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Las cianobacterias, también conocidas como algas verdes-azules, son un grupo de bacterias muy especiales que, hace 3.600 millones de años, inventaron la fotosintesis y cambiaron drásticamente la evolución de la vida. Generaron y mantienen toda la existencia actual del planeta. Dos expertos mundiales en estos microorganismos, el matrimonio formado por Jiri Komárek y Jarka Kómarkova, quienes recientemente han visitado las islas Canarias, consideran inexploradas estas especies en el archipiélago. Él es profesor emérito de Botánica y Ficología de la Universidad de Bohemia y ella es profesora del Instituto de Hidrobiología de la República Checa. En su visita a las islas no daban crédito a la enorme biodiversidad de microalgas y cianobacterias que pudieron analizar, concretamente, en el norte de Fuerteventura, islote de Lobos y algunos barrancos del norte de la isla de Gran Canaria. "Seguramente supera con mucho la diversidad que hemos estudiado durante años en otras áreas del planeta", señalaron.

Esta pareja de científicos, que ha impartido un curso internacional sobre taxonomía y conservación de la cianobacterias subtropicales en el Centro de Biotecnología Marina, de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, han continuado viaje hacia Guatemala, al Lago Atitlán, en un programa de la Universidad de California y Naciones Unidas, donde realizarán una prospección del hipercrecimiento de cianobacterias tóxicas ocasionado por centros turísticos en los lagos habitados por comunidades indígenas.

Para Komárek estos microorganismos son fascinantes "porque combinan las características de bacteria por un lado y de planta por otra. Las cianobacterias inventaron la fotosíntesis y cambiaron la vida en el planeta", dice. "Son capaces de inyectar oxigeno en la atmósfera y permitir que se generare la capa de ozono. Son organismos que colonizan todos los ambientes: marinos, dulceacuícola, terrestres y hasta en el punto más árido del desierto del Sahara se puede encontrar tapices de cianobacterias". Además, afirma este experto, estos microorganismos, al entrar en simbiosis con otras células, crearon las células actuales de las plantas terrestres; la clorofila (el pigmento que le da el color verde) no es más que la consecuencia de la presencia de las cianobacterias en las plantas (en forma de cloroplastos). "Son por tanto el invento más revolucionario que se ha dado en el planeta, al ser capaces de robar electrones al agua y producir energía y condensar el carbono y como "residuo tóxico" producir oxigeno del que vivimos todos", dice

"Si me dejan puedo estar horas hablando de las cianobacterias", advierte el veterano intestigador, de casi ochenta años " y puedo explicar a través de ellas todo lo que nos rodea, el paisaje y hasta a nosotros mismos. Son microorganismos muy antiguos y no han cambiado desde sus orígenes hace 3.600 millones de años. Pero éstos son los responsables de la evolución en la tierra."
Vida sin sexo
Las cianobacterias no mueren porque se reproducen sin sexo (el sexo inventó la muerte). Sin embargo, Komarek resalta la enorme adaptabilidad de estos microorganismos, que viven en unas condiciones increíbles: en fumarolas a setenta grados, en aguas ácidas, dentro de las rocas de la Antartida, en costras del desierto, en lagunas hipersalinas, y crecen en simbiosis con líquenes y plantas. También destaca que son los únicos organismos capaces de fertilizar los suelos con nitrógeno que esculpen el paisaje porque forman y rompen las rocas, construyen físicamente las playas, las montañas, etcétera.

