Marea roja del 76

Ganó 5 Oscar en 1975:
a la mejor película, actores principales,
director (Milos Forman) y guión adaptado.
Estreno en España: 7 de octubre de 1976.

Marea roja es una expresión confusa porque se utiliza como sinónimo de algas tóxicas. Esto resulta especialmente falso en Galicia, donde tenemos proliferaciones tóxicas “sin color” y mareas rojas inocuas cada año…

Precisamente estos días se cumplen 36 años de la primera proliferación tóxica en Galicia, “trending topic” si tal hubiera existido en octubre de 1976. Por aquel entonces teníamos en el cine películas como “Alguien voló sobre el nido del cuco“, y en la prensa podíamos leer asuntos tan curiosos como un editorial del “Faro de Vigo” quejándose del servicio doméstico: “…Mire que las empleadas de hogar se ponen de una talante, al abrigo del marco democrático recién inaugurado…!“.

Fue en este marco de transición democrática cuando unas fuertes lluvias al inicio del otoño, combinadas con temperaturas (también en transición) verano-otoño, favorecieron la proliferación de dinoflagelados en algunas rías gallegas. La coloración en el agua pasó desapercibida, el mar estaba picado, y tan solo se observaron indicios de marea roja en la zona de Marín (ría de Pontevedra). Pero la contaminación provenía de las rías de Arousa y Muros, y el mejillón recogido en octubre se comercializó normalmente en España y otros países europeos.

Por supuesto que las mareas rojas se conocían desde bastantes décadas atrás en Galicia. Los pescadores las llamaban “purga de mar” porque decían que el mar quedaba limpio después…un término escatológico aplicado al mar (y no a las personas como yo creía…). Sin embargo, antes de 1976 no se habían producido nunca intoxicaciones graves ó si las hubo pasaron desapercibidas ó confundidas con otros motivos.

Eso sí, haciendo caso al saber popular, no se recogía marisco si existía color en el agua…
e incluso hay un refrán que dice: “Dende San Bartolomeu (24 agosto) a San Simón (28 octubre) non probelo mexilón“.

Resumen de titulares en octubre de 1976.
Arriba izquierda: La Voz de Galicia (26-X-76).
Las demás son del Faro de Vigo, entre el 27 y 30 de octubre.

Los primeros casos de intoxicación en 1976 aparecieron en Suiza, luego estalló la bomba informativa en Francia. Al principio la noticia anunciaba una catástrofe, casi 100 personas intoxicadas, aunque luego fueron 23 las que necesitaron hospitalización urgente.

También en España hubo una veintena de casos y varios ingresos hospitalarios en Santiago de Compostela, Segovia, etc. Los mercados internacionales se cerraron al mejillón gallego con el consiguiente desbarajuste y preocupación general. Se habló entonces de la “crisis del mejillón” y se llegó a temer seriamente por el futuro de esta industria.

Por si fuera poco, a pesar de que la Jefatura de Sanidad de Pontevedra anunciaba el 26 de octubre la prohibición de las exportaciones de mejillón, la empresa “Alvarez Entrena” ligada a varias depuradoras de marisco se saltó la medida “a la torera” y el mejillón ilegal provocó nuevas intoxicaciones en Italia, 120 casos más. En total, entre el 17 de octubre y el 2 de noviembre de 1976, se contabilizaron 308 afectados.

Lingulodinium polyedrum,
antes llamado Gonyaulax polyedra.
Disponible en: http://scientia1.wordpress.com

Los síntomas eran los de una toxina paralizante, la saxitoxina (encontrada por primera vez en la almeja Saxidomus giganteus), aunque en aquella época también se hablaba de “mitilotoxina” por aquello de los mejillones (género Mytilus).
Este tipo de toxinas las producen distintas especies de dinoflagelados, en un principio todo apuntaba al entonces llamado Gonyaulax polyedra. Y fue así como la prensa adoptó y repitió hasta la saciedad la palabra “Gonyaulax” para referirse al responsable de las intoxicaciones…

Los primeros casos en Galicia aparecieron el 20 de octubre en Palmeira (A Coruña) tal como describen Gestal Otero y col. (1978). Fueron 5 personas que después de comer mejillones tenían entumecimiento en labios y dedos y sensación “de flotar en el aire”. También sufrieron diarreas, vómitos ó fiebre. Cito literalmente: “los enfermos contaban que lo habían pasado muy mal y que preferirían padecer cualquier otra enfermedad a volver a sufrir este cuadro“.
En Boiro y Puebla del Caramiñal se comentaba incluso que habían muerto varios gatos tras comer mejillones, y que antes de la muerte caminaban tambaleándose.

El método de referencia para el análisis de toxinas PSP era el bioensayo en ratón. Hoy en día sigue siendo el método que prevalece en caso de duda aunque “co-habita” con métodos cromatográficos. Consiste en inyectar un extracto de la muestra (intraperitonealmente) al pobre animalillo, y luego se observa la mortandad (y/ó síntomas) de los mismos a lo largo del tiempo. La toxina se cuantifica en unidades de ratón que pueden expresarse en concentración de saxitoxina por gramos de marisco, si se calibran los ratones con saxitoxina estándar.

Uno de los pollitos usados en el bioensayo de PSP.
Son 13 imágenes, en la última aparece muerto por parálisis
respiratoria tras la inyección de la muestra.
Fuente: Gestal Otero y col. (1978)
Hay que insistir en que “el bioensayo en pollito” nunca
se impuso (si es que alguien lo ha usado jamás)
al bioensayo en ratones…

En aquel momento de urgencia y prisas, resultaba difícil encontrar ratones con las características exigidas para este bioensayo…así que se recurrió a otro animal fácil de encontrar en Galicia: pollitos con un día de vida. Lo describen Gestal Otero y col. (1978), donde muestran imágenes de un pobre pollito antes, durante y después de la inyección…letal.

Afortunadamente entre las personas no hubo muertos. Porque no es por nada que la saxitoxina que provoca el síndrome paralizante (PSP) es considerada arma química por la ONU. Es decir, un arma de destrucción masiva: su código militar es “agente TZ” y la CIA experimentó con ella en los años 50′.

