden ser útiles en la depuración de aguas residuales, un medio muy similar al utilizado para el crecimiento de microalgas en el laboratorio. En concreto, las diatomeas son expertas en procesar nitrato, amonio, fosfato, hierro, silicio y metales pesados como el cadmio, el cromo o el cobre, a menudo abundantes en las aguas residuales. Además, sus vacuolas les permitirían resistir las posibles fluctuaciones en la composición nutricional de este medio. También liberan sustancias pegajosas, lo que favorece la formación de agregados que, junto a la alta densidad de las capsulas de sílice, facilitan la decantación y la recolección de su biomasa. Con todos estos factores se abre un campo de estudio en expansión que “podría cambiar el paisaje en torno a nuestras ciudades si el cultivo de microalgas consigue ganar terreno y convertirse en un medio de aprovechar la fotosíntesis para depurar las aguas residuales”, afirma el autor.

La comunidad científica también ha visto en el uso de las microalgas una alternativa a los combustibles fósiles, ya que pueden cultivarse en terrenos marginales o en plataformas flotantes usando aguas residuales, como se ha mencionado, o aguas saladas. “Con un suministro adecuado de luz y nutrientes, las microalgas pueden producir más de 100 toneladas de biomasa por hectárea y año, hasta 30 veces más que un cultivo agrícola convencional. La biomasa generada se convertiría en biocombustible mediante la aplicación de procesos termoquímicos que imitan las condiciones geológicas bajo las que se forma el petróleo crudo en el interior de la Tierra”, apunta el investigador.

Reducir los costes de producción de la biomasa e incrementar la eficiencia de conversión de biomasa en biocombustible son algunas de las claves para poder producir biocombustible en cantidades relevantes y a precios competitivos con los combustibles fósiles. Y, de nuevo, las diatomeas se colocan como favoritas. “Los excelentes rendimientos fotosintéticos y las altas eficiencias de conversión de biomasa a biocombustible las convierten en una de las materias primas bioenergéticas con mayor potencial: está en nuestras manos producir en minutos el petróleo que la Tierra tardó millones de años en generar”, concluye Cermeño.

 

Sumérgete en el océano desde casa: una propuesta del CSIC para explorar los ecosistemas marinos

Por Mar Gulis (CSIC)

3, 2, 1… ¡Al agua! Este viaje comienza con los habitantes más pequeños del océano: protozoos, microalgas, virus, bacterias y animales microscópicos como los tardígrados o las pulgas de agua. Aunque no los vemos a simple vista, son millones de seres diminutos que cumplen un papel esencial para el funcionamiento de los ecosistemas marinos. Este fascinante micromundo te espera en ‘El océano en casa’, un proyecto del Instituto de Ciencias del Mar (ICM-CSIC) que ofrece todo tipo de materiales para que el público infantil se sumerja en las aguas oceánicas sin moverse del sofá.

Solo tenéis que entrar en su web y elegir entre varios bloques temáticos que dan a conocer la biodiversidad marina y la importancia de los mares en nuestro día a día. Si os decantáis por el epígrafe ‘Un océano con muchas características’, encontraréis lecturas, dibujos para colorear o rompecabezas y enigmas sobre los distintos ambientes marinos que hay en el planeta. También podréis probar el juego ‘De tierra o de mar’ o experimentar el viaje que realiza un grano de arena desde los Pirineos hasta el cañón de Palamós.

La web del proyecto, cuyos contenidos fueron inicialmente publicados en catalán y ahora se han traducido al castellano, está llena de recursos para niñas y niños curiosos. Por ejemplo, los epígrafes ‘El océano: un mar de ríos’, ‘Las praderas del mar’ y ‘Animales del océano’ incluyen animaciones de la NASA, experimentos caseros, unidades didácticas y hasta cuentos y cómics para aprender qué son las corrientes marinas, ver prados de posidonia y conocer la diversidad animal que esconden mares y océanos.

El viaje no ha hecho más que empezar, porque el bloque titulado ‘El océano y nosotros/as’ está repleto de contenidos para seguir buceando y descubriendo organismos fascinantes. A través de varios vídeos, en el primer apartado, dedicado a las medusas, entenderéis por qué estos animales nos pican cuando nos bañamos en la playa, qué necesitamos para identificarlos y cómo actuar en caso de una picadura. Quienes quieran saber más sobre estos extraños invertebrados podrán también participar en el proyecto de ciencia ciudadana ‘Observadores del mar’.

La aventura continúa con ‘Buques oceanográficos’, donde encontraréis información sobre las grandes embarcaciones donde muchos científicos y científicas investigan a la vez el océano. Si estáis listos para embarcar, buscad el vídeo que os llevará a bordo del Sarmiento de Gamboa, uno de los buques oceanográficos del CSIC.

