Las algas suelen considerarse un quebradero de cabeza para los responsables de la industria del agua. Sin embargo, estos organismos acuáticos son parte natural del ecosistema. Las especies de algas más conocidas viven en la columna de agua, y suelen encontrarse en lagos, ríos y estanques. Otros tipos de algas como las algas periféricas crecen en variedad de sustratos como rocas, plantas acuáticas sumergidas y sedimentos del fondo de la masa de agua. En esta guía, vamos a profundizar en nuestro conocimiento acerca de las algas.
Las algas van desde plantas unicelulares microscópicas que viven en la superficie del agua hasta grandes algas marinas adheridas en el frente costero. Todas las especies de algas son autótrofas. Esto significa que utilizan la luz solar y las sustancias químicas abióticas (no vivas) disueltas para producir material biótico (vivo) mediante un proceso conocido como fotosíntesis. Son plantas sin flores y típicamente acuáticas, que contienen clorofila, pero carecen de raíces, hojas, tallos y tejido vascular.
La fotosíntesis es uno de los procesos más importantes del planeta. Depende de la luz solar, por lo que sólo puede producirse durante las horas de luz. Durante la fotosíntesis, la célula encargada de la fotosíntesis en las algas y demás plantas fotosintéticas absorbe dióxido de carbono, luz solar y agua, y produce oxígeno y energía en forma de glucosa. Sin embargo, ésta no es la única forma en que las plantas pueden producir energía. Paralelamente a la fotosíntesis, las plantas también respiran de manera similar a los seres humanos. Durante la respiración, las células de las algas absorben oxígeno y producen dióxido de carbono, en un proceso continuo que ocurre en cada minuto del día. En días soleados, las algas—al igual que las demás plantas fotosintéticas—realizan la fotosíntesis más rápido de lo que respiran, por lo que en esos días se considera que producen oxígeno neto, o sea que producen más oxígeno mediante la fotosíntesis que el que absorben por la respiración. Los días nublados plantean más problemas a los ecosistemas acuáticos, ya que la cantidad de fotosíntesis que realizan se ve reducida, y la respiración de las algas puede hacer que el lago sufra una escasez de oxígeno de tal magnitud que se produzca mortandad de peces e incluso de algas.
Sin embargo, no todas las algas son perjudiciales. De hecho, en muchos ecosistemas las plantas son la base de la cadena alimentaria. Todos los demás organismos, desde las bacterias hasta los seres humanos, son heterótrofos: organismos que se alimentan de otras plantas o animales para obtener energía. Una población de algas sana constituye una base crucial para la prosperidad de la vida acuática y el mantenimiento de un ecosistema acuático sano.
Un ejemplo de una buena cadena alimentaria de algas verdes es como el siguiente:
Nutrientes (p. ej. fósforo, nitrógeno) > Algas (p. ej. diatomeas, algas verdes) > Zooplancton (p. ej. Daphnias) > Peces pequeños > Peces piscívoros.
En promedio, en cualquier momento conviven en un lago de 20 a 30 especies de algas en grandes cantidades. Dentro de esta variedad, 1 o 2 especies resultan dominantes, dependiendo de factores entre los que se encuentran la cantidad de horas de luz, la temperatura del agua, la cantidad y tipo de nutrientes disponibles y los depredadores.
En primer lugar, vamos a profundizar en las algas que no son tóxicas. Se trata de algas de célula pequeña—habitualmente de menos de 100 µm—y no son visibles al ojo humano. Especies de algas planctónicas como éstas son las responsables de la aparición de un tinte en el agua, verde en verano debido a las algas verdes y marrón durante la primavera y el otoño debido a las diatomeas. Al ser planctónicas, son transportadas por el movimiento del agua. Notablemente, estas especies producen enzimas que evitan que se conecten con otros individuos y de este modo previenen su aglomeración.
