Diatomeas: las microscópicas algas y “pulmones” de la Tierra que debes conocer

Para muchos puede resultar una sorpresa, pero lo cierto es que la mayoría de la producción anual de oxígeno en nuestro planeta – entre el 50% y el 85% – no proviene de los bosques terrestres, sino que del océano. El fitoplancton, un conjunto de millones de microorganismos que están presentes en las aguas que rodean los cinco continentes, son los encargados de llevar a cabo un proceso fotosintético en el cual se estima que unas 10 gigatoneladas de carbono proveniente de la atmósfera son “enterradas” en las profundidades del océano cada año. Aunque de entre todas las especies que componen el fitoplancton, alrededor de un 80% corresponderían a diatomeas (Bacillariophyta), que son algas microscópicas unicelulares que bien pueden encontrarse flotando libremente en el agua, o bien, adheridas a algún sustrato. De hecho, si alguna vez has ido al mar o al lago y has tragado algo de agua,¡seguramente te has tragado unas cuantas!

Según indicó a Ladera Sur el científico del Centro de Investigación Dinámica de Ecosistemas Marinos de Altas Latitudes (IDEAL) y académico del Instituto de Acuicultura de la Universidad Austral de Chile (UACH), José Luis Iriarte, la abundancia de diatomeas en el océano es tan extendida, que si se toma una muestra de 10 ml de agua de mar – que equivalen a dos cucharaditas de té –  se podría encontrar allí al menos a 50 especies. Y si el muestreo se realizara durante un año completo, de las mismas dos cucharaditas se podrían identificar al menos 200 especies. Y no sólo se encontrarían en los océanos, ya que también pueden ser encontradas en lagos, en ríos y hasta en musgos.

“Estos microorganismos son los responsables del 50% del oxígeno que se encuentra en el océano y están presentes en cualquier sistema acuático, y en cualquier hábitat. Los podemos encontrar en el hielo, ya sea en el glaciar como en la formación del hielo en la Antártica. Allí, están por debajo del hielo y sobreviven al invierno pegados a él, hasta que llega el verano, cuando se derrite la nieve y vuelven a florecer. También los encuentras en las lagunas y salares del altiplano, o en los geiseres, ya que son capaces de vivir en ambientes extremos de temperatura”, agregó.

Un organismo con una amplia presencia a nivel mundial, y que incluso puede ser visto desde el espacio debido a su gran cantidad de ejemplares que reflectan la luz de una manera diferente al resto del océano; esto, a pesar que tan sólo alcanza un tamaño de un cuarto de diámetro de un cabello humano. La importancia de las diatomeas es tal, que se podría afirmar que de cada cinco respiraciones que realizamos, al menos el oxígeno de una de ellas puede ser atribuido enteramente a estos microorganismos.

Llamativas formas, trasparentes como el vidrio

Las diatomeas se componen de un cuerpo blando o “célula desnuda” donde se encuentra su material genético, pero además de esa estructura básica, uno de los aspectos más llamativos que las caracterizan  es su pared celular, que es en base a silíce en lugar de una en base a carbono, la cuál es más común en otras especies de algas o de flora terrestre.

El silicio, material que compone mayoritariamente estas paredes, es un elemento químico que corresponde a un semimetal o “metaloide”, que se halla muy presente en nuestro planeta en la forma de dióxido de silicio – esto significa que está combinado con oxígeno – contribuyendo con cerca del 75% de la corteza terrestre. Este elemento -que también está presente en la elaboración del vidrio, aunque en distinta composición – aporta transparencia la pared celular de las diatomeas, lo que les ha valido el apodo de “casas de cristal o de vidrio” principalmente en la prensa.

“La pared celular de las diatomeas está conformada por silicio en la forma orgánica de silicato. Es como una caja, a la cuál llamamos frústulo, y este tiene una parte de arriba, la epiteca, y una de abajo, la hipoteca, que encajan. Adentro de estas dos partes está la célula. Es como un joyero que encaja”, indicó a Ladera Sur la bióloga marina e investigadora del Laboratorio de Algas Marinas de la Universidad de Valparaíso, Pilar Muñoz.

Aunque dependiendo del medio en donde vivan las diatomeas, la forma que tienen sus paredes celulares cambia. Según Iriarte, las diatomeas se dividen en dos morfologías: unas son las céntricas, que tienen una perspectiva volumétrica parecida a un tambor, lo que implicaría que al observarlas en un microscopio se ven circulares; y por otro lado estarían las pennadas, que tienen una forma más alargada parecida a un elipsoide.

Respecto de las céntricas, estas podrían ser encontradas en los primeros 25 metros de profundidad en el océano, las cuales también pueden ser reconocidas porque son las que más comúnmente formarían cadenas –no siendo una características única de ellas-, lo cual, sería una estrategia de supervivencia en muchos sentidos.

“Estos microorganismos se van encadenando entre las distintas células, para formar una estructura más grande que le permite una mayor flotabilidad. Dado que las diatomeas no tienen una estructura que les permita moverse de manera independiente, requieren de flotar en el fluido, ya sea esta agua dulce o agua salada. Esto les permite que no sedimenten en el piso oceánico, al fondo del mar. Además, esto es beneficioso dado que las diatomeas hacen fotosíntesis, y, por tanto, requieren estar más cerca del sol, que está en la superficie”, indicó Iriarte, quien también comenta que otras estrategias de flotabilidad que disponen las diatomeas son la presencia de una vacuola de aire dentro de su estructura, así como la formación de estructuras externas o “setas” que permitirían prolongar su estancia en la superficie.

