El misterio de las algas diatomeas

Cuando se habla de algas, suele pensarse inmediatamente en aquellas que pueden verse a simple vista e incluso comerse en restaurantes de cocina oriental, como el famoso sushi. En general, se las distingue por su color, las hay verdes, pardas o rojas. Sin embargo, la inmensa mayoría de las especies resultan invisibles para el ojo humano ya que están formadas por una sola célula. Este es el caso de las diatomeas, cuyo tamaño medio es de unas pocas milésimas de milímetro. A pesar de ser tan minúsculas, son capaces de realizar la fotosíntesis, es decir producir oxígeno, obtener carbono orgánico a partir de la luz solar y servir de alimento a numerosas especies. Por esto pertenecen al importante grupo ecológico de los productores de materia orgánica. Siempre viven en el medio acuático, tanto de agua dulce como marina o salobre, y por tanto forman parte del llamado fitoplancton o plancton vegetal de lagos y océanos. En ecología, constituyen una buena herramienta para evaluar la calidad de las aguas, así como los cambios en el clima. Y, en fin, hasta las ciencias forenses se sirven de ellas porque su presencia en el interior de las vías respiratorias humanas evidencia que la persona ha muerto por ahogamiento.

Al escribir “algas diatomeas” en Google, inmediatamente aparecen numerosos anuncios que nos ofrecen “tierra de diatomeas” para usos domésticos, tales como fertilizante para las plantas, absorbentes naturales de la humedad, ignífugos, enriquecedores del pienso para los animales, conservante de semillas, etc. Incluso, a través de Amazon, se pueden comprar ya alfombras de baño hechas con tierra de diatomeas que eliminan de inmediato el agua y evitan la producción de hongos. El secreto de estas algas microscópicas reside en las particulares propiedades de su cubierta externa. Al morir tales microbios, sus caparazones sólidos se acumulan en el fondo de las cuencas oceánicas y lacustres, dando lugar con el tiempo a rocas sedimentarias silíceas como las diatomitas o tierra de diatomeas.

En efecto, una característica especial de cada especie de diatomea es su singular pared celular de sílice opalino (dióxido de silicio hidratado) llamada frústula, formada por dos partes asimétricas que encajan entre sí y recuerdan platos o vasos de un vidrio sumamente resistente. Tales frústulas muestran una infinidad de formas geométricas que hacen las delicias de los arquitectos e ingenieros más imaginativos. Si Gaudí hubiera podido observar las imágenes de diatomeas que proporcionan los modernos microscopios electrónicos de barrido, posiblemente se habría inspirado en ellas por su desafiante e inteligente arquitectura. Si se pudiera aumentar el tamaño de cualquier diatomea al de un vaso de vidrio, ésta brillaría como el mejor diamante del mundo. Parecería una valiosa joya digna de exhibirse en el más prestigioso museo de historia natural.

Nadie sabe con exactitud el número de especies de diatomeas que existe en el mundo. Actualmente se conocen más de 20.000 pero algunos especialistas piensan que, si se tiene en cuenta a las marinas, dulceacuícolas, fósiles e incluso aquellas terrestres que viven sobre superficies húmedas, su número podría alcanzar las 100.000 especies. Se cree que estas algas unicelulares producen la cuarta parte del oxígeno que respiramos.

[photo_footer]Diatomea fotografiada mediante microscopía electrónica de barrido (fuente: Bizkaia21).[/photo_footer]

El ser humano no supo de la existencia de las diatomeas y de su increíble variedad hasta que se perfeccionó el microscopio óptico. Pero, desde luego, lo que nos ha dejado perplejos han sido las espectaculares imágenes obtenidas por microscopia electrónica. Algunas diatomeas son circulares como pastillas; otras parecen agujas o varillas alargadas; las hay triangulares; con forma estrellada, cilíndricas, etc. Y, en general, todas están adornadas con encajes y orificios que muestran complejos patrones geométricos en tres dimensiones.

