Las algas del género Gracilaria, como la Gracilaria chilensis (conocida localmente como pelillo) y la Gracilaria vermiculophylla, son de gran importancia económica y ecológica. Son la materia prima para la producción de agar y, a su vez, refugio para numerosas especies marinas.
En su hábitat natural, adheridas a sustratos rocosos, estas algas completan su ciclo de vida sexual y producen abundantes estructuras reproductivas. Sin embargo, en los centros de cultivo, donde se propagan vegetativamente en fondos blandos, se observa un fenómeno curioso: una drástica reducción de su capacidad reproductiva. ¿A qué se debe esta «infertilidad» funcional en las granjas de algas?
Una nueva investigación de científicos chilenos del Núcleo Milenio de Agronomía Marina de Algas (MASH) junto a colaboradores internacionales del centro GEOMAR de Alemania, ha puesto el foco en un factor a menudo invisible pero fundamental: el biofilm microbiano. El estudio exploró la hipótesis de que la comunidad de bacterias que vive en la superficie de las algas influye directamente en su fertilidad, y los resultados son sorprendentes.
Conclusiones clave
- 1 Conclusiones clave
- 2 ¿Cómo se estudió el efecto de los microbios?
- 3 Un efecto diferente para cada población
- 4 Un equilibrio delicado: crecimiento versus fertilidad
- 5 ¿Y si devolvemos las bacterias? La complejidad de restaurar la función
- 6 Conclusión: hacia una acuicultura que considere al holobionte
- 7 Entradas relacionadas:
- El biofilm microbiano, la comunidad de bacterias que vive en la superficie de las algas, juega un papel crucial en la regulación del crecimiento y la fertilidad de las algas rojas Gracilaria chilensis y Gracilaria vermiculophylla.
- En las poblaciones cultivadas de G. chilensis, la eliminación experimental del biofilm aumentó significativamente la producción de estructuras reproductivas (tetrasporangios), sugiriendo que el biofilm en condiciones de cultivo podría estar inhibiendo la fertilidad.
- Por el contrario, en las poblaciones naturales de G. chilensis y nativas de G. vermiculophylla, la eliminación del biofilm redujo tanto el crecimiento como la fertilidad, lo que indica una dependencia positiva de estas algas hacia sus comunidades microbianas nativas.
- El estudio evidencia un «trade-off» o compromiso entre crecimiento y fertilidad, especialmente en algas de cultivo. La manipulación del biofilm invirtió esta relación: al eliminarlo, la fertilidad aumentó, pero el crecimiento disminuyó.
- La simple reinoculación de bacterias no logró restaurar las funciones originales de crecimiento y fertilidad, lo que sugiere que la estructura y el proceso de colonización del biofilm son complejos y fundamentales para su efectividad.
¿Cómo se estudió el efecto de los microbios?
Para descifrar la relación entre las algas y sus bacterias, los científicos realizaron un experimento de laboratorio con dos especies: G. chilensis (comparando poblaciones naturales de roca y de cultivo en fondos blandos) y G. vermiculophylla (comparando poblaciones nativas de Asia y no nativas o invasoras de Europa y EE.UU.).
El diseño experimental consistió en cuatro tratamientos principales:
- Control: Algas con su biofilm natural intacto.
- Sin Biofilm (WB): Se eliminó completamente el biofilm de la superficie de las algas mediante un tratamiento con ultrasonido, cepillado y una serie de antibióticos.
- Reinoculación Homóloga (HR): A las algas sin biofilm se les reintrodujeron bacterias extraídas de algas del mismo tipo de población (ej. de cultivo a cultivo).
- Reinoculación Heteróloga (HeR): A las algas sin biofilm se les introdujeron bacterias de un tipo de población opuesto (ej. de natural a cultivo).
Durante 35 a 40 días, los investigadores midieron dos parámetros clave: la tasa de crecimiento específico y la densidad de tetrasporangios maduros, que son las estructuras donde se producen las esporas para la reproducción.
Un efecto diferente para cada población
Gracilaria chilensis: en cultivo, el biofilm parece inhibir la reproducción
Los hallazgos en G. chilensis fueron reveladores. Como se esperaba, las algas de poblaciones naturales mostraron una mayor densidad de estructuras reproductivas que las de cultivo.
Lo más interesante ocurrió al eliminar el biofilm:
- En las poblaciones naturales, quitar el biofilm no tuvo efecto sobre la fertilidad, pero redujo significativamente el crecimiento. Esto sugiere que las bacterias nativas son importantes para el desarrollo vegetativo del alga.
- En las poblaciones de cultivo, la eliminación del biofilm provocó un aumento sustancial en la producción de tetrasporangios. Este resultado apoya la hipótesis de que el biofilm presente en las granjas podría estar, de alguna manera, inhibiendo la fertilidad de las algas.