La saxitoxina se absorbe rápidamente por la mucosa oral y gastrointestinal. Por dar una idea resulta 1000 veces más tóxica que el cianuro de sodio ó el gas sarín. También hubo intoxicados en Alemania, aunque finalmente no quedó claro si fue por mejillón gallego o bivalvos del Mar del Norte. De todas formas el varapalo fue tremendo a nivel internacional porque dejó al descubierto la escasez de medios para garantizar el consumo de mejillón ó cualquier otro bivalvo (almejas, ostras, vieiras) en condiciones sanitarias seguras.

Era un problema inédito en nuestro país. En “El Ideal Gallego” (28-XI-76), se citaba que el mismísimo director general de pesca en aquel entonces, Víctor Moro, confesó en una reunión el 14 de noviembre que “sabía que existía el mejillón, que se vendía y nada más“. El desconcierto, lamentos y reproches mutuos entre la administración pública y el sector mejillonero eran noticia un día sí y otro también en las semanas de “la crisis del mejillón”.

Reportaje en el Semanario Mundo. 6-XI-1976

Por ejemplo, según declaraciones del jefe provincial de Sanidad, Dr. Yuste Grijalba en El Pueblo Gallego (21-XI-76): “el responsable es quien no dio la voz de alarma del cambio experimentado en el plancton. En todos los países civilizados esta es una cuestión que se lleva al día. Nosotros tuvimos que enterarnos de que había “Gonyaulax” como consecuencia de los análisis de mejillones“. Los mejilloneros a su vez (El Pueblo Gallego, 16-XI-76) manifestaban no conocer el origen de la supuesta toxicidad, ya que existía un certificado del director del IEO de La Coruña (Miguel Torre Cervigón) que hablaba de normalidad en el plancton de Arousa, y ausencia del famoso Gonyaulax.

La prensa de aquellos días reflejaba también la novedad del asunto y el desconocimiento general. En los periódicos encontramos expresiones tan curiosas para hablar de los dinoflagelados tóxicos como “la pulga de mar” en lugar de “la purga de mar” (me pregunto si fue una errata ó si el periodista pensaba en el tamaño del fitoplancton…).

También se habló de un “flagelo venenoso” (¿?) conocido como “gonyaulax“.  En un reportaje semanal de “La Opinión” (13-19-XI-1976) mostraban un enorme dibujo de un dinoflagelado, y al pie de éste se leía “la saxitoxina venenosa (aumentada)“. Incluso se llegaba a hablar de “playa roja” en lugar de “marea roja”…Y el propio género “Gonyaulax” aparecía escrito de casi todas las formas posibles según la ocasión: “Genyaulax“, “Gonyalax“, “Gonyaulaxa“…Esto ya no pasa con el corrector del Word…!!

Debido a que hablamos de organismos bioluminiscentes, en el mismo reportaje de “La Opinión” se hablaba de “Centelleo Siniestro”…pero hoy en día sabemos que el entonces llamado “Gonyaulax polyedra” no es tóxico ni mucho menos siniestro…¿quién fue entonces el responsable de todo este “fregado“?….Continuará…

Agradecimientos

-A Santi Fraga por su colección de recortes de prensa, el refrán del mejillón y los comentarios de primera mano sobre este episodio tóxico. Escribir esta entrada sin su ayuda hubiera sido imposible !
-A Pepe Franco por sus comentarios sobre el análisis de PSP.
-Hemeroteca Faro de Vigo.

Referencias

-Gestal Otero y col. Brote de mitilotoxismo en la provincia de La Coruña. Boletín IEO, tomo IV, nº 258, 29 pp. (1978).
-Prensa variada de 1976 (Faro de Vigo, La Voz de Galicia, Mundo, El País, El Pueblo Gallego, El Ideal Gallego, etc…).

El jardín del coral

Si nos preguntasen por Queensland en Australia casi nadie (excepto los concursantes de “Saber y ganar”), sabría que es un estado al noreste del país, que su capital es Brisbane y que allí tendríamos que ir (sigo ahorrando) para ver la gran barrera de arrecife…
Corales en la gran barrera de arrecife, cerca de Cairns (Queensland).

Autor: Toby Hudson, Wikimedia commons

 

Sección norte de la gran barrera.
Autor: astronauta desconocido, no es broma
NASA, Wikimedia commons

Sobre el tamaño de la gran barrera cabe decir que se extiende a lo largo de 2.600 km.
Pero lo que no cuenta la Wikipedia es que cubre un área similar a la de países europeos como Alemania,
ó en Sudamérica como la mitad de Chile.

Coral esférico, en la gran barrera de Australia.
Autor: Toby Hudson. Wikimedia Commons.

Estos días la gran barrera ha sido noticia en la prensa por el descenso en un 50% de la cobertura de coral entre 1985-2012 http://www.elmundo.es/elmundo/2012/10/01/natura/1349094624.html?cid=GNEW970103

La noticia procede del artículo de De’ath y col. (2012) en PNAS, donde describen las principales causas de la reducción del coral: el 90% son las tormentas y los predadores,
y en tercer lugar (10%), el “blanqueo” de los corales al perder sus Symbiodinium.Los pólipos de los corales son como un ejército de diminutas anémonas. Al igual que éstas, mantienen una relación simbionte con sus Symbiodinium, pero además segregan un exoesqueleto de carbonato cálcico (como las conchas de los moluscos), que en el transcurso de los años construye los arrecifes de coral…

Acanthaster planci, Tailandia. Autor: Jon Hanson
Wikimedia commons

Pero esta protección no es suficiente para defenderse de estrellas de mar como Acanthaster planci, también llamada “corona de espinas”, que parecen ensañarse especialmente con las zonas de coral más perjudicadas por la actividad humana…

Y en cuanto al blanqueo del coral, se produce por la expulsión ó pérdida de Symbiodinium en situaciones de estrés, principalmente por temperaturas demasiado altas.
El coral puede sobrevivir durante un tiempo, pero si no recupera pronto sus zooxantelas termina por morir…El blanqueo repetido de los corales los debilita progresivamente, reduciendo su crecimiento y haciéndolos más vulnerables. Así que necesitamos estudiar a Symbiodinium para entender qué sucede ó sucederá en los arrecifes de coral en las próximas décadas en un océano afectado por el cambio climático.

El coral Favia pallida afectado por el blanqueo ó por
la corona de espinas….
Autor: Nick Hobgood , Wikimedia commons.

Hoy en día existen 8 especies de Symbiodinium formalmente descritas. En la fase vegetativa móvil es posible estudiar su morfología, pero para observar esas células necesitamos cultivar Symbiodinium en el laboratorio…y eso es muy difícil.