[photo_footer]Diatomea fotografiada mediante microscopía electrónica de barrido (fuente: Bizkaia21).[/photo_footer]

[photo_footer]Diatomea fotografiada mediante microscopía electrónica de barrido (fuente: Bizkaia21).[/photo_footer]

[photo_footer]Diatomea de agua dulce (Amphora ovalis) que es relativamente abundante en las aguas estancadas. Imagen tomada mediante microscopía óptica (Foto: Antonio Cruz).[/photo_footer]

[photo_footer]Diatomeas marinas del género Licmophora fotografiadas con el microscopio óptico a 100 aumentos (Foto: Antonio Cruz). [/photo_footer]

La reciente disciplina de la biomimética, que estudia los seres vivos como fuente de inspiración para solucionar problemas tecnológicos humanos, que ya están resueltos en el mundo natural, ha reparado en las diatomeas y descubierto que sus conchas son extremadamente duras y resistentes para el reducido tamaño que tienen. Algunos estudiosos creen que las frústulas o conchas de las diatomeas protegen de la luz ultravioleta a la célula que hay en su interior por medio de la disposición de sus orificios, rendijas y nervaduras. También se ha señalado que los poros de estas conchas dirigen la longitud de onda de la luz normal hacia determinados puntos o fotocentros, donde pueda realizarse convenientemente la reacción de la fotosíntesis.¹ Además se ha visto que aunque cambie la dirección de la luz, las frústulas actúan como lentes que siguen manteniendo constante la cantidad de luz en esos fotocentros. Se ha comprobado que estas conchas pueden actuar como minúsculos espectrógrafos capaces de enfocar determinados volúmenes de fotones dentro de la diatomea para que la clorofila y los demás pigmentos fotosintetizadores del alga puedan realizar su función.

De la misma manera, la arquitectura de cada microscópica diatomea refleja una asombrosa resistencia específica que ha sido calculada y se ha descubierto que es más elevada que la de cualquier otro material biológico conocido, ya se trate de huesos, dientes, cuernos, etc. La resistencia específica de una estructura es la fuerza a la que ésta se rompe con respecto a su densidad.² Sin embargo, hay que tener en cuenta que las frústulas de las minúsculas diatomeas ¡son estructuras de vidrio! Y la sílice es un material fuerte pero quebradizo. Al parecer, la presencia de numerosos agujeros y fisuras impide que la tensión se concentre en el mismo punto y esto evita una ruptura fácil. Algunos ingenieros están estudiando el diseño de estas microscópicas diatomeas para realizar estructuras macroscópicas artificiales mucho más resistentes.

Estas características, y otras que probablemente todavía se desconocen de las algas diatomeas, sorprenden porque implican un diseño previo de ingeniería de alta calidad. ¿Cómo es posible que unos microbios sin cerebro y, por tanto, incapaces de pensar ni de planificar nada, posean diseños estructurales tan sofisticados? La complejidad y especificidad del patrón corporal de cada una de las numerosas especies de tales algas va mucho más allá de sus necesidades de supervivencia o de protección. ¿Por qué iba la evolución a darles a las diatomeas semejantes diseños? Un diseño que no fuera adaptativo no podría nunca haber aparecido por mutaciones y selección natural.

Cuando uno mira estas curiosas formas que recuerdan artísticos edificios no sólo descubre belleza estética sino intrincados diseños de ingeniería que apuntan a una finalidad muy concreta. ¿Por qué? ¿Acaso el microbio se recrea observando su propia estructura? ¿Están tales formas diseñadas para que los humanos aprendamos de ellas, progresemos científicamente y elevemos nuestras mentes a la trascendencia creadora? ¿Nos están hablando las diatomeas? No puedo creer que tales maravillas sean el producto de una selección ciega que por casualidad descubrió las ventajas del silicio. Me parece más lógica la hipótesis de un Dios creador omnisciente que lo diseñó todo con propósito gracias a su refinado conocimiento.

Notas