Tapete de algas

Os tapetes de algas ou tapetes algais son un dos moitos tipos de tapetes microbianos que se forman na superficie da auga ou de rochas. A maioría están compostos de algas verdeazuladas, é dicir, cianobacterias, e sedimentos. A súa formación prodúcese cando se forma unha capa de algas verdeazuladas na tona da auga ou ben capas alternantes de cianobacterias e sedimentos se depositan ou crecen nun lugar, creando capas laminadas escuras. Os estromatólitos son bos exemplos de tapetes de algas. Os tapetes de algas xogaron un importante papel no evento da grande oxidación que tivo lugar na Terra hai 2300 millóns de anos. Os tapetes de algas poden orixinar problemas ecolóxicos significativos, se os tapetes crecen de maneira tan expansiva ou en tal grosor que alteran o resto da outra vida mariña acuática, bloqueándolle a luz do sol (por exemplo en casos de eutrofización) ou producindo compostos químicos tóxicos.

As cianobacterias atopadas en rochas sedimentarias indican que a vida bacteriana empezou na Terra no Precámbrico. As cianobacterias fosilizadas encóntranse con frecuencia en rochas que datan do Mesoproterozoico.^[2] As cianobacterias son organismos fotoautótrofos; converten o dióxido de carbono usando a enerxía da luz en alimentos e enerxía química por medio da fotosíntese. Algunhas especies teñen a capacidade de fixaren o nitróxeno atmosférico que converten en formas bioutilizables de nitrato ou nitrito.^[3] Isto dálles vantaxes competitivas sobre outros organismos que poden estar limitados pola escaseza de nitróxeno dispoñible bioloxicamente. As colonias de cianobacterias conteñen dous tipos de células, as células ordinarias con clorofila que levan a cabo a fotosíntese, e os heterocistes que fixan o nitróxeno. Estes heterocistes teñen paredes grosas e carecen de clorofila, características que ambas limitan a súa exposición ao oxíxeno, a presenza do cal inhibe a fixación do nitróxeno. Pola mesma razón, a fixación pode tamén estar limitada ás horas nocturnas, cando as reaccións dependenes da luz da fotosíntese están detidas, minimizando a produción de oxíxeno.^[2]

Os estromatólitos son capas alternantes de cianobacterias (algas verdeazuladas) e sedimentos. O tamaño de gran da porción dos sedimentos nos estromatólitos está afectda polo ambiente deposicional. Durante o Proterozoico, a composición dos estromatólitos estaba dominada por micritas e limo calcario finamente laminado, con grosores non maiores de 100 microns.^[4] Os estromatólitos modernos están caracterizados polo seu maior grosor e laminacións máis irregulares debido ao tamaño de gran máis groso. Os estromatólitos atrapan partículas de sedimentos cando as partículas sedimentan ao parar a axitación da auga.^[4] O atrapamento é un proceso distinto no que filamentos de bacterias atrapan a partícula, con tal que o ángulo dos filamentos estea aínda dentro dos límites antes dos cales os grans rolan debido a que superan a fricción da película.^[4] A lonxitude dos filamentos cianobacterianos exerce un importante papel en decidir o tamaño de gran atrapado. Sinalouse que estes tapetes cianobacterianos estaban determinados por áreas xeoquímicas, como as delimitadas polo volcanismo e a tectónica. Son máis comúns en ambientes hostís nos que escasean os nutrientes ou teñen altos niveis de salinidade.^[3] Esta resistencia pode deberse tamén ao estilo de vida autótrofo destas bacterias, que lles permite prosperar nunha variedade de ambientes hostís. Os estromatólitos poden encontrarse en lugares con variadas temperaturas, como os mariños, límnicos e no solo. ^[2]