Gracias a los avances en biología molecular hay otra alternativa: secuenciar fragmentos de ADN para construir un “árbol evolutivo” donde las secuencias parecidas se agrupan en “ramas” del árbol.

Esas ramas ó tipos no tienen nombres científicos y se denominan con letras ó números. En el caso de Symbiodinium conocemos 9 tipos, con las letras “A”-“B”-“C”…así hasta la “I”.

La única excepción, y posiblemente el primer caso en microalgas, es un trabajo que combina genética y ecología para describir dos nuevas especies de Symbiodinium “B” (LaJeunesse y col. 2012), sin más datos morfológicos que el tamaño de las “bolitas amarillas”…

Otros habitantes famosos
en los arrecifes de coral. Timor oriental.
Autor: Nick Hobgood, Wikimedia commons

A lo largo y ancho del mundo encontramos distintos grupos de Symbiodinium…en corales del Caribe por ejemplo dominan los Symbiodinium “A”, “B” y “C”…en las anémonas de Nigrán (en la primera entrada de esta serie) posiblemente hay Symbiodinium “A” (nos fiamos de estudios en zonas cercanas, no lo vamos a comprobar en nuestro laboratorio, de momento !!).

En la gran barrera de Australia, y el Pacífico en general, domina el Symbiodinium “C”.

Pero aunque domine un tipo de Symbiodinium, el coral puede albergar otros tipos minoritarios (crípticos), que aprovechan su oportunidad para convertirse en dominantes tras el blanqueo de su huésped.

Este parece ser el caso del Symbiodinium “D”, especialmente adaptado a las altas temperaturas e intensidades de luz, y que en corales blanqueados de la gran barrera puede sustituir a los Symbiodinium “C”. Pero esto, que parece ser una “luz de esperanza” para salvar corales en apuros no es tan bonito como parece.

La estatua de Gerald Durrell
(zoo de Jersey, Reino Unido)
el “culpable” de muchas vocaciones
en biología tras leer su trilogía de Corfú.
El Symbiodinium “D” es un oportunista que saca ventaja a sus competidores en condiciones difíciles pero no ofrece las mismas garantías de supervivencia a los corales.
En la gran barrera aquellos corales que sustituyen el Symbiodinium “C” por el “D” crecen mucho menos y esto a la larga podría disminuir la capacidad de regeneración del arrecife…

Habrá que ver el vaso medio lleno, porque proteger la gran barrera reduciendo la contaminación y controlando las estrellas de mar depende de nosotros…

Fin de la trilogía del coral

Referencias:
-Bythell JC y col. Algal genotype and photoacclimatory responses of the symbiotic alga Symbiodinium in natural populations of the sea anemone Anemonia viridis. Proc. Royal Soc. B 264: 1277-1282 (1997).
-De’ath G. y col.  The 27-year decline of coral cover on the great barrier reef and its causes. PlosOne (early edition).
-LaJeunesse T.C. y col. A genetics-based description of Symbiodinium minutum sp. nov. and S. psygmophilum sp. nov. (Dinophyceae), two dinoflagellates symbiotic with Cnidaria. J. Phycol. (in press).
-Stat M, Gates RD. Clade D Symbiodinium in scleractinian corals: a “nugget” of hope, a selfish opportunist, an ominous sign, or all of the above?. J. Mar. Biol. 211, 9 pp.

Zooxantelas y demás parientes

Ilustraciones de zooxantelas (Brandt, 1883)

Zooxantelas quiere decir “animalitos amarillos”, aunque hoy en día sabemos que son algas, dinoflagelados fotosintéticos simbiontes

Los primeros experimentos serios con ellas los hizo un tal K. Brandt allá por 1883, quien se dedicó literalmente a matar de hambre anémonas (son carnívoras, doy fe de que les “chiflan” los mejillones) mantenidas con luz ó en oscuridad…

¿Y qué pasó? Brandt descubrió que sus anémonas en ayunas sobrevivían siempre que tuvieran luz gracias a las zooxantelas, mientras que en oscuridad palidecían y se morían en apenas dos meses.
Las anémonas pueden vivir también en oscuridad pero solo si tienen comida suficiente…

Ilustración de H.G. Smith (1939)

50 años después, en un dibujo de 1939 vemos el corte de un tentáculo de Anemonia sulcata, con las zooxantelas (z.) debajo, en la parte interior. En este trabajo se buscaban respuestas sobre la relación entre zooxantelas y anémonas: ¿se las comen? ¿qué le aportan al animal?…y estas mismas preguntas también se planteaban en el caso de los corales.

La medusa tropical Cassiopeia xamachana.

A partir de aquí vamos a dejar de hablar de zooxantelas para llamarlas por su nombre científico, Symbiodinium. En 1962 H.D. Freudenthal describió formalmente la primera especie, Symbiodinium microadriaticum, en la medusa “invertida” Cassiopeia xamachana.

Symbiodinium es muy “generoso” con los corales: 

les aporta el 95% de sus productos fotosintéticos, imprescindibles para la supervivencia y el crecimiento del arrecife en las zonas tropicales.Y el coral le “ofrece” nutrientes inorgánicos (fosfatos, amonio) y un medio de vida muy cómodo, aunque bajo control “dictatorial” como veremos…

El ciclo de vida de Symbiodinium.
Adaptado de Freudenthal (1962)

 

El ciclo de vida de Symbiodinium incluye un quiste vegetativo (A) que puede dividirse (B, C) y una célula flagelada móvil (E) pero solo cuando están en forma libre en el océano…Porque los corales manipulan el ciclo de vida de Symbiodinium, los mantienen en la fase de quiste en su interior. Y también controlan su abundancia: pueden expulsarlos al agua ó comérselos, aunque suelen elegir lo primero

¿Y cómo llega Symbiodinium al coral? Pues en algunos casos los capturan del océano, pero en otras especies se “heredan” los Symbiodinium de “padres a hijos” en la colonia de coral.

Symbiodinium también vive en La almeja gigante Tridacna maxima.
Autor: RevolverOcelote. Disponible en Wikimedia commons

Symbiodinium no solo vive en los corales, anémonas ó medusas, también en esponjas, moluscos (p.ej. almejas gigantes) e incluso algunos seres unicelulares (ciliados).