Gracias a dos técnicas recientes -la microscopia electrónica y la biología molecular- se ha revolucionado la taxonomía de las cianobacterias y ha cambiado drásticamente la percepción de su importancia climática a escala global y de su biodiversidad. "Ahora esta todo por decidir y necesitamos aclararnos sobre la biodiversidad de estos microorganismos que mantienen la vida en este planeta", dice Komárek. Él ha publicado recientemente varias investigaciones sobre cianobacterias que viven en zonas glaciares, extremófilas -como su nombre indica son microorganismos que habitan en condiciones extremas de temperatura y ambientales, en este caso de frío- que pueden pervivir en zonas antárticas dentro de las rocas, a menos 120 grados centígrados. Y mientras que a las plantas y a los animales les es imposible vivir por encima de 40 grados, las cianobacterias logran sobrevivir permanentemente en aguas termales a más de 80 grados centígrados. Por ello, los extremofilos se han convertido en objeto de estudio de la NASA y de la Agencia Europea del Espacio (ESA), especialmente para proyectos de terraformación que pretenden hacer habitables planetas mediante su inoculación con cianobacterias, con finalidad de que se genere, nuevamente, un planeta Tierra.
Hidratar el Sahara
Guillermo Garcia-Blairsy, catedrático de biología vegetal de Universidad de Las Palmas de Gran Canaria y director del Centro de Biotecnología Marina, anfitrión y coordinador del curso internacional que sobre cianobacterias se ha celebrado recientemente en dicha universidad, considera que es necesario investigar y conservar las cianobacterias y microalgas del Archipiélago, "si queremos contar con un futuro en las Islas". Él no se cansa de repetir que "con sol y agua de mar se puede "cultivar algo más que turistas" y que la principal alternativa económica para Canarias (y el Sahara) es desarrollar un nuevo ecosistema bioindustrial basado en policultivos marinos integrados (peces no carnívoros, crustáceos, macroalgas, microalgas, plantas halofitas, manglares y cianobacterias).

Consolidar el Banco Nacional de Algas y el inicio de un programa de I+D+I permitiría, según García-Blairsy, rehidratar el desierto del Sahara, un proyecto que denomina Green Desert y que promueve la Fundación Bioagramar. "En la Universidad de San Diego, en Estados Unidos, están realizando un gran trabajo en este ámbito científico-tecnológico-empresarial del mundo de la algología aplicada. En Canarias tenemos por el momento unas condiciones ambientales formidables y deberíamos no perder el tren", asegura el científico. "Actualmente, existen plantas y microalgas en ambientes naturales con enormes potenciales, pero la erosión genética (pérdida de biodiversidad) es vertiginosa", añade, y pone como ejemplo el Saladar de Bristol, en el norte de Fuerteventura "un lugar que frecuento, y que en unos pocos años ha perdido una gran parte de su biomasa y biodiversidad marina."

Garcia-Blairsy es optimista y cree que la crisis es una gran oportunidad para que las autoridades apuesten por esta investigación, que supondría una alternativa económica viable al monocultivo de la construcción y el turismo, dando paso a una nueva fuente de energía, con algas como biocombustible, y a la emergencia de todo un nuevo ecosistema industrial destinado al consumo humano, pienso y bioactivos.

Este investigador espera hacer realidad su proyecto Green Desert, donde, además del BNA (Banco Nacional de Algas), se potencie la Fundación Agramar y se haga realidad el Centro Tecnológico en Arinaga , al sur este de Gran Canaria, con aproximadamente 11 hectáreas. Posteriormente, si esto funciona, está previsto el desarrollo de un Parque Industrial en Fuerteventura de aproximadamente unas 300 hectáreas y por último, se daría el salto a su sueño, un proyecto de cooperación en el desierto del Sahara (comenzando por los 3.800 kilómetros cuadrados de las sebjas de Mauritania, zonas interiores que antiguamente se inundaban con aguas salobres), que García-Blairsy define como la mejor manera, sin duda, de comenzar la rehidratación del desierto.

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Cianobacterias esenciales en la historia y el futuro del planeta

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Las cianobacterias, también conocidas como algas verdes-azules, son un grupo de bacterias muy especiales que, hace 3.600 millones de años, inventaron la fotosintesis y cambiaron drásticamente la evolución de la vida. Generaron y mantienen toda la existencia actual del planeta.

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Noticias de la Ciencia y la Tecnología (Amazings® / NCYT®)

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Las cianobacterias, popularmente conocidas con nombres como "algas verdiazules", y capaces de realizar la fotosíntesis, figuran entre las formas de vida más antiguas de la Tierra. Llevan en el mundo unos 3.500 millones de años, desde una época tan distinta a la actual que en aquel entonces ni siquiera había oxígeno en la Tierra. De hecho, por lo que se sabe, fueron las cianobacterias las que oxigenaron el planeta, instaurando así unas condiciones que permitieron a la vida evolucionar hacia formas más complejas.

