Efecto del aporte de nutrientes sobre la producción de macroalgas en condiciones de co-cultivo : crecimiento, biofiltración y características fisiológicas

MÁSTER OFICIAL EN CULTIVOS MARINOS III MÁSTER INTERNACIONAL EN ACUICULTURA Las Palmas de Gran Canarias, España 2012-2014 EFECTO DEL APORTE DE NUTRIENTES SOBRE LA PRODUCCIÓN DE MACROALGAS EN CONDICIONES DE CO-CULTIVO. CRECIMIENTO, BIOFILTRACIÓN Y CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS. JESÚS GUZMÁN DE VERA SOTO Las Palmas de Gran Canaria a 29 de Julio 2014 MÁSTER OFICIAL EN CULTIVOS MARINOS III MÁSTER INTERNACIONAL EN ACUICULTURA Organizado conjuntamente por la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC), el Instituto Canario de Ciencias Marinas (Gobierno de Canarias) y el Centro Internacional de Altos Estudios Agronómicos Mediterráneos (CIHEAM), a través del Instituto Agronómico Mediterráneo de Zaragoza (IAMZ) EFECTO DEL APORTE DE NUTRIENTES SOBRE LA PRODUCCIÓN DE MACROALGAS EN CONDICIONES DE CO-CULTIVO. CRECIMIENTO, BIOFILTRACIÓN Y CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS. Trabajo realizado en el Banco Español de Algas (BEA) de Las Palmas de Gran Canaria, España, bajo la dirección del Dr. Juan Luis Gómez Pinchetti y la codirección del Dr. Ricardo Haroun Tabraue Presentado como requisito parcial para la obtención del Título oficial de Máster Universitario en Cultivos Marinos, otorgado por la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC), el Instituto Canario de Ciencias Marinas (ICCM) y el Centro Internacional de Altos Estudios Agronómicos Mediterráneos (CIHEAM). Director Director Autor Fdo: Dr…………… Fdo: Dr…………… Fdo: Dr……….. Agradecimientos: En primer lugar agradecer a mis padres (Domingo y Elena), mi hermano (Oscar), mi cuñada (Jimena) y mi sobrina (Luna), porque sin ellos y su apoyo incondicional, estos dos años no hubieran sido posibles. Porque en los momentos más bajos, han sido ellos los que han conseguido que me levante y siga luchando por lo que quería. Agradecer a mi tutor Juan Luis, por darme la oportunidad de realizar la tesis en lo que realmente me gustaba y quería, poniendo a mi disposición las instalaciones del BEA y coordinando mi trabajo. A mi co-tutor Ricardo por interesarse por mi trabajo y ofrecerse a formar parte de él. Como olvidarme de mi familia canariona, Samira e Iván que desde el minuto uno conectamos y hasta el día de hoy. A Ruth, que llevamos años siguiéndonos y ha sido una persona muy importante estos dos años en esta isla. A Fini, porque aunque pasen los años y hayan distanciamiento, me ha acogido en su familia como uno más. Olympia, porque aunque te conocí hace relativamente poco, has conseguido congeniar conmigo como poca gente en mi vida. Tampoco me puedo olvidar del personal del BEA, con los que he compartido el día a día durante este último año. Especialmente Fernando y Ana Peñuela, me faltarían páginas para agradecerles, porque ante cualquier inconveniente han estado en el lugar y el momento adecuado, ha sido un placer trabajar con profesionales como ustedes. Gracias a Yolanda por transmitirme sus conocimientos, a Juampe por las horas de solajero en el invernadero en pleno agosto. A Loli, porque se agradece una sonrisa a las 7 de la mañana cada día. A Agueda por todo lo aportado, tanto profesional como personalmente. Finalmente y no menos importantes, a mis amigos, Juani y Dessi, por esas charlas interminables de chocolate y dulces, Yanira porque aunque apenas nos veamos, los ratos juntos se agradecen. Serhat, por los momentos vividos, amigo siempre era un placer hacer planes contigo. Luis, aunque la mayoría de las veces te mataría, en el fondo hay un hueco aquí para ti. Sara, Emma, Orchena y Jéssica porque aunque estos dos años, haya estado en la distancia, sé que siempre están ahí. También agradecer a profesores y resto de compañeros, por los conocimientos aportados y las vivencias durante los dos cursos compartidos con ustedes. Lista de contenidos: Listas de figuras i Lista de tablas ii Resumen iii Abstract iv Lista de Abreviaturas v 1. Introducción 1 1.1 Problemas medioambientalesrelacionados con la acuicultura 2 1.2 Sistemas integrados en acuicultura 3 1.3 Cultivo intensivo de macroalgas 6 1.4 Co-cultivo alga 8 1.5 Valoración y aplicación de la biomasa 10 1.5.1 Recursos para acuicultura 11 1.5.2 Pigmentos 12 1.5.3 Antioxidantes 15 1.5.4 Otros productos derivados de macroalgas 16 1.5.5 Biorefinería 17 2. Objetivos 20 3. Material y métodos 21 3.1 Especies, sistemas y condiciones experimentales de cultivo 21 3.1.1 Taxonomía de las especies 21 3.1.2 Localización de los cultivos originales 28 3.1.3 Sistema de Cultivo 29 3.1.4 Condiciones experimentales 30 3.2 Determinación de la producción y tasa de crecimiento 32 3.3 Biofiltración de amonio y fosfato 33 3.4 Determinación del rendimiento cuántico óptimo (Fv/Fm) del PSII como indicador de estrés. (Medidas de fluorescencia de clorofila) 34 3.5 Procesado y analisis de biomasa 35 3.5.1 Determinación de pigmentos 35 3.5.2 Determinación de la actividad antioxidante (Ensayo de DPPH) 36 3.6 Estadística 36 4. Resultados 37 4.1 Evaluación de la producción y tasa de crecimiento 37 4.2 Biofiltración de amonio y fosfato 46 4.3 Análisis del rendimiento cuántico óptimo del PSII (Fv/Fm) como indicador de estrés. 47 4.4 Valoración de pigmentos 50 4.4.1 Experimento A 50 4.4.2 Experimento B 53 4.5 Valoración de la actividad antioxidante 57 5. Discusión 59 6. Conclusiones 64 7. Referencias 66 8. Anexo 85 i Lista de figuras Figura 1Producción mundial de macroalgas cultivadas. (FAO, 2012). 1 Figura 2Procesos metabólicos y residuos generados asociados al cultivo de peces. 2 Figura 3Esquema representativo de los flujos de nutrientes en Acuicultura Multitrófica Integrada. 5 Figura 4Localización de las zonas de recolección de las especies ensayadas en la costa del Municipio de Telde. 28 Figura 5Diseño experimental. 30 Figura 6Producción por tanques, irradiancia y temperatura. Experimento A. 38 Figura 7Producción por tanques, irradiancia y temperatura. Experimento B. 39 Figura 8Producción frente a dosis de irradiancia. Experimento A. 41 Figura 9Producción frente a dosis de irradiancia. Experimento B. 42 Figura 10Producción frente a presencia/ausencia de nutrientes para las diferentes especies cultivadas. Experimento A. 43 Figura 11Producción frente a presencia/ausencia de nutrientes para las diferentes especies cultivadas. Experimento B. 45 Figura 12Eficiencia fotosintética óptima (Fv/Fm) de cada una de las especies para los diferentes tratamientos del Experimento A. 48 Figura 13Eficiencia fotosintética óptima (Fv/Fm) de cada una de las especies para los diferentes tratamientos del Experimento B. 48 Figura 14Cambios morfológicos en los diferentes tratamientos. 55 ii Lista de tablas Tabla IAplicaciones actuales de las algas rojas. 10 Tabla IIAplicaciones de los carotenoides. 13 Tabla III Otras utilidades de la biomasa de las algas rojas. 17 Tabla IVTaxonomía Ulva rigida. 22 Tabla VTaxonomía Hydropuntia cornea. 23 Tabla VITaxonomía Grateloupia turuturu. 24 Tabla VIITaxonomía Grateloupia imbricata. 25 Tabla VIIITaxonomía Hypnea musciformis. 26 Tabla IXTaxonomía Palisada corallopsis. 27 Tabla XTasa de crecimiento. Experimento A. 40 Tabla XITasa de crecimiento. Experimento B. 40 Tabla XIIDatos de biofiltración del Experimento A. 46 Tabla XIIIDatos de biofiltración del Experimento B. 47 Tabla XIV: ETR relativo (µmol de electrones m-2s-1) en presencia y ausencia de nutrientes. 49 Tabla XV: Pigmentos liposolubles. Experimento A. 50 Tabla XVI: Pigmentos hidrosolubles. Experimento A. 52 Tabla XVII: Pigmentos liposolubles. Experimento B. 53 Tabla XVIII: Pigmentos hidrosoluble. Experimento B. 54 Tabla XIX: Actividad antioxidante pigmentos liposolubles. Experimento A. 57 Tabla XX: Actividad antioxidante pigmentos liposolubles. Experimento B. 58 iii Resumen: En el presente estudio se han establecido sistemas de co-cultivo en tanque de 90L de varias especies de algas rojas (Hypnea musciformis, Grateloupia turuturu, Grateloupia dichotoma, Hydropuntia cornea y Palisada corallopsis) y del alga verde (Ulva rígida) para el crecimiento de forma simultánea, con biomasas equilibradas en el mismo tanque y con el objetivo de identificar posibles relaciones alelopáticas. Este experimento se llevó a cabo en las instalaciones del Banco Español de Algas (Muelle de Taliarte, Telde, Gran Canaria), con la organización de periodos semanales de aporte y ausencia de nutrientes (N-amonio y P-fosfatos). Se evaluaron las capacidades de crecimiento (producción), biofiltración de N-amonio y P-fosfato la capacidad fotosintética / fisiológica, de forma comparativa con cultivos unialgales considerados como sostenibles bajo las condiciones experimentales (Hydropuntia cornea). Con la biomasa obtenida se realizaron extracciones para la valoración de pigmentos y actividad antioxidante bajo el concepto de biorefinería. Los resultados obtenidos de los diferentes tratamientos, revelan la fuerte interrelación de la dinámica de nutrientes sobre la producción (máximos superiores a 30 g PS m-2 d-1) y calidad de la biomasa recolectada en las unidades de biofiltración (p.e. NUE superiores al 50%). En cuanto a la valoración de la biomasa, los valores máximos de pigmentos liposolubles en algas rojas fueron de 4,1±0,3 mg g-1PS de clorofila a y 1,0±0,1 mg g-1 PS de carotenoides. Los valores máximos de pigmentos hidrosolubles fueron 25,9±0,9 mg g-1 PS de ficoeritrina y 0,4±0,02 mg g-1PS de ficocianina, en el periodo de aporte de nutrientes. La actividad antioxidante presentó sus valores máximos en ausencia de nutrientes, con unos valores 20±3,9% de inhibición. iv Abstract Establishment of co-culture systems in tank 90L of several species of red algae (Hypnea musciformis, Grateloupia turuturu, Grateloupia dichotoma, Hydropuntia cornea y Palisada corallopsis) and green algae (Ulva rigida) for simultaneous growth, with equilibrated biomasses at the same tank generating allelopathic relationships. This study was carried out in culture facilities Spanish Bank of Algae, located on Taliarte (TeldeGran Canaria), weeks in absence and input of nutrients (Nammonium and P-phosphate). Growth capabilities were evaluated (production), Nammonium biofiltration and photosynthetic capacity/ physiological, comparatively with unialgal cultures considered sustainable under the experimental conditions (Hydropuntia cornea). The biomass obtained assessment of pigments and antioxidant activity was performed. The results obtained from the different treatments, reveal the strong interrelation of nutrient dynamics on production (higher maximum to 30 g PS m-2 d-1) and quality of the harvested biomass biofiltration units (f.e.NUE above the 50%). Regarding the evaluation of the biomass, the maximum values of lipo-soluble pigments in red algae were 4,1±0,3 mg g1PS chlorophyll a and 1,0±0,1 mg g-1 PS carotenoid. The maximum values of water-soluble pigments were 25,9 ± 0,9 mg g-1 PS phycoerythrin and 0,4 ±0,02 mg g-1PS phycocyanin, in the period of contribution of nutrients. Antioxidant activity presented its maximum in the absence of nutrients, with values closed to 20±3,9 % inhibition. Introducción 6 contaminación (Neori et al., 2004). Por lo tanto, los sistemas integrados en general, y los sistemas basados en algas, en particular, están obligados a jugar un papel importante en la expansión sostenible de la acuicultura mundial. (Neori et al., 2004). 1.3 Cultivo intensivo de macroalgas La selección de las especies de macroalgas a utilizar como biofiltro depende de dos aspectos fundamentales: su capacidad fisiológica para crecer en las condiciones de cultivo con niveles altos de nutrientes, especialmente amonio y el interés comercial de su biomasa o de los productos derivados de ella (Buschmann et al., 2001; Chopin et al., 2001). Las posibilidades de control de las técnicas de cultivo han sido mejoradas con el objetivo principal de obtener biomasas de algas que presentan cualidades específicas (Lobban y Harrison, 1994). Los principales problemas del cultivo intensivo en tanques al aire libre son las variables físicas que incluyen la estructura del sistema de cultivo, las características del agua de mar, tales como la velocidad, la aireación y la salinidad de ésta, características de la luz, como la cantidad y la calidad, y por último la temperatura. Las variables químicas incluyen la composición de nutrientes y el régimen de aplicación, así como el carbono inorgánico suministrado a los cambios de pH involucrados. Las variables biológicas incluyen la densidad de algas, la competencia de algas epífitas, pastaje por herbívoros o la contaminación bacteriana. (Friedlander y Levy, 1995). Los factores físicos y químicos influyen en la composición bioquímica, el estado fisiológico y estructura de micro y macroalgas. El nitrógeno es uno de los nutrientes limitantes más importantes en el medio marino (Hanisak, 1983).El control del nitrógeno es crítico para el cultivo intensivo de algas debido a su papel en el crecimiento, y la regulación del metabolismo (Smit et al., 1997). Por otra parte existe una estrecha relación entre el nitrógeno inorgánico, la fotosíntesis y el metabolismo de carbono (Turpin, 1991). El nitrógeno almacenado previamente en algas se utiliza en el crecimiento cuando N se convierte Introducción 7 en limitante o cuando la luz o la temperatura aumenta (Duke et al., 1986; Coutinho y Zingmark, 1993). Para poder interpretar los resultados obtenidos en los sistemas de cultivo y biofiltración con macroalgas, conceptos como la eficiencia de asimilación de nutrientes (uptake efficiency - UE) y la tasa de asimilación de nutrientes (uptake rate - UR) deben ser bien entendidos (Buschmann et al., 2001, Troell et al., 2003). La eficiencia de asimilación de un nutriente, por ejemplo, nitrógeno (NUE), se define como la reducción (%) en la concentración del nutriente, mientras que la tasa de asimilación (NUR) es la concentración de un nutriente asimilado/eliminado por unidad de tiempo y superficie/volumen. Ambos conceptos varían dependiendo de las condiciones ambientales que afecten al sistema de cultivo en un periodo determinado, pero también de variables de cultivo como la profundidad del tanque, la densidad de inoculación o la tasa de renovación del medio. La idea es obtener descargas de aguas limpias, la eficiencia de eliminación es un buen indicador, pero si el objetivo es aumentar la producción de biomasa dando como resultado una menor reducción de los nutrientes, la tasa de asimilación/eliminación es el parámetro a controlar (Buschmann et al., 2001; Gómez Pinchetti et al., 2011). El uso de la fluorescencia de la clorofila es una técnica efectiva para detectar rápidamente diferentes situaciones de estrés en los cultivos de algas. En particular, el rendimiento cuántico óptimo de algas puede ser monitorizado regularmente como una alerta temprana del estrés fisiológico en los cultivos (Figueroa et al., 2006). La actividad fotosintética es uno de los parámetros monitorizados más utilizados en la investigación del estrés de las algas (Schreiber et al., 1986), ya que la tasa fotosintética se ve afectada por la temperatura , alta irradiancia (de PAR), la radiación ultravioleta, salinidad, etc (Franklin y Forster, 1997; Häder y Figueroa, 1997). La medida de la fluorescencia de la clorofila en vivo es una técnica no intrusiva alternativa para la determinación rápida de la actividad fotosintética en plantas superiores (Schreiber et al., 1986). En la actualidad se está utilizando ampliamente en los sistemas de cultivo, tanto de cianobacterias y microalgas, como de macroalgas (Büchel y Introducción 8 Wilhelm, 1993; Schreiber et al., 1995; Flameling y Kromkamp, 1998; Figueroa y Gómez, 2001; Villafane et al., 2003). Mata et al. (2006) realizaron mediciones de fluorescencia de clorofila “in situ” en los cultivos integrados de macroalgas para la biofiltración de efluentes de estanques piscícolas. 1.4 Cocultivo de algas Hay varios factores que influyen en la relación de competencia entre dos especies, incluyendo la nutrición, la temperatura, y nutrientes que generan. La inhibición de la asimilación de nitrógeno durante el cocultivo o el efecto de la temperatura son elementos determinantes en la capacidad de competir entre dos especies en condiciones eutróficas (Zhang et al., 2013). La explotación y la interferencia de la competencia se han utilizado para explicar la sucesión de algas entre dos especies. El modelo de competencia explotación (exploitation competition model) propone que la competencia por los recursos limitados similares da la sucesión de especies, mientras que el modelo de interferencia propone que los propios competidores causan estos efectos secundarios (Zhang et al., 2013). Se ha demostrado que muchos factores están involucrados en la competencia de especies tales como la nutrición, la densidad de las especies, luz, temperatura y compuestos orgánicos / inorgánicos en el ecosistema natural del agua. Aunque muchos factores ambientales podrían afectar a la sucesión de las algas, la relación de competencia entre algas parece inconsistente, incluso contradictorias, debido a la variación de las especies de algas y condiciones de cultivo. La alelopatía (a través de sustancias que generan inhibición o estimulación del crecimiento) se ha observado en diversas interacciones p.e entre las bacterias y el fitoplancton (Imai et al., 2001; Kitaguchi et al., 2001). Existe una variedad de sustancias aleloquímicas liberadas durante el crecimiento de las algas (aminoácidos, enzimas, lípidos, vitaminas y toxinas) que podría influir en el crecimiento de otras especies de algas dentro del mismo entorno (Fogg, 1971; Zheng et al., 2008; Zhang et al., 2013). Introducción 9 La idea de que una combinación de organismos (en el mismo sistema al mismo tiempo) es mejor que un único organismo está ganando aceptación. Por ejemplo, cuando se cultiva como monocultivo, las microalgas Rhodopseudomonas sphaeroides ni Chlorella sorokiniana podrían eliminar simultáneamente propionato, amoniaco, nitrato y fosfato a partir de agua residual sintética, mientras que en un cultivo mixto sí han sido determinadas (Ogbonna et al., 2000). La disponibilidad de luz y el fotoperiodo representan dos factores importantes que afectan a la productividad. Este último está fuertemente influenciado por la mezcla. La mezcla evita la sedimentación y la estratificación térmica, la formación de nutrientes y gradientes de pH, el agotamiento de dióxido de carbono en la superficie del estanque y la mejora del despojo de sobresaturación de oxígeno (Richmond, 2003). Sin embargo, se espera que el efecto de la mezcla en fotoperiodo sea más relevante en cultivos densos de algas en los que existe un gradiente de luz. Por otra parte, no todos los organismos responden positivamente al aumento de la mezcla (Torzillo et al., 2003). La agitación tiene un efecto positivo en la productividad de la biomasa, pero el aumento de la agitación no influye en la eliminación de cualquiera de P o N. Así mismo, el aumento de la mezcla no afecta a la absorción de amoniaco (Martínez et al., 2000; Silva-Benavides y Torzillo, 2012). La composición y la dinámica de las comunidades de algas están influenciadas no sólo por factores ambientales físicos y químicos, sino también por las interacciones entre los miembros de estas comunidades. La señalización química compleja, conocida como la alelopatía, incluye una serie de metabolitos secundarios que pueden actuar como reguladores positivos o negativos del crecimiento de especies simpátricas. Como tal, la alelopatía puede ser considerada como una adaptación para lograr una ventaja competitiva sobre otros miembros de la misma comunidad o tanque (Legrand et al., 2003; Gantar et al., 2008). Introducción 10 1.5 Valoración y aplicación de la biomasa: En los últimos años, a medida que la producción de macroalgas en sistemas de cultivo aumenta, el interés por las posibilidades comerciales/industriales de la biomasa y sus productos derivados ha aumentado tanto en la industria alimentaria y nutracéutica, como en cosmética y biomedicina y los sectores agrícolas y hortícolas. Los compuestos de particular interés comercial incluyen pigmentos, lípidos y ácidos grasos, proteínas, polisacáridos y compuestos fenólicos. Tabla I: Aplicaciones actuales de las algas rojas. Especies Aplicaciónes Referencias Gracilaria Spp. Alimento animal (Haliotis) y ficocoloides (agar) (Redmond et al., 2014). Chondrus crispus Alimentación y ficocoloides (carragenatos) (Redmond et al., 2014). Porphyra/Pyropia Alimentación humana (Redmond et al., 2014). Grateloupia turuturu Alimentación y cosmética. Agente antimicrofouling Actividad antiviral Presencia de PUFAs (EPA). α-tocoferol (vitamina E), fitonadiona (vitamina K1), y escualeno. Presencia fitosteroles, riqueza en glicolípidos. (Denis et al., 2010). (Plouguerné et al., 2008) (Hudson et al.,1999) (Kendel .M et al., 2013) Introducción 11 1.5.1 Recursos para acuicultura Además de la evolución reciente de la biomasa de algas como micro o macro nutriente en la alimentación animal (formulado en ganado terrestre y especies de la acuicultura), las microalgas son una fuente de alimentación directa o indirecta importante para las etapas tempranas del desarrollo de muchas especies de peces, crustáceos e invertebrados cultivados. Los criaderos suelen cultivar microalgas. Las diferentes cepas de micro y macroalgas varían su eficacia dentro de los alimentos para animales. Existen evidencias suficientes de buenas propiedades nutricionales para promover la biomasa de algas como fuente de micronutrientes o como piensos a granel. Los altos costes económicos de la biomasa de algas en comparación con los alimentos de productos básicos limitan actualmente su uso comercial para aplicaciones de alimentación de los animales locales; mayor disponibilidad/precio menor (Shields y Lupatsch, 2012). Los cultivos de microalgas han sido durante mucho tiempo parte integrante de la producción de los criaderos de muchos peces de piscifactoría, crustáceos y otras especies acuícolas de importancia comercial. Por el contrario, las macroalgas son menos utilizadas en la acuicultura aunque sí proporcionan una importante fuente de nutrición para ciertos invertebrados cultivados, como los erizos de mar y el abalón. Los suministros finitos de materias primas de primera calidad (sobre todo harina de pescado y aceite de pescado) y la promesa de una mayor disponibilidad de biomasa de algas hacen de este un punto importante (Shields y Lupatsch, 2012). Recientes descubrimientos indican un buen potencial para la biomasa de algas como alimento a granel para el formulado en dietas de acuicultura, sin embargo, la futura viabilidad comercial de este dependerá de la cantidad disponible, la calidad (composición) y el coste en relación con los materiales utilizados actualmente en los productos básicos (Shields y Lupatsch, 2012). Incluso cuando se utiliza en pequeñas cantidades en ganado y alimentos para la acuicultura, las algas han sido descritas como Introducción 12 estimuladoras del sistema inmune (Turner et al., 2002), el metabolismo de los lípidos (Nakagawa, 1997; Güroy et al., 2011), la acción antiviral y antibacteriana, la mejora la función intestinal (Michiels et al., 2012), la resistencia al estrés (Nath et al., 2012;Sheikhzadeh et al., 2012 ) además de proporcionar una fuente de proteínas, aminoácidos, ácidos grasos, vitaminas y minerales, y otros fitoquímicos biológicamente activos (Pulz y Gross, 2004 ; Becker, 2004; Gouveia et al., 2008). El principal problema es la gran cantidad de biomasa necesarias. La biomasa algal no es considerada como una fuente de alimento esencial, sino más bien su incorporación en la mejora de la formulación de alimentos. La biomasa de algas ofrece principalmente una fuente complementaria en lugar de un reemplazo completo de los minerales manufacturados o vitaminas en la alimentación animal. (Shields y Lupatsch, 2012). Por ejemplo, minerales de algas se han incorporado en la dieta del salmón en un 15% en lugar de la vitamina y mineral de la premezcla fabricada (Kraan y Mair, 2010). Diferentes pruebas sugieren que los salmones alimentados con algas parecían ser más sanos, más activos, con mejor sabor y textura, lo que puede haber sido debido a los compuestos bromofenólicos encontrados en las algas marinas. Cuando se añade a los alimentos de las gallinas ponedoras, influye positivamente en el grosor de la cáscara de huevo y el peso del huevo (Michalak et al., 2011). Un ejemplo de alga roja utilizada en acuicultura es Palmaria palmata. Conforma una dieta importante para H. tuberculata y H. discus hannai. El análisis de ácidos grasos revela que se caracteriza por poseer una gran cantidad de 20:5 n3 (Mai et al., 1996). 1.5.2 Pigmentos Los procesos de captación de luz de todas las algas fotoautótrofas implican clorofilas (todos los grupos poseen clorofila a) y diversos grupos de pigmentos accesorios que son específicos para determinados grupos de algas, con principales grupos delimitados por la presencia de ficobilinas, y carotenoides. Las algas verdes tiene la misma proporción Introducción 13 de clorofila a y b que las plantas terrestres (Lobban y Wynne, 1981). El color rojo de las algas rojas es principalmente producido por la acumulación de ficoeritrina (Lobban y Wynne, 1981). Los carotenoides se dividen en carotenos y xantofilas. El caroteno que se encuentra más frecuentemente es el β-caroteno, pero carotenos εα y están presentes en algunas cianobacterias. Xantófilas comunes incluyen astaxantina, fucoxantina y zeaxantina, todas de alto valor comercial (Prasanna et al., 2007). Varios carotenoides, incluyendo xantófilas, similares a los presentes en las plantas superiores (DemmigAdams, 1990), están involucrados en la fotoprotección. Las xantófilas varían considerablemente según la luz ambiente (Colombo-Pallotta et al., 2006; Dimier et al., 2007). Tabla II: Aplicaciones de los carotenoides. Pigmento Actividad Referencia Carotenos Poder antioxidante (Sachindra et al., 2007; Prasanna et al., 2010) Actividad anticancerígena (Nishino et al., 2002; Hosokawa et al., 2004) Fucoxantina Actividad anticancerígena (Hosokawa et al., 2004) Anti-obesidad (Maeda et al., 2005) Luteína, zeaxantina y cantaxantina Alimentación de aves de corral (Pulz y Gross, 2004) Astaxantina Colorante en la acuicultura (Pulz y Gross, 2004; Kalinowski Herrera, 2006) Salud humana y nutrición (Hussein et al., 2006; Vilchez et al, 2011) Las ficobiliproteínas (ficoeritrinas, ficocianinas y aloficocianinas) tienen una larga tradición de uso como colorantes en alimentos, cosméticos y como marcadores fluorescentes en la investigación Introducción 14 biomédica. También presentan actividades antioxidantes y de depuración de radicales (varios tipos de tumores), propiedades anticáncerígenas y anti-inflamatorias (Eriksen, 2008; Sekar y Chandramohan, 2008; Prasanna et al., 2010;). En acuicultura, la astaxantina puede utilizarse, por ejemplo, en los peces salmónidos cultivados para lograr el color rosado del filete. Se utilizan carotenoides sintéticos principalmente para este fin en la acuicultura comercial, aunque los carotenoides derivados de algas también pueden generar una pigmentación más eficaz (Choubert y Heinrich, 1993; Soler - Villa et al., 2009). La astaxantina obtenida de Haematococcus pluvialis ha sido aprobada como un aditivo de color en los alimentos de salmón y se utiliza normalmente para la producción de salmón con certificado orgánico (Soler - Villa et al., 2009). Aparte de los salmónidos, la mayoría de las especies de peces de piscifactoría presentan pigmentación de la piel, lo que contribuye a su aspecto atractivo y por lo tanto satisface la demanda del cliente. H. pluvialis se ha demostrado que tiene éxito en el aumento de la coloración de la piel rojiza del Pargu o bocinegro, Pagrus pagrus (Kalinowski Herrera, 2006; Chatzifotis et al., 2011) y también de los peneidos, Litopenaeus vannamei (Parisenti et al., 2011). Ambas fuentes naturales y sintéticas de los carotenoides se han utilizado con éxito para aumentar la coloración de la piel amarilla en la dorada (Gomes et al., 2002; Gouveia et al., 2002). Chlorella sp. y Spirulina sp. se incorporan habitualmente en los piensos para peces ornamentales , donde la coloración y aspecto saludable es el criterio principal del mercado (Gouveia y Rema, 2005; Sergejevová y Masojídek, 2011; Zatkova et al., 2011). Las algas son el alimento preferido de los erizos de mar en la naturaleza y en el ambiente de la acuicultura, las fuentes ricas en carotenoides, tales como Ulva sp. y Gracilaria sp. son necesarias para mejorar el color naranja de las gónadas como los consumidores prefieren (Shpigel et al., 2005 ). La biomasa de algas aumenta la pigmentación de la yema de huevo de los pollos de engorde cuando se usa a un nivel de inclusión en la dieta de 15% (Strand et al., 1998). La biomasa de Chlorella vulgaris produce Introducción 15 una pigmentación en la yema comparable a otros pigmentos utilizados comercialmente (Gouveia et al., 1996). Chlorella no sólo se relaciona con la mejora del estado de salud de las gallinas ponedoras, sino también con la mejora de la calidad del huevo y su pigmentación (Halle et al., 2009). H. pluvialis también tiene un buen potencial como un potenciador del pigmento natural en pollos de engorde (Waldenstedt et al., 2003; Shields y Lupatsch, 2012). 1.5.3 Antioxidantes Las algas marinas han sido descritas como productoras de una amplia variedad de compuestos bioactivos, muchos de los cuales tienen aplicaciones comerciales en productos farmacéuticos, médicos, cosméticos, nutracéuticos, alimentos y la agricultura. Los antioxidantes naturales que se encuentran en muchas algas son compuestos bioactivos que desempeñan un papel importante contra varias enfermedades y procesos de envejecimiento mediante la protección de las células del daño oxidativo (Kelman et al., 2012). Las algas producen un conjunto diverso de compuestos que funcionan como sistemas de defensa químicos, facilitando su supervivencia en ambientes extremadamente competitivos. Las algas marinas en hábitats de aguas poco profundas pueden estar expuestas a una combinación de luz ultravioleta y aire que conduce fácilmente a la formación de radicales libres y otras especies reactivas de oxígeno (ROS). A pesar de su exposición perjudicial, las algas sanas carecen de daño oxidativo en sus componentes estructurales (es decir, en sus ácidos grasos) y resisten la oxidación durante el almacenamiento, lo que indica la presencia de antioxidantes protectores de sistemas de defensa en sus células. Al donar un electrón, los antioxidantes neutralizan los radicales libres que de otro modo oxidarían las biomoléculas que conducen a la muerte celular y al daño tisular. En consecuencia, el interés en la búsqueda de antioxidantes naturales de algas se ha incrementado en los últimos años. El objetivo general de este tipo de investigación es el descubrimiento de compuestos que pueden contrarrestar procesos libres de estrés oxidativo inducido por radicales y otros, y al hacerlo, reducir la Material y Métodos 22 Tabla IV: Taxonomía Ulva rigida ESPECIE Ulvarigida C. Agard CLASE ORDEN FILUM Chlorophyta Ulvophyceae Ulvales CARACTERÍSTICAS TAXONÓMICAS FAMILIA Ulvaceae Talos laminares inicialmente redondeados lobulados y a medida que se hacen más viejos su morfología es variable , suelen ser 3 veces más largos que anchos pudiendo alcanzar 30cm de longitud. El fronde no presenta huecos ni tiene rámulas en la base del talo. Margen de la lámina presenta dientes microscópicos. Talo distromático, las células generalmente presentan de 2 a 3, a veces hasta 4 pirenoides. En sección transversal las células basales son rectangulares de 2 a 4 veces más altas que anchas. Las células de la zona media del fronde miden (11)14(-17) )Jm de ancho y (15)18(-22) )Jm de largo. (Lobban , C.S , 1994) Presente en todo el el archipiélago canario ( Haroun et al., 2002). Material y Métodos 23 Tabla V: Taxonomía Hydropuntia cornea. · ¿ • • o , .. .. " " 8 : ~ E , o ., " ~ :3 • ., , " ~ ~ ~o " ! g , • o ] , " o i • 2 2 o ., ¡ ~ ., ¡; ¡ g , • j , " ~ § , o , .S " ¡ " E ¡ ~ , o , j < g E ¡ ., , , • .;; " , , o " j ;¡ " ~ , ¡ § , o o , , , • ~ o ~ , ¡ " 1 , " ~ ! , • : , , " , " E • " • ~ , , " , o , ] ~ ~ ~ , , , '3 , , o E , , , • , " ~ " I , " ! , '3 , .;; o • ~ l , , , ] ~ ] , , " ~ j 8 " • , " ¡ ., , " , o .. ~ • " ! .. ., , o 1 , , " , • ] , § ] , o ~ ~ ~ ¡ § ~ , ~ , 1 • , , , " , " ~ " ~ , " " • • , o , '0 " • ~ • ~ • • " • ¡ " " • • , , , o '0 .. '~ • ~ , , " • ~ ~ " " " ~ • , , § o o § .S , , , " s , ~ , ~ " " , ¡ , ] o ~ ¡ o ~ E " ~ .. : " , , E ] , E 8 , ., .S E t ~ ~ , ~ 1 ¡ 2 ~ " , ~ , , , o , • ~ "5 , ¡¡ • ., ~ j , "5 , ~ " " , • , , ~ ." ~ o , ~ , o ~ ~ E • ¡ ~ ~ '3 ! • " • " '3 , " ~ • " • • : : E ~ • • ! " < i .. " • " 5 • I , " • , " ~ ¡ " , "' " " ,§ , o ¡ .. ~ , ~ ~ o S ~ • & o , .. ¡; j , @ , < , ~ , , " o ¡; E .. " o , < o ! "5 , , " • 8 " i , " , " ! , ~ ~ , 8 • , " • " , ~ , , E " ¡ " • , " , o o , ¡f , , , , ~ • • ] " " , , , " ~ , ., 2 8 , ¡ '3 , , " ~ , " g • ~ " " ~ ~ ~ • 1 " ~ , ~ , o 1 " ü ¡;: , " i E " ~ o • , , ~ ., , , o ~ ! , , • " • , e ~ , " , " " " , " " ~ ~ , " ,§ : , " " g , 2 ] w 2 " " , , o , , 3 " • ~ o ~ " o , " i ? " ~ " , 3 • 2 , .3 , ~ " , Z o , 1 , ~ o 9 ~ , " ~ ~ , " " ., @ " i 2f O , < , 2 , • ¡ • • ~-; " • , ~ , ~ G " o o ~ S i • ~ , , , " o , , O § o , • " , , • ~ o " ~ : .;; "' " • " ¡ • 2 , o , " ! , • , ~ " , ~ , ü " 8 , ¡ E , O .. , " " " Material y Métodos 24 Tabla VI: Taxonomía Grateloupia turuturu ESPE C IE FILUM CLASE O RDEN F AJ. !ILIA GraJeloupia turuturu Yamada Rhodophy a I F'l oridoophyceoa I H!ll ymeniaJes I H!llymeni!lCe:Le CARACTERÍSTICAS TAX ONÓ MI CAS Talo l aminar fijado al sustrato por un pe qu eño disco basal de 515 mm de diiune tro del que surge un lar go esti pe de h asta 2 cm de l argo que se ensanc h a gr adualmente en un a l ámina l anceo l ada de l Oa 35 cm de lo ngi tud . Presenta ápi c es agud os. L as l áminas prese n tan gran d es vari ac ione s en forma y tamañ o, y pu eden d esarro ll ar pr olifer ac ion es sec undarias en zo n as qu e h an si do erosio nad as. L as pro lif er ac ion es marginales es titn pr ese n tes y suel en se a bund antes. El talo en su zo na me dia ti ene un gro s or de e ntr e 130 y 25 0 pm y pr ese n ta do s zon as bi en difer enc iad as, el córtex co n h asta 7 fil as de cé l ulas qu e di s minu y en de tamaño h ac ia la s up erfi cie y estan ordenadas de forma dicotómica c on al gunas sinaps is secun d arias. La medula es l axa, mucilaginosa, con fil amentos ce l ulares y cé l ulas med ul ares es trelladas. Los gonimoblas tos de 1 60 - 250 ).1 m de di iunetro ocupan la z on a medular y se conectan c on el exterior por un úni co poro a través del có!tex. Los tetrasporocistes se lo calizan en el cÓrt.ex. (L o bban , C .S, 1994) Presente en G ran C anaria y Tenerife. introducida. \ .... ¡ '\: .... , i Material y Métodos 25 Tabla VII: Taxonomía Grateloupia imbricata ESPECIE Gmteloupia imbn'cata Holmes FILUM CLASE ORDEN Rhodophya Florideophyceae I Halymeniales CARACTERÍSTICAS TAXONÓMICAS FAMILIA Halym e niaceae Talo erecto acintado o aplanado de aspecto car t ilaginoso con ramificación dicotoma o subdico t oma, fijado al sustrato por un pequeño disco basal del que surge un largo estipequese ensancha y se divide de formadicotoma. Los ta los no sobrepasan los 10 cmde longi t ud. Las láminas pueden desarrollar proliferaciones secundarias en zonas que han sido erosionadas. Las proliferaciones marginales están presen te sysuelen se abundantes llegando a tener a veces un aspecto corimboso. El talo en su zona media tiene un grosor de 100 - 120 ~m ~m y presen ta dos zonas bien diferenciadas, el córtex con hasta 4 (6) filas de células que disminuyen de tamaño hacia la superficie y están ordenadas de forma dicotómica con algunas sinapsis secundarias. La médula es laxa, con filamentos celulares y células medulares estrelladas . Los gonimoblas t os de90 ~m de diámetro ocupan la zona medular y se conectan con el exterior por un único poro a través del cór tex . Los tetrasporocistes se localizan en el cór te x. (Lobban, C.S, 1 994) Presente en Lanzarote, Gran Canaria y Tenerife. (Haroun etaJ ., 2002) Material y Métodos 26 Tabla VIII: Taxonomía Hypnea musciformis ESPECIE Hypneamu sciformis (Wulfen) J,V Lamouroux CLASE ORDEN Rhodophya F'lorideophyceae Gigar t inales CARACTERÍSTICAS TAXONÓMICAS FAMILIA Cystocloniaceae Talo ramificado, cilíndrico a subcilíndrico de 280 - 300 ).1m de grosor con ramificación altelIlao irregular, nunca pinnada. Se fija al sustrato por un pequeño disco basal aunque puede crecer enredándose entre otras algas. En sección transversal presenta una estructura pseudoparenquimatosa con un córtex consolidado, no laxo y una médula o zona central constituida por células dispuestas de fOI1lla compacta, en la que se puede distinguir una célula central que esta rodeada por células de igual o mayor tamaño, nOI1llalm.ente cinco. Los ápices de las rámulas son agudos en ellos se puede observar una célula apical evidente, no presentan tricoblastos hialinos. Unacaracteristicamuy reseñable de este género es que algunas rámulas presentan ápices recurvados enfoI1lla de zarcillos con los que se suelen enganchar a otras algas. (Lobban, C.S, 1994) Común en la zona inteI1llareal y primeros metros del submareal de Canarias. (Haroun et al., 2002) Material y Métodos 27 Tabla IX: Taxonomía Palisada corallopsis ESPECIE Palisada comJlopsis (1v1ontagne) Sentiez, &Díaz FILUM CLASE ORDEN Rhodophya F'lorideophyceae Ceremiales CARACTERÍSTICAS TAXONÓMICAS FAMILIA Rhodomelaceae Talo erecto, cilíndrico, de hasta 15 cm de largo con un córtex pseudoparenquitnatosomuy desarrollado que puede llegar a medir 2 = de diámetro, este desarrollo del córtex oculta su organización polisifonada que es sólo visible en las porciones apicales del talo. Presentade 5 a 6 células periaxiales en los ejes terminales. Ramificación del talo variable, nunca distica o subdisticay no presenta rámulas laterales uniseriadas. Las rámulas son rectas y poseen en su zona apical tricoblastos hialinos. La célula apical está situada en el fondo de una depresión apical o foseta. En visión superuciallas células corticales no están interconectadas por sinapsis secundarias. En sección transversal las células corticales están dispuestas en empalizada. Las ramas espeI1llatangiales se originan de los tricoblastos fOI1llados en las células axiales y los tetrasporangios son producidos por células periaxiales. Cistocarpos subglobosos sésiles situados enlos ápices de las rámulas (Lobban, C.S, 1994). Esta especie presente en Canarias está actualmente bajo revisión. (Machín, M, de Ciencias del Mar, Material y Métodos 28 3.1.2 Localización de los cultivos originales: Los cultivos originales de Ulva rigida e Hydropuntia cornea han sido mantenidos, creciendo de forma vegetativa, en los sistemas de cultivo intensivo del Banco Español de Algas (ULPGC) durante los últimos años. El resto de las especies han sido recolectadas del medio natural, en el Municipio de Telde (Gran Canaria). Grateloupia turuturu, Grateloupia imbricata e Hypnea musciformis fueron recolectadas en los charcos del intermareal de la zona trasera del antiguo Instituto Canario de Ciencias Marinas (Taliarte). Palisada corallopsis fue recolectada en la zona intermareal derecha de la playa de Hoya del Pozo (Fig 4). Localización Palisada corallopsis •Grateloupia turuturu •Grateloupia imbricata •Hypnea musciformis •Ulva rígida •Hydropuntia cornea Figura 4: Localización de las zonas de recolección de las especies ensayadas en la costa del Municipio de Telde. Todas las algas fueron lavadas, clasificadas taxonómicamente y mantenidas (separadas) con nitrógeno hasta el inicio del experimento. Material y Métodos 29 3.1.3 Sistema de cultivo: El sistema de cultivo utilizado en el experimento incorpora un modelo en el que se realiza el trasvase de nutrientes desde un tanque con amonio y fosfato concentrado, representando los contenidos en nutrientes provenientes del cultivo intensivo de dorada (Sparus aurata), principalmente nitrógeno y fósforo disuelto en forma de amonio (N-NH4+) y fosfato (P-PO43-). Se analiza la calidad de los efluentes obtenida después de su paso en flujo continuo a través de los tanques para el cultivo intensivo de macroalgas. El agua de mar se obtiene mediante bombeo directo del mar y se dirige al tanque virtual, previo paso por un sistema de filtros de arena. Durante el periodo experimental, sin la posibilidad de mantener peces de forma regular, se estableció un “modelo virtual” (de acuerdo a los modelos descritos por: Porter et al., 1987; Losordo y Westers, 1994), en el que a partir de una solución concentrada de cloruro de amonio y fosfato de potasio se realiza un aporte con concentraciones y flujos controlados, para simular la presencia de peces a una densidad de 20 Kg m-3 y tasas de renovación de agua entre 6 – 8 vol d-1, a partir de un tanque de decantación para la separación de la materia particulada, previo al bombeo hacia el biofiltro de macroalgas. Desde el tanque de decantación el agua es bombeada directamente a los tanques de macroalgas. Para el presente trabajo, el sistema de biofiltración y cultivo de macroalgas fue organizado con tanques circulares de cultivo construidos de polietileno de alta densidad (Allibert Manutención, Barcelona), con un volumen de 90 l (0,09 m3) y una superficie aérea de 0,2 m2 (S:V = 2,2 m-1). La aireación (bombas ELMO model 2BH 1600, Siemens, Alemania) para la rotación de la biomasa es suministrada a través de un tubo de polietileno lineal situado en el fondo del tanque. El flujo abierto de agua se mantiene a través de un desagüe situado en la parte superior del tanque y cubierto con una malla para evitar el escape de algas. Nueve tanques fueron mantenidos bajo condiciones de invernadero en donde se transmite el 80% de la radiación PAR incidente en la cubierta, Material y Métodos 30 el 10% UVA y 0% de la UVB. Los datos de irradiación (radiación global) fueron obtenidos de forma permanente con un piranómetro Kípp & Zonen modelo CM21 equipado con un sensor CSD3. Los datos utilizados corresponden a dosis diaria acumulada (kj m-2 d-1). Con lo que se calcularon las dosis de radiación global medias semanales. Los datos de temperatura del agua fueron medidos con sensores Hobo UTBI-001 (Onset Computer Co., USA) Nº de serie 1195577 programados a intervalos de 30 min. 3.1.4 Condiciones experimentales: Para establecer el efecto del co-cultivo sobre los parámetros experimentales se realizaron dos diseños que fueron desarrollados en periodos consecutivos: Figura 5: Diseños experimentales. Experimento A: Se establecieron 3 tanques control con Hydropuntia cornea, 3 tanques de co-cultivo con Ulva rígida y Grateloupia turuturu y 3 tanques de co-cultivo con Hydropuntia cornea, Grateloupia imbricata e Material y Métodos 31 Hypnea musciformis. El periodo de cultivo fue de 10 semanas establecidas entre el 23 de julio del 2013 hasta el 8 de octubre del 2013. Durante las seis primeras semanas, los 9 tanques fueron mantenidos con agua proveniente del tanque de decantación, enriquecida con N – amonio y Pfosfato, en flujo abierto con una tasa de renovación de 15 vol. d-1 (1,8 l min-1), bajo las mismas condiciones. La tasa de renovación de agua fue regulada diariamente. Posteriormente y durante las semanas 7-8, se estableció un periodo de limitación de nutientes (SW) de dos semanas de duración con flujo continuo de agua de mar, sin adición extra de nutrientes. Las siguientes dos semanas (semanas 9-10) fueron nuevamente mantenidos con agua proveniente del tanque de decantación, enriquecida con N – amonio y P-fosfato, en las mismas condiciones. Experimento B: Se establecieron 3 tanques control con Hydropuntia cornea, 3 tanques de co-cultivo con Ulva rígida y Palisada corallopsis y 3 tanques de co-cultivo con Hydropuntia cornea y Palisada corallopsis. El periodo de cultivo fue de 7 semanas establecidas desde el 22 de octubre del 2013 hasta el 10 de diciembre del 2013. Durante las cuatro primeras semanas, los 9 tanques fueron mantenidos con agua proveniente del tanque de decantación, enriquecida con N – amonio y P-fosfato, en flujo abierto, con una tasa de renovación de 15 vol. d-1 (1,8 l min-1), bajo las mismas condiciones. La tasa de renovación de agua fue regulada diariamente. Las tres semanas posteriores (semanas 5-7) se estableció un periodo de limitación de nutrientes con flujo continuo de agua de mar, sin adición extra de nutrientes. La tasa de renovación fue regulada diariamente. Resultados 38 Figura 6: Experimento A: Evolución semanal de los valores de producción (A) en los diferentes taratamientos en g PS m-2 d-1(azul, TC; verde, TCC2 y negro TCC3) y de la dosis de irradiación en Kj m-2 d-1 (rojo). (B) Evolución diaria de la temperatura en ºC (la línea roja es la línea de tendencia de la serie de valores). * Indica problemas técnicos en las semanas 2 y 5. 0 10 20 30 40 50 60 500 1000 1500 2000 2500 0 2 4 6 8 10 Producción (g PS m-2 d-1) Dosis Irradiación (kj m-2 d-1) (x10) Semana 20 22 24 26 28 30 21-Jul 4-Aug 18-Aug 1-Sep 15-Sep 29-Sep 13-Oct Temperatura (ºC) Fecha * Kalin owsk i Herr era, 2006 * Kalin owsk i Herr era, 2006 Resultados 39 Figura 7: Experimento B. Evolución semanal de los valores de producción (A) en los diferentes tratamientos en g PS m-2 d-1 (rojo, TC; azul, TCCH) y de las dosis de irradiación en Kj m-2 d-1 (verde). (B) Evolución diaria de la temperatura en ºC (la línea roja es la línea de tendencia de la serie de valores). 0 5 10 15 20 25 30 35 40 500 700 900 1100 1300 0 1 2 3 4 5 6 Producción (g PS m-2 d-1) Dosis Irradiación (kj m-2 d-1) (x10) Semana 18 20 22 24 26 28 20-Oct 28-Oct 6-Nov 15-Nov 24-Nov 3-Dec 12-Dec Temperatura (ºC) Fecha Resultados 40 Igual que en el caso anterior, en el experimento B tampoco encontramos diferencias significativas, pero se observa una disminución de los cultivos con la disminución de la irradiación. En este segundo periodo de octubre a diciembre, los valores diarios de radiación solar variaron entre máximos de 19000 kj m-2d-1 en octubre e inferiores a 9000 Kj m-2d-1en diciembre. Los tanques en co-cultivo mostraron valores superiores a los tanques control. La temperatura mostró un decrecimiento durante el periodo experimental. El tanque de co-cultivo, TCCU no presentó producción durante todo el proceso porque desde el inicio presento problemas de esporulación de Ulva rigida. Las producciones del experimento A fueron mayores que el experimento B, coincidiendo con la estacionalidad, ya que el experimento A fue realizado en verano, mientras que el experimento B fue hecho en otoño. Tabla X: Tasa de crecimiento media ± desviación estándar. Por tratamiento (presencia o ausencia de nutrientes) para cada tipo de cultivo (monocultivo, co-cultivo) del Experimento A. Tasa de Crecimiento (%d-1) NH SW NH TC 4,2±1,9 0,8±1,2 3,4±2,8 TCC2 5,2±1,7 3,8±0,2 3,7±2,9 TCC3 3,0±1,1 3,8±1,4 3,6±1,4 En cuanto a las tasas medias de crecimiento, del experimento A, en presencia de nutrientes presentaron valores de 4,2±1,9 % d-1 para el TC, 5,2±1,7% d-1 para TCC2 y 3,6±1,4 % d-1 para TCC3. Tabla XI: Tasa de crecimiento media ± desviación estándar. Por tratamiento (presencia o ausencia de de nutrientes) para cada tipo de cultivo (monocultivo, co-cultivos) del Experimento B. Tasa de Crecimiento (%d-1) NH SW TC 2,9±1,5 0,9±0,0 TCCU 1,3±0,0 2,7±1,5 TCCH 2,8±1,3 1,0±0,5 Resultados 41 En cuanto al experimento B, en presencia de nutrientes presentan valores de 2,86±0,84 % d-1 para el TC, 2,84±0,64 % d-1 para TCCH y para TCCU no hay tasa de crecimiento, por la disminución de la biomasa. Figura 8: Experimento A. Ajuste de los valores de producción de biomasa (g PS m-2 d-1) frente a dosis de irradiación (Kj m-2 d-1)(x10). Círculos rojos (TC); cuadrados azules (TCC2); triángulos verdes (TCC3). Tanto en el experimento A (Figura 8), como en el B (Figura 9), se observa una tendencia a aumentar la producción con el aumento de los valores de irradianción. 0 10 20 30 40 50 60 1600 1800 2000 2200 2400 2600 Producción (g PS m-2 d-1) Dosis Irradiación (kj m-2 d-1) (x10) Resultados 42 Figura 9: Experimento B: Valores de producción (g PS m-2 d-1) frente a dosis de irradiación (Kj m-2 d-1) (x10): Linea continua roja (TC); línea discontinua azul (TCCH). En cuanto a la adaptación de las diferentes especies al sistema de co-cultivo, en las gráficas de la figura 10, se representa la producción a nivel de especie por tanque, observando que los valores máximos están presentes en Ulva rigida, con un valor medio de producción en presencia de nutrientes de 30,9± 15,8 g PS m-2 d-1. Cabe destacar la disminución de Grateloupia imbricata y Grateloupia turuturu desde el inicio de la fase experimental. Hypnea musciformis tiene una pequeña producción en presencia de nutrientes, pero en la semana 7 cuando cortamos dicho aporte, se percibe una disminución de la biomasa. En cuanto a Hydropuntia cornea se observa que hay mayor producción en tanques de co-cultivo que en los tanques de control. En todas las especies 0 5 10 15 20 25 30 35 40 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 Producción (g PS m-2 d-1) Dosis Irradiación (kj m-2 d-1) (x10) Resultados 43 exceptuando Hydropuntia cornea en co-cultivo, vemos una disminución en la producción en las dos semanas sin aporte de nutrientes. Experimento A: Tratamientos DNH (0-6) DSW(7-8) DNH(9-10) Producción (g PS m-2d-1) 0 10 20 30 40 50 Hydropuntia cornea control Tratamientos DNH (0-6) DSW(7-8) DNH(9-10) Producción (g PS m-2d-1) 0 10 20 30 40 50 Ulva rígida Grateloupia turuturu b b b a b Resultados 44 Tratamientos DNH (0-6) DSW(7-8) DNH(9-10) Producción (g PS m-2d-1) 0 10 20 30 40 50 Hydropuntia cornea co-cultivo Grateloupia Imbricata Hypnea musciformis Figura 10: Producción (g PS m-2 d-1) frente a aporte/ ausencia de nutrientes para las diferentes especies cultivadas.Experimento A. Los datos se experesan como la media ± desviación estándar. Datos significativos a p<0,05 unicamente en el tanque control, entre los diferentes tratamientos. Experimento B: En las gráficas (Figura 11), se representa la producción a nivel de especie por tanques. Los valores máximos los encontramos en Hydropuntia cornea en co-cultivo, con un valor medio de producción en presencia de nutrientes de 22,1± 5,9 g PS m-2 d-1. Palisada corallopsis desde el inicio del experimento, tanto en co-cultivo con Ulva rigida como con Hydropuntia cornea, presenta una disminución de su biomasa. En cuanto a Hydropuntia cornea se observa que hay mayor producción en tanques de co-cultivo que en los tanques de control. En este caso, se percibe una disminución de la producción en ausencia de nutrientes, exceptuando Ulva rígida que presentó mayor producción después de un periodo acusado de esporulación, en presencia de nutrientes. Resultados 45 Tratamientos DNH (0-3) DSW(4-5) Producción ( g PS m-2d-1) -40 -20 0 20 Hydropuntia cornea control Tratamientos DNH (0-3) DSW(4-5) Producción ( g PSm-2 d-1) -40 -20 0 20 Ulva rígida Palisada corallopsis b a a a b a Resultados 46 Figura 11: Producción (g PS m-2 d-1) frente a aporte/ ausencia de nutrientes para las diferentes especies cultivadas. Experimento B. Los datos se expresan como la media ± desviación estándar. Datos significativos a p<0,05 se indican con letras diferentes (ab). 4.2 Biofiltración de amonio y fosfato Tabla XII: Datos de biofiltración del experimento A. Los datos se expresan como la media ± desviación estándar. Tanque Semana Flujo de N (mmol h-1) NUE ( %) NUR (mmol m-2 h-1) Flujo de P PUE ( %) PUR (mmol m-2 h-1) TC 2 5,5±0,4 85,8±3,3 27,6±0,5 2,9±0,3 92,4±4,1 9,9±0,4 6 3,3 ±3,1 78,2±1,1 17,7±0,2 3,7±0,03 52,8±3,1 8,2±0,4 9 5,1±0,2 82,1±9,6 21,7±1,6 0,3±0,03 69,8±20,7 1,7±0,2 TCC2 2 5,4±0,3 87,4±4,5 27,9±1,0 2,7±0,3 95,9±0,5 10,3±0,0 6 3,1±0,2 78,9±1,3 18,0±0,1 3,6±0,03 56,9±3,0 8,8±0,4 9 4,9±0,4 95,3±5,5 24,2±1,0 0,2±0,02 100,0±0,0 2,0±0,0 TCC3 2 5,7±0,7 91,4±2,5 28,6±0,6 3,1±0,1 96,5±0,1 10,3±0,0 6 3,1±0,2 72,0±6,8 17,2±0,7 3,7±0,1 59,5±4,9 9,0±0,5 9 5,1±0,1 95,5±3,7 24,2±0,7 0,3±0,02 97,1±5,0 2,0±0,1 Los valores medios de la eficiencia de eliminación de amonio (NUE) se encuentran entre valores del 70 al 81%. La tasa de eliminación/ asimilación por unidad de superficie (NUR) dieron valores comprendidos Tratamientos DNH (0-3) DSW(4-5) Producción ( g PS m-2 d-1) -40 -20 0 20 Hydropuntia cornea co-cultivo Palisada corallopsis a a b a Resultados 47 entre 17 y 28 mmoles NH4+m-2 h-1. No existen diferencias significativas entre los diferentes tanques. La eficiencia de eliminación de fosfato (PUE) alcanzó valores medios de 58 y 97%, llegando algunas semanas al 100%. La tasa de eliminación/asimilación por unidad de superficie (PUR) entre 2 y 10 mmoles PO43+m-2 h-1. Tabla XIII: Datos de biofiltración del experimento B. Los datos se expresan como la media ± desviación estándar.No diferenecias significativas entre tanques. Tanque Semana Flujo de N (mmol h-1) NUE ( %) NUR (mmol m-2 h-1) TC 0 3,9±0,3 70,7±3,5 21,0±0,5 3 2,2±0,1 58,0±4,3 15,9±0,5 TCCU 0 3,9±0,1 83,9±2,0 22,9±0,3 3 2,6±0,1 65,5±6,6 16,1±0,5 TCCH 0 3,9±0,1 73,2±1,8 21,3±0,3 3 2,7±0,1 69,9±4,1 16,4±0,3 Los valores medios del flujo de entrada en este experimento B fueron 3,36±0,31 mmoles N-NH4+h-1.Los valores medios de la eficiencia de eliminación de amonio se encuentran entre valores de 58 a 83%. La tasa de eliminación/ asimilación por unidad de superficie (NUR) dieron valores comprendidos entre 15 y 21 mmoles NH4+m-2 h-1. 4.3 Análisis del rendimiento cuántico óptimo del PSII (Fv/Fm) como indicador de estrés Tanto para el experimento A como para el experimento B, las medidas fueron tomadas a diferentes horas del día ( 9:00, 11:00 y 14:00) para identificar situaciones de estrés no sólo por periodos prolongados sino también por efectos puntuales causados por la irradiación diaria. Sin embargo, los datos de fluorescencia se mantuvieron estables por lo que nos centraremos en la evaluación de las medidas tomadas a las 11:00, comparando el estado fisiológico de las diferentes especies en presencia y ausencia de nutrientes. No se observaron diferencias significativas entre los diferentes tratamientos, en ninguna de las especies estudiadas, en ninguno de los dos experimentos (Figura 12 y Figura 13). Resultados 54 experimento, por lo que no podemos saber que evolución han llevado a cabo. En los pigmentos obtenidos de los extractos, para pigmentos liposolubles, el máximo de clorofila a y carotenoides aparece en Hydropuntia cornea al final de las cuatro semanas con aporte de nutrientes, con un valor 4,1±0,3 mg g-1PS de clorofila a y 1,0±0,1 mg g-1 PS de carotenoides.Sin embargo, el mínimo sin embargo se observó en Ulva rigida al final del experimento, después de dos semanas sin aporte de nutrientes, con un valor 0,9±0,01 mg g-1PS de clorofila a y al inicio del experimento para Palisada corallopsis 0,1±0,03 mg g-1 PSSC de carotenoides. Tabla XVIII: Pigmentos hidrosolubles de algas rojas del experimento B. Especies Semanas (Tratamientos) Ficoeritrina (mg g-1PS) Ficocianina (mg g-1PS) Hydropuntia cornea (TC) 0 (DNH) 16,6±1,9 b 0,2±0,1 3 (DNH) 13,3±0,5 b 0,1±0,04 4 (DSW) 5,6±0,9 a 0,04±0,05 6 (DSW) 2,3±0,6 a 0,09±0,06 Palisada corallopsis (TCCU) 0(DNH) 5,3±0,9 0,09±0,01 6(DSW) 1,1±0,1 0,06±0,03 Hydropuntia cornea (TCCH) 0(DNH) 25,9±0,9 b 0,4±0,02 b 3(DNH) 21,6±1,5 b 0,3±0,01 ab 4 (DSW) 10,8±3,3 a 0,2±0,07 ab 6(DSW) 4,4±0,6 a 0,2±0,06 a Palisada corallopsis (TCCH) 0 (DNH) 5,3±0,9 0,09±0,01 6 (DSW) 0,7±0,2 0,02±0,03 Los datos se expresan como la media ± desviación estándar. Datos significativos a p< 0,05 se indican con letras diferentes (ab). Respecto a los pigmentos hidrosolubles, tal y como se presentan en la tabla XVIII, el máximo lo encontramos para ficoeritrina en Hydropuntia cornea TCCH al inicio del experimento, con un valor 25,9±0,9 mg g-1 PS y el mínimo, en Palisada corallopsis TCCH al final del periodo sin aporte de nutrientes, con un valor 0,7±0,2 mg g-1 PS. En cuanto a la ficocianina, el máximo lo encontramos en Hydropuntia cornea TCCH al inicio del Resultados 55 experimento, con un valor de 0,4±0,02 mg g-1 PS y el mínimo en Palisada corallopsis TCCH, después de dos semanas sin aporte de nutrientes, con valor 0,02±0,03 mg g-1 PS. Encontramos diferencias significativas entre tratamientos en Hydropuntia cornea tanto en control como en co-cultivo. Figura 14: Cambios morfológicos de las algas durante los diferentes tratamientos. A: Cambios en pigmentación Hydropuntia cornea. B: Cambios morfológicos de Palisada corallopsis. A B Resultados 56 En la figura 14 podemos observar los cambios en la morfología y pigmentación de las algas durante los dos experimentos. Con la ausencia de aporte de nutrientes, como se observa en la figura 14.A, se ve una clara disminución de la concentración de pigmentosy en la figura 14.B, disminución de tamaño para una mayor superficie/volumen. Resultados 57 4.5 Valoración de actividad antioxidante: Una vez cuantificados los pigmentos, los extractos fueron utilizados para determinar la actividad antioxidante. Los resultados de la actividad antioxidante de los extractos liposolubles del experimento A se presentan en la tabla XIX. Los porcentajes de inhibición de los extractos hidrosolubles no fueron valores relevantes en ninguno de los dos experimentos. Tabla XIX: Actividad antioxidante de pigmentos liposolubles experimento A. Especies Semanas (Tratamientos) % Inhibición liposolubles Hydropuntia cornea (TC) 0 (DNH) 2,9±0,04a 6 (DNH) 2,0±0,2a 8 (DSW) 12,4±3,6b 9 (DNH) 3,7±1,8a 10 (DNH) 5,6±1,1ab Ulva rigida (TCC2) 0 (DNH) 12,4±5,8 6 (DNH) 2,0±1,4 7 (DSW) 2,1±0,2 8 (DSW) 9,1±2,9 9 (DNH) 3,3±2,0 10 (DNH) 3,6±1,0 Grateloupia turuturu (TCC2) 10 (DNH) 9,4±0,5 Hydropuntia cornea (TCC3) 0 (DNH) 12,5±3,9bc 6 (DNH) 5,3±0,2ab 7 (DSW) 20,0±3,9c 8 (DSW) 3,5±0,9a 9 (DNH) 3,4±0,3a 10 (DNH) 4,0±0,8ab Grateloupia imbricata (TCC3) 0 (DNH) 7,3±3,2 10 (DNH 2,9±0,5 Hypnea musciformis (TCC3) 0 (DNH) 2,6±0,7 6 (DNH) 0,6±0,2 Los datos se expresan como la media ± desviación estándar. Datos significativos a p<0,05 se indican con letras diferentes (abcd). En el experimento A, Ulva rigida presentó mayor % de inhibición al principio del experimento. Hydropuntia cornea presentó los mayores Resultados 58 valores de inhibición en condiciones de limitación de nutrientes, con un máximo en TCC3 de 20±3,9% de inhibición. Presentando diferencias significativas en Hydropuntia cornea tanto en control como en co-cultivo para los diferentes tratamientos. Tabla XX: Actividad antioxidante de pigmentos liposolubles experimento B. Especies Semanas (Tratamientos) %Inhibición liposolubles Hydropuntia cornea (TC) 0 (DNH) 17,8±3,9b 3(DNH) 3,5±4,4a 4(DSW) 3,9±0,2a 6 (DSW) 1,9±2,7a Ulva rigida (TCCU) 3(DNH) 4,2±1,1 4(DSW) 2,6±1,6 6 (DSW) 1,9±2,2 Palisada corallopsis (TCCU) 0 (DNH) 3,1±0,9 6 (DSW) 3,1±0,9 Hydropuntia cornea (TCCH) 0(DNH) 2,5±0,7a 3 (DNH) 2,9±0,6a 4 (DSW) 20,0±8,9b 6 (DSW) 5,3±0,6a Palisada corallopsis (TCCH) 0 (DNH) 3,1±0,9 6 (DSW) 1,2±0,3 Los datos se expresan como la media ± desviación estándar. Datos significativos a p<0,05 se indican con letras diferentes (abcd). En el experimento B (tabla XX), Ulva rigida presentó mayor % de inhibición en presencia de nutrientes, mientras que Hydropuntia cornea mostró los mayores valores de inhibición bajo limitación de nutrientes, con un máximo en TCCH de 20,0±8,9% de inhibición. Encontramos diferencias significativas, sobretodo en Hydropuntia cornea en co-cultivo. Discusión 59 5. Discusión: Para un buen desarrollo de AMTI, debemos buscar y/o conocer las especies locales de macroalgas que mejor se adapten a las condiciones ambientales de un sistema de biofiltro (Chopin et al., 2001; Copertino et al., 2009). En el caso de Ulva rigida e Hydropuntia cornea, se ha demostrado en estudios anteriores (Gómez-Pinchetti et al., 1998; Mata et al., 2010) que son muy adaptables y maleables en diferentes condiciones ambientales. Buschmann et al. (2008a) indica que la adición de nutrientes al medio, sobre todo nitrógeno, causa un incremento de la biomasa de las especies autótrofas. Se ha intentado ver si el co-cultivo de diferentes especies favorecía la producción de especies con menos crecimiento que Ulva rígida. Tanto en Ulva rigida e Hydropuntia cornea se sigue el patrón de aumentar la producción en presencia de nutrientes y disminuirla en ausencia de estos. Sin embargo, Grateloupia turuturu, Grateloupia imbricata, Hypnea musciformis (experimento A), así como Palisada corallopsis (experimento B), según los resultados obtenidos, se pueden interpretar que estas macroalgas no han tenido una buena adaptación a este tipo de cultivos. Otra posible explicación a la disminución de la biomasa puede ser a que especie como Ulva muestran la capacidad de utilizar, absorber y metabolizar rápidamente diferentes formas de nitrógeno inorgánico, principalmente nitrato y de amonio, dependiendo de su disponibilidad . Sin embargo, la presencia de estos compuestos nitrogenados pueden ser tóxicos o inhibidores para algunas algas marinas en altas concentraciones. (Lobban y Harrison, 1994). Esto también se podría explicar por el problema ocurrido en el experimento A, puesto que la segunda semana hubo un corte de agua por rotura de la bomba y en la semana cinco