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Jugando a la ruleta rusa

Hoy trataremos de parásitos de microalgas y de su estrategia para infectarlas. Pero antes les hablaré de otro parásito cercano genéticamente. El responsable de la malaria en humanos: Plasmodium.

Plasmodium falciparum (fase gametocito, en azul), entre glóbulos rojos de la sangre. Autor: M. Llinás. Fuente: Penn State University

Plasmodium es un género de protistas heterótrofos (Alveolata, phylum o subphylum Apicomplexa) que infecta animales (mamíferos, reptiles y aves), usando como vectores a varios géneros de mosquitos (Culex, Aedes, Anopheles, etc).

Los Apicomplexa son endoparásitos que comparten un ancestro común con los dinoflagelados. Poseen un plástido modificado (apicoplasto) que ha perdido los pigmentos y su función fotosintética original.

El apicoplasto cumple tareas esenciales en el metabolismo de Plasmodium y ofrece una diana específica para tratamientos contra la malaria.

En 2008 Moore y col. publicaron en Nature la descripción de Chromeria velia, una especie fotosintética más próxima a Apicomplexa que a los dinoflagelados.

Chromera velia. Fuente: NCMA

La sorpresa fue que su cloroplasto carecía de clorofilas c (típicas de protistas en la línea evolutiva roja) y poseía como carotenoide principal un isómero de isofucoxantina.

Entre más de 100 especies de Plasmodium apenas 4 ocasionan malaria en humanos (5 si incluímos P. knowlesi que aunque afecta a macacos se ha descubierto recientemente que produce zoonosis: transmite malaria de animales a personas).

La OMS estima que en 2015 hubo 214 millones de casos de malaria con 438.000 muertes: la mayoría niños, en África.

No existen vacunas eficaces contra la malaria. Según la OMS, la más avanzada y prometedora es la RTS,S que actúa contra Plasmodium falciparum, la especie más mortífera a nivel global, dominante en África.

Anopheles freeborni. Fuente: CDC

Plasmodium se transmite mediante mosquitos Anopheles hembra pertenecientes a unas 30-40 especies de entre las más de 400 conocidas. ¿Por qué las hembras? porque son las que se alimentan de sangre (los machos, de néctar).

Aunque muchas especies de Anopheles son incapaces de transmitir el parásito a personas, otras se infectan fácilmente y producen grandes cantidades de esporozoítos, la fase del ciclo de vida que afecta a los humanos.

En mosquitos tiene lugar la reproducción sexual y en humanos la fase asexual. Al mosquito no le sucede nada, tan sólo es el vector. En él se desarrolla un “ooquiste”, que libera los esporozoítos que infectan a las personas tras la picadura del insecto.

Ciclo de vida de Plasmodium. Fuente: Parasitología clínica

La infección de Plasmodium parasita y destruye hepatocitos y glóbulos rojos, liberando de los últimos células sexuales (gametocitos) que ingieren los mosquitos al alimentarse, cerrando así su ciclo de vida.

Las distintas especies de Anopheles se consideran “antropofílicas” o “zoofílicas” según prefieran picar a humanos u otros animales.

Se piensa que las especies de Plasmodium que infectan mamíferos evolucionaron a partir de las que atacaban reptiles y aves…

…y los endoparásitos de microalgas son también Alveolata, como Plasmodium.

Pertenecen a dos phylum próximos a Apicomplexa: Perkinsozoa (géneros Parvilucifera y Rastrimonas) y Dinoflagellata (Amoebophrya). Rastrimonas afecta a microalgas de agua dulce: sólo se conoce una especie, R. subtilis >infecta> criptofíceas. Amoebophrya agrupa a 7 especies de dinoflagelados parásitos que afectan a radiolarios, cnidarios, quetognatos, ciliados, dinoflagelados y posiblemente más organismos marinos.

De Parvilucifera ya nos ocupamos en “Un alien bueno”. Son parásitos marinos que afectan únicamente a dinoflagelados. Son generalistas, afectan a múltiples géneros (excepto Parvilucifera prorocentri). Actualmente se conocen 5 especies, la última P. corolla (Reñé y col. 2017) descubierta en el litoral de Cataluña (Mediterráneo NO) e Islas Canarias (Atlántico NE).

