CIANOBACTERIAS

Importancia ecológica y antropocéntrica de cyanobacteria

Las cianobacterias un papel muy relevante en la introducción de nitrógeno en los ecosistemas y en la productividad primaria de los océanos

La vida en la tierra tal como la conocemos no sería posible si algunos de los procariotas no hubieran conservado la capacidad de fijar nitrógeno atmosférico. El nitrógeno, aunque es un elemento abundante en la corteza terrestre, es muy poco biodisponible, y la mayoría del nitrógeno combinado que circula en los ciclos de materia, procede de fijación biológica. Esta capacidad que conservan algunas cianobacterias, tiene una gran relevancia ecológica y económica. En los océanos, se lleva a cabo el 30% de la introducción de nitrógeno global, y la mayor parte debido a las cianobacterias. Esta diazotrofía, junto con su fotoautotrofía, hace que fitoplancton marino sea responsable aproximadamente el 66% de la producción primaria del planeta. Muchas cadenas tróficas tienen su base en la productividad primaria de cianobacterias. Sin duda, las cianobacterias son organismos cuyo crecimiento tiene unos requerimientos nutricionales muy bajos, con capacidad de obtener por si mismas carbono y nitrógeno en presencia de luz. Esta característica hace que sean especialmente interesantes en biotecnología, debido al bajo costo de la producción de su biomasa.

El uso de las cianobacterias como abono verde ha sido tradicionalmente utilizado por la humanidad. Como se ha indicado anteriormente, los suelos son de forma natural limitantes en el macronutriente nitrógeno, e incluso en la agricultura actual, los abonos nitrogenados suponen un alto coste económico y medioambiental. Las cianobacterias han sido tradicionalmente utilizadas en Asia como fertilizantes naturales en campos de arroz, ya sea en forma de vida libre o en simbiosis con una especie de un helecho llamado Azolla. En agricultura sostenible, las cianobacterias libres o asociadas, así como el uso de otros procariotas capaces de fijar dinitrógeno atmosférico (especialmente el binomio

Rhizobium/leguminosa). Las cianobacterias son hoy día un importante eslabón del ecosistema global, y contribuyen con más del 30% del oxígeno liberado a la atmosfera cada año. Por otra parte, la capacidad de incorporar CO2, mayoritariamente al ciclo de Calvin, pero también mediante otros procesos mediados por otras enzimas, implica que son unos organismos que pueden ser utilizados para secuestrar CO2 de la atmósfera.

Son fuente de multitud de metabolitos bioactivos de potencial interés farmacológico, todavía inexplorados.

Las cianobacterias producen gran cantidad de metabolitos con interés terapéutico, que incluyen antivirales, antitumorales, inhibidores de enzimas, protectores de luz ultravioleta entre otros efectos. (Skulberg 2005) (Gademann y Kobylinska 2009) (Jones et al, 2009). La cianobacteria marina Lyngbya majuscula y otras especies del género Lyngbya han mostrado ser una fuente excelente de productos bioactivos, además de presentar algunos en cantidades suficientes para ser organismos muy tóxicos. Además de los productos naturales, las cianobacterias pueden ser utilizadas para la producción de metabolitos de interés, mediante recombinación génica, insertando los genes implicados en su síntesis.

Las protecciones que las cianobacterias han desarrollado a lo largo de la evolución para evitar daños de la luz ultravioleta pueden ser útiles como protectores solares.

Las cianobacterias han sido utilizadas para nutrición humana y son fuente de suplementos alimenticios.

Algunas culturas han incluido tradicionalmente ciertas especies de cianobacterias en su dieta.

Sirva de ejemplo la sopa de Nostoc que se consume en muchas regiones de China, llamada sopa Fa Cai, que por su alto coste se considera un manjar.

Aunque esta cianobacteria sigue presente en el lago, no se consume hoy día.

En los años 70, y en base a una composición que parecía idónea como suplemento alimenticio, (ya que tiene una altísima proporción de proteínas (hasta el 70% de peso seco) así como vitaminas, ácidos grasos esenciales y otros elementos), se empezó a comercializar masa celular de Spirulina como suplemento alimenticio.

Los pigmentos fotosintéticos que contienen las cianobacterias han sido también considerados para su uso en alimentación. Las cianobacterias contienen únicamente clorofila a, y además de los carotenoides que se encuentran en los complejos antena de los fotosistemas (antioxidantes muy utilizados, presentes en todos los vegetales), contienen unos pigmentos llamados ficoeritrinas y ficobilinas, que forman parte también de las antenas, unidos a una serie de proteínas especificas. Las ficobiliproteínas confieren el matiz azulado que da nombre

al grupo, cianobacterias, bacterias azules.

Biocombustibles a partir de cianobacterias

La biomasa procedente de cianobacterias para la obtención de biocombustibles está despertando un interés importante como alternativa para la obtención de energía sostenible.

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