En cuanto a su biología celular, las algas verdes suelen tener una pared celular blanda, y las diatomeas presentan una pared celular rígida. Como son diminutas, las algas verdes y las diatomeas son frecuentemente consumidas por Daphnias, que son filtradoras, como así también por otras variedades de zooplancton. Debido a que el zooplancton se alimenta habitualmente de algas buenas y diatomeas, sus poblaciones están expuestas a ser consumidas constantemente, por lo que rara vez forman una “floración” permanente en condiciones naturales de verano. Si hay poblaciones sanas de estas especies en un lago, éste podrá mantener un alto nivel de claridad en sus aguas durante todo el verano y seguirá siendo estéticamente atractivo para todo uso. En resumen, la existencia de poblaciones sanas de algas verdes y diatomeas impide el desarrollo de floraciones de algas nocivas.
¿Por qué las poblaciones de algas verdes buenas y diatomeas resultan mejores para los ecosistemas acuáticos que otras especies como las cianobacterias?
Sin embargo, no todo son buenas noticias. Las algas verdes buenas y las diatomeas son ligeramente más pesadas que el agua, con una gravedad específica de 1,03, por lo que es común que se hundan. Por desgracia, cuando se hunden a mayor profundidad que la termoclina mueren por falta de luz solar. Esto ocurre en muchos lagos de los Estados Unidos con gran parte de las algas verdes buenas y las diatomeas a mediados del verano, lo que deja espacio para que las cianobacterias se conviertan en la población dominante.
Las cianobacterias, también conocidas como algas verdeazuladas, son un tipo de bacterias que viven en el agua. Estos organismos microscópicos se encuentran de forma natural en las masas de agua, pero cuando se permite que proliferen pueden perjudicar la salud humana. Al igual que otras bacterias, cuentan una pared viscosa que se extiende por toda la célula, y cada célula de esa pared contiene clorofila. Esto difiere de una verdadera célula de alga, que cuenta con una pared más rígida y cuya clorofila está distribuida en sacos denominados cloroplastos.
¿Por qué las cianobacterias suponen un riesgo para la salud humana? Las cianobacterias se encuentran en muchos lagos y producen potentes toxinas (cianotoxinas) que pueden alterar la eficiencia de un lago, alterando el sabor y olor de sus aguas. Estas toxinas pueden matar o causar daño a las personas que entran en contacto con el agua del lago, e incluso pueden suponer un riesgo para la salud humana en poblaciones ubicadas a varios kilómetros del lago. Cantidad de animales mueren cada año por beber agua que contiene cianotoxinas, especialmente vacas y perros. También existe la preocupación de que algunas toxinas del agua del lago se infiltren en las plantas potabilizadoras de agua y se acumulen lentamente en los seres humanos que la consumen.
¿Cómo se pueden detectar las cianotoxinas? Aunque se requiere un kit de pruebas para demostrar su presencia, por lo general un indicio de la presencia de cianotoxinas puede confirmarse oliendo el agua, ya que su sabor y olor suele ser similar al del moho o pescado por a la presencia de “MIB” y “geosmina” producidos por las cianobacterias. Si bien estas toxinas, el MIB y la geosmina, pueden ocasionar quejas de los consumidores a la planta de tratamiento de aguas, también presentan problemas de salud más graves para los seres humanos
Cuando un lago tiene una floración de cianobacterias, las toxinas, el sabor y el olor suelen extenderse por toda la columna de agua, desde la superficie hasta el sedimento de su fondo. Probablemente esto se debe a que, a pesar de que la floración de cianobacterias prolifera en la columna de agua superior donde recibe luz solar de manera consistente, las células muertas no son comestibles para el zooplancton y se hunden constantemente desde la parte superior del agua hasta el sedimento. En consecuencia, cuando hay floraciones de cianobacterias cerca de la toma de ingreso de una planta de tratamiento de aguas, el uso de múltiples tomas de entrada a diferentes profundidades no suele dar resultados, ya que el agua en todas las profundidades probablemente contenga contaminantes producidos por cianobacterias.
