Zooxantelas: qué son, simbiosis y ciclo vital

Las zooxantelas son organismos unicelulares fotosintéticos, concretamente microalgas, que viven en simbiosis con diferentes especies de animales marinos.Entre sus principales hospedadores se encuentran diversas especies de coral, gorgonia, anémonas, esponjas de mar, algunas medusas y moluscos bivalvos. Estas algas unicelulares pertenecen al grupo de los dinoflagelados y se encuentran dentro de los tejidos de los hospedadores marinos.

Son conocidas con el término latino Zooxanthellae, aunque realmente este no conforma una categoría taxonómica, por lo que su uso es casi coloquial.

La simbiosis de las zooxantelas es una asociación mutualista altamente especializada entre las algas fotosintéticas y sus hospedadores marinos, como los corales, las anémonas y otros invertebrados. En esta relación simbiótica, ambas partes se benefician y dependen una de la otra para su supervivencia y éxito.

La simbiosis comienza cuando las zooxantelas, presentes en el agua circundante, son capturadas por los hospedadores marinos. Las algas son englobadas por las células del tejido del hospedador y se establecen en compartimentos especiales llamados zooxantelasomas. Allí, las algas se multiplican y se mantienen protegidas dentro de las estructuras tisulares del hospedador.

Las zooxantelas se benefician de la relación simbiótica al recibir protección contra el ambiente marino hostil, incluyendo depredadores y cambios bruscos de temperatura. Además, los hospedadores marinos proporcionan una fuente de nutrientes, ya que liberan productos de desecho orgánicos que las algas pueden utilizar como nutrientes para su crecimiento y reproducción.

Por su parte, los hospedadores marinos obtienen importantes beneficios de las zooxantelas:

• Alimentación: las algas fotosintéticas realizan la fotosíntesis, convirtiendo la energía solar en compuestos orgánicos, como carbohidratos y aminoácidos. Estos productos de la fotosíntesis son liberados por las zooxantelas y utilizados por el hospedador como fuente de alimento adicional. Esto es especialmente importante en los corales, ya que las zooxantelas pueden proporcionar hasta el 90% de las necesidades nutricionales del coral.
• Oxígeno: durante la fotosíntesis, las zooxantelas liberan oxígeno como producto de desecho. Este oxígeno es utilizado por los hospedadores marinos para la respiración y otras funciones metabólicas. La alta tasa de fotosíntesis de las zooxantelas ayuda a mantener un suministro constante de oxígeno en los tejidos del hospedador.
• Calcificación: las zooxantelas ayudan en la formación y el crecimiento de los esqueletos calcáreos en los corales. Los corales toman los productos de la fotosíntesis de las algas y los utilizan para depositar carbonato de calcio y construir sus estructuras esqueléticas, siendo esto esencial para la formación de los arrecifes de coral.
• Protección: las zooxantelas también pueden brindar cierta protección contra la radiación ultravioleta al hospedador. Los pigmentos fotosintéticos presentes en las algas, como la clorofila y los carotenoides, absorben parte de la radiación UV, protegiendo los tejidos del hospedador de daños.

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El ciclo vital de las zooxantelas involucra diferentes etapas que incluyen su reproducción, dispersión y colonización de nuevos hospedadores.

• Reproducción asexual: las zooxantelas se reproducen principalmente de forma asexual mediante la división celular. Durante este proceso, una célula madre se divide en dos células hijas genéticamente idénticas. Esta reproducción asexual es rápida y eficiente, lo que permite un rápido aumento en la población de algas en un corto período de tiempo.
• Reproducción sexual: además de la reproducción asexual, las zooxantelas también pueden reproducirse sexualmente en ciertas condiciones. Durante la reproducción sexual, las algas liberan gametos masculinos (llamados microgametos) y gametos femeninos (llamados macrogametos). Estos gametos se fusionan para formar cigotos, los cuales se desarrollan en formas móviles.
• Dispersión y búsqueda de hospedadores: estas células móviles tienen la capacidad de moverse activamente y nadar en busca de nuevos hospedadores, proceso denominado dispersón.
• Colonización de nuevos hospedadores: cuando la célula de dispersión encuentra un hospedador adecuado, se adhiere a su superficie y se convierte en una célula vegetativa. Esta célula comienza a multiplicarse y crecer dentro de los tejidos del hospedador, formando nuevos zooxantelasomas. El hospedador proporciona un entorno protector y nutrientes para el crecimiento y desarrollo de las zooxantelas.
• Establecimiento de la simbiosis: a medida que las zooxantelas se multiplican y se desarrollan dentro de los tejidos del hospedador, establecen una relación simbiótica mutualista. Las algas proporcionan nutrientes y productos de la fotosíntesis al hospedador, mientras que el hospedador ofrece protección y un entorno adecuado para el crecimiento de las algas.
• Ciclo continuo: una vez establecidas en un hospedador, las zooxantelas continúan reproduciéndose asexualmente y manteniendo la población dentro de los tejidos del hospedador. Las células hijas se dividen y reemplazan a las células madre en los zooxantelasomas, lo que garantiza una población estable a lo largo del tiempo.

