El Niño no viene esta Navidad

lotería-del-niño-2012Cada año en España se celebra el sorteo de lotería de «El Niño» coincidiendo con el día de Reyes…un día de regalos para los niños y también para sus padres si compraron algún boleto premiado…!!

En cambio, el fenómeno oceanográfico de «El Niño» ni toca todos los años ni es un regalo, pero se llama así porque en fechas navideñas alcanza su máxima intensidad. «El Niño» trastorna las pesquerías del afloramiento de Perú, pero sus efectos sobre el clima se hacen sentir en todo el planeta.
Por citar algunos ejemplos, «El Niño» provoca lluvias extremas en latitudes tropicales al oeste de Norteamérica y Sudamérica, y sequías en Australia, Brasil y el sur de Africa. Intensifica los ciclones en el Pacífico y debilita los del Atlántico.
Sus consecuencias sobre el clima, agricultura y pesca fueron especialmente intensas en el invierno de 1997-98. En aquel año también se registraron muertes de coral en el Pacífico por altas temperaturas y el tráfico del canal de Panamá se limitó por el descenso del nivel de las aguas. «El Niño» de 1997 fue el más intenso en 150 años, basta con echar un vistazo al informe UNESCO http://www.unesco.org.uy/phi/biblioteca/bitstream/123456789/468/1/el+ni%c3%b1o+1998-2.pdf
El último «El Niño» sucedió en 2009-10 y estas Navidades no volverá. Al menos eso anuncia en su web la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration, de los EEUU).
Así queda entonces el Belén de 2012 (no homologado porque la mula y el buey siguen ahí y también faltan los Reyes Magos andaluces…!!).
Vamos a resumir «El Niño» en 2 gráficos. El primero muestra los valores de temperatura superficial el 12 de diciembre 2012 en el Pacífico. Observen bien el azul (frío) en Sudamérica y los tonos cálidos en el oeste (Indonesia y Australia). Ese azul significa afloramiento y nutrientes = fitoplancton = mucha pesca y marisco para las cenas de Navidad !!
Esta imagen y la siguiente son obtenidas por satélites
geoestacionarios (orbitan a la misma velocidad de la Tierra)
GOES. La NOAA tiene 2 activos y otros 2 en standby.

 

La imagen siguiente muestra las anomalías de temperatura en el Pacífico en julio de 1997 cuando ya comenzaba un intenso «El Niño» >>>>
Queda claro no? se calienta el agua en la costa de Perú y Ecuador…el afloramiento rico en nutrientes desaparece y con él se van el fitoplancton, las anchoas y los gambones…!!
Los cambios en las pesquerías afectan en cadena al resto de la fauna marina, tanto aves como mamíferos. Durante «El Niño» de 1982 se calcula que murieron el 85% de aves marinas en Perú….
…y en las focas de Weddell (Antártida) se han observado descensos de la natalidad cada 4-6 años relacionados con el ciclo de «El Niño».
No me digan que no es una monada
esta foca de Weddell
«El Niño» y «La Niña» son los extremos opuestos del ciclo ENOS (El Niño-Oscilación Sur).»El Niño» es un fenómeno oceánico, pero atmósfera y océano están intimamente ligados.
En los años 50′ se comprobó que «El Niño» se relacionaba con cambios en la presión atmosférica del Pacífico. Esto es lo que se llama la «Oscilación Sur» y se calcula como la diferencia de presión atmosférica este-oeste del Pacífico: Tahití vs Darwin (Australia).Cuando el Indice de la Oscilación Sur tiene valores negativos prolongados (presiones bajas en Tahití y altas en Darwin) esto se corresponde con temperaturas elevadas en el océano y anuncia la llegada de «El Niño».Lo contrario es la situación de «La Niña» y la consecuencia es que se intensifica el afloramiento de Perú. Pero las anomalías positivas de «La Niña» son más débiles que las de «El Niño» y también duran menos, 1-2 meses, frente a los 12-18 de «El Niño». «El Niño» ocurre de forma irregular cada 3-7 años y se desconocen los mecanismos exactos que lo provocan…pero vamos a intentar describirlos…
Situación normal en el Pacífico. Fuente: NOAA

Las zonas tropicales del océano Pacífico están afectadas por vientos alisios de componente NE y SE a ambos lados del ecuador…es decir, soplan hacia el oeste. El ecuador, como todos sabemos, recibe mucha luz así que la temperatura superficial es elevada.