En un trabajo reciente, Alacid y col. (2015) describieron en detalle el proceso de infección de Parvilucifera sinerae. Y sus similitudes con Plasmodium falciparum poseen un gran interés añadido…

Citando a la propia autora (Elisabet Alacid):”Aunque las coincidencias entre los dos parásitos son parciales, el hecho de tener en cultivo este modelo sencillo de hospedador-parásito marino […] permite utilizarlo como modelo de laboratorio para estudiar de forma segura ciertos aspectos importantes del parásito de la malaria” (Fuente: dicat.csic.es, 31-XI-2015).

Proceso de infección de Alexandrium minutum por el parásito Parvilucifera sinerae (microscopio confocal). La fluorescencia verde muestra el parásito, la roja es la clorofila de la célula hospedadora y la azul representa los núcleos, tanto del hospedador como del parásito. A) Célula de A. minutum infectada por una célula de P.sinerae. B) El parásito creciendo en el interior del hospedador a la vez que lo consume. C) Multiplicación del parásito. D) Descendencia del parásito, a partir de una sola célula de parásito surgen 250 nuevas. Autor: Alacid y col (2015). Fuente: DICAT.CSIC.ES

Mientras que Plasmodium desarrolla su ciclo de vida en los fluidos vitales del vector (mosquito) y animales, Parvilucifera habita en el medio marino y no utiliza ningún vector. Las propias zoosporas (equivalentes a los esporozoítos de Plasmodium), localizan e infectan nuevos huéspedes: dinoflagelados en vez de células hepáticas o de la sangre.

P. sinerae completa su ciclo de vida en 3-4 días desde las zoosporas móviles hasta la infección y desarrollo de un esporangio en el huésped que termina por destruirlo. Luego permanece latente hasta que una señal del medio activa la liberación de zoosporas.

Garcés y col. (2013) descubrieron el papel que juega el DMS (dimetilsulfuro) y su precursor (DMSP) para estimular la liberación de zoosporas a partir de los esporangios de P. sinerae. (Leer más aquí).

En ausencia de un vector ¿seleccionan las zoosporas de Parvilucifera a su huésped o todo depende del azar?

La virulencia de Parvilucifera es muy variable según el género de dinoflagelados, especies e incluso entre cepas de una misma especie.

Un estudio reciente del mismo grupo dirigido por Esther Garcés del ICM-CSIC (Alacid y col. 2016), exploró la posibilidad de que las zoosporas sean selectivas y escojan a los huéspedes más susceptibles.

Para ello, examinaron la atracción de las zoosporas hacia diminutas jeringas cargadas con DMS/DMSP o exudados de 3 tipos de cultivos de dinoflagelados >>> (1) altas tasas de infección (Alexandrium minutum), (2) que se infectaban poco (Heterocapsa niei) o (3) totalmente inmunes (Amphidinium carterae).

La primera conclusión del estudio fue que las zoosporas no se sentían atraídas por el DMS/DMSP. Y la segunda fue que los exudados de dinoflagelados sí atraían a las zoosporas, pero éstas se movían por igual hacia todas las jeringas. Es decir, no son selectivas.

Como en el juego de la ruleta rusa, disparan y disparan al azar hasta que alguna acierta y consigue iniciar una nueva infección !!

Amphidinium carterae “riéndose” de Parvilucifera sinerae. Autor: D. Vaulot. Fuente: WORMS

La abundancia relativa entre las especies de huéspedes potenciales determina las probabilidades de encuentro, el avance y los efectos de la infección en la población. La estrategia generalista de P. sinerae supone un cierto grado de especialización que permite mantener una población residual cuando los huéspedes más susceptibles se pueden contar con los dedos de una mano…

En una comunidad mixta dominada por huéspedes muy susceptibles las zoosporas invadirán rápidamente las especies más abundantes y el grado de infección será pequeño en las demás.

Por el contrario, en un escenario dominado por huéspedes más resistentes, P. sinerae se propaga antes entre la “minoría susceptible” porque los tiempos de generación son menores y el número de zoosporas mayor. Y luego la prevalencia de su infección será mayor entre las especies abundantes y resistentes atacadas ahora por un enemigo más numeroso !!