Os tapetes de algas consisten en gran medida en filamentos feitos de bacterias autótrofas e partículas de gran fino. Este tipo de tapetes bacterianos son ben coñecidos pola formación de estromatólitos. As bacterias fotótrofas como as cianobacterias son organismos responsables de causar un incremento dos niveis de oxíxeno atmosférico durante o Proterozoico. Este evento coñécese como o evento da grande oxidación, durante o cal se orixinaron formas de vida eucariota complexas, posiblemente debido ao aumento da dispoñibilidade de oxíxeno.^[5] Os estromatólitos conserváronse fósiles e poden recoñecerse doadamente polas súas capas finamente laminadas cristalizadas e as súas formas cupuliformes, columnares ou cónicas. Porén, non se pode dicir o mesmo de estromatólitos que non están cristalizados. A falta de moitos estromatólitos ben conservados propúxose que é unha consecuencia da diaxénese que os afectou durante a formación do fósil.^[6] A diaxénese é un proceso de transformación no que os sedimentos novos que se depositan se colocan sobre as vellas capas sedimentarias, enterrándoas e compactándoas, litificándoas e elevándoas ata a superficie como rochas sedimentarias.^[4]

A rápida formación dos tapetes de algas pode ser o resultado de floracións de algas daniñas, tamén coñecidas como mareas vermellas ou mareas verdes. Estas floracións producen diversas toxinas, das que se descobren novas fecuentemente, o que fai máis difícil comprender este fenómeno. As floracións poden encontrarse en augas de grande importancia económica ou ambiental; con salinidades que van de baixas a altas, como desde ríos e lagos ata encoros e océanos. As toxinas poden filtrarse á columna de auga, desde onde se introducen na captación de auga urbana local, afectando a seres humanos e gando. As toxinas poden ter tamén efectos directos e indirectos sobre un organismo. Algunhas formas de vida mariñas son directamente susceptibles ás toxinas causadas polas floracións, menres que outras son afectadas pola acumulación de toxinas ao longo dun período de tempo. Este proceso de bioacumulación afecta tipicamente a organismos como os mariscos filtradores e consumidores secundarios. Estimouse que anualmente hai miles de casos de persoas envelenadas en Asia pola auga tóxica e as floracións causan perdas económicas cuantiosas.^[7]

Ademais, algunhas floracións son nocivas para o ecosistema simplemente pola súa enorme acumulación de biomasa, que pode causar moitas consecuencias negativas. Por exemplo, o seu crecemento e proliferación pode reducir a penetración da luz na columna de auga, reducindo así a adecuación do hábitat para o crecemento das algas e plantas submerxidas que producen oxíxeno. Tamén pode causar o entupimento das branquias dos peixes e a súa asfixia. Tamén pode orixinar a aparición de “zonas mortas”, formadas cando as algas empezan a morrer e a súa descomposición consome o pouco oxíxeno que queda na auga. Nas zonas mortas xa non pode vivir a vida acuática aerobia e causa perdas económicas. Este proceso denomínase eutrofización.^[7]

Unha materia prima para biocombustibles de terceira xeración son as micro- e macroalgas, que presentan máis vantaxes que outras materias primas de previas xeracións. (A primeira xeración de biocombustibles producíase a partir de millo, soia, cana de azucre e semente de colza. A segunda xeración producíase a partir de residuos e mateirais lignocelulósicos.) A biomasa mariña e de auga doce polo momento está demostrando ter un alto rendemento á vez que require un uso mínimo de terreo agrícola. As maiores vantaxes das algas son: non compiten con producións agrícolas polo terreo cultivable, teñen altas taxas de crecemento e baixa fracción de lignina, o cal reduce a necesidade dun pretratamento con gasto intenso de enerxía e presentan compatibilidade con aplicacións de biorrefinería. Probouse que as macroalgas poden chegar a ter un potencial de produción de 2 a 20 veces maior que os cultivos agrícolas terrestres convencionais. Porén, algunhas desvantaxes como a presenza dun alto contido de auga, composición química estacional e a aparición de fenómenos inhibitorios durante a dixestión anaerobia, fan que os biocombustibles de algas non sexan aínda economicamente factibles, aínda que son máis respectuosos co medio ambiente que os combustibles fósiles.^[8]