Los alisios empujan el agua cálida superficial hacia el oeste, provocando que afloren aguas frías profundas en Sudamérica y el hundimiento de aguas cálidas en el Pacífico oeste. La consecuencia es que el oeste tiene las temperaturas oceánicas más altas del planeta, mientras que el este del Pacifico es la zona ecuatorial más fría.

Otro efecto del desplazamiento de agua por el viento es que el mar en Indonesia está 0.5 metros más elevado que en Perú. Esto es la situación normal ó «neutral».

Situación de «El Niño» según perfiles
de temperatura en el Pacífico
(noviembre de 1997). Fuente: NOAA
http://www.pmel.noaa.gov/tao/elnino/nino_profiles.html

En los años de «El Niño», la intensidad de los alisios disminuye y esto hace que se relaje el afloramiento de Perú y se reduzca la diferencia de temperaturas entre el este y el oeste del Pacífico.

«La Niña» es un fenómeno que suele suceder justo después, debido al aumento de los vientos alisios que intensifican el afloramiento por encima de lo normal.

Una vez que «La Niña» se va, vuelven las condiciones neutrales…tal y como sucede en el invierno actual.

Pero hubo una época pasada en la que «El Niño» era permanente en el Pacífico. Sucedió durante el Plioceno (hace 3-5 millones de años) cuando el clima era más cálido que en nuestros días.

Lo publicaron en Science (Wara y col., 2005) y en sus conclusiones avisan: el ciclo actual en el Pacífico es inestable a largo plazo. El aumento de temperaturas no puede continuar indefinidamente sin afectar al sistema del Pacífico tropical y podría devolvernos «El Niño» en el futuro, pero esa vez vendría para quedarse….

 

Referencias
-Centro Internacional para la Investigación del Fenómeno del Niño (CIIFEN, http://www.ciifen-int.org/)
-El Niño theme page, NOAA (http://www.pmel.noaa.gov/tao/elnino/nino-home.html)
-Wara MW y col. Permanent El Niño-like conditions during the Pliocene warm period. Science 309:758-761 (2005).

 

 

 

La salamandra de Carolina del Sur

Synechococcus elongatus Danio rerio (pez cebra)
Esta entrada es un pelín larga pero incluye una pausa café. Porque este blog no repara en gastos !!

Al grano: el tema de hoy surge a partir de un extraño trabajo publicado en Plos One en 2011.

Se titula «Towards a synthetic chloroplast» y trata de lo siguiente: introducir cianobacterias de agua dulce (Synechococcus elongatus) en células animales, concretamente embriones de pez cebra y células de mamíferos. Y ver luego qué pasa…

Pero antes tenemos que hablar sobre endosimbiosis y salamandras…

Las algas eucariotas proceden de una célula heterótrofa convertida en «máquina fotosintética» gracias a la endosimbiosis de una cianobacteria (los actuales cloroplastos). Nuestras células animales obtienen energía de las mitocondrias endosimbiontes (de origen bacteriano). Los cloroplastos en células animales son ciencia-ficción, de momento…

O mejor dicho: un asunto de bioingeniería.

Sabemos que existen algas simbiontes en animales invertebrados…lo hemos visto en anémonas, corales, moluscos, etc. Pero en el caso de los seres vertebrados parece imposible y la razón parece estar en su sistema inmune.

 

Linfocito humano. Una célula que
interviene en el sistema inmune adquirido.
Fuente: Wikimedia commons.

Los invertebrados solo tienen sistema inmune innato. Mientras, los vertebrados tenemos un sistema inmunológico complejo con defensas innatas y adquiridas.

El sistema inmune innato es más primitivo, su reacción es general y la intensidad de su respuesta es siempre la misma.

La inmunidad adquirida produce una reacción específica para cada agente patógeno. Aumenta de intensidad tras cada exposición porque tiene «memoria» y esto le permite ser más eficaz a la hora de reconocer y destruir células ajenas ó extrañas a nuestro cuerpo.

Así que es difícil que esta doble defensa «abra la puerta» a ningún alga. Pero como en todo, hay clases. Existen vertebrados con un sistema inmune «más torpe». Hablemos un poco de los anfibios…

La rana Xenopus laevis y un tritón de California.
Fuente: Wikimedia commons.