Durante más de 20 años se pensó que solo existía una especie, Symbiodinium microadriaticum, y que ésta se extendía de forma global en todos esos organismos…¿Cómo iba nadie a distinguir especies si lo único que veíamos eran bolitas amarillas…? Lo sabremos en la próxima entrada, viajando a la gran barrera de arrecife en Australia…
 

Referencias:

-Boschma H. On the food of reef corals. Proceedings Royal Acad. Amsterdam XXIV: 993-997 (1926).
-Brandt K. Ueber die morphologische und physiologische Bedeutung des Chlorophylls bei Thieren. Mitt. Zool. Stat. Neapel, Bd. 4 (1883).
-Freudenthal, H.D. Symbiodinium gen. nov. and Symbiodinium microadriaticum sp. nov., a Zooxanthella: Taxonomy, life cycle, and morphology. J. Protozool. 9:45–52 (1962).
-Smith H.G. The signficance of the relationship between actinians and zooxanthellae. J. Exp. Biol. 16:334-345 (1939).
-Stat M., Carter D., Hoegh-Guldberg O. The evolutionary history of Symbiodinium and scleractinian hosts-Symbiosis, diversity and the effect of climate change. P. Plant Ecol. Evol. Syst. 8:23-43 (2006).

 

Mis anémonas y otros animales

Anémonas, en Nigrán (Pontevedra)…luego contamos más cosas sobre ellas.

Las anémonas son animales que viven sobre las rocas de la zona intermareal.

Protagonizan el blog de hoy porque tienen algas endosimbiontes
y porque son vecinas muy fotogénicas que visito en el verano.

Las anémonas son cnidarios y para darnos cuenta de la biodiversidad que esconde esta “palabreja” hay que aclarar que los cnidarios son un phylum.

¿Y qué es un phylum pues el “escalón” taxonómico superior al nivel de clase, como los mamíferos.

Los cnidarios agrupan 8 clases distintas de animales…y entre ellos, además de anémonas, encontramos otros seres tan “famosos” como los corales y las medusas…

La medusa Aequorea victoria (fuente: Wikipedia).
De ella se aisló la primera GFP en 1962.

Las medusas han “revolucionado” la investigación en biociencia tras el descubrimiento en los años 60′ de las GFP (proteinas verdes fluorescentes). Las propiedades fluorescentes de estas proteínas permiten seguir el desarrollo celular, por ejemplo en el caso de neuronas, tumores, y un largo etc por explorar para el avance de la medicina. Es por algo que en 2008 recibieron el Nobel de Química el japonés O. Shimomura y los estadounidenses M. Chalfie y R.Y. Tsien por sus trabajos pioneros con las GFP

http://brainwindows.wordpress.com/category/gfp/

Cuando leemos alguna noticia tan curiosa como la de un ratón, un mono ó un gato fluorescentes (hablamos siempre de investigación en ciencias de la salud)…pues los han obtenido gracias a las GFP, cuyo uso se ha extendido en la última década, y no son tóxicas…

Pero aparte de la ciencia, las GFP han tenido aplicaciones más “ociosas”, como las de crear peces fluorescentes, en las que “cebritas” (también guppys, barbos, etc) son convertidas en “luciérnagas” (Glofish® http://www.glofish.com/) para capricho de quien sea partidario de meterlas en su acuario…
Yo me sigo quedando con mis lindos guppys “no-bioluminiscentes”.

¿A qué viene tanto hablar de medusas y ratones fluorescentes en un blog de algas…?
Ahora lo cuento, pero volvamos a las anémonas…siento poner tanto tentáculo pero es que me encantan las “ortiguillas”…

Anemonia sulcata variedad smaragdina (arriba) y rustica (debajo).
En el intermareal de Monte Lourido y Monte Ferro (Nigrán, Pontevedra).

…Las anémonas tienen también  GFP’s y otras proteínas no fluorescentes relacionadas todas ellas con la descubierta en Aequorea victoria.

El color verde de la anémona (Anemonia sulcata var. smaragdina) en la imagen superior se debe a GFP’s
y sus extremos púrpuras poseen otras proteínas “no fluorescentes”, derivadas de las GFP’s.

La taxonomía de estas anémonas es controvertida, pero las diferencias entre formas con distintos colores no justifican crear nuevas especies…Y ahora sí llegamos a las algas, porque en las anémonas viven algas endosimbiontes…se llaman “zooxantelas” y son dinoflagelados.

Se trata de parientes cercanos de los dinoflagelados que viven en los corales, del género SymbiodiniumPor curiosidad: a diferencia de las anémonas, las actinias no tienen zooxantelas. Y con este “tomate de mar” termino la primera entrada de una “trilogía” en honor a Gerald Durrell.
Actinia fragacea (Playa de AreaFofa, Nigrán). Antes conocida
como la variedad “fresa” de Actinia equina

 

Referencias:
Leutenegger, A et al. Analysis of fluorescent and non-fluorescent sea anemones from the Mediterranean Sea during a bleaching event. J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 253: 221-234 (2007).
-Shimomura O. et al. Extraction, purification and properties of aequorin, a bioluminescent protein from the luminous hydromedusan, Aequorea. J. Cell. Comp. Physiol. 59: 223-29 (1962).
-The GFP site http://gfp.conncoll.edu/GFP-1.htm

El misterio de la clorofila d

El grupo “hemo” de la hemoglobina
y el mismo macrociclo en las clorofilas.

Los pigmentos fotosintéticos absorben la luz que sirve como fuente de energía en la fotosíntesis.

Y entre esos pigmentos las clorofilas tienen una importancia especial.

Curiosamente, el anillo central de las clorofilas es igual al “grupo hemo” en la hemoglobina de la sangre: solo se diferencian en el átomo de hierro que produce que la sangre sea roja, mientras que las clorofilas tienen en su lugar magnesio.

Dos químicos franceses, Joseph Pelletier y Joseph Caventou, aislaron por primera vez la clorofila en 1817. En realidad, la sustancia verde que obtuvieron de las hojas en alguna planta (que no he podido averiguar…) era la mezcla de dos clorofilas, a y b. Fue un poco de rebote, ya que buscaban sustancias con aplicaciones en medicina…

R. Wilstätter (1872-1942)

Pero no fue hasta 1912 cuando el alemán R. Wilstätter y col. determinaron la estructura de la clorofila a. Y dicho sea de paso, esto les valió el premio Nobel de química en 1915.