Estos organismos arcaicos no han sobrevivido por casualidad hasta nuestros días; son formas de vida extremadamente resistentes, tenaces y adaptables, a las cuales no ha logrado erradicar ninguna de las extinciones masivas que han asolado al planeta. Y hoy están adaptándose de nuevo a cambios drásticos, en esta ocasión los impuestos por el calentamiento global y la transformación química de mares, lagos y ríos derivada de la contaminación asociada a las actividades humanas. Sin embargo, de igual modo que en el pasado remoto su actividad a escala planetaria cambió la química atmosférica con la introducción masiva del oxígeno (un veneno para muchas formas de vida de aquellos tiempos), y por ende cambió también las reglas de juego de la vida en la Tierra, ahora su adaptación al medio ambiente cambiante implica que actúen de un modo que a ellas les beneficia pero que a los humanos y a muchas otras formas de vida nos perjudica.

El cambio climático y algunos otros efectos antropogénicos sobre el medio ambiente tienen también efectos indirectos que, entre otras cosas, promueven un aumento aparente en la toxicidad de las poblaciones de estas algas en lagos de agua dulce y en estuarios de todas partes del mundo. Este aumento de toxicidad amenaza a organismos acuáticos, a la salud general de los ecosistemas y a la seguridad de las fuentes de agua potable para el Ser Humano. El enriquecimiento de un medio con ciertos nutrientes aptos para estas bacterias implica un proceso de eutrofización de las aguas. El exceso de esos nutrientes reduce el oxígeno en las aguas y lleva a la muerte de la vida animal. La eutrofización aumenta además la proporción de cianobacterias productoras de toxinas.

Éstas son las conclusiones a las que ha llegado el equipo de Timothy Otten, de la Universidad Estatal de Oregón en Corvallis, Estados Unidos.

Especialmente preocupantes son las cianobacterias Microcystis sp., muy comunes y presentes en casi cualquier parte del globo terráqueo. Estas cianobacterias crecen en aguas estancadas, cálidas, y ricas en nutrientes. Como muchas cianobacterias, pueden regular su posición vertical en la columna de agua, y a menudo se agrupan formando lo que parece una mancha de pintura verde espumosa, cerca de la superficie.

La Microcystis secreta toxinas que pueden causar daños en el hígado de los animales, incluyendo a los humanos. Dado que el incremento de ciertas clases de contaminación ambiental en un lago puede conducir a una proliferación excesiva de cianobacterias Microcystis, al tener ventajas de supervivencia sobre otras cianobacterias no tóxicas, esa polución inicial del agua puede desembocar en una toxicidad aún mayor de la misma, por culpa de cianobacterias como la Microcystis.

Por ejemplo, unos 13 millones de personas dependen del Lago Erie, en Norteamérica, para su suministro de agua, por lo que la presencia de la Microcystis constituye una creciente preocupación. Las proliferaciones masivas de estas cianobacterias han creado muchos problemas, obligando, entre otras cosas, a buscar filtros de alta tecnología para purificar el agua, ya que las toxinas de la Microcystis son moléculas lo bastante pequeñas como para pasar a través de los poros de diversos filtros. Por ejemplo, la toxina microcistina-LR es una diminuta molécula compuesta por sólo siete aminoácidos.

Haciendo honor a su tenacidad, cuando las cianobacterias conquistan un lago, es muy difícil reconquistarlo. A dicha circunstancia se refiere Otten con esta aguda reflexión: "Al considerar su historia evolutiva y el hecho de que estos microorganismos han persistido incluso a través de las eras glaciales y a las caídas de asteroides, no es sorprendente que sean sumamente difíciles de eliminar una vez que se han establecido en un lago. En muchos casos, lo mejor que puede hacerse es intentar minimizar las condiciones que favorecen su proliferación".

Los investigadores no cuentan con un extenso registro histórico de proliferaciones masivas de estos microorganismos en sitios específicos, y el nivel de toxicidad que alcanzaron, para comparar las observaciones actuales con las de un periodo más largo. Sin embargo, tal como Otten indica, buscar cianobacterias productoras de toxinas es una labor fácil, en el sentido de que, por su abundancia, no habrá que buscar mucho antes de encontrar una colonia.