Referencias:

-Alacid E. y col. New Insights into the Parasitoid Parvilucifera sinerae Life Cycle: The Development and Kinetics of Infection of a Bloom-forming Dinoflagellate Host. Protist 166:677-699 (2015)
-Alacid E. y col. A Game of Russian Roulette for a Generalist Dinoflagellate Parasitoid: Host Susceptibility Is the Key to Success. Front. Microbiol. 7:769. doi: 10.3389/fmicb.2016.00769 (2016)
-Garcés E. y col. Host-released dimethylsulphide activates the dinoflagellate parasitoid Parvilucifera sinerae. ISME J. 7:1065-1068 (2013)
-Jephcott T.G. y col. Ecological impacts of parasitic chytrids, syndiniales and perkinsids on populations of marine photosynthetic dinoflagellates. Fungal Ecology 19:47-58 (2016)
-Moore R.B. y col. A photosynthetic alveolate closely related to apicomplexan parasites. Nature 451:959-963 (2008)
-Ralph S.A. y col. The apicoplast as an antimalarial drug target. Drug Resistance Updates 4: 145–151 (2001)
-Reñé A. y col. Life-cycle, ultrastructure, and phylogeny of Parvilucifera corolla sp. nov. (Alveolata, Perkinsozoa), a parasitoid of dinoflagellates. Eur. J. Phycol. 58:9-25 (2017)

Un Alien bueno

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El 8º pasajero de la Nostromo y pesadilla de la teniente Ripley. “Alien” (Ridley Scott, 1979).

Alien” es un clásico de la ciencia-ficción. Su mérito: dar vida a una de las criaturas más reconocibles y terroríficas del cine en una ambientación que nos mantiene en vilo todo el metraje. Además tenía otro detalle inusual en la época: una protagonista y heroína de acción (Sigourney Weaver) que dejaba a un lado la delicadeza para enfrentarse al bicho.

Su creador (H.R. Giger), diseñó el GIGER Bar en Chur (Suiza) para rodear a sus clientes con el inquietante universo de la saga. Parece broma, pero hay otro Museo HR GIGER Bar en Gruyères.

El ciclo de vida de un Alien empieza con la reina que pone huevos. De ellos surgen criaturas horrendas (mezcla de escorpión y trilobite), que abrazan la cara de su víctima y antes de morir le inoculan una fase larvaria sin efectos secundarios, aunque por poco tiempo.

Al final el Alien rompe el pecho del huésped con su boquita “serrucho-babeante-extensible” y un instinto asesino abierto 24 horas. Es un cazador perfecto y a su lado somos presas fáciles, blanditas y vulnerables.

Pues sepan que en el mar también existen Aliens con ciclos de vida igual de mortíferos. Pero a éstos les pondremos la etiqueta de buenos porque sus presas no son humanas sino microalgas, solo dinoflagelados, incluyendo buena parte de las especies tóxicas conocidas. Su nombre: Parvilucifera.

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Parvilucifera infectans. Fuente: Fig. 7 (Norén y col. 1999). La barra horizontal equivale a 5 micras.

Se trata de un parásito eucariota (phylum Perkinsozoa, próximo a los dinoflagelados), cercano genéticamente a otro parásito como el terrible Perkinsus (liquidador de ostras). La primera especie, Parvilucifera infectans, la descubrieron en Dinophysis norvegica (Norén y col. 1999).

Eran unos cuerpos redondos (esporangios) en el interior de Dinophysis muertas, que al madurar liberaban flagelados de vida libre (zooides) los cuales infectaban a nuevos dinoflagelados. La efectividad es tal que 5 esporangios son capaces de matar 20.000 Dinophysis en 3 días, tal como aseguró Fredrik Norén en el texto de la patente US6669969B2 sobre el uso de Parvilucifera como biopesticida para eliminar proliferaciones de algas tóxicas.

En la actualidad se conocen 3 especies más: P. sinerae y P. rostrata, aisladas de blooms de Alexandrium minutum (Figueroa y col. 2008; Lepelletier y col. 2013)P. prorocentri que sólo infecta a Prorocentrum fukuyoi (Leander & Hoppenrath 2008).

imagen Parvilucifera infection Raberg

Ciclo de infección de P. sinerae en A. minutum. Fuente: Fig. 2 de Råberg y col (2014).

