Cianobacterias: definición, características y especies

Nuestra atmósfera de oxígeno

Tomar una respiración profunda. Sienta cómo se expanden sus pulmones a medida que el oxígeno se elimina del aire y entra en el torrente sanguíneo. Su cuerpo, como el de todos los animales, ha evolucionado para requerir oxígeno para sobrevivir. Ahora consideramos que la Tierra es un planeta basado en oxígeno, pero no siempre ha sido así. Hace tres mil millones de años, ese oxígeno que se da por sentado no se encontraba en la atmósfera de la Tierra.

Entonces, ¿de dónde vino el oxígeno en nuestra atmósfera? Su primera suposición es probablemente que el oxígeno proviene de las plantas durante la fotosíntesis. Si bien es cierto que las plantas aportan oxígeno a la atmósfera, las primeras plantas terrestres solo evolucionaron hace unos 475 millones de años, mientras que el análisis de rocas antiguas muestra evidencia de oxígeno en la atmósfera hace 2.300 millones de años. Evidentemente nos falta algo. Ese algo son las bacterias, sobre todo las cianobacterias.

Cianobacterias

Las cianobacterias son un filo grande y diverso en el reino de las bacterias . El filo Cyanobacteria incluye muchas especies diferentes, pero todas estas especies tienen una cosa en común que las hace diferentes a todas las demás bacterias: son fotótrofos oxigenados .

Analicemos más este término: » Oxígeno » significa que son capaces de generar y liberar oxígeno. ‘ Fotótrofo ‘ se refiere a la capacidad de las cianobacterias para utilizar fotones de luz (‘foto-‘) para nutrirse (‘-trofo’).

En conjunto, las cianobacterias utilizan la fotosíntesis para adquirir energía de la luz, generando oxígeno como subproducto. Luego, la energía se utiliza para convertir enzimáticamente el dióxido de carbono del aire en los nutrientes necesarios para el crecimiento.

Las cianobacterias contienen un tipo específico de clorofila llamado clorofila una y otros pigmentos que se utilizan para la fotosíntesis. Las clorofilas y los pigmentos capturan eficazmente longitudes de onda de luz específicas, transfiriendo la energía luminosa a la célula.

Un pigmento común es la ficocianina , que es de color azul (‘cian’ significa azul oscuro). Este es el origen del ‘ciano’ en el nombre de ‘cianobacterias’ y este pigmento, junto con la clorofila verde, es la fuente del nombre común de ‘algas verdeazuladas’. Sin embargo, es importante señalar que las cianobacterias no son una especie de algas.

Morfología de las cianobacterias

Las especies de cianobacterias tienen diversas morfologías celulares. Las células pueden variar en tamaño desde 0,1 micrómetros hasta 40 micrómetros e incluyen una variedad de formas de células. Algunas especies viven como células individuales, mientras que otras forman colonias de muchas células. Muchas especies son filamentosas y forman cadenas de células largas y rectas o muchas cadenas ramificadas. Algunas especies filamentosas tienen células especiales mezcladas en las cadenas llamadas heterocistos , que capturan nitrógeno de la atmósfera y lo transforman en formas químicas que pueden ser utilizadas por las cianobacterias. Esto a menudo se denomina nitrógeno de fijación.

Funciones de las cianobacterias

Las cianobacterias se pueden encontrar en casi todos los entornos. Por lo general, pueden sobrevivir en cualquier lugar donde haya suficiente luz solar para la fotosíntesis. Varias especies viven en simbiosis con líquenes, helechos y hepáticas. Las cianobacterias pueden sobrevivir en el suelo o en la superficie de las rocas, a menudo permanecen inactivas en tiempos de sequía y se despiertan durante los períodos húmedos para dividirse y crecer.

Otras especies pueden formar esteras gruesas en ambientes marinos cálidos y poco profundos o flotar libremente en cuerpos de agua dulce ricos en nutrientes. Algunas especies que viven en el agua pueden florecer . Esto ocurre cuando las cianobacterias entran en un período de rápida división celular. Estas floraciones pueden ser peligrosas para otros organismos, ya que algunas cianobacterias producen sustancias químicas tóxicas que pueden causar enfermedades si se consumen.

