Ficología: historia, campo de estudio e investigación
La ficología o algología es la disciplina científica que estudia las algas, enfocándose principalmente en el estudio de sus mecanismos fotosintéticos, producción de toxinas, productos industriales y sistemática.
Las algas son un grupo polifilético (sin antepasado común) de organismos fotosintéticos con presencia en la pared celular. En este grupo se incluyen individuos unicelulares (cianobacterias o algas verdiazules) y como pluricelulares. Igualmente, se incluyen tanto a células procariotas, como eucariotas.
La ficología se inició en la antigua Grecia, con los trabajos de Teofrasto y Dioscórides. Durante mucho tiempo, se consideró que las algas eran plantas, por lo que fueron estudiadas principalmente por botánicos.
Linneo fue el primero en utilizar el nombre alga para definir a este grupo de organismos, aunque también incluyó algunas briofitas. Sin embargo, es en el siglo XIX cuando la ficología se afianza como disciplina, al conocerse mejor la estructura de las algas.
Durante estos años, grandes ficólogos, como Stackhouse, Lamouroux y Kützing, hicieron importantes aportes en la biología y clasificación de las algas. Sus trabajos se basaron principalmente en el estudio de la anatomía y ciclo de vida de estos organismos.
Entre las áreas de estudio de la ficológica destacan las investigaciones sobre las “mareas rojas”, causadas por el crecimiento exponencial de microalgas. Estos organismos producen toxinas que envenenan peces y mariscos, afectando de manera negativa a la industria pesquera y a la salud pública.
Índice del artículo
Las civilizaciones humanas costeras desarrollaron un importante vínculo con las algas. Los mapuches, en Chile, incluyen a las algas en su simbología mitológica. Por su parte, los chinos son los primeros en dejar referencias escritas sobre estos organismos.
La ficología o algología, como ciencia, tiene su origen principalmente en la cultura occidental y su desarrollo se vincula a la historia de la botánica. Podemos reconocer cuatro fases dentro de su evolución histórica.
Los primeros en utilizar el término phykos (plantas marinas) para referirse a las algas fueron los griegos Teofrasto y Dioscórides. Posteriormente, de este nombre griego derivó el término romano Fucus, usado para denominar a estos organismos.
Durante los siglos XVI y XVII no se realizaron muchos estudios en el campo de la ficología. El botánico checo Von Zalusian (1592) incluyó a las algas junto a los hongos, líquenes y hierbas marinas en el grupo Musci. Von Zakusian consideraba a estos grupos como “Ruda et Confusa” (difíciles y confusos), debido a la dificultad para clasificarlos.
Otro botánico que hizo aportes en los inicios de la ficología fue Gaspar Bauhin, en su obra Prodromus theatri botánica (1620). El autor clasificó como algas a diferentes grupos de plantas, como musgos y colas de caballo (Equisetum).
En el año 1711, el francés Ferchault de Reaumur describió las estructuras sexuales de una especie de alga. Este fue un importante aporte para la algología, aunque botánicos como Samuel Gottlieb siguieron considerando que las algas se reproducían por partenogénesis.
Linneo incluyó a las algas dentro de las criptógamas (plantas sin semillas), en su sistema sexual de clasificación (1735). Posteriormente, en 1753 describió el género Fucus, y allí el grupo comenzó a tener una mejor definición.
El uso de mejores microscopios ópticos generó grandes avances en la ficología. Fue en este período cuando se definieron la mayoría de los principales grupos de algas, tal como se les conoce hoy día.
El primero en demostrar claramente la sexualidad de las algas fue el suizo Pierre Vaucher en su obra Histoire des conferves de’eau douce (1803). A partir de este trabajo, se reconoce a las algas como grupo y la algología comienza a consolidarse.
Se considera que el inglés John Stackhouse transformó la ficología en una disciplina científica. En 1801, Stackhouse estudió la germinación del cigoto de especies de Fucus y determinó que las mismas pertenecían a distintos géneros.
Posteriormente, el botánico francés Jean Lamouroux propuso un sistema de clasificación para las algas en 1813. En sus obras, describió un gran número de especies y definió tres grandes grupos (algas rojas, pardas y verdes).
Dentro de los grandes ficólogos de la época destacan los suecos C.A. Agardh y su hijo J.G. Agardh, quienes estudiaron la morfología de las algas. J.G. Agardh propuso una clasificación de las algas marinas con base a sus características anatómicas.
Otro algólogo destacado fue el alemán Friedrich Kützing, quien publicó numerosos tratados de ficología en los que describió diversas especies. En sus investigaciones, tomaba en cuenta principalmente la anatomía de estos organismos.
En la mayor parte de este período, la ficología era considerada una rama de la botánica y las algas se incluyeran en la división Thallophyta (Plantae). También se realizó el estudio de los ciclos de vida de muchas especies, lo que permitió delimitar más claramente los distintos grupos.
El ficólogo italiano Giovanni de Toni trabajó durante 35 años en su obra SilleteAlgarín, que fue publicada en 1924. En esta obra se recoge todo el conocimiento sobre la sistemática de las algas que había hasta la fecha.