Dependiendo de su tamaño (relacionado con el del huésped) el esporangio puede tener 50-700 zooides. Lo habitual es que madure 1 por célula infectada, aunque a veces se observan infecciones dobles o triples (P.ej. Dinophysis caudata). El parásito esclaviza la maquinaria celular del dinoflagelado y lo mata al desarrollar el esporangio. Se han descrito dos modos de infección.

1) En dinoflagelados desnudos: éstos se infectan pero pueden nadar y se dividen mientras los zooides ocupan una especie de vacuolas en su citoplasma. Cuando su número se descontrola el huésped muere y se forma el esporangio.

2) En dinoflagelados tecados: se observa infección en el núcleo y el citoplasma se degrada haciéndose visible el esporangio; la célula muere y pierde sus placas. En la fase final los zooides salen al exterior en 5-10 minutos a través de uno o más opérculos del esporangio. Su objetivo es infectar rápidamente porque su reloj vital es de apenas 10 minutos. Sin embargo los esporangios se mantienen vivos en una nevera a oscuras durante meses…no me digan que no es un Alien.

¿Se infectan todos los dinoflagelados por igual?

Imágenes de epifluorescencia de esporangios de Parvilucifera sinerae en 1) Protoceratium reticulatum, 2) Gymnodinium catenatum, 4) Alexandrium minutum. La 3) es Karenia, con vacuolas que indican infección en el citoplasma. Autora: Rosa Figueroa.

No. En P. sinerae se estudió la susceptibilidad de 433 cultivos y 23 géneros (Garcés y col. 2013) frente a una cepa del parásito. Solo 8 géneros se libraron de las infecciones (Karenia, Karlodinium, Akashiwo, etc) y en los demás los efectos fueron devastadores, destacando Alexandrium, Gymnodinium o Scrippsiella. Pero la intensidad de las infecciones no es la misma: en una misma especie hay cultivos que se infectan y otros no. Esto lleva a la siguiente cuestión…

¿Qué factores regulan la virulencia? 

Entre los ambientales se ha comprobado que una menor salinidad favorece la infección de P. sinerae, mientras que la luz no tiene efectos (Figueroa y col. 2008). Respecto a la genética, por parte del parásito es un enigma: Turon y col. (2015) concluyeron que las cepas de P. sinerae aisladas a lo largo y ancho de la península ibérica son copias idénticas (genéticamente hablando), mientras que su virulencia y caracteres fisiológicos permiten clasificarlas en 3 tipos diferentes. Sin embargo existe adaptación local del parásito: P. sinerae del Mediterráneo infecta con intensidad A. minutum del Mediterráneo pero le cuesta mucho más con las cepas del Atlántico debido a la coevolución entre huésped y parásito

La resistencia del huésped tiende a seleccionar parásitos más virulentos mientras que la presión del parásito
selecciona huéspedes más resistentes: esto provoca una coevolución entre ambos en la que pueden fijarse mutaciones sucesivas favorables (“carrera armamentística”) o evolucionar ciclicamente las frecuencias de alelos en los genes involucrados (teoría de la “Reina Roja”).

738650939-tumblr_l00vye3Srh1qb1l2co1_500Para entenderlo mejor vamos a explicar esto de la coevolución con el símil de la guerra. Las observaciones en el mar sugieren que Alexandrium es el huésped primario de P. sinerae. Piensen que el genoma parásito es el ejército invasor y las cepas de Alexandrium (sus genomas mejor dicho), los países amenazados.

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La primera observación del parásito en el Mediterráneo fue en junio de 1998. A dicho trabajo (Delgado, 1999) corresponde este esporangio de Parvilucifera. Los zooides salen a través de esos opérculos.

Los recursos de ambos son limitados. La estrategia óptima que aniquila a cada país es distinta y el invasor debe escoger entre tácticas específicas (mayores costes de preparación y más éxito en algunos países) o ataques indiscriminados (llegas a más países con menor coste, pero eres menos eficaz frente a sus defensas). Y desde el punto de vista de Alexandrium: ¿es mejor un arsenal general para amenazas globales o elaborar defensas específicas que anulen algunos parásitos y sean inútiles frente a otros? Pues bien, las respuestas específicas son “Reina Roja” y las generales “carrera armamentística”, y en la naturaleza los estudios disponibles demuestran que predomina la Reina Roja.

