Cianobacterias: qué son, características y ejemplos

A pesar del importante papel que juegan en los ecosistemas, poco escuchamos hablar de las cianobacterias u oxifotobacterias. ¿Sabías que al principio las cianobacterias se incluyeron en el reino Plantae, el de las plantas, y se les llamaba cianófitos? ¿Y que luego se consideraron algas y las llamábamos cianofíceas? Actualmente, se las ubica en al reino Monera.

Las cianobacterias u oxifotobacterias son un filo de organismos procariotas, autótrofos y unicelulares capaces de realizar la fotosíntesis oxigénica. Pertenecen al grupo de las bacterias gramnegativas y su nombre puede traducirse como “bacterias azules”, pues el prefijo ciano- hace referencia a su color azulado característico.

En un principio, las cianobacterias fueron incluidas en el reino de las plantas y se les llamaba cianófitos, que significa plantas azules. Luego, empezaron a considerarse algas y a ser llamadas cianofíceas, que significa algas azules. Se creía que las cianobacterias eran algas debido a su capacidad fotosintética, pero más tarde, se redefinió el término alga y se reservó exclusivamente para los organismos eucariontes fotosintéticos, quedando las cianobacterias excluidas de este grupo por ser organismos procariontes.

En la actualidad, se agrupa a las cianobacterias en la clase Cyanophyceae del dominio Bacteria, perteneciente al ya en desuso reino Monera. Se les sigue conociendo como algas verdeazuladas a pesar de que, como ya establecimos, no son algas sino bacterias.

Podemos decir, entonces, que el reino de las cianobacterias es el reino Monera (que engloba a los dominios Archaea y Bacteria y se encuentra en desuso, pues taxonómicamente, no se clasifica en reinos a los organismos procariotas).

Características de las cianobacterias

Empezamos indicando las principales características de las cianobacterias para conocerlas mejor poco a poco:

• Son los únicos procariontes capaces de realizar la fotosíntesis oxigénica. Un procarionte u organismo procariota es aquel que está compuesto por células procariotas, que no tienen un núcleo celular definido. La fotosíntesis oxigénica es aquella en la que se utilizan los electrones del agua para convertir energía lumínica en energía química y compuestos químicos inorgánicos, como el dióxido de carbono, el nitrógeno o el fósforo, en compuestos químicos orgánicos como el oxígeno.

• Otra característica distintiva de las cianobacterias es su llamativo color verdeazulado, que va desde un verde muy tenue hasta un color azul tan oscuro que asemeja al negro. Esta pigmentación se debe a la ficobilina, una clase de compuestos cromóforos presentes en el citoplasma de las cianobacterias. A pesar de que como su nombre lo indica, los colores más comunes en las cianobacterias son los que derivan del verdeazulado, existen numerosas especies que presentan tonos rojizos o cobrizos.

• Aunque las cianobacterias son organismos microscópicos de tan solo unos cuantos micrómetros de longitud, son considerablemente más grandes que la mayoría de las bacterias.

• Se reproducen asexualmente (mediante fisión binaria, fisión múltiple, gemación o fragmentación).

• Tienen una respiración aeróbica.

• A pesar de que son organismos unicelulares, suelen agruparse y formar colonias extensas, que incluso van desde los miles hasta los millones de individuos agrupados en asociaciones coloniales.

• Las cianobacterias habitan en todo tipo de ecosistemas acuáticos y en ecosistemas terrestres con niveles aceptables de humedad. Se pueden encontrar cianobacterias en estanques, lagos, lagunas, ríos, humedales, manglares, océanos, depósitos de agua subterráneos, cuevas, selvas, montañas, bosques, la superficie de formaciones rocosas, la piel de algunos animales e incluso, suelen aparecer cianobacterias en acuarios, tanques y fuentes. Algunas cianobacterias son extremófilas (soportan condiciones ambientales extremas) y viven en ambientes tan inhóspitos como desiertos, aguas termales, fuentes hidrotermales, glaciares, lagos hipersalinos, aguas muy alcalinas e incluso, en el espacio exterior.

• Hay especies de cianobacterias que establecen relaciones simbióticas con helechos, protistas u hongos. La simbiosis entre una cianobacteria y un hongo se conoce comúnmente como liquen.

Aunque la mayoría de las cianobacterias tienen las características anteriormente mencionadas, existen ciertas excepciones. Hay especies de cianobacterias que, por ejemplo, son macroscópicas y no microscópicas o heterótrofas y no autótrofas.

Orgánulos de las cianobacterias

Aunque ya hemos indicado las principales características, profundizamos más en los rasgos de estos pequeños organismos y hablamos sobre los orgánulos de las cianobacterias:

• Carboxisomas: son los encargados de la fijación de CO2.

• Vesículas de gas: permiten la flotabilidad.

• Gránulos de cianoficina: almacenan la proteína cianoficina y el almidón cianofíceo.

• Gránulos de glucógeno: almacenan energía.

• Protonúcleo: representa la región en la cual se encuentra el ADN de la cianobacteria, el cual está caracterizado por ser circular, cerrado y desnudo.

• Membrana tilacoidal: es una invaginación de la membrana plasmática en la cual se encuentran los tilacoides.

• Ribosomas: permiten la síntesis de proteínas y miden 70 s.

• Membrana celular: está conformada por una membrana plasmática interna y una membrana externa, ambas compuestas por fosfolípidos y hopanoides.

