Los químicos más pequeños de la Tierra pueden transformar costas enteras
Las algas microscópicas del océano generan la mitad del oxígeno que respiramos.
Pero frente a las costas del sur de Australia, estos mismos organismos han desatado una floración tóxica que ha cerrado playas, clausurado granjas de ostras y ha dejado miles de muertes en la vida marina.
Cuando se desequilibra la química del océano, las algas pueden pasar de ser productoras de oxígeno a agresoras químicas, y el daño puede ser rápido, generalizado e imposible de detener.
Las algas, el motor del océano
Las microalgas no son plantas, pero al igual que estas, obtienen su energía del sol.
Alimentadas por la luz solar, las microalgas convierten el CO₂ en azúcares, aminoácidos y lípidos que sustentan a los microbios marinos, el krill, los peces y las ballenas, formando la base de la red trófica del océano.
Aunque representan menos del 1% de la biomasa fotosintética de la Tierra, las microalgas convierten tanto carbono como todas las plantas terrestres juntas, impulsando la maquinaria molecular del mar.
Los azúcares, aminoácidos, lípidos y otros metabolitos de pequeñas moléculas se filtran de las células de las algas o se liberan cuando mueren, alimentando a una vasta comunidad microbiana que los recicla y los transforma.
Este comercio molecular sustenta la red alimentaria marina y nutre todo, desde las bacterias y el krill hasta las sardinas, los delfines, las ballenas y, en última instancia, a nosotros.
Cuando una buena floración se vuelve mala
Las floraciones de algas son fenómenos naturales, y la mayoría son inofensivas, incluso hermosas. Pero surgen problemas cuando las especies equivocadas florecen en cantidades inadecuadas.
De las miles de especies de algas marinas que existen, solo un pequeño porcentaje tiene la capacidad de formar floraciones dañinas.
Karenia mikimotoi, el alga que actualmente domina la floración del sur de Australia, produce cócteles químicos que contienen peróxido de hidrógeno y hemolisinas que dañan las branquias y las células sanguíneas de los peces.
Imagen: La especie Karenia mikimotoi fue identificada como la causa de la floración de microalgas en la península de Fleurieu.
Si bien estas algas pueden ser mortales para la vida marina, afortunadamente solo causan efectos leves en los humanos.
Si bien K. mikimotoi daña principalmente la vida marina, otras algas producen toxinas más peligrosas para los humanos.
Un pariente, Karenia brevis, es responsable de las "mareas rojas" de Florida y libera moléculas fascinantemente complejas, con forma de escalera, llamadas brevetoxinas.
Se acumulan en los mariscos y pueden causar intoxicación neurotóxica al ingerirlos.
Imagen: Marea roja de Karenia brevis
Estos compuestos pueden incluso transportarse por el aire a través del rocío marino, provocando dificultad respiratoria y, en floraciones graves, provocando el cierre de playas y alertas de evacuación.
Pero incluso las algas no tóxicas pueden sofocar los ecosistemas costeros por su gran volumen.
A medida que billones de células de algas se multiplican, mueren y se hunden, sus células en descomposición extraen el oxígeno del agua y bloquean la luz solar, creando "zonas muertas" sofocantes que han plagado los ecosistemas costeros desde el delta del Mississippi hasta la propia desembocadura del Murray en el sur de Australia.
El fenómeno ocurrido en Australia del Sur ya es la mayor floración de algas registrada en ese país, abarcando aproximadamente 4.500 km² (un área cuatro veces el tamaño de Hong Kong) y matando a decenas de miles, posiblemente millones, de peces e invertebrados.
Estamos alimentando las floraciones
¿Qué provoca una floración descontrolada? A menudo, se trata de una tormenta química perfecta.
Las aguas de escorrentía ricas en nutrientes provenientes de granjas y ciudades vierten nitrógeno y fósforo al mar, impulsando el crecimiento.
Las olas de calor marinas, más comunes con el cambio climático, aceleran el metabolismo de las algas y prolongan la temporada de crecimiento.
Pero las floraciones de algas nocivas no son nuevas.
Existen crónicas de la era samurái del Japón del siglo VIII que describen mares que "se convirtieron en sangre". Sin embargo, la actividad humana ha desequilibrado la balanza, provocando floraciones dañinas más frecuentes, intensas y destructivas.
Imagen: Un método sencillo para eliminar las floraciones de algas nocivas: espumas pulverizables con alguicidas y floculantes
Un mercado molecular en el mar
Bajo el microscopio, una floración de algas parece un bullicioso bazar donde los microbios intercambian moléculas para sobrevivir.
Las algas, los "productores" primarios, funcionan con luz solar y dióxido de carbono y liberan un excedente de azúcares, aminoácidos y otros nutrientes que sustentan una vasta comunidad de consumidores bacterianos.
A cambio, las bacterias suministran compuestos difíciles de producir, como vitaminas que las algas necesitan pero que no pueden producir fácilmente.
Pero este mercado molecular también atrae a oportunistas y ejecutores. Algunas bacterias liberan bactericidas para eliminar a sus rivales, mientras que otras utilizan algicidas que destruyen las células de las algas.
Uno de estos algicidas es un conjunto de compuestos aparentemente simples producidos por bacterias marinas, llamados questiomicinas. Estos matan a las especies de Karenia y podrían detener su proliferación.
"Nuestro equipo ha sintetizado ahora questiomicinas en el laboratorio, lo que nos proporciona otra arma en la lucha contra las floraciones tóxicas", dice Spencer Williams, profesor en la Facultad de Química de la Universidad de Melbourne.
Por qué las balas de plata no son suficientes
Eliminar las floraciones en mar abierto no es tan sencillo como rociar alguicidas.
Si bien estas tácticas funcionan en estanques y piscifactorías, fracasan en la inmensidad del mar, donde las olas los diluyen y las mareas los dispersan.
La prevención es una mejor opción: reducir la escorrentía de nutrientes, restaurar los humedales y disminuir las emisiones de carbono para frenar las olas de calor marinas.
Con el tiempo, la naturaleza se restablecerá a medida que los virus ataquen, los animales de pastoreo se alimenten y las corrientes arrastren la floración.
El resiliente y antiguo océano, se recuperará.
¿Dominando las floraciones en mar abierto?
El grupo de investigación de Williams, en colaboración con colaboradores globales, está trazando la economía molecular de los microorganismos marinos con un detalle sin precedentes.
Están descubriendo qué nutrientes y compuestos desencadenan una floración, qué sustancias químicas naturales la controlan y cómo, al realizar sutiles cambios en su estructura molecular, se puede convertir una toxina en un alguicida seguro y eficaz.
Algún día, incluso se podría desarrollar controles microbianos que ayuden a controlar las floraciones en mar abierto.
Las floraciones de algas nocivas son majestuosas y amenazantes, prueba de que los químicos más pequeños de la Tierra pueden transformar costas enteras.
Al descifrar su química, podemos aprender cuándo hacernos a un lado y cuándo (y cómo) inclinar la balanza a favor de la Naturaleza.