La clorofila a es la molécula “colector central” de toda la energía luminosa que absorben las plantas. También se pensaba que era el caso de las microalgas, pero veremos que ellas son raritas y hay excepciones…!!

De momento viajamos a 1942, cuando se descubrieron las clorofilas c en diatomeas y algas pardas, con el nombre “supercalifragilístico” de clorofucina.

Así que tenemos por orden de descubrimiento las clorofilas a, b, c….y en 1943, los mismos de las chls c (Manning y Strain) “gritaron a los cuatro vientos” el descubrimiento de una nueva clorofila en algas rojas…Elemental querido Watson: la llamaron clorofila d.

Pero esta chl d era muy rara: absorbía la luz de forma diferente, más cerca del infrarrojo que de la luz visible, como las clorofilas de las bacterias (bacterioclorofilas)…ahí estaba la pista, pero nadie se dio cuenta hasta mucho después…

Y después de 1943 no se volvió a encontrar en alga roja ni en ser vivo alguno. Así que la recién nacida chl d cayó un poco en el olvido por no decir algo peor: se pensó que era un artefacto, un producto de degradación al extraer los pigmentos…

La ascidia Lissoclinum patella.
Disponible en la web EOL (Encyclopedia of life)
Autor: Arjan Gittenberg
http://eol.org/pages/513060/overview

Tuvieron que pasar más de 50 años para saber si la chl d era verdad ó “ficción”, y la respuesta llegó en 1996 en un trabajo publicado en Nature (Miyashita y col.).

En él reaparecía la clorofila d, pero esta vez en la cianobacteria Acaryochloris marina, que vivía en simbiosis en arrecifes de coral del archipiélago Palaos (Pacífico tropical)…en concreto dentro de la especie de ascidia de la imagen anterior…
Anfehltiopsis flabelliformis

Y en 2004, esta vez en Science, Murakami y col. (japoneses otra vez) desvelaban el misterio de cómo se había encontrado en 1943 clorofila d en un alga roja. Muy fácil: Acaryochloris vive también epifita, es decir, de forma libre sobre otros organismos, casualmente algas rojas: Anfehltiopsis flabelliformis.

Y fue así como la clorofila d recuperó su lugar entre las demás clorofilas. Su especialidad: absorber luz cerca del infrarrojo, una adaptación al hábitat de luz que tiene Acaryochloris, con poca luz visible…
Acaryochloris marina MBIC11017,
la misma cepa que aislaron
Miyashita y col. en 1996
http://bacmap.wishartlab.com/organisms/595

Para terminar, aprovechando que Acaryochloris se puede cultivar, se confirmó que la clorofila d sustituye en esta cianobacteria a la clorofila a como “colector central” de la energía luminosa. Es el primer caso conocido en algas de vida libre, si ignoramos a cianobacterias como Prochlorococcus, que tienen DV clorofila a, una variante de la clorofila a

“De casta le viene al galgo”…las cianobacterias son únicas…se nota que “inventaron” la fotosíntesis !!!



Referencias:

-Larkum AWD y Kühl M. Chl d: the puzzle resolved. Trends in Plant Science 10:355-357 (2005).
-Miyashita, H y col. Chlorophyll d as a major pigment. Nature 383:402 (1996).
-Murakami, A y col. Chlorophyll d in an epiphytic cyanobacterium of red algae. Science 303: 1633 (2004).

Phaeocystis y el baccy-juice

Phaeocystis globosa. Autor: F. Rodríguez.

Estas imágenes son del alga haptofita Phaeocystis globosa aislada en la Ría de Vigo. En ellas vemos las células en colonias dentro de una matriz transparente. Las células son diminutas (<10 micras) pero las colonias pueden ser visibles a simple vista, llegando a alcanzar varios milímetros de diámetro…!!

El contorno de la colonia parece una pompa de jabón, tenue y frágil, verdad…? pues no se puede pinchar con una aguja por ejemplo. Se trata de una pared elástica muy resistente que protege a las células de los depredadores…y también del ataque de bacterias y virus.

P. globosa. Autor: F. Rodríguez.

Phaeocystis se defiende así de otras algas y ciliados que podrían capturar las células libres, aunque los copépodos (zooplancton) por tamaño y fuerza sí pueden romper las colonias y alimentarse de las células en su interior.
Un copépodo. Autor: F. Rodríguez

Las colonias de Phaeocystis globosa y de otras especies similares (como P. pouchetii y P. antarctica) son una estrategia vital que contribuye al éxito de sus proliferaciones.

En el caso de Phaeocystis pouchetii, sus colonias se distinguen por ser lobuladas en vez de lisas…
Phaeocystis pouchetii.
http://www.coastalstudies.org

Hasta hace apenas una década seguía el debate, desde finales del siglo XIX, sobre si las colonias de Phaeocystis eran una bola de gel (según Scherffel, 1900) ó un “globo” hueco lleno de agua (propuesta por Lagerheim, 1896).

Pues bien, Van Rijssel y col. demostraron en 1997 que la teoría válida es la del “globo” hueco. Y también que las células están en la periferia de la colonia, en una matriz gelatinosa justo bajo la “piel” del globo.
Curiosamente, Phaeocystis globosa cambia el tamaño de sus colonias y el número de células en ellas para defenderse mejor de sus depredadores.
Por ejemplo, en el laboratorio se ha observado que el tamaño de las colonias aumenta en presencia de sustancias químicas liberadas por copépodos y dinoflagelados.Igual que el pez globo que se hincha de agua al verse en apuros…ó de aire, los pobres, al sacarlos del mar…!!Y además, Phaeocystis puede reducir el número de células en las colonias en presencia de copépodos (para que éstos traguen más agua que otra cosa…!!) …o al contrario, aumentarlas en presencia de los que zampan células libres, como ciliados.

En el vídeo siguiente podemos ver una colonia de Phaeocystis globosa y una célula flagelada que “viene a saludar” por la derecha de la imagen…una entre los 3 tipos de flagelados que hay en esta especie.