• Pared celular: se encuentra entre las membranas plasmática interna y externa, está compuesta por peptidoglucanos y proporciona protección mecánica a la célula.

• Laminillas fotosintéticas: contienen pigmentos fotosintéticos como la clorofila a, los carotenoides y las ficobilinas.

Grupos de cianobacterias

Las agrupaciones que forman estos microorganismos se denominan colonias trímeras (porque crecen y se ramifican en tres direcciones) y están compuestas por células altamente especializadas que cumplen funciones específicas dentro de la colonia.

Algunas de las células que conforman las colonias trímeras de cianobacterias son:

• Heterocistos: son las células encargadas de fijar el nitrógeno atmosférico.

• Acinetos: son las células más grandes y sirven para almacenar almidón cianofíceo.

• Beocistos: son células encargadas de la ramificación de la colonia mediante la fisión múltiple.

• Nedridios: son células que hacen apostosis para permitir la propagación de las colonias. Estas células mueren y permiten que segmentos de la colonia (hormogorios) se desprendan y desplacen hasta encontrar un nuevo sustrato en el cual puedan fijarse y formar una nueva colonia.

Ejemplos de cianobacterias

Existen más de 5.000 especies de cianobacterias. Algunas de las especies más representativas son:

• Arthrospira platensis y Arthrospira máxima: pertenecientes al género Spirulina, son dos especies de cianobacterias de interés comercial. Se utilizan en la elaboración de la espirulina, un suplemento dietético energizante con alto contenido en proteínas, minerales, vitaminas y carotenos.

• Nostoc sphaericum: es una cianobacteria del género Nostoc muy apreciada en la gastronomía de varios países latinoamericanos, en los que se le conoce como cushuro. Tiene forma esférica, consistencia gelatinosa y propiedades antioxidantes y antivirales, por lo que también es de interés farmacológico.

• Nostoc commune.

• Nostoc punctiforme.

• Synechococcus.

Cuál es la importancia de las cianobacterias para la vida

Para terminar de comentar el interesante mundo de las cianobacterias, aquí mencionamos diversos aspectos por los que se las considera súper importantes para la vida tal y como la conocemos hoy en día.

• Las cianobacterias juegan un papel fundamental en el desarrollo de diversos ecosistemas acuáticos y terrestres. Son productores primarios y actúan como proveedores y fijadores de nitrógeno para todo tipo de cadenas tróficas. El nitrógeno atmosférico es especialmente importante para el crecimiento de las algas y plantas acuáticas, que son a su vez importantes productores primarios. Aquí puedes conocerlos mejor: Organismos productores: qué son y ejemplos.

• Ya que la mayoría de la actividad fotosintética de la Tierra ocurre en el agua, se sabe que las algas y cianobacterias producen mucho más oxígeno que las plantas terrestres. Las cianobacterias generan un buen porcentaje del oxígeno molecular de la Tierra y, además, ayudan enormemente a disminuir los niveles de dióxido de carbono en el ambiente.

• Las cianobacterias fueron los primeros organismos autótrofos y, en la Prehistoria, inundaron poco a poco la atmósfera terrestre con oxígeno que producían mediante la fotosíntesis. Este cambio en la composición de la atmósfera permitió la formación de la capa de ozono (que nos protege de la nociva radiación ultravioleta del Sol) y el surgimiento y la diversificación de nuevos organismos capaces de sobrevivir fuera del agua: los seres aeróbicos. Gracias a las cianobacterias se originaron los organismos autótrofos. De la endosimbiosis entre los plástidos de las cianobacterias y las células eucariotas primitivas surgen las células vegetales y las algas que conocemos hoy en día. Aquí puedes leer acerca del Origen y evolución de las plantas: resumen.

• Varias especies de cianobacterias son de interés económico y biotecnológico. Algunas se cultivan con fines alimenticios, por ejemplo, Arthrospira platensis, Arthrospira maxima y Nostoc sphaericum.

• Muchas cianobacterias son indicadores de contaminación y se convierten en un verdadero problema para sus ecosistemas. Cuando existe eutrofización (exceso de nutrientes como el fósforo, el nitrógeno y el azufre en cuerpos de agua) las cianobacterias aumentan su población descontroladamente. Estas gigantescas colonias se aglomeran en capas gruesas y viscosas en la superficie de ríos, lagos y lagunas y se conocen como floraciones de cianobacterias. Estas perjudican a muchos seres vivos porque impiden que la luz de Sol llegué hasta el fondo acuático y producen toxinas que pueden ser mortales incluso para los seres humanos. También perjudican actividades humanas como la pesca, el transporte y el turismo y contaminan fuentes de agua potable. Muchas veces este exceso de fósforo, nitrógeno y/o azufre en los cuerpos de agua se debe a actividades humanas como la agricultura y la ganadería, que emplean fertilizantes y pesticidas con altos contenidos de estos bioelementos. Aquí podrás leer sobre Indicadores ambientales: qué son, tipos y ejemplos y sobre Qué es la eutrofización.

• La aparición de cianobacterias en un acuario o tanque puede significar un mantenimiento deficiente, exceso de nutrientes (sulfatos, nitratos y fosfatos), mala iluminación, estancamiento y/o mala filtración del agua.

• Cuando las cianobacterias forman líquenes son utilizadas como indicadores biológicos de la calidad del aire y el agua porque solo crecen en ambientes con niveles muy bajos o nulos de contaminación.