Hay más. Los epígrafes ‘El fitoplancton’, ‘Basura marina’ y ‘Océano y atmósfera’ contienen audiovisuales para descubrir ese universo de microbios y pequeños organismos acuáticos o calibrar el impacto que tienen los microplásticos y otros residuos en el mar. En esos apartados se puede acceder a otro montón de actividades para realizar en casa: experimentos, guías didácticas o incluso fichas para colorear y entender el ciclo del agua.

Si el mundo marino os engancha, estad atentos a la web de ‘El océano en casa’ porque habrá nuevos contenidos. ¡Y participad! El Instituto de Ciencias del Mar os anima a enviar comentarios, preguntas o sugerencias a la dirección de correo electrónico oceanliteracy@icm.csic.es. Al otro lado de la pantalla, alguien dedicado a investigar el universo marino os contestará.

 

 

Si te pica una medusa, ni amoniaco ni agua dulce

Por Mar Gulis

Ni todas las medusas son dañinas para los humanos ni todas requieren el mismo protocolo de actuación ante una picadura. En internet y en la sabiduría popular existen varias recomendaciones, a veces contradictorias, sobre cómo debemos actuar si accidentalmente nos vemos las caras con una medusa. En el Instituto de Ciencias del Mar del CSIC (ICM) han elaborado unas guías con información para identificar las medusas y saber cómo actuar si nos pican.

Pelagia noctiluca

Ejemplar de Pelagia noctiluca (medusa luminiscente). / ICM

Estos animales gelatinosos, reconocibles por sus tentáculos y su umbrela (esa especie de ‘bolsa’ tan característica), llegan a las costas durante todo el año, pero sobre todo lo hacen entre primavera y verano. Las medusas se incluyen en el grupo de los animales cnidarios, que poseen unas células llamadas cnidocistos: una especie de ‘microjeringas’ que inyectan sustancias tóxicas y que utilizan para alimentarse o defenderse. En latín cnida significa urticante. Estos cnidocistos están por todo su cuerpo aunque concentrados en los tentáculos. El grado de toxicidad para los humanos depende de la especie de la medusa. Su capacidad tóxica persiste incluso después de la muerte del animal. Por eso, cuando nos las encontramos en la playa es importante no tocarlas aunque parezcan muertas, ya que con las olas sus esporas tóxicas pueden volverse a hidratar y, con ello, recuperar su capacidad venenosa.

Se calcula que en las costas mediterráneas hay alrededor de 300 de las 4.000 especies que existen en el planeta. Pero que no cunda el pánico: según la investigadora del CSIC Macarena Marambio, de las especies más frecuentes en el Mediterráneo español muy pocas son urticantes. Con el objetivo de determinar la evolución de la masificación de las medusas y predecir su proliferación, el ICM creó en 2008 el Proyecto Medusa. En el marco de este proyecto se han elaborado también protocolos de actuación.

Si las vemos, lo mejor que podemos hacer es no tocarlas y bañarnos con precaución. Pero si tenemos la mala suerte de que nos piquen, desde el proyecto insisten en desmitificar ideas falsas: nada de amoniaco, agua dulce, vinagre (que sólo funciona con algunas medusas) o alcohol. Tampoco funciona la orina.

Partes de una medusa

Partes de una medusa. /ICM

Como lo normal es que no sepamos reconocer la especie, el protocolo general a seguir es el siguiente:

1) Lavar la zona afectada con agua de mar cuidadosamente y sin frotar.
2) Si está disponible, aplicar solución de bicarbonato durante cinco minutos (50% bicarbonato comercial y 50% agua de mar) para prevenir un posible envenenamiento posterior producido por tentáculos residuales en la piel.
3) Utilizar pinzas, guantes o una tarjeta plástica (como las de crédito) para quitar tentáculos o fragmentos.
4) Aplicar hielo envuelto en una toalla o ropa durante 5-15 minutos (como es agua dulce no debe ponerse en contacto directo con la piel).
5) Reevaluar el dolor y volver a aplicar hielo si es necesario.
6) Si el dolor persiste, consultar a profesionales de salud por si es necesario un analgésico o un preparado de hidrocortisona.

Además, el ICM ha elaborado la aplicación móvil gratuita MedJelly, que permite consultar la presencia de medusas en las playas de Cataluña en tiempo real. La idea es que en un futuro próximo la aplicación pueda funcionar en toda la costa mediterránea.

Y si esta lectura no te ha quitado las ganas de ir a la playa y quieres saber más sobre las medusas, siempre puedes descargarte el tablero y las fichas del Juego de la Medusa del ICM. ¿Qué tal una partida antes del chapuzón?

 

Si quieres más ciencia para llevar sobre medusas, entra en la web del Proyecto Med-Jellyrisk y descárgate la Guía de identificación de medusas con información sobre las especies más habituales y los Protocolos de actuación del CSIC.