Solo en Estados Unidos, hay más de 123.000 lagos de más de 10 acres de extensión, y, basándose en el último Estudio Nacional sobre los Lagos hecha por la Agencia de Protección Ambiental (EPA) de este país, un tercio de ellos pueden contener colonias significativas de esas tóxicas cianobacterias.

Entre los factores que están contribuyendo de un modo u otro al problema, figuran las represas, las crecientes temperaturas, el aumento de la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera, las sequías con ciertas características, y el arrastre ejercido por el agua de escorrentía sobre las tierras urbanas y agrícolas que hace que partículas sueltas, incluyendo nutrientes, vayan a parar a lagos y otras grandes masas de agua.

Muchos lagos grandes y eutróficos, como el Erie, sufren cada año proliferaciones masivas de estas algas verdiazules, alcanzando una magnitud tal que resultan visibles como gigantescas manchas verdes desde naves espaciales en órbita a la Tierra. Y no son raros los casos de perros u otros animales domésticos que en un descuido de sus dueños beben del agua envenenada por las toxinas de las cianobacterias y mueren como consecuencia de ello.

Los investigadores que estudian las toxinas de las cianobacterias creen muy improbable que su verdadera función sea la de ser tóxicas a modo de arma con la que atacar a otras formas de vida, ya que las cianobacterias surgieron antes de la aparición del primer depredador de nuestro mundo.

Las nuevas investigaciones sugieren que la microcistina, una potente toxina presumiblemente carcinógena, tiene un papel protector para las cianobacterias, ayudándolas a afrontar el estrés oxidativo. Ésta es probablemente una de las razones por la que los genes involucrados en su biosíntesis están tan extendidos entre las cianobacterias y han sido mantenidos durante millones de años.

Debido a su flotabilidad y la ubicación de las toxinas dentro de su célula, los riesgos de exposición a las colonias de estas cianobacterias son mayores cerca de la superficie del agua, donde precisamente tienen lugar la mayor parte de las actividades recreativas asociadas al agua, como nadar, pasear en bote, jugar, y otros usos recreativos.

"Es necesario aumentar la concienciación del público sobre estos problemas", opina Otten. "Con un clima cada vez más cálido, mayores niveles de concentración de dióxido de carbono, más represas en ríos y una sobrecarga de nutrientes nuestras vías fluviales, la magnitud y la duración de las proliferaciones masivas de cianobacterias tóxicas sólo pueden empeorar".

Información adicional

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Las cianobacterias cambiaron el mundo y ahora reaccionan peligrosamente al calentamiento global - Noticias de la Ciencia y la Tecnología (Amazings® / NCYT®)

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Las cianobacterias, popularmente conocidas con nombres como "algas verdiazules", y capaces de realizar la fotosíntesis, figuran entre las formas de vida más antiguas de la Tierra. Llevan en el mundo unos 3.500 millones de años, desde una época tan distinta a la actual que en aquel entonces ni siquiera había oxígeno en la Tierra.

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4 diciembre 2010.- Se trata de una pequeñísima forma de vida, cien veces menor que el grosor de un cabello, y también una de las primeras en habitar el planeta. Este hallazgo, que ha sido publicado en el último número de la revista Geology, abre una nueva línea de investigación en El Soplao, una cueva conocida por sus estalactitas excéntricas y por su yacimiento de ámbar.

Las bacterias de El Soplao construyeron un tipo de "roca biológica" o estromatolito completamente desconocido hasta ahora porque está formado principalmente por óxidos de manganeso y no por carbonato cálcico, como es habitual en estas formas de vida.

Los estromatolitos son rocas formadas por láminas de carbonato como resultado de la actividad metabólica de los microorganismos, principalmente cianobacterias y algas cianofíceas. Uno de los ejemplos vivos más conocidos de estas "rocas biológicas" se encuentra en la costas occidentales de Australia, aunque aparecen en el registro fósil desde hace 3.500 millones de años y representan las primeras evidencias de vida en la tierra.

Pero las bacterias que ha descubierto ahora el equipo que dirige el investigador del IGME Rafael Lozano no construyeron el edificio estrematolítico como resultado de la fotosíntesis, ya que se ha formado en una cueva, en ausencia total de luz.