Råberg y col (2014) dispusieron el tablero de guerra para A. minutum y P. sinerae (9 países y 10 ejércitos invasores) y las interacciones confirmaron el predominio de la Reina Roja: elevada resistencia frente a algunos parásitos a expensas de ser vulnerables frente a la mayoría.

¿Y el sexo también cuenta?

Sí. Al cruzar cepas compatibles de A. minutum la célula resultante de la fusión sexual es un planozigoto diploide que produce un quiste de resistencia con un período de latencia obligado que luego despierta, se divide por meiosis y genera una nueva población de células vegetativas haploides.

Los quistes sexuales son resistentes a la infección pero al exponer cruces de A. minutum al parásito Figueroa y col. (2010) observaron que los planozigotos se dividían y evitaban “el rodeo” de la fase de quiste, lo cual parece una contradicción. Pero no, porque se trataba de cruces entre una cepa resistente (R) y otra susceptible (S) al parásito. Y los cruces resultantes (RxS) tenían bajas tasas de infección lo cual demuestra que el sexo aumenta su resistencia a través de la recombinación genética y la meiosis. El propio planozigoto (RxS) debe ser resistente y en estas circunstancias es ventajoso no echarse a dormir “la siesta del quiste” sino dividirse pronto para lanzar la nueva generación.

¿Podemos eliminar proliferaciones tóxicas con Parvilucifera

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Así quedan las Dinophysis infectadas con Parvilucifera sinerae. 1) D. caudata, 2) D. acuta, 3) D. tripos, 4) D. acuminata.

Quizás. En agricultura ya se utilizan biopesticidas (bacterias, virus y hongos) para el control de plagas. Con sus ventajas e inconvenientes, existe un creciente interés en limitar los pesticidas sintéticos en favor de los biológicos para desarrollar una agricultura sostenible y respetuosa con el medio ambiente.

Pero en el mar nos movemos aún en la ciencia-ficción: en teoría es posible usar Parvilucifera (y también virus, por qué no?), como medio de control contra dinoflagelados tóxicos, pero en la práctica nadie lo ha conseguido ni siquiera intentado seriamente (por el momento).

Uno de los mayores hándicaps es que las infecciones en el medio natural son mucho menos virulentas que en el laboratorio: no se ha demostrado que Parvilucifera controle o aniquile un bloom de Alexandrium Dinophysis. Además habría que estudiar los efectos en el ecosistema y no menos difícil conseguir la cantidad necesaria de Parvilucifera y dispersarla de forma efectiva para liquidar una proliferación.

En cultivos el parásito es un “killer” total porque tiene a su disposición las células de dinoflagelados en un ambiente controlado. Pero en el medio natural las posibilidades de encontrarse son menores, amén de otros factores como la estructura genética de las poblaciones de dinoflagelados, predación, turbulencia, etc, que pueden limitar seriamente la acción del parásito. Además, algunas especies se infectan en el laboratorio pero no en el mar (Dinophysis sacculus y D. caudata) y puede que el parásito sea selectivo cuando se enfrenta con poblaciones naturales (Garcés y col. 2013).

Quizás por todo ello, aunque Fredrik Norén registró la patente para el uso de Parvilucifera infectans como biopesticida la dejó caducar en 2008 al desatender los pagos que establece la ley.

 

Siguen muchas cuestiones abiertas para el futuro: cuanto más se averigüe sobre la ecología de organismos como Parvilucifera más cerca estaremos también de posibles aplicaciones como la del biocida. Dichas investigaciones están principalmente en manos de científicos en Suecia, Francia y España, los mismos que han resuelto en la última década numerosas incógnitas sobre este parásito tan singular.

¿Por qué destaco esto? porque mientras Suecia y Francia continúan invirtiendo en I+D de cara al futuro (3,21% y 2,23% del PIB en 2014), en España vamos hacia atrás (1,24% frente a la Media UE-28: 2,02%; El País 17-XI-14). Lo muestra el gráfico que cierra esta entrada (del Consejo Económico y Social) con el gasto del gobierno español en investigación: un 40% menos desde 2009. El gasto ejecutado también cae “gracias” a las dificultades añadidas que impone la fiscalización del gasto e intervención previa por parte del Estado.

Gasto del Estado en I+D 2003-2013

Fuente: Web Innovación 6.0

Conclusión: La investigación en España se ha quedado coja o manca (según se vea) con la excusa de la crisis, despreciada de manera contumaz por autoridades que presumen de los millones de turistas que visitan nuestro país, que está muy bien pero queremos ser algo más que el club de vacaciones de Europa, o no?

Referencias:

-Delgado M. A new “diablillo parasite” in the toxic dinoflagellate Alexandrium catenella as a possibility to control harmful blooms. Harmful Algal News 19:1-3 (1999).
-Figueroa RI y col. Description, host-specificity, and strain selectivity of the dinoflagellate parasite Parvilucifera sinerae sp. nov. (Perkinsozoa). Protist 159:563–578 (2008).
-Figueroa RI y col. Reproductive plasticity and local adaptation in the host–parasite system formed by the toxic Alexandrium minutum and the dinoflagellate parasite Parvilucifera sinerae. Harmful Algae 10:56-63 (2010).
-Garcés E y col. Parvilucifera sinerae (Alveolata, Myzozoa) is a generalist parasitoid of dinoflagellates. Protist 164:245-260 (2013).
-Leander BS y Hoppenrath M. Ultrastructure of a novel tube-forming, intracellular parasite of dinoflagellates: Parvilucifera prorocentri sp. nov. (Alveolata, Myzozoa). Eur J Protistol 44:55–70 (2008).
-Lepelletier F y col. Parvilucifera rostrata sp. nov. (Perkinsozoa), a novel parasitoid that infects planktonic dinoflagellates. Protist 165: 31−49 (2014).
-Norén F y col. Parvilucifera infectans Norén et Moestrup gen. et sp. nov. (Perkinsozoa phylum nov.): a parasitic flagellate capable of killing toxic microalgae. Eur J Protistol 35: 233–254 (1999).
-Råberg L y col. The potential for arms race and Red Queen coevolution in a protist host-parasite system. Ecol Evol 4: 4775−4785 (2014).
-Turon M y col. Genetic and phenotypic diversity characterization of natural populations of the parasitoid Parvilucifera sinerae. Aquat Microb Ecol 76:117-132 (2015).

 

 

Las nubes, el DMS y los tiburones ballena

Osos polares (Ursus maritimus) en Manitoba (Canadá).
Fuente: Wikimedia commons. Autor: Broken Inaglory.

La teoría CLAW sugiere que el dimetilsulfuro (DMS) liberado por el fitoplancton es la fuente más importante de núcleos de condensación de nubes sobre el océano.

Esto implica una conexión entre las microalgas y el clima. Las nubes reflejan la luz del sol y reducen el calentamiento del planeta, así que los aumentos de temperatura y luz serían contrarrestados por las algas y su DMS…

La teoría CLAW se llama así por las iniciales de los autores del artículo científico que la propuso (Charlson y col. 1987). La “L” es de Lovelock. Era una teoría “visionaria” que ha estimulado numerosos trabajos para profundizar en esa relación entre el clima, el DMS y las algas.

Pero las teorías no son valiosas únicamente por las respuestas que ofrecen sino por las preguntas que plantean y las nuevas hipótesis (y descubrimientos) que generan. La teoría CLAW es un buen ejemplo…

Nubes sobre la isla de Tristan da Cunha (Océano Atlántico)
Fuente: NASA. Disponible en Wikimedia commons.

La principal crítica hacia ella está en el comportamiento altruista de las algas: ¿en qué les beneficiaría producir DMS si luego tienen menos luz para la fotosíntesis? difícil de justificar en términos evolutivos…

Los autores de esta teoría aclaran que la nubosidad es beneficiosa porque reduce la radiación UV (letal para los microorganismos), y que el agua de lluvia es una fuente de nutrientes esenciales (nitrógeno…).
Pero esto no resulta convincente dada la complejidad del ecosistema marino. 