Las cianobacterias son generalmente muy tolerantes a ambientes extremos, como aguas termales y lagos salados. No es inusual que las cianobacterias sean el fotótrofo dominante, o el único, en estos entornos extremos.

Géneros comunes

Hay varios géneros comunes de cianobacterias.

• La espirulina es una cianobacteria filamentosa. Este organismo a menudo se presenta como un suplemento nutricional humano debido a su alta calidad y cantidad de vitaminas, proteínas y minerales.
• Anabaena también es filamentosa, pero contiene heterocistos. Algunas especies de Anabaena forman relaciones simbióticas con las plantas, mientras que otras producen neurotoxinas muy potentes.
• Nostoc es una cianobacteria filamentosa que forma heterocistos y está cubierta por una vaina gelatinosa. Este organismo se recolecta y consume comúnmente en algunos países asiáticos.
• Oscillatoria forma colonias filamentosas grandes. Los filamentos individuales pueden deslizarse entre sí para mover y orientar a toda la colonia hacia la fuente de luz óptima.

Vida sin cianobacterias

La Tierra Antigua era un lugar drásticamente diferente al que conocemos. El oxígeno libre no existía en la Tierra primitiva, pero la luz solar y el dióxido de carbono eran abundantes. Las cianobacterias fueron las primeras en evolucionar para explotar este nicho en la Tierra antigua. Finalmente, el oxígeno que liberaron comenzó a acumularse y a ser utilizado por otros organismos. Las cianobacterias fototróficas oxigenadas fueron el primer paso para cambiar la atmósfera de la Tierra antigua en una que pudiera sustentar la amplia variedad de organismos que evolucionaron a lo largo de la historia. Incluso en el mundo actual, las cianobacterias hacen una contribución importante al oxígeno atmosférico global cada año.

La importancia de las cianobacterias no termina ahí. Las cianobacterias desempeñaron un papel crucial en la evolución de todas las plantas y algas fotosintéticas que existen en la actualidad. Aproximadamente hace 1.500 millones de años, una célula primitiva engulló una célula cianobacteriana. Esta célula cianobacteriana sumergida se convirtió en el cloroplasto que se encuentra en las células vegetales y de algas que se encarga de realizar la fotosíntesis. Pueden parecer microbios pequeños e insignificantes, pero sin ellos, la vida en este planeta sería dramáticamente diferente.

Resumen de la lección

Las cianobacterias son un filo grande y diverso en el reino de las bacterias . Estos organismos son fotótrofos oxigenados , lo que significa que producen energía a partir de la luz y generan oxígeno como producto de desecho. La fotosíntesis en las cianobacterias se realiza mediante varios pigmentos; específicamente, verde clorofila una y azul ficocianina son los principales pigmentos.

El color de estos pigmentos le da a las cianobacterias el nombre común de «algas azul verdosas», pero recuerde que las cianobacterias no son verdaderas algas. Las cianobacterias se encuentran a menudo en filamentos largos con heterocistos . Estas estructuras capturan el nitrógeno de la atmósfera y lo transforman en formas químicas que pueden ser utilizadas por las cianobacterias.

La Tierra Antigua era un lugar asoleado sin oxígeno atmosférico antes de que evolucionaran las cianobacterias. Las cianobacterias fueron los primeros organismos en realizar la fotosíntesis oxigénica que llenó nuestra atmósfera de oxígeno. Son responsables de la clorofila y los cloroplastos en todas las plantas y algas.

Resultado de aprendizaje

Después de ver esta lección en video, debería estar alerta a:

• Recuerde que las cianobacterias producen oxígeno a partir de la fotosíntesis.
• Recuerde que el producto de desecho de este proceso es oxígeno.
• Visualice los pigmentos de color de las cianobacterias (algas azul verdosas)
• Vuelva a contar la historia de la Tierra primitiva sin oxígeno antes de que las cianobacterias se acumularan a lo largo de los siglos.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador