Las cianobacterias son un taxón del mundo bacteriano capaz de realizar la fotosíntesis. Aunque en el pasado se las llamó algas (y todavía aparecen como “algas verdeazuladas”), no son algas eucariotas: pertenecen al filo bacterias conocido como Cyanobacteria y hoy se reconocen unas 1.500 especies descritas, si bien la diversidad real es mayor y sigue descubriéndose. En la teoría de los endosimbiontes, los cloroplastos (plastos) de las plantas y muchas algas descienden de ancestros similares a las cianobacterias; el análisis del ADN moderno respalda esa relación filogenética.

Fotosíntesis y pigmentos

Las cianobacterias realizan una fotosíntesis oxigenada: usan agua como donante de electrones y liberan oxígeno como subproducto. Emplean dos centros fotosintéticos acoplados (fotómetros similares a los fotosistemas II y I de plantas) y sistemas de captación de luz llamados ficobilisomas. Sus pigmentos incluyen clorofila a y ficobiliproteínas como la ficocianina y la ficoeritrina, que les permiten aprovechar una amplia gama del espectro luminoso y, por eso, muchas presentan tonos verdeazulados, azulados o rojizos.

Estructura celular y especializaciones

Existen cianobacterias unicelulares, en cadenas o filamentos, y formas colonialess. Algunas desarrollan células diferenciadas:

  • Heterocistos: células especializadas donde se fija el nitrógeno atmosférico (N2) por la acción de la nitrogenasa; se forman para proteger la enzima del oxígeno, que la inactiva.
  • Akinetes: células de resistencia que les permiten sobrevivir periodos adversos.
  • Vacuolas de gas: en algunas especies, permiten regular la flotación y posicionarse en la columna de agua según la luz y nutrientes.

Su reproducción suele ser por fisión binaria, fragmentación de filamentos o formación de hormogonios en especies filamentosas.

Evolución y registro fósil

Las cianobacterias tienen un registro fósil extremadamente antiguo, con evidencias en estromatolitos que datan de hace al menos 3.500 millones de años. Fueron organismos dominantes en los estromatolitos de los eones Arcaico y Proterozoico, y su actividad fotosintética temprana marcó hitos clave en la historia de la biosfera.

Papel en la oxigenación de la Tierra

La atmósfera primitiva de la Tierra era en gran medida reductora y carecía de oxígeno libre. La capacidad de las cianobacterias para realizar la fotosíntesis oxigenada fue fundamental: sus comunidades, especialmente en estromatolitos, comenzaron a producir oxígeno en cantidades apreciables. Tras cientos de millones a miles de millones de años de actividad fotosintética acumulada, se produjo el llamado Gran Evento de Oxigenación (aproximadamente hace 2.4–2.3 mil millones de años), que incrementó drásticamente el contenido de oxígeno en la atmósfera. Ese cambio ambiental fue lento pero transformador: provocó extinciones entre organismos anaerobios y creó condiciones en las que pudieron evolucionar formas de vida aeróbica más complejas.

Importancia ecológica y efectos sobre el ser humano

Las cianobacterias desempeñan papeles clave en ecosistemas acuáticos y terrestres: producen materia orgánica por fotosíntesis, fijan nitrógeno en ecosistemas pobres en este nutriente y forman asociaciones simbióticas (por ejemplo con líquenes, plantas acuáticas y algunos protistas). Sin embargo, también pueden causar problemas:

  • Floraciones nocivas: en aguas eutrofizadas (ricas en nutrientes) las cianobacterias pueden proliferar en exceso formando “bloom” o proliferaciones algales que enturbian el agua y afectan a ecosistemas completos. Muchas especies producen toxinas (como las microcistinas, anatoxinas o saxitoxinas) que perjudican a animales, ganado y personas y requieren tratamiento del agua potable.
  • Impacto ambiental: las floraciones reducen la calidad del agua, provocan anoxia local al descomponerse la biomasa y alteran cadenas tróficas.

Usos y aplicaciones

Las cianobacterias tienen aplicaciones biotecnológicas prometedoras: se usan como biofertilizantes (por su capacidad de fijar nitrógeno), en producción de biomasa y compuestos de interés (pigmentos, proteínas, lípidos para biocombustibles), en biorremediación de aguas y suelos y como modelo para la biología sintética (modificación genética para producir compuestos útiles).

Control y prevención de problemas

Para evitar proliferaciones nocivas se recomiendan medidas que reduzcan la entrada de nutrientes (principalmente fósforo y nitrógeno) a lagos y ríos: mejorar el tratamiento de aguas residuales, controlar la escorrentía agrícola, gestionar mejor los fertilizantes y restaurar humedales que actúen como filtros. En caso de floraciones, la monitorización, avisos a la población y tratamientos específicos del agua son necesarios para proteger la salud pública.

En resumen, las cianobacterias son organismos microbianos fotosintéticos de gran importancia biológica y geológica: fueron agentes decisivos en la oxigenación temprana del planeta, mantienen funciones ecológicas actuales esenciales y presentan a la vez riesgos y oportunidades para la sociedad humana.