Hoy en día sabemos que las algas no producen DMS sino DMSP. Las algas liberan poco DMSP cuando están sanas, la mayor parte se produce cuando se rompen las células, por ataques virales ó depredación. Luego este DMSP se transforma en DMS que puede terminar en la atmósfera por la acción de bacterias u otras algas, pero éstas los consumen también como fuente de nutrientes (azufre).

Así que el DMS que llega a la atmósfera lo hace a través de distintos caminos y transformaciones biológicas. Esto explica por qué han fallado los intentos de relacionar directamente la abundancia del fitoplancton y el DMS. Sin embargo…

 

Un tiburón ballena (Rhyncodon typus), en aguas de Mozambique.
Autora: Catalina Perales Raya (IEO Tenerife).

El rastro que deja el DMSP en el mar atrae a depredadores tanto del fitoplancton como otros organismos superiores que “husmean” así su alimento.

Empleando técnicas que combinan análisis de imagen y microfluidos, se ha demostrado que varias especies de algas, bacterias y zooplancton son atraídas por el DMSP (Seymour y col. 2010).

Para estos microorganismos el DMSP/DMS sería como el rastro de la sangre para un depredador carnívoro…

Diversa fauna marina como los albatros, pingüinos, peces y tortugas también son atraídos por el DMS. Los tiburones ballena, que se alimentan de plancton, tienen un sentido del olfato muy desarrollado y son capaces de localizar proliferaciones esporádicas de fitoplancton y agregarse en ellas. Es muy probable que usen señales químicas como el DMS para detectar esos “blooms” de microalgas a distancias de hasta 2 km. 

En el caso de aves como albatros y petreles poseen también un “fino” olfato para el DMS que les permite orientar su vuelo y seguir un rastro que asocian con su alimento.

El ciclo de vida simplificado de un parásito como Parvilucifera
sinerae (adaptado de Garcés y col. 2013)

La “atracción” por el DMS llega incluso a los parásitos del fitoplancton. Éstos necesitan de células sanas que infectar para luego multiplicarse, igual que los virus.

El parásito rompe la célula “huésped” y libera una forma redonda (esporangio) llena de parásitos “durmientes” en su interior…Hasta que algún estímulo los “despierta” y salen hacia sus nuevas víctimas. Y sí, el DMS es una señal química que activa a un parásito de dinoflagelados, Parvilucifera sinerae (Garcés y col. 2013).

Pero volviendo a la teoría CLAW ¿qué hay de cierto en ella?

En el año 2011 la revista Nature la “finiquitaba” con un artículo titulado
“The case against climate regulation via oceanic phytoplankton sulphur emissions”.

Cirros cerca de Aguilar de Campoo
(octubre 2012).
En él se concluye que dos décadas de estudios descartan que exista un control del DMS sobre la formación de nubes en el mar. Existen muchas otras fuentes de condensación de nubes en las que destaca la propia sal marina y materia orgánica. El DMS contribuye a la formación de nubes, sí, pero en la parte alta de la troposfera, que se extiende hasta 18 km de altitud, y en forma de sulfatos. Este sulfato desciende en la atmósfera después de ser transportado a largas distancias y favorece la condensación y formación de nubes…
Si la teoría CLAW no ha resistido el paso del tiempo es gracias a un mejor conocimiento del clima y la biogeoquímica del planeta motivados en gran medida por ella misma…!!

Referencias:

-Garcés E y col. Host-released dimethylsulphide acitvates the dinoflagellate parasitoid Parvilucifera sinerae. ISME Journal 1-4 (2013).
-Martin RA. A review of behavioural ecology of whale sharks (Rhincodon typus). Fish. Res. 84:10-16 (2007).
-Quinn PK & Bates TS. The case against climate regulation via oceanic phytoplankton sulphur emissions. Nature 480:51-56 (2011).
-Seymour JR. Chemoattraction to dimethylsulfoniopropionate throughout the marine microbial food web. Science 329:342-345 (2010).
-Simó R. Production of atmospheric sulfur by oceanic phytoplankton: biogeochemical, ecological and evolutionary links. Trends Ecol. Evol. 16:287-294 (2001).