Sin luz ni nutrientes

Según Lozano, los estromatolitos de El Soplao se formaron hace más de un millón de años en un río subterráneo hoy prácticamente inactivo y están constituidos principalmente por óxidos de manganeso, que son de color negro, y no por el habitual carbonato cálcico. Este científico explica que el fuerte contraste entre el negro de los estromatolitos recién descubiertos y el blanco de las excéntricas fue una de las primeras cosas que llamó la atención de los investigadores. A su juicio, precisamente ese color oscuro en un espacio sin luz ha podido ser la causa de que hayan pasado inadvertidos hasta el momento.

El manganeso disuelto en el agua del río fue aprovechado por las bacterias, un tipo especial de microorganismo capaz de oxidar este mineral y que estaba adaptado a vivir en un medio hostil, sin luz y con una disponibilidad de nutrientes muy escasa.

"Se trata de unos organismos quimiosintéticos, ya que para sintetizar su materia orgánica utilizaban una reacción química (la oxidación del manganeso) en lugar de luz como hacen los organismos fotosintéticos", según explica el profesor titular de la Universidad Complutense e investigador del equipo que ha hecho el descubrimiento.

Cien veces más finas que un cabello

Gracias a la inusual y excelente conservación de las bacterias fósiles se ha podido justificar el origen biológico de estos materiales. Y es que, señala el Instituto, la materia orgánica de las células bacterianas se degrada muy pronto, lo que se une a que las bacterias son cien veces más pequeñas que el grosor de un cabello, por lo que la abundancia de los restos fósiles de microorganismos en El Soplao y su conservación se ha convertido en una de las claves de este hallazgo.

El descubrimiento, destaca, supone un avance en el conocimiento de la actividad de microbios extremófilos especializados en oxidar el manganeso y aporta nuevas claves para comprender las condiciones en las que se formaron los estromatolitos fósiles de hierro y manganeso que se preservan en rocas de hace unos 2.000 millones de años.

Este nuevo hallazgo se suma a otras curiosidades científicas de la cueva de El Soplao y su entorno. Esta cueva, abierta al público desde 2005, se encuentra en las montañas de Cantabria y es conocida por sus espeleotemas, por sus bellas helictitas o estalactitas "excéntricas", además de por el entramado de galerías mineras, excavadas para el beneficio de zinc y plomo durante el siglo XIX y XX.

+ dossier de prensa:

ABC.es | Hallan en Cantabria un antiquísima forma de vida única en el mundo
ElPaís.com | Rocas biológicas en El Soplao
ElMundo.es | Hallan bacterias fósiles únicas en el mundo en Cantabria
Eldiariomontanes.es | Halladas bacterias fósiles únicas en el mundo en las profundidades de la cueva de El Soplao
Público.es | Bacterias de un millón de años en la cueva de El Soplao
CadenaSER.com | Descubren en Cantabria un tipo de roca biológica fósil desconocido...

+ fuentes y referencias:

Página oficial de la cueva de El Soplao
IGME | Instituto Geológico y Minero de España
Geology Issue

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"Halladas bacterias fósiles únicas en el mundo en las profundidades de la cueva de El Soplao"

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4 diciembre 2010.- Se trata de una pequeñísima forma de vida, cien veces menor que el grosor de un cabello, y también una de las primeras en habitar el planeta. Este hallazgo, que ha sido publicado en el último número de la revista Geology, abre una nueva línea de investigación en El Soplao, una cueva conocida por sus estalactitas excéntricas y por su yacimiento de ámbar.

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Aparicion de las primeras formas de vida bacteriana

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LOS ESTROMATOLITOS Y LA FORMACIÓN DE LA ATMÓSFERA

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Los primeros habitantes de la Tierra, fueron organismos "unicelulares", que se expandieron por todo el Planeta. Es el caso del "ESTROMATOLITO" un organismo unicelurar que vive en colonias de rocas de las costas de Australia. Esas pequeñas células, controlaron la energía e hicieron copias de sí mismas durante miles de millones de años, algunas de esas primeras especies han sobrevivido y prosperado hasta hoy.