Las diatomeas (taxón Diatomea, Diatomeae o Bacillariophyceae sensu lato) son un grupo de algas unicelulares que constituyen uno de los tipos más comunes de fitoplancton. Contiene actualmente unas 20 000 especies vivas, las cuales son importantes productores dentro de la cadena alimenticia.
Muchas diatomeas son unicelulares, aunque algunas de ellas coexisten en forma de filamentos o cadenas celulares (e.g. Fragillaria), abanicos (e.g. Meridion), zigzags (e.g. Tabellaria), estrelladas (e.g. Asterionella). Una característica especial de este tipo de algas es que se hallan rodeadas por una pared celular única hecha de sílice opalino (dióxido de silicio hidratado) llamada frústula.
Estas frústulas muestran una amplia variedad en su forma,
pero generalmente consisten en dos partes asimétricas con una división entre ellas, característica que da nombre al grupo.
La evidencia fósil sugiere que las diatomeas se originaron durante o después del periodo Jurásico temprano, aunque los primeros restos corpóreos son del Paleógeno. Las comunidades de diatomeas son una herramienta usada recurrente- mente para la vigilancia de las condiciones medioambientales, de la calidad del agua y en el estudio de los cambios climáticos.
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CARACTERISTICAS
Las diatomeas pertenecen a un gran grupo llamado Heterokontophyta, el cual incluye especies tanto autótrofas (e.g algas pardas) como heterótrofas (e.g. oomicetos). Los cloroplastos amarillo-marrones de las diatomeas son típicos de los heteroncontos, con cuatro membranas, clorofilas a, c1 y c2 y pigme- ntos tales como β-caroteno, fucoxantina, diatoxantina y diadinoxantina. Las reservas de alimento se almacenan como carbohidratos o aceites, que además de servir de reserva, contribuyen a su flotabilidad. Sus individuos carecen de flagelo, pero están presentes en gametos y usualmente presentan una estru- ctura heteroconta, excepto en que carecen de vellosidades (mastigonemas) característicos de otros grupos. En general, las diatomeas no poseen movimiento propio, no obstante, algunas de ellas pueden
desplazarse mediante la contracción del rafe, debido a su pared celular silícea. Las diatomeas tienden a formar cadenas de células, y estas cadenas ayudan a la flotabilidad de las células para así mantenerse en las aguas superficiales con mayor incidencia de luz por más tiempo. Algunas especies regulan activame- nte su flotabilidad con los lípidos intracelulares para hacer frente al hundimiento. La sílice biogénica de la que la pared celular se compone es sintetizada intracelularmente por polimerización de monómeros de ácido silícico. Este material es luego secretado hacia el exterior de la célula en donde participa en la con- formación de la pared celular. Las valvas de las diatomeas se superponen una a otra, denominadas así entonces, la epivalva (placa superior) e hipovalva (placa inferior). El frústulo aparece delicadamente orna- mentado con relieves que forman dibujos variados y perfectamente simétricos, dando lugar a dos tipos de diatomeas, las que tienen simetría radial y las de simetría lateral. Los frústulos de las diatomeas se sedi- mentan por gravedad cuando es digerida o muere la célula, dando origen a rocas sedimentarias como las diatomitas y moronitas.
APLICACIONES:
La tierra diatomea es un material constituido por las frústulas de diatomeas fosilizadas, al ser un producto natural, es inocuo y no presenta riesgos para la salud o contaminación. La tierra diatomea provee micronutrientes calcio y magnesio, además reduce la lixiviación de fosforo, nitrógeno y potasio y favorece su absorción. La tierra diatomea también actúa como reconstituyente de contaminaciones por metales pesados además neutraliza la toxicidad del aluminio y reduce la absorción de hierro y magnesio.
Las propiedades de esos materiales, formados por partículas microscópicas, intrincadas y muy regulares en tamaño, los han hecho atractivos para diversos usos, como la fabricación de la dinamita, donde la nitroglicerina es embebida, reduciendo la probabilidad de una explosión accidental.
El polvo de diatomeas se emplea como insecticida en animales y plantas. Actúa deshidratando a insectos hasta matarlos, además corta y perfora el exoesqueleto, hiriéndolos y eliminándolos de forma progresiva y efectiva. Las frústulas de las diatomeas son de origen natural, por lo cual son inocuas para animales y plantas. A diferencia de insecticidas tóxicos, el polvo de diatomeas no puede ingresar en los tejidos animales debido a su tamaño.
Las diatomeas pertenecen a las microalgas oleaginosas debido a que presentan fracciones lipídicas del 25 % (condiciones normales) al 45 % (condiciones de estrés), cultivables en fotobiorreactores. La producción de biodiesel a partir de diatomeas se da por medio de transesterificación del aceite preveniente de las microalgas. La producción de biodiésel se basa en la producción y captación de biomasa de diatomeas, la cual es deshidratada y sometida a ultrasonidos para que libere sus componentes, posteriormente los lípidos son separados de carbohidratos y proteínas. El aceite obtenido es sometido a transesterificación alcalina, ácida o enzimática para producir glicerol y biodiesel.
Los aceites provenientes de diatomeas son principalmente triglicéridos, que generan mezclas de ésteres de alquilo al convertirse en biocombustible. El cracking térmico o pirolisis, es un proceso alterno a la transesterificación que transforma triglicéridos en otros compuestos orgánicos simples.
Se ha determinado que las diatomeas tienen la capacidad de producir ácidos grasos poliinsaturados (AGPI) en altas concentraciones, como por ejemplo la producción de diatomeas del género Nitzschia de ácido eicosapentanoico (EPA). Nitzschia posee ventajas como la resistencia a temperaturas de hasta -6 °C y ambientes altamente salobres, además su aceite alcanza el 50 % del peso seco de la biomasa.
Las comunidades de diatomeas pueden utilizarse para la determinación de las condiciones ambientales tanto de presente como del pasado y del cambio climático. También pueden utilizarse para determinar la calidad del agua.
La demostración de la presencia de Diatomeas dentro de las cavidades cardíacas o en la médula ósea de cadáveres es utilizada en medicina forense como fuerte indicio de muerte por sumersión.