Las colonias de Phaeocystis producen “blooms”, que cuando empiezan a decaer y desintegrarse por falta de nutrientes, forman una espuma que se acumula en la costa, con un olor y aspecto bastante desagradable…un espanto para el turismo y una molestia para los pescadores porque atasca sus redes…

 

Espuma de Phaeocystis en Biarritz (Francia). Autor: Frank Sider.
http://southsiders-mc.blogspot.com.es/2009/11/phaeocystis-globosa-baccy-juice.html

Precisamente, en el año 1923 la revista Nature publicaba una carta al editor titulada
“The so-called Baccy-juice in the waters of the Thames oyster-beds”…

Esa extraña expresión, “Baccy-juice”, describe lo que vemos en la imagen anterior…
¿¿pero qué significa??…

El puerto de Whitstable en el estuario del Támesis, (a finales del s.XIX), aún famoso por sus ostras. De esa zona provenían parte de las muestras de la publicación de Nature en 1923.
Copyright: T. Farnham http://www.greta1892.co.uk/

Pues tiene que ver con el tabaco de mascar, muy común hasta comienzos del s.XX…y también entre los pescadores. El tabaco de mascar se escupe, y el escupitajo resultante, en fin, debe recordar bastante a la espuma de Phaeocystis

También al otro lado del “charco”, los pescadores de Great South Bay (Long Island, Nueva York) mascaban tabaco y llamaban a la espuma de Phaeocystis pouchetii “Dutchman’s baccy-juice”…Quizás se referían al famoso holandés errante…the “flying dutchman”

Agradecimientos: A Tim Wyatt y Beatriz Reguera por la explicación sobre el “baccy-juice”…también conocido como “fisherman’s spit”.

Referencias:

-Lundgren V, Granéli E. Grazer-induced defense in Phaeocystis globosa (Prymnesiophyceae): influence of different nutrient conditions. Limnol&Oceanogr. 55: 1965-1976 (2010).
-Orthon JH. The so-called “Baccy-juice” in the waters of the Thames oyster-beds. Nature 111:773 (1923).
-Seoane S. Haptofitas del estuario del río Nervión-Ibaizabal: taxonomía, crecimiento e importancia relativa en el fitoplancton.Tesis doctoral. pp 293 (2006).
-Van Rijssel M y col. Phaeocystis globosa (Prymnesiophyceae) colonies: hollow structures built with small amounts of polysaccharides. Eur. J. Phycol. 32: 185–192 (1997).

 

 

Nieve roja y osos verdes

La cumbre del mundo: el Everest (Sagarmata en nepalí).

Siempre pensamos en las algas que viven en el mar ó ríos y lagos, pero también podemos encontrar algas en ambientes como la nieve.

Las “algas de la nieve” existen en ambos hemisferios, en zonas polares y regiones alpinas a más de 2.500 m de altitud. Se han estudiado por ej. en los glaciares del Himalaya, Patagonia, Europa, Alaska, Canadá, Groenlandia, Rusia, la Antártida.

Aunque no se han encontrado fósiles, se cree que son descendientes de poblaciones de algas mucho mayores que estaban “a sus anchas” durante las glaciaciones.

Chlamydomonas nivalis.
Imagen coloreada
microscopía electrónica (TEM)

Se trata principalmente de Volvocales, algas verdes del género ChloromonasChlamydomonas, como Chlamydomonas nivalis…pero también hay cianobacterias y algas de otros tipos: xantofíceas, crisofíceas, diatomeas, criptofíceas e incluso dinoflagelados (Gymnodinium pascheri).

En la colección de cultivos de la Universidad de Texas (UTEX, EEUU) tienen un apartado especial para algas de la nieve: http://web.biosci.utexas.edu/utex/scSnow.aspxSu temperatura óptima de crecimiento suele estar en torno a 4-5ºC.

Chlamydomonas suele teñir la nieve de verde (por sus clorofilas) cuando forman células móviles de crecimiento rápido, más resistentes a la luz. Esas células nadan y se dividen en el agua intersticial entre los cristales de nieve.Pero cuando el crecimiento es menor y/ó fabrican esporas de resistencia, la nieve torna a rosada-rojiza…esto se debe a que acumulan pigmentos para protegerse de la luz, carotenoides como la astaxantina en Chlamydomonas, por ejemplo.

Chlamydomonas nivalis, en el campo de hielo Harding (Alaska).
Autor: Nozomu Takeuchi.
http://www-es.s.chiba-u.ac.jp/~takeuchi/redsnow.html

En inglés, este tipo de nieve se llama “watermelon snow”, por su color rosado y porque su olor recuerda a las sandías maduras…!!

Y gracias a todos estos pigmentos las algas de la nieve se pueden detectar incluso desde satélite…

Las algas de la nieve pueden tener aplicaciones en biotecnología, como anticongelantes para conservar órganos para transplantes, etc. En un trabajo realizado en las Montañas Rocosas (EEUU) a más de 3000 m de altitud, y publicado en la revista PNAS (Williams y col. 2003), se llegó a la conclusión de que las manchas de Chlamydomonas nivalis pueden ser muy productivas en verano. Dado el área que llegan a cubrir en el planeta serían una ayuda más, pequeña pero no despreciable, para absorber dióxido de carbono de la atmósfera.

Un oso polar en el zoo de Bremerhaven (Alemania)

Y para terminar, llegamos a los osos polares, porque su color blanco cremoso también puede cambiar en cautividad por culpa de las algas. Como le sucedió a Bonnie, un oso polar del zoo de San Diego (EEUU) cuya historia publicó en el año 1979 la revista Nature, bajo el título: “The greening of polar bears in zoos”.

En dicho trabajo, los investigadores describían el color verde de tres osos polares en dicho zoo. Al principio creían que estaban manchados por nadar en estanques de agua dulce con algas verdes.

Oso verde en el zoo de Higashiyama (Japón).
The Huff Post
http://www.huffingtonpost.com/2008/09/07/polar-bears-turn-green-in_n_124662.html

Pero el examen microscópico de su pelo mostró algo más sorprendente: no estaban manchados sino que las algas vivían dentro del pelo…!! Los osos polares tienen el pelaje exterior grueso y transparente, parece blanco porque está hueco, como cañas de bambú…Y ahí dentro, calentitas y con luz es donde aprovechan las algas para crecer.

La historia terminó así: los cuidadores le dieron a Bonnie un buen chapuzón en agua salada para matar a las algas (de agua dulce), y su pelo recuperó el color original..!!

Referencias:

-Lewin RA, Robinson PT. The greening of polar bears in zoos. Nature 278:445-447 (1979).
-Snow Ecology: an interdisciplinary examination of snow-covered ecosystems. Jones HG, Cambridge University press (2001). 378 p.
-Williams WE y col. Surface gas-exchange processes in snow algae. PNAS 100:562-566 (2003).

