Cianobacterias, características, reproducción, nutrición y ejemplos

Características de las cianobacterias

Las cianobacterias son también llamadas algas verdeazuladas o cianofíceas debido a que poseen un pigmento de color azulado que es de tipo fotosintético como la clorofila. Se cree que fueron los primeros organismos fotosintéticos (sus ancestro fueron los precursores de los cloroplastos), y al producir oxígeno alteraron la atmósfera ayudando a convertirla en la atmósfera reductora actual.

Se caracterizan por ser procariontes (no tiene núcleo diferenciado), se han descrito como unicelulares o pluricelulares y presentan una amplia diversidad morfológica. Las cianobacterias pueden ser filamentosas y pueden presentarse aisladas o agrupadas en colonias.

El hábitat de las cianobacterias es diverso, colonizan el océano, agua dulce, aguas termales, lagos, suelos de diferentes tipos, desiertos, lugares helados y ambientes rocosos, aunque en su mayoría son acuáticas de agua dulce y toleran un amplio espectro de salinidad y temperatura.

Están involucradas en el ciclo marino del Nitrógeno e intervienen en la formación del plancton. Algunas especies tienen asociaciones simbióticas con raíces de plantas vasculares.

Las cianobacterias constituyen un filo integrado en el reino moneras (Prokaryota) y dominio Bacteria.

Ultraestructura

Las cianobacterias son gramnegativas, tienen una pared celular que se compone de una membrana plasmática y una membrana externa, entre ambas existe una pared de mureína. El exterior está recubierto por una capa S y encima de esta capa hay una capa de oscilinas (proteínas fibrosas), que cubren la célula en una distribución helicoidal, finalmente una capa mucosa envuelve el filamento o célula por encima de la capa de oscilina.

Los organelos presentes en las cianobacterias son las vacuolas de gas que ayudan a la flotación en las especies acuáticas, los carboxisomas que realizan la fijación de CO₂, diferentes tipos de gránulos (glucógeno, cianoficina, polifosfato), gotas de lípidos, ribosomas, microtúbulos y tilacoides.

El nucleoide está rodeado por el riboplasma y en el citoplasma periférico se encuentra el sistema de tilacoides, que pueden ser ramificados o no, algunas especies tienen tilacoides espaciados regularmente, mientras que otras especies las tienen ramificadas y dispersas en el citoplasma.

La membrana plasmática forma invaginaciones donde se ubica el aparato molecular encargado de la fotosíntesis.

Morfología y células especializadas

Mientras que muchas especies de cianobacterias son unicelulares, otras forman filamentos multicelulares denominados tricomas.

En algunas especies los tricomas forman grupos que se albergan en una cápsula muscilaginosa denominada nódulo, aunque la mayoría de los nódulos tienen formas redondeadas, algunas especies forman estructuras foliares.

Al dividirse las células que componen las cianobacterias multicelulares pueden formar, además de filamentos (que pueden ser lineales o ramificados), arreglos cuadrados de células o tridimensionales en formas de cubos y esferas.

Entre las células de los filamentos existen estructuras de comunicación llamadas microplasmosdesmos.

Células especializadas

Los heterocistes son células de mayor tamaño intercaladas en los filamentos, y de pared que es más gruesa y tiene celulosa, estas células están encargadas de la fijación de Nitrógeno.

Las células de los acinetos, al igual que los heterocistes, son más grandes y de pared gruesa, acumulan cianoficina como sustancia de reserva, pueden aguantar condiciones difíciles porque tienen el metabolismo muy lento.

Los hormogonios son formas de dispersión que también se pueden utilizar para el establecimiento de simbiosis con plantas, la formación de hormogonios puede ser estimulada por un déficit de Nitrógeno.

Nutrición de las cianobacterias

Aunque en general son fotosintetizadores, algunas especies pueden se heterótrofas viviendo como descomponedoras o ser de metabolismos mixto. La cianobacterias tiene la capacidad de utilizar N₂ atmosférico como fuente de Nitrógeno.

Reproducción de las cianobacterias

La reproducción de las cianobacterias es generalmente por fisión binaria, por bipartición o fragmentación de los filamentos, los cuales producen estructuras denominadas hormogonios que se separan de los filamentos originarios.

Usos o utilidades

Existen muchos usos para las cianobacterias, se pueden utilizar con fines energéticos (en la producción de biodiesel, bioetal, biometano y biohidrógeno), también en productos relacionados con la nutrición y salud humana, en la elaboración de cosméticos y biofertilizantes; las cianobacterias igualmente pueden intervenir en el proceso de tratamiento de aguas residuales.

Actualmente la producción de microalgas se ha enfocado a la producción de biomasa que es rica en proteínas, lípidos, pigmentos, carbohidratos, minerales y vitaminas que se utilizan en la elaboración de productos naturales. La mayor parte de la producción se comercializa en productos medicinales en forma de tabletas o polvos.

Su consumo está restringido a pocas especies debido a las estrictas regulaciones de seguridad alimentaria, ejemplos de especies más utilizadas con Chlorella, Spirulinay Dunaleilla.

Las cianobacterias también pueden ser utilizadas para reducir las emisiones de CO₂ por coprocesos como la biofijación, esta opción es muy prometedora, ya que las microalgas son los organismos que tienen la mayor fijación de CO₂ del planeta. Otra área de utilización es en el tratamiento de aguas residuales, aunque en este uso es necesario seleccionar algas que puedan tolerar altas temperaturas y elevadas concentraciones de SOx y NOx.

Bibliografía

– Bernal., G. (2017)
– Gómez., F. (2015)
– Santos., A, Gonzales., Y. (2014)
– Villa., M. (2011)
– Ilustración: Kelvinsong/CC BY-SA 3.0