Gracilaria vermiculophylla: las poblaciones nativas dependen de su biofilm
En el caso de G. vermiculophylla, la respuesta fue diferente, demostrando que estas interacciones son específicas para cada especie y contexto.
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- En las poblaciones nativas, eliminar el biofilm redujo drásticamente la fertilidad. Esto indica una clara dependencia del alga de sus bacterias asociadas para poder reproducirse exitosamente en su ambiente original.
- En las poblaciones no nativas, no se detectó un efecto significativo al remover el biofilm.
Un equilibrio delicado: crecimiento versus fertilidad
Uno de los conceptos más importantes que revela este estudio es el «trade-off» o compromiso biológico entre crecer y reproducirse. Los recursos son limitados, y un organismo debe «decidir» si los invierte en aumentar su tamaño o en generar descendencia.
En las poblaciones cultivadas de G. chilensis y las no nativas de G. vermiculophylla, el biofilm parece regular este equilibrio. Con su biofilm natural, estas algas crecen más rápido pero son menos fértiles. Al quitarles el biofilm, la tendencia se invierte: crecen menos, pero invierten más recursos en la reproducción. Esto sugiere que el microbiota juega un rol regulador en cómo el alga asigna su energía, un fenómeno que podría haber sido seleccionado, consciente o inconscientemente, en las prácticas de cultivo que priorizan la biomasa.
¿Y si devolvemos las bacterias? La complejidad de restaurar la función
Si el biofilm es tan importante, ¿basta con volver a poner las bacterias para restaurar sus efectos? La respuesta, según este estudio, es no.
En la mayoría de los casos, la reinoculación (tanto homóloga como heteróloga) no logró restaurar los niveles de crecimiento o fertilidad observados en los controles. Esto sugiere que la simple presencia de las bacterias no es suficiente. El éxito de la función del biofilm probablemente depende de una estructura comunitaria específica, una secuencia de colonización ordenada y complejas interacciones ecológicas entre los microbios. Una reinoculación masiva y desordenada no puede replicar la arquitectura funcional de un biofilm nativo y maduro.
Conclusión: hacia una acuicultura que considere al holobionte
Este estudio demuestra de manera contundente que las algas no deben ser vistas como organismos aislados, sino como «holobiontes»: una unidad funcional compuesta por el alga (hospedero) y su compleja comunidad de microorganismos asociados.
El estudio confirmó que “a pesar de la baja fertilidad característica de los cultivos de G. chilensis y de la propagación clonal que predomina en fondos arenoso-fangosos, algunos ejemplares aún conservan la capacidad de formar tetrasporangios, estructuras reproductivas esenciales para mantener la diversidad genética de la especie”, señaló el equipo investigador.
Los resultados tienen implicaciones profundas para la acuicultura de Gracilaria. La baja fertilidad en los cultivos podría no ser solo una consecuencia de la propagación vegetativa, sino también del tipo de comunidad microbiana que se fomenta en ese ambiente. Entender y manipular estas interacciones alga-bacteria abre una nueva frontera para optimizar no solo el crecimiento, sino también la salud y la capacidad reproductiva de las algas cultivadas.
La investigación futura deberá enfocarse en identificar qué bacterias específicas o consorcios bacterianos son responsables de estos efectos y cómo se puede gestionar el biofilm para mejorar la sostenibilidad y eficiencia de la producción de algas.
Contacto
Sara Usandizaga
Millenium Nucleus MASH, Facultad de Ciencias Biológicas, Pontificia Universidad Católica de Chile
Santiago, Chile
Email: susandizaga@gmail.com
Referencia
Usandizaga, S., Olivos, J. P., Beltrán, J., Weinberger, F., Guillemin, M. L., & Faugeron, S. (2025). Microbial biofilm influences tetrasporophyte fertility in clonal and sexual populations of two Gracilaria species. Journal of Applied Phycology, 1-13.
Editor de la revista digital AquaHoy. Biólogo Acuicultor titulado por la Universidad Nacional del Santa (UNS) y Máster en Gestión de la Ciencia y la Innovación por la Universidad Politécnica de Valencia, con diplomados en Innovación Empresarial y Gestión de la Innovación. Posee amplia experiencia en el sector acuícola y pesquero, habiendo liderado la Unidad de Innovación en Pesca del Programa Nacional de Innovación en Pesca y Acuicultura (PNIPA). Ha sido consultor senior en vigilancia tecnológica, formulador y asesor de proyectos de innovación, y docente en la UNS. Es miembro del Colegio de Biólogos del Perú y ha sido reconocido por la World Aquaculture Society (WAS) en 2016 por su aporte a la acuicultura.