rotura de una tubería, lo que llevó a que en el tanque de decantación no hubo entrada de agua durante un periodo de tiempo Discusión 60 indeterminado, aumentando la concentración de amonio y coincidiendo con la disminución de la producción en estas semanas. En el experimento B, la producción de Ulva rigida cayó drásticamente durante las semanas en presencia de amonio, por esporulación, produciéndose una disminución de la biomasa (Msuya y Neori., 2002; Bartoli et al., 2005; Copertino et al., 2009). Aunque no lo podemos demostrar en nuestros casos, también tendríamos que tener en cuenta la importancia de las posibles interacciones químicas entre las macroalgas, aunque según Valiela et al., (1997) las macroalgas tienen menos probabilidades de contener y liberar compuestos tóxicos, y carecen de defensas químicas obvias (Van Alstyne et al., 2001). Sin embargo, estudios recientes han revelado que Ulva pertusa y Ulva linza exhiben efectos alelopáticos negativos sobre otras algas (Jin y Dong , 2003; Nan et al , 2004; Jin et al, 2005). La interferencia con la competencia por luz y nutrientes hace casi imposible probar la alelopatía in situ (Jasser, 1995; Inderjit y Del Moral, 1997; Keating, 1977; Schmidt y Hansen, 2001; Sukenik et al., 2002). Por tanto, para intentar identificar posibles interacciones alelopáticas entre los organismos acuáticos es esencial desarrollar experimentos en sistemas controlados (Renjun Wang et al., 2007) y en nuestro caso, no hemos podido controlar irradiancia y temperatura en las condiciones de nuestros cultivos. Aunque diversos factores abióticos y bióticos pueden limitar la productividad, la irradiancia y temperatura son los factores más importantes para el crecimiento y la absorción de nutrientes (Nelson et al., 2008; Kim J.H et al., 2011). En nuestro ensayo, la variación de temperatura e irradiancia muestran unas ciertas tendencias, aunque no se obtuvo un efecto significativo. En el experimento B, la tendencia se ve más claramente que en el experimento A. Incluso en el experimento A, se diría que la producción se ve más afectada por la irradiancia que Discusión 61 por la temperatura, pero no se puede asegurar porque estadísticamente no se encontraron diferencias significativas. En cuanto a la selección de la especie de macroalga a utilizar como biofiltro, depende de dos aspectos fundamentales: la capacidad fisiológica para crecer en las condiciones de cultivo con niveles altos de nutrientes, especialmente amonio, y el interés comercial de su biomasa o de los productos derivados de ella (Buschmann et al., 2001; Chopin et al., 2001).La biofiltración de nuestros co-cultivos obtenida durante el experimento (Tablas XII, XIII), donde no hubieron diferencias significativas entre los cultivos, es similar a las indicadas por otros autores (Chow et al., 2001; Msuya y Neori, 2002; Schuenhoff et al., 2003; Hernández et al., 2006; Buschman et al., 2008b; RobertsonAndersson et al., 2008; Mao et al., 2009; Marinho-Soriano et al., 2009; Mata et al., 2010); donde sus resultados de eficiencia de asimilación de nitrógeno (NUE) están comprendidos entre el 20 y el 80%. La biofiltración de Ulva no se vio afectada por el hecho de entrar en fase reproductiva (Msuya y Neori, 2002; Bartoli et al., 2005; Copertino et al., 2009), puesto que siguió activa fisiológicamente produciendo esporas, aunque no biomasa. Aunque el NUE es fácilmente comparable no da mucha información, mientras que la tasa de asimilación (NUR) nos permite saber la relevancia y capacidad para suprimir del medio el nitrógeno por unidad temporal y superficial (Del Río et al., 1996). Los datos muestran una tasa de asimilación (NUR) que llega a duplicar la de otros autores (Chow et al., 2001; Msuya y Neori, 2002; Bartoli et al., 2005; Schuenhoff et al., 2006; Shpigel y Neori, 2007; Buschmann et al., 2008b; Copertino et al., 2009). No obstante, aun así no se vio diferencias significativas entre los diferentes tipos de cultivo. Al someter los co-cultivos a un periodo sin nutrientes, lo que supone una situación de estrés, y siguiendo las indicaciones de Figueroa et al. (2006) que sugiere este parámetro como fiable y fácil de medir, se recopilaron datos del rendimiento cuántico óptimo del PSII (Fv/Fm) para registrar si hubo variaciones en el estado fisiológico. Los Discusión 62 datos, figuras 12 y 13, indican que el estrés sufrido por la carencia de nutrientes durante dos semanas, es inapreciable. En el experimento B, también observamos que en el ETR relativo (tasa fotosintética de transporte de electrones),existe una buena relación entre ETR y fijación de C o la evolución del oxígeno (Genty et al., 1989), aunque los resultados esperados eran que los valores fueran mayores en presencia de nutrientes, como ocurrió en Hydropuntia cornea control y Ulva rigida (tabla XIV). En el resto de especies ocurre lo contrario, sufriendo un estrés por un incremento de amonio que puede ser tóxico o fotoinhibidor en altas concentraciones (Lobban y Harrison, 1994), pero no se observaron diferencias significativas entre los diferentes tratamientos. Buschman et al. (2008b) afirma que altas concentraciones de nitrógeno (amonio) incrementan el contenido de pigmentos fotosintéticos, proteínas solubles y nitrógeno interno, además de compuestos fotoprotectores o intermediarios de la fotosíntesis. Esta respuesta fisiológica de las macroalgas es un hecho patente en nuestro estudio, como podemos observar en las tablas XV, XVI; XVII y XVIII, la cantidad de pigmentos aumenta en presencia de amonio y disminuye en ausencia de ellos. Varios autores han descrito en trabajos anteriores que el contenido de la ficoeritrina en algas rojas, y clorofila a en general, está positivamente correlacionado con el aporte de nitrógeno y los niveles de radiación (Lapointe., 1981; Bird et al., 1982; Vergara y Niell., 1993). Por otra parte, se ha demostrado también que la concentración de pigmentos responde a los cambios en las concentraciones de las distintas formas orgánicas e inorgánicas de N (Bird et al., 1982; Horrocks, 1993). El blanqueamiento es resultado de que los pigmentos son metabolizados como una fuente de proteína (Smit et al., 1997). Los cambios en el contenido de clorofilas fueron importantes a pesar de que los valores de irradiación diaria fueron altos, con niveles máximos, lo Discusión 63 que sugiere que el contenido de pigmento fue controlado por el nitrógeno disuelto y no por la luz. Por tanto, bajos niveles de nitrógeno (principalmente en la forma de NH4+) presenta una fuerte influencia en los pigmentos. (Gómez Pinchetti et al., 1998). La ficoeritrina es el pigmento característico de las algas rojas y por eso su cantidad es tan alta en comparación a la clorofila y la ficocianina, como se puede ver en las tablas tablas XVI y XVIII. (Buschman et al., 2008b). Varios autores han descrito en trabajos anteriores que el contenido de la ficoeritrina en algas rojas, y clorofila a en general, está positivamente correlacionado con el aporte de nitrógeno y los niveles de radiación (Lapointe, 1981; Bird et al., 1982; Vergara y Niell, 1993). El interés en la búsqueda de antioxidantes naturales de algas se ha incrementado en los últimos años. El objetivo general de este tipo de investigación es el descubrimiento de compuestos y/o extractos que puedan contrarrestar procesos de estrés oxidativo inducido por radicales y otros, y al hacerlo, reducir la incidencia de enfermedades humanas directamente relacionadas con estos procesos. (Kelman. D et al., 2012). Carotenoides (Sachindra et al., 2007; Prasanna et al., 2010) y ficobiliproteinas son generalmente poderosos antioxidantes (Eriksen, 2008; Prasanna et al., 2010; Sekar y Chandramohan, 2008). Las situaciones de estrés bajo las condiciones de cultivo establecidas podrían explicar la síntesis, acumulación y exudación al medio de este tipo de elementos, como podemos observar en las tablas XIX-XX. La actividad antioxidante se incrementa cuando lo sometemos a estrés al cortar el aporte de nutrientes. (Pérez-Rodríguez et al., 2003). Referencia 70 FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION (FAO). 2012. El estado mundial de la pesca y la acuicultura 2011. Departamento de Pesca y Acuicultura de la FAO, Roma. FIGUEROA FL, GÓMEZ I. 2001. Photosynthetic acclimation to solar UV radiation of marine red algae from the warm-temperate coast of southern Spain: a review. J Appl Phycol 13: 235-248. FIGUEROA. F L, RUI SANTOS, CONDEÁLVAREZ . R, MATA. L, GÓMEZ PINCHETTI. JL, MATOS. J, HUOVINEN. P, SCHUENHOFF, A, SILVA. J. 2006. The use of chlorophyll fluorescence for monitoring photosynthetic condition of two tank-cultivated red macroalgae using fishpond effluents Félix L.; Botanica Marina 49: 275–282. 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