La ecología de las zooxantelas está estrechamente relacionada con su simbiosis con hospedadores marinos, principalmente corales, y su distribución en los ecosistemas de arrecifes de coral. Algunos aspectos importantes de su ecología son:

• Fotosíntesis y producción de nutrientes: las zooxantelas son organismos fotosintéticos, lo que significa que utilizan la luz solar para convertir el dióxido de carbono y los nutrientes inorgánicos en compuestos orgánicos, como carbohidratos y aminoácidos. Estos productos de la fotosíntesis son liberados por las zooxantelas y utilizados por los hospedadores marinos como fuente de alimento adicional. La capacidad de las zooxantelas para producir nutrientes a través de la fotosíntesis es crucial para mantener la productividad y la biodiversidad de los ecosistemas de arrecifes de coral.
• Adaptación a la luz y la temperatura: las zooxantelas están adaptadas a condiciones de alta luminosidad en aguas poco profundas, donde la luz solar es intensa. Estas algas poseen pigmentos fotosintéticos, como la clorofila y los carotenoides, que les permiten absorber y utilizar eficientemente la luz solar. Además, las zooxantelas tienen la capacidad de ajustar la cantidad de pigmentos fotosintéticos en respuesta a cambios en la intensidad de la luz y la temperatura del agua. Estas adaptaciones les permiten maximizar la fotosíntesis y minimizar los efectos negativos de la radiación ultravioleta y el estrés térmico.
• Influencia en la formación de arrecifes de coral: las zooxantelas desempeñan un papel fundamental en la formación y el mantenimiento de los arrecifes de coral. A medida que las zooxantelas realizan la fotosíntesis, producen carbonato de calcio, que es utilizado por los corales para construir sus estructuras esqueléticas. Además, la producción de productos de la fotosíntesis, como los carbohidratos, proporciona la energía necesaria para el crecimiento y la calcificación de los corales. De esta manera, las zooxantelas contribuyen a la construcción y el desarrollo de los arrecifes de coral, que son ecosistemas altamente diversos y productivos.
• Respuesta al estrés y el blanqueamiento de corales: las zooxantelas son sensibles a los cambios ambientales y pueden verse afectadas por factores estresantes, como el aumento de la temperatura del agua, la contaminación y la acidificación de los océanos. Cuando las condiciones ambientales se vuelven desfavorables, las zooxantelas pueden experimentar estrés y alteraciones en su fotosíntesis. Esto puede llevar al fenómeno conocido como blanqueamiento de corales, en el cual los corales expulsan las zooxantelas de sus tejidos debido al estrés. Como resultado, los corales pierden su coloración característica y se vuelven blancos o pálidos. El blanqueamiento de corales es una preocupación importante en la ecología de las zooxantelas, ya que puede tener consecuencias devastadoras para los ecosistemas de arrecifes de coral. Sin las zooxantelas, los corales experimentan una reducción significativa en la disponibilidad de nutrientes y energía, lo que puede llevar al debilitamiento y la muerte de los corales. Además, el blanqueamiento prolongado y frecuente puede alterar la estructura y la funcionalidad de los arrecifes de coral, lo que impacta negativamente en la biodiversidad marina que depende de ellos.

Ahora que has aprendido más sobre qué son las zooxantelas, te animamos a descubrir las Relaciones interespecíficas: qué son y ejemplos, como la simbiosis de estas microalgas con sus huéspedes marinos.

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