Además, nació la ficología marina, especializada en el estudio de las algas presentes en mares y océanos. Durante este período se iniciaron expediciones por distintas costas del mundo para clasificar a estos organismos.
En los años 50 (siglo XX) hubo un gran avance en la ficología, gracias al desarrollo de los microscopios electrónicos de barrido y transmisión. Esto permitió estudiar aspectos de la fisiología, biología celular y ecología de los distintos grupos de algas.
En la década de los 70, el enfoque sistemático de la ficología cambió, debido al uso de técnicas moleculares. Se logró determinar que las algas son un grupo polifilético (que no comparten un ancestro común). Así, las cianobacterias fueron ubicadas dentro de las bacterias y los otros grupos de algas en el Reino Protista.
Actualmente, la ficología es una disciplina consolidada y hay numerosos investigadores en sus distintos campos de estudio.
La ficología es la disciplina que se dedica al estudio de las algas. La misma no está referida solo a una categoría taxonómica (debido al origen de este grupo), pero se sigue utilizando con fines prácticos.
Dentro de las algas, se encuentran tanto células procariotas como eucariotas, la mayoría de las cuales realizan fotosíntesis. En el grupo de los eucariotas, las algas son talofitas (plantas con talo) cuyo pigmento fotosintético primario es la clorofila a.
La ficología estudia las características morfológicas y anatómicas de los distintos grupos de algas. Además, aborda la investigación sobre los procesos evolutivos de estos organismos, incluyendo diversos aspectos como la evolución del cloroplasto y la de los mecanismos fotosintéticos.
En el campo de la fisiología y bioquímica, los ficológos se han dedicado al estudio de las denominadas “mareas rojas”. Esto se refiere al crecimiento exponencial de ciertas microalgas que producen ficotoxinas, que son organismos tóxicos para la fauna marina y los humanos.
Dentro de la algología, se contempla el conocimiento del papel de las algas en los ecosistemas donde se encuentran. Este tema es de gran importancia para la ciencia, pues estos organismos son los principales productores de oxígeno del planeta.
Por otra parte, las algas son de utilidad para los seres humanos como alimento y como base para la elaboración de productos industriales. Por tanto, la ficología también estudia las especies potencialmente útiles, así como las formas de utilización más eficientes de las algas.
La ficología como disciplina abarca diversas áreas de interés para los investigadores. En la actualidad destacan las relacionadas con su fisiología, producción de toxinas, productos industriales y sistemática.
Ha sido planteado que los cloroplastos de las algas evolucionaron a partir de cianobacterias endosimbióticas. Las investigaciones en este campo se centran en los mecanismos de transporte de la información que controla la división y metabolismo de los cloroplastos.
Durante 2017 fue realizado un estudio en cianobacterias y otros grupos de algas. Mediante este, se investigó los mecanismos de uso del oxígeno, ya que los excesos de este elemento pueden causar daños oxidativos en las células.
Los resultados de este estudio muestran que en las cianobacterias se activa una enzima que protege a la célula de las altas intensidades de luz. En otras especies se observaron estrategias bioquímicas que hacen a las células insensibles al exceso de O2.
La producción de ficotoxinas puede producir las llamadas “mareas rojas”, que generan un gran impacto ecológico y económico. Es por esto que la ficología se ha enfocado en el estudio de estos compuestos.
Se han venido realizando diversas investigaciones para determinar cómo actúan estas ficotoxinas en distintos organismos, incluidos los humanos. En 2018, investigadores españoles hicieron una revisión de las toxinas producidas por microalgas y los mecanismos de acción y síntomas que producen en los seres humanos.
La ficología, en los últimos años, ha dedicado atención al campo de los biocombustibles. Se están desarrollando numerosas investigaciones en aspectos biológicos y aplicados de las algas que pueden ser potencialmente aprovechables.
Una revisión sobre perspectivas de uso de las algas como biocombustibles (llevada a cabo en 2017), indica que los principales retos de acción están en el área tecnológica. Principalmente, están enfocados en lograr la producción de una alta biomasa, así como de lograr condiciones de cultivo adecuadas.
Algunos géneros de algas como Cladophora (algas verdes) y Fucus (algas rojas) son tolerantes a los metales pesados. En este sentido, se están realizando estudios para determinar la cantidad de metales que pueden contener estos organismos.
A partir de la información obtenida, se han establecido modelos de simulación sobre el comportamiento de la contaminación por metales pesados en cuerpos de agua.
La ficología ha dado gran importancia al estudio sistemático de las algas. Este campo se ha enfocado fundamentalmente en estudiar la relación de las algas entre sí y su efecto en otros organismos.
En este sentido, las técnicas moleculares han sido muy importantes para definir estas relaciones entre organismos.
Recientemente, se estudiaron las algas glaciales de Groenlandia, ubicadas dentro del grupo de las Chlorophytas (algas verdes). Se comprobó que estas son las algas más relacionadas con las plantas y que su ecología puede ayudar a comprender mejor la colonización vegetal del medio terrestre.
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