¿Qué ocurre si se aplica un alguicida a un lago para detener una floración de cianobacterias? En tal caso, las células de las cianobacterias pueden lisarse (destruirse y dividirse) liberando más toxinas y compuestos que alteran el sabor y el del agua, agravando aún más el problema. Por ello, los alguicidas deben utilizarse con precaución y, preferiblemente, antes de la floración de algas nocivas se expanda.
¿Qué provoca la floración de las cianobacterias? Las cianobacterias suelen prevalecer lagos que tengan abundancia de nutrientes, agua caliente y largas horas de luz. Además, la falta de una mezcla efectiva del agua que re-suspendería las algas verdes buenas y las diatomeas para evitar que se hundan lejos del alcance de la solar, crea una tormenta perfecta para la proliferación de algas. Muchas especies de cianobacterias pueden almacenar nutrientes de nitrógeno y fósforo para su uso posterior, y además ajustan su flotabilidad hacia abajo para extraer nutrientes del fondo del lago y luego ascender a la superficie para recibir la luz solar. Luego se agrupan para protegerse mutuamente (formando floraciones de algas nocivas o FANs), produciendo sombra y matando a las algas buenas, emitiendo toxinas, sabor y olor para matar o alejar a sus depredadores. Este proceso forma acinetos (esporas) que permanecen en reposo en el fondo del lago hasta el año siguiente, cuando vuelven a subir a la superficie para apoderarse del lago. Con un tamaño de más de 100 µm, son demasiado grandes para que las Daphnias de tamaño medio puedan comerlas, por lo que suelen sobrevivir hasta que regresa el verano, lo que supone una pesadilla para los gestores del agua.
Desde el punto de vista ecológico, las cianobacterias también impiden el flujo de nutrientes a lo largo de la cadena alimentaria hasta llegar a los grandes peces sanos, creando una problemática carga de demanda bioquímica de oxígeno (DBO), ya que las bacterias las descomponen lentamente en el fondo del lago:
Nutrientes (p. ej., nitrógeno, fósforo) > Cianobacterias > Carga de DBO en el sedimento del lago.
A menudo, la carga de DBO de las cianobacterias en el sedimento del lago hace que la zona anóxica del fondo del lago se desplace más rápidamente y a mayor altura en condiciones de estratificación durante el verano. Ello trae aparejada una multitud de problemas con el hierro, manganeso, fósforo y sulfuros. En consecuencia, la eliminación de las floraciones de cianobacterias en las capas superficiales del lago suele mejorar también las capas inferiores del mismo.
Las algas filamentosas son un tipo de algas no tóxicas que se unen para formar filamentos en forma de malla. Estas colonias de plantas microscópicas suelen crecer sobre la superficie de objetos duros, por ejemplo, sobre el sustrato orgánico del fondo o sobre las rocas en cursos de aguas corrientes. Las algas filamentosas desempeñan un papel esencial en la salud de un ecosistema de agua dulce, ya que producen oxígeno y alimento para los animales que viven en él. Sin embargo, también pueden causar problemas como el estancamiento.
A diferencia de otras plantas, las algas filamentosas no tienen raíces, por lo que obtienen sus nutrientes del agua circundante. Cuando los gases como el oxígeno disuelto (OD) creado a través de la fotosíntesis quedan atrapados en los filamentos, la flotabilidad del gas hace que la alfombra de algas suba a la superficie. Esto resulta habitual en estanques poco profundos y en áreas cercanas a la costa de los lagos más grandes, haciendo parecer que la presencia de algas es aún mayor de lo que es en realidad.
Aunque las algas filamentosas pueden resultar desagradables desde el punto de vista estético, no son perjudiciales para la salud humana. Las algas son una parte natural del ecosistema acuático. Normalmente, la temporada de algas filamentosas apenas dura unas semanas en cada lago, entre mayo y junio de cada año.