Respecto de las pennadas, su estructura más alargada y con mayor cantidad de sílice las haría más pesadas que sus pares céntricas. Esto, se debería a que, algunas veces, las pennadas requieren un sustrato, por ejemplo una roca, para poder sobrevivir, y este peso extra les ayudaría a quedar “adheridas” a dicha superficie.

Su sorprendente transparencia, además de la gran cantidad de formas que pueden adoptar las paredes silíceas de las cerca de 20.000 especies documentadas de este grupo de microalgas – aunque se cree que podría llegar hasta los 2 millones-, son tan variadas y llamativas que les han valido el apodo de “caleidoscópicas”. De hecho, según Muñoz, sus peculiares y estéticas formas son una de las razones de la gran documentación de especies con que cuentan las diatomeas, debido a que, tras su descubrimiento, observarlas al microscopio se transformó en algo así como un pasatiempo común.

Pero, ¿de dónde proviene el silíceo que las hace tan particulares? Según Iriarte, este elemento está presente en el océano de manera natural, pero en capas muy profundas bajo los 1.000 metros de altura, a una distancia muy grande de donde habitan estos microorganismos, asociados generalmente a zonas eufóticas – que pueden alcanzar los 200 primeros metros de profundidad -.

Entonces, ¿cómo llega este elemento hasta las diatomeas? Según el investigador, esto ocurre de dos maneras. La primera, es  través de los sistemas de surgencia, en donde masas de agua de zonas profundas emergen hacia la superficie, fenómeno que se presentaría en relativamente pocos lugares en el mundo – y en el que Chile es un país afortunado – ya que según se indica en el Centro de Conservación Marina de la Pontificia Universidad Católica de Chile, ocurre principalmente en las costas del sur y noroeste de África, así como al oeste de Estados Unidos y de Chile-Perú.

“Además, una particularidad que se da en el sur de Chile, es que por erosión eólica, las rocas de la Cordillera de los Andes liberan un polvillo que es ácido silícico, y este cae en los ríos, los cuales naturalmente desembocan en el mar, y allí las diatomeas lo ocupan. Esto es típico de la costa de los grandes ríos como el Puelo y otros ríos de la Patagonia. Es muy interesante la conexión entre nuestra morfología de ambiente terrestre con nuestro sistema marino” agregó Iriarte.

Mucho más que meros productores de oxígeno

Como se mencionó al principio de esta nota,  las diatomeas representan una proporción más que mayoritaria del fitoplancton, el cual es la base de la cadena trófica y son el sostén alimenticio para todas las especies depredadoras que se encuentran en escalas superiores, partiendo por el zooplancton, como es el caso de los copépodos y el krill, aunque este último es mayoritariamente encontrado en aguas frías del sur y la Antártica, y constituye el principal alimento de las ballenas. Además, el fitoplancton es el sustento de peces pelágicos – especies que viven en aguas medias o cercanas a la superficie – algunos de ellos de gran importancia para la industria pesquera en Chile como el jurel, la anchoveta y la sardina.

La gran cantidad de especímenes de diatomea que da sustento a toda esta cadena, se renueva por reproducción asexual una vez al día – aunque también pueden reproducirse de manera sexual – y tienen un ciclo de vida de aproximadamente 7 días, de los cuales se encuentran mayoritariamente en la superficie. Al morir, su célula interna comienza a degradarse, mientras que su estructura de silicio cae al piso oceánico, hasta 6.000 metros de profundidad, donde queda depositada.

Según Muñoz, este proceso sería tremendamente efectivo a la hora de combatir algunos problemas que sufre nuestra atmósfera: “debido a que la caja de silicato que recubre a las diatomeas es poco aerodinámica, se hunden rápidamente, y así es como ocurre un efectivo secuestro de carbono, ya que llegan a las profundidades oceánicas donde no se puede reciclar el carbono que está dentro de su cuerpo, por tanto este queda secuestrado en los sedimentos”. De hecho, este proceso podría ser el responsable de hasta la desaparición de un 40% del CO2 antropogénico – producido por el ser humano – según comentó Iriarte, quien agrega que el sedimento también tiene una gran relevancia para la obtención de información relacionada a la paleoproductividad y paleoclima.

“Las diatomeas son indicadores, y si sus restos son obtenidos y analizados se puede llegar a determinar información como la productividad en un período de tiempo determinado, la temperatura, la precipitación, e incluso saber si ha habido un período glaciar”, concluyó.

Es por todo esto que, según Muñoz, la importancia de estos microorganismos para sostener la vida es crucial: “Si por algún motivo las diatomeas llegaran a desaparecer, eso significaría la desaparición de todos esos peces. Sin ellas se perdería gran parte de la fotosíntesis de los océanos, de los lagos y se acabaría el alimento de los organismos de las zonas temperadas y se derrumbarían todas las cadenas tróficas. Además, nos quedaríamos sin oxígeno”, concluyó.