Las salamandras y tritones son anfibios urodelos: sus adultos tienen cola. Las ranas y sapos son anfibios anuros, o sea, los adultos no tienen cola.

Los urodelos adultos son capaces de regenerar sus patas y cola perdidas. Los anuros solamente pueden regenerarlas hasta la metamorfosis de renacuajo a adulto…

El sistema inmune adquirido parece jugar un papel importante en la regeneración.
Las ranas adultas desarrollan un sistema inmune más eficaz después de la metamorfosis y esto coincide con la pérdida de su capacidad de regeneración…

Los linfocitos emigran masivamente del tejido dañado antes de comenzar la regeneración de una extremidad. Este mecanismo de «inmunosupresión» evita el rechazo de los nuevos tejidos. Si cortamos la pata a una rana desde renacuajo a adulto vemos que con el paso del tiempo es incapaz de regenerarla completamente…pobre bicho, qué tortura !!

Pero el sistema inmune de las salamandras adultas es menos eficaz y mantienen la capacidad de regenerar sus extremidades amputadas.

Pausa café…?

 

Humm… seguimos
Ambystoma maculatum.
Fuente: Wikimedia commons
La salamandra moteada (Ambystoma maculatum) tiene el honor de ser el anfibio «oficial» del estado de Carolina del Sur. Yes: en EEUU cada estado tiene su propio anfibio. No le demos más vueltas al motivo porque lo desconozco. Quien lo sepa que me lo diga. Supongo que estarán protegidas…

Esta salamandra vive en las zonas orientales de Norteamérica y entre sus dominios está el territorio de Carolina del Sur.Suelen vivir bajo tierra excepto en primavera, cuando se aparean y depositan sus huevos en charcas estacionales.

Esta salamandra tiene la clave de la entrada de hoy: sus huevos parecen verdes porque están cubiertos de clorofíceas (Oophila amblystomatis).

Hasta hace poco se pensaba que era una curiosa forma de ectosimbiosis. Las algas favorecen el desarrollo de los huevos gracias a la producción de oxígeno en la fotosíntesis, y éstas a su vez podrían aprovechar el nitrógeno liberado por los embriones.Pero en un trabajo reciente (Kerney y col. 2011 en PNAS) han descubierto que esta asociación podría ser el primer caso de endosimbiosis entre un alga y un vertebrado.
A y B: embriones de Ambystoma maculatum.
C: en rojo la autofluorescencia de Synechococcus elongatus.
D: células de Synechococcus en el cráneo de la salamandra.
Fuente: Kerney y col (2011)
http://www.pnas.org/content/early/2011/03/29/1018259108

Las algas están físicamente dentro del embrión, se extienden a diferentes tejidos a lo largo del desarrollo y en estado adulto siguen vivas dentro de la salamandra, sin luz. Los embriones no tienen sistema inmune y en las salamandras adultas es «ineficaz» en comparación a otros anfibios. Esto podría explicar su tolerancia hacia las algas simbiontes…

La mayoría de estas clorofíceas están en contacto directo con el citoplasma de las células de la salamandra. Otras recuerdan a quistes, también intracelulares. La naturaleza exacta de esta sorprendente relación y la posibilidad de que las salamandras transmitan las algas a su descendencia se desconoce.

 

Embriones de pez cebra (A,B) con Synechococcus
(fluorescencia roja) y lo mismo sucede en macrófagos
de ratón (D). Fuente: Agapakis y col. (2011)
http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0018877

Y con esto volvemos al trabajo «Towards a synthetic chloroplast» de Agapakis y col. (2011). ¿Recuerdan?

Inyectaron Synechococcus en embriones de peces cebra para recrear lo que ocurre en la salamandra moteada. Y los embriones de pez cebra no sufrieron daños aparentes a pesar de convivir con Synechococcus. No sabemos lo que sucede en los peces adultos porque el experimento duró 12 días…

Luego modificaron genéticamente Synechococcus con invasina y listeriolisina para conferirle dos «superpoderes«: capacidad invasiva y resistencia a los lisosomas (estómagos celulares).

Gracias a esas alteraciones, Synechococcus pudo invadir células animales y macrófagos (celulas del sistema inmunitario) e incluso dividirse dentro de ellas. ¿Cómo se han quedado…? yo al menos de piedra !!

Conclusión: en un futuro quizá podamos diseñar endosimbiosis «a la carta» entre algas y animales superiores. ¿Con qué objetivos y condiciones?…espero asistir al debate algún día.

Referencias:

-Agapakis CM. Towards a synthetic chloroplast. Plos One 6:e18887 (2011).
-Costa M. Estudio de la respuesta inmune y expresión génica del mejillón mediterráneo, Mytilus galloprovincialis. Tesis doctoral. U. Vigo, 294 pp (2008).
-Kerney y col. Intracellular invasion of green algae in a salamander host. PNAS 108:6497-6502 (2011).
-Mescher AL & Neff AW. Limb regeneration in amphibians: immunological considerations. Sci. World J. 6:1-11 (2006).

 

ICHA15 (Corea, 2012)

El centro de convenciones CECO, donde se hizo la Conferencia.
Hoy toca hablar de la XV Conferencia internacional sobre fitoplancton tóxico, celebrada cada 2 años con el apoyo de la ISSHA (International Society for the Study of Harmful Algae). La primera edición tuvo lugar en Boston (EEUU) en 1974, y la última sede ha sido Changwon (Corea del Sur), entre los días 29 octubre y 2 noviembre 2012.

En ella participamos unas 500 personas de más de 40 países, tanto investigadores como estudiantes, incluido el firmante de esta entrada. El coste de la inscripción, alojamiento y viaje se financia con los proyectos de investigación, pero existe un programa de becas de la ISSHA que reduce los costes para los estudiantes.

 

La sala principal de conferencias
El calendario de actividades es intenso e incluye, aparte de las charlas, sesiones póster y reuniones de grupos de trabajo. Luego tenemos las «pausas café» y las conversaciones y reuniones informales fuera de las salas «auto-organizadas» a lo largo de los días!!

Por poner un ejemplo, en los 5 días que duró la reunión se celebraron un total de 144 conferencias, distribuidas en 31 sesiones de mañana y tarde.

Las sesiones abarcaron temáticas muy distintas, relacionadas con el control y mitigación de algas tóxicas, cambio climático, biotoxinas, diversidad genética, taxonomía, ecología, algas bentónicas, cianobacterias, y un largo etcétera…

Al comienzo de las sesiones matinales y de tarde se celebra una charla plenaria en la que un experto nos ofrece su visión sobre cada tema. Luego, los conferenciantes invitados presentan sus trabajos.
La sala principal imponía «respeto», por así decirlo…!!

El libro de actas ó proceedings de la conferencia recoge finalmente la mayoría de estudios presentados…en esta ocasión la organización se compromete a publicarlo en apenas 6 meses.

El baile de los abanicos…la organización estaba en todo !!
Autor: Patricio Díaz

 

Entre los conferenciantes y autores de pósters se conceden premios y existe un galardón especial en reconocimiento a una carrera investigadora que en esta ocasión fue para el taxónomo danés
Ojvind Moestrup. Conocer o volver a encontrar a colegas de profesión es igualmente enriquecedor e interesante desde el punto de vista del trabajo y a nivel personal.
El único «problemilla» es que las charlas se imparten en dos salas de forma simultánea. Así que tienes que elegir de antemano las charlas que te interesan consultando el programa de la reunión. Esto produce un paseo continuo de gente entre salas al final de cada conferencia.

La organización fue fantástica, la eficiencia a la hora de tener controlado hasta el más mínimo detalle, impresionante. Pongo un ejemplo: en la cena de bienvenida los asistentes contratados por la organización (con sus famosas chaquetas verdes) sujetaban  unos carteles con flechas a lo largo del camino entre el centro de conferencias y un salón anexo. Era imposible perderse.

 

Fuera del programa, tuvimos una tarde libre en la que los organizadores nos llevaron hacia la costa, en el sur. Fueron dos horas en autobús hasta Tongyeong, donde subimos a un ferry rumbo a una pequeña isla cercana. El paisaje es un archipiélago de pequeñas islas con bahías que se abren y ocultan según avanzamos, un lugar fantástico para…la acuicultura. La región está llena de jaulas de peces y cultivos de ostras en «long-line». El área que cubren estas instalaciones es enorme tal como vemos en la imagen.
Aquí vemos jaulas de peces al fondo,
fotografiadas desde el ferry

Solamente hay un problema, como no, las proliferaciones de algas tóxicas. En Corea el problema tiene nombre y apellidos: Cochlodinium polykrikoides.

Se trata de un dinoflagelado formador de cadenas. Sus proliferaciones producen mortandades masivas de peces, aunque se desconoce el mecanismo y la toxina responsable.

Para eliminar las proliferaciones de Cochlodinium y otras algas tóxicas, en Corea y Japón se emplea un método que consiste básicamente en echar arcilla al mar para destruir y hundir las células de fitoplancton. Durante el trayecto en ferry nos hicieron una demostración que consistió en lo siguiente:

Una barcaza con plataforma carga arcilla desde dos embarcaciones cercanas. En la barcaza, a golpe de manguera, iban arrojando dos personas la arcilla por la borda.

 

Por detrás, un barco bastante más grande de la policía usaba dos aspersores para acelerar la dispersión y floculación de la arcilla. En el mar pudimos ver una marea roja, pero no de algas sino de arcilla…!!
Cochlodinium y el resto del fitoplancton es arrastrado al fondo con la «nieve marina» de arcilla…pero las células son igualmente dañadas.

El inconveniente que plantea este método es su impacto medioambiental: la liberación de metales y otras sustancias en el medio marino, por no decir de las consecuencias que puede tener para el fondo echar cientos ó miles de toneladas de arcilla cada año…no imagino hacer algo parecido en las rías gallegas…!!

Pero este sistema está implantado en Japón y Corea como una herramienta estratégica para proteger los cultivos marinos, con gran éxito. Solo en 1996 las pérdidas en Corea se redujeron de 100 millones de dólares a tan solo 1 !! Otros países como China, Australia, Suecia y EEUU también han investigado los efectos de este método, aunque no lo hayan aplicado de manera oficial…!!
En resumen, y aunque suene tópico, fueron cinco días muy interesantes e inolvidables gracias a los colegas y a los organizadores de la reunión.

Una oportunidad no solo de compartir ciencia, sino también de conocer culturas y gentes lejanas…tan curiosas por conocernos como nosotros a ellos !!Para terminar algo más personal, una foto de grupo en el ferry…falta mucha gente, pero desde aquí mando saludos a todos y espero que nos veamos pronto en otra ocasión…!

De izquierda a derecha: Raffaele, Lourdes, Davide, Marc y yo.
Un buen «poupourri» de investigadores, postdocs y doctorandos
bajo las luces de neón siempre presentes everywhere…!!
Referencias:
-Kim D & Oda T. Possible factors responsible for the fish-killing mechanisms of the red tide phytoplankton, Chattonella marina and Cochlodinium polykrikoides. Coast Env. Ecosyst. East China Sea  245-268 (2010).
-Sengco MR & Anderson D.  Controlling harmful algal blooms through clay flocculation.  J. Eukaryot. Microbiol. 51: 169-172 (2004).

El alga tóxica del 76

Semanario Mundo, 11-XII-1976.
Vuelve al ataque la «pulga de mar»…
Nueve días después de las primeras intoxicaciones (26-X-76), la Jefatura Provincial de Sanidad de Pontevedra recogió muestras de plancton en Bueu y la ría de Vigo. Las enviaron fijadas en Lugol al Instituto de Investigaciones Pesqueras (Barcelona, hoy ICM-CSIC). Allí las analizó Marta Estrada, quien elaboró un informe el 16 de diciembre del 76.

En este blog tenemos de todo (y si no, se «soborna» a quien lo tenga a cambio de una cerveza), así que aquí os enseño parte del informe de Marta: los contajes de dinoflagelados.

Los contajes son número de células por cada 50 mL de agua de mar.

En su informe Marta subrayaba el dominio de un dinoflagelado formador de cadenas. Pero en las muestras había sobre todo diatomeas, lo cual sugería que las condiciones en el mar ya no eran las mismas que habían originado la marea roja tóxica.

Gymnodinium catenatum,
en vivo al microscopio óptico.

Aquel dinoflagelado formador de cadenas era la misteriosa alga tóxica de 1976. ¿Pero de qué especie se trataba?

Nunca se había descrito en aguas españolas y para colaborar en su identificación se enviaron muestras al taxónomo alemán Malte Elbrächter (actualmente en el Alfred Wegener Institute (AWI) de Bremerhaven).

Elbrächter confirmó el nombre de la especie a partir de su parecido con  un dinoflagelado causante de intoxicaciones en Mazatlán (Golfo de California, México): Gymnodinium catenatum.
Así que de Gonyaulax nada de nada…!! en los contajes de plancton podemos ver que aparecieron solo 2 células, señaladas con un círculo.
Gymnodinium catenatum
fijado con Lugol.
Gymnodinium catenatum es un dinoflagelado desnudo fotosintético. Puede formar cadenas de hasta 50 individuos y las células alcanzan unas 40 micras de diámetro (milésimas de milímetro).
Para traducir su tamaño a algo más cotidiano…¿verdad que parecen garbanzos? pues cada célula es un garbanzo a escala 1:300 aproximadamente…
Un aspecto sorprendente de Gymnodinium catenatum es la gran velocidad con la que nada. Fraga (1989) calculó una velocidad de hasta 1,5 metros/hora para una cadena de 8 células a 23ºC. Y cuanto más largas sean las cadenas, más rápido se mueven…!!
Como prueba, este vídeo de un cultivo de G. catenatum aislado en Baiona (Ría de Vigo).
¿Por qué se produjo la proliferación de G. catenatum en otoño de 1976?
La actividad humana siempre es sospechosa de aportar su «granito de arena», pero es la propia naturaleza de la costa y rías gallegas la que gobierna el crecimiento y cambios estacionales del fitoplancton. Esto se conoce desde los años 50′, gracias a los estudios de oceanografía y ecología de Fernando Fraga y Ramón Margalef, entre otros…
Autor: Bruno Boa de Jesús.
Paisaje desde el C.O. de Vigo

Las rías forman parte de un sistema de afloramiento que llega hasta el noroeste de Africa. Entre abril y septiembre predominan vientos del norte que traen cielos claros e impulsan el afloramiento de agua profunda fría y rica en nutrientes hacia el interior de las rías.

El afloramiento estimula el crecimiento de diatomeas, los mejillones engordan en las bateas y todo esto tiene un impacto económico de valor incalculable.

El afloramiento también produce nieblas marítimas en el verano, ya que al ascender las aguas frías y entrar en contacto con el aire caliente, lo enfrían y saturan de humedad…
Refrescan el ambiente pero en el Centro Oceanográfico de Vigo las sufrimos «en silencio» porque encienden en pleno agosto las atronadoras señales acústicas del RadioFaro de Canido…!!

De octubre a marzo dominan los vientos de componente sur, que arrastran aguas superficiales desde el océano al interior de las rías.

La transición entre ambos períodos (marzo-abril y septiembre-octubre) produce inestabilidad en el mar y proliferaciones de fitoplancton. En la transición al final del verano los dinoflagelados cobran ventaja: migran verticalmente para ir hacia la luz durante el día y hacia aguas profundas en busca de nutrientes durante la noche. Sin embargo, las diatomeas, que en primavera y verano son las «reinas de las rías«, sedimentan mucho más rápido y disminuye su abundancia al cesar el afloramiento.

En este gráfico podemos ver el indice de afloramiento en el mes de septiembre de 1976. Las barras positivas indican afloramiento (favorable a las diatomeas), y las negativas hundimiento (dinoflagelados)…
En el gráfico pongo las condiciones meteorológicas descritas en el boletín del Servicio Meteorológico Nacional de 1976 (Ministerio del Aire). La alternancia de lluvias y altas temperaturas en septiembre es una buena receta para estabilizar y calentar las rías…
En verano: viento NE y afloramiento.
En invierno: viento SO y hundimiento.
Pitcher y col. (2010)
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079661110000133

Lo importante es el hundimiento a finales de septiembre porque introduce aguas cálidas desde el océano y el sur, «inoculando» poblaciones oceánicas en las rías. Así llegan dinoflagelados como Gymnodinium catenatum. Proliferan «al calor» de las rías, los mejillones filtran esta «sopa tóxica» y a mediados de octubre del 76′ empiezan las intoxicaciones.