La trampa tóxica

Los conceptos animal y vegetal son difíciles de aplicar a las algas, porque tienen toda clase de estrategias entre ambos extremos. Como las algas “mixótrofas”, que son fotosintéticas pero también voraces a la hora de “zamparse” a otros organismos. Nos centraremos en los dinoflagelados, pero hay muchas más…

Pfiesteria piscicida.

Las especies de las que vamos a hablar son auténticos cazadores microscópicos, y sus “armas” variadas a la hora de capturar y alimentarse de sus víctimas. Existen tres tipos básicos:

En un primer grupo están las especies con un pedúnculo, algo así como un tubo que perfora la pared de su presa para succionar su contenido…este es el caso de Dinophysis o de la misteriosa Pfiesteria piscicida, que merece para si sola una entrada aparte (ver “Histeria con la Pfiesteria”).

El segundo tipo son dinoflagelados que ingieren a sus presas directamente, bien a través de una hendidura en el “sulco”, ó mediante una “boca celular” llamada citostoma. Primero inmovilizan a su indefenso “cervatillo” microscópico y luego lo engullen completamente…por ejemplo Noctiluca, Gyrodinium ó Fragilidium. A éste último, “tragándose” una célula de Dinophysis caudata, pertenece la siguiente secuencia. El video resume 8 minutos en apenas unos segundos…

Y por último, existen algunas especies que son capaces de extender una especie de saco ó “velo”, llamado “pallium”. Funciona igual que una red: engloba a la presa y la digiere extracelularmente mediante enzimas digestivas. Con “pallium” cazan dinoflagelados tecados que así consiguen alimentarse de presas de similar tamaño. Recuerdan a las arañas, que primero inmovilizan a la presa con su tela y luego le inyectan veneno y enzimas digestivas. Son, por ejemplo, especies del género Protoperidinium.

Pero hace apenas dos meses unos investigadores daneses publicaron una nueva estrategia de “caza” en dinoflagelados que recuerda aún más a las arañas.
Es la “trampa tóxica” de Alexandrium pseudogonyaulax.

Este dinoflagelado segrega un mucus pegajoso con el cual atrapa e inmobiliza a su presa, aunque no la mata. El mucus parece surgir del extremo de su flagelo longitudinal. Hannah E. Blossom y sus colaboradores sugieren que A. pseudogonyaulax deposita toxinas en el mucus, concentrando su efecto en vez de diluirlas en el agua.

Alexandrium pseudogonyaulax

Las presas permanecen pegadas en la trampa tóxica (y con sus flagelos temblando de miedo, supongo…) hasta que su verdugo, siempre cerca, decide “zampárselas”. Y esto sucede en cuestión de segundos una vez que entra en contacto con su víctima. Pero mejor que contarlo es verlo.

En este último vídeo vemos como un A. pseudogonyaulax de nuestra colección (CCVIEO) arrastra “sin piedad” al ciliado fotosintético Mesodinium rubrum. Éste ha perdido los cilios que le permitían moverse y está pegado, para siempre ya, en la trampa tóxica. Luego, A. pseudogonyaulax lo atrae hacia sí, y comienza a ingerirlo…

 

Y para terminar una recomendación: la web Portal to Protistology, con más videos relacionados con este tema…http://protozoa.uga.edu/portal/images.html…y un deseo: felices vacaciones !!

Referencias:

Blossom HE et al. Toxic mucus traps: A novel mechanism that mediates prey uptake in the mixotrophic dinoflagellate Alexandrium pseudogonyaulax. Harmful Algae 17:40-53 (2012).
-Hansen PJ. The role of photosynthesis and food uptake for the growth of marine mixotrophic dinoflagellates. J Eukaryot. Microbiol. 58:203-214 (2011).

 

La roja fue la primera

 

Bangiomorpha pubescens
http://evolution.berkeley.edu/

Y no hablo de fútbol, sino de sexo. Porque en los fósiles del alga roja Bangiomorpha pubescens (isla de Somerset en el Artico de Canadá) se halló la primera prueba de reproducción sexual en nuestro planeta.

Bangiomorpha es además el primer eucariota conocido: sus fósiles tienen 1.200 millones de años…tres veces menos que los estromatolitos de Shark Bay (3.500 millones de años).

En Bangiomorpha había diferenciación sexual masculina y femenina, tal como en sus descendientes actuales del género Bangia…y se trataba de un organismo multicelular.Un estudiante muy atento durante unas charlas en el colegio Serra-Vincios me preguntó: las algas (unicelulares) ¿tienen géneros?

Este Gyrodinium instriatum
no sabría decirte si es chico ó chica

Pues masculino y femenino, no, pero sí tienen reproducción sexual. Por raro que suene, se puede decir que algunas células se “sienten atraídas” y se unen para reproducirse sexualmente, después de una fusión celular. Esas células especiales son gametos.

Los gametos solo tienen una copia del material genético (haploides) y al fusionarse, igual que nuestros espermatozoides y óvulos, forman zigotos (diploides).

En la imagen inferior podemos comparar el tamaño de dos dinoflagelados (Dinophysis tripos y un quiste de Fragilidium) con el óvulo y espermatozoides humanos.

 

El óvulo mide 150 micras de diámetro y los espermatozoides solo 5.
Dinophysis tripos (izquierda) mide 110 micras de longitud.

Los gametos en las algas pueden ser distintos de las células “normales” vegetativas.

En algunos dinoflagelados, por ejemplo, los gametos son más pequeños…Y pueden ser iguales ó de distinto tamaño, como sucede en humanos. Aunque no haya “chicos y chicas”, por eso de la atracción se suelen llamar células “positivas” y “negativas” (+/-).
Gymnodinium catenatum

Todavía se desconocen los ciclos de vida completos de numerosas especies, porque las plantas y por extensión las algas, son más complicadas que nosotros en este aspecto…!!

Si tenemos un cultivo originado a partir de una sola célula vegetativa, solo tendremos un tipo de gametos (+) ó (-). Hay especies que aún así pueden tener reproducción sexual (Alexandrium taylori), lo cual no deja de ser curioso…pero muchas otras especies necesitan gametos de signo opuesto (Lingulodinium polyedrum).
Todo esto es una simplificación, ya que en algunos dinoflagelados como Gymnodinium catenatum ó Noctiluca scintillans encontramos cultivos con una u otra estrategia. Aún hay más (como diría Super Ratón): la reproducción sexual en las algas puede incluir más de 2 tipos de gametos (p.ej. en G. catenatum y G. nolleri).
El ciclo de vida típico de un dinoflagelado.

La célula que resulta de la fusión de los gametos (2 y 3) suele ser un quiste de resistencia (4) en el caso de los dinoflagelados. Este quiste, como ya vimos en otra entrada, es inmóvil y cae al sedimento. Al despertar (5) inicia un nuevo ciclo de vida; una célula móvil (1) que luego se divide y da lugar a las células vegetativas normales. Éstas se dividen asexualmente, que es el modo por el cual crecen las poblaciones de fitoplancton. Así que la reproducción sexual es importante ya que puede marcar el inicio y final de las proliferaciones.En el siguiente vídeo podemos ver cómo “danzan” los supuestos gametos del dinoflagelado Fragilidium, más pequeños, alrededor de un quiste.

Colonia y célula individual de Volvox
http://www.botany.hawaii.edu/

Sobre el origen del sexo y los géneros masculino y femenino se han descubierto muchas pistas en las colonias del género Volvox: un organismo microscópico que pertenece al grupo de las algas verdes.

Volvox es muy especial porque marca la transición entre algas unicelulares y multicelulares: forma colonias con células diferenciadas pero también células individuales cuando germinan sus zigotos.

Volvox posee gametos masculinos y femeninos distintos, tal como sucede en humanos…
y su pariente más cercano entre las algas unicelulares es la clorofícea Chlamydomonas reinhardtii.

Nozaki y col. en 2006 descubrieron que los gametos masculinos en Volvox proceden de gametos del tipo negativo en Chlamydomonas, el tipo dominante en esta especie…
Pero es el único caso conocido y puede que sea la excepción !! 

Referencias:

-Butterfield NJ. Bangiomorpha pubescens n. gen., n. sp.: implications for the evolution of sex, multicellularity, and the Mesoproterozoic/Neoproterozoic radiation of eukaryotes. Palaeobiology 26: 386-404 (2000).
-Figueroa R. The significance of sexuality and cyst formation in the life-cycles of four marine dinoflagellate species. Tesis doctoral, 154 pp (2005).
-Herron MD, Michod RE. Evolution of complexity in the Volvocine algae: transitions in individuality through Darwin’s eye. Evolution 62: 436-451 (2007).
-Nozaki H, et al. Males evolved from the dominant isogametic mating type. Current Biology 16,24: R1018 (2006).

Bahía fosforescente

Parece un besugo, pero es un pargo
Imagen disponible en http://www.pescasubrj.br

Al suroeste de la isla de Puerto Rico hay un municipio llamado Lajas, en el cual se encuentra el poblado costero de La Parguera. Se llama así por los pargos, abundantes en la pesca de esta región.

Aparte de otros atractivos turísticos que no tengo la suerte de conocer, en La Parguera existe un fenómeno natural espectacular: una bahía fosforescente. Tal cual, ése es su nombre, en inglés “Phosphorescent Bay”. Y no es la única en Puerto Rico.

La mala noticia es que la contaminación parece haber reducido la bioluminiscencia de esta bahía, y son otras dos, en Vieques y en Fajardo, las que mejor conservan sus encantos luminosos…de momento.

Bahía Mosquito, en Vieques (Puerto Rico).
Autor: Travis Hlavka.
http://liferoo.com/entry-comment/599/#photo-225

La bioluminiscencia en estas bahías de Puerto Rico es un reclamo turístico ya que la podemos observar a lo largo de todo el año. Viendo estas imágenes ya me tarda en salir el avión…! 

Esta belleza es posible gracias al clima subtropical, los nutrientes de los manglares que rodean la bahía, y el estrecho canal que limita la comunicación con el océano. Los responsables de esta fosforescencia son los dinoflagelados, en concreto Pyrodinium bahamense.
Pyrodinium es un género con una sola especie. Aunque hay 2 variedades, con distribución geográfica separada: en el Atlántico se encuentra Pyrodinium bahamense var. bahamense y en el Pacífico Pyrodinium bahamense var. compressum. Como el propio nombre indica, el Pyrodinium del Pacífico tiene forma “comprimida“, como si lo hubiesen “pisado”…
Imágenes de Microbewiki (compressum), Marine Species Portal (bahamense) y GoogleMaps.

Pero todo cuento de “hadas” tiene su lado oscuro, porque Pyrodinium es un dinoflagelado productor de toxinas paralizantes: saxitoxinas. Es la especie que afecta a más personas por síndrome paralizante, hasta el punto de causar más muertes que ningún otro dinoflagelado en el mundo por dichas toxinas.

Un lindo pez globo….
Por citar uno de los muchos ejemplos tanto en el Sudeste Asiático como Centroamérica: en 1987 en Guatemala, 187 personas fueron hospitalizadas por comer almejas contaminadas y 26 fallecieron. La muerte se produce por parálisis respiratoria entre 2 a 24 hrs después de la intoxicación.
Da miedo, sí.

Hasta hace poco se pensaba que sólo era tóxico el “compressum” del Pacífico, pero en 2002 se descubrió que la variedad “bahamense” del Atlántico tropical, aislada en Florida, también producía saxitoxinas.
Y se supo después de varios casos de intoxicación por causa de comer peces globo…

La laguna bioluminiscente de Vieques.
Autor: Frank Llosa.
http://www.anfrix.com

Pero lo que hay que aclarar es que no pasa absolutamente nada por bañarse en una mancha de Pyrodinium. Sus toxinas, igual que sucede con cualquier otro alga tóxica, tienen que acumularse en la cadena alimentaria a través del pescado ó marisco. Así es como pueden llegar a una concentración peligrosa para las personas.

Si bebemos un poco de Pyrodinium mientras chapoteamos en el agua fosforescente lo único que nos va a sentar mal es la propia agua salada…!!



Referencias:

-Azanza RV, Taylor FJ. Are Pyrodinium blooms in the South East Asian region recurring and spreading? a view at the end of the millennium. Ambio 30:656-664 (2001).
-Biology, epidemiology and management of Pyrodinium red tides. Proceedings of the Management and Training Workshop Bandar Seri Begawan, Brunei Darussalam. Eds. Hallegraeff & McLean (1989).
-Usup G. et al. Biology, ecology and bloom dynamics of the toxic dinoflagellate Pyrodinium bahamense. Harmful Algae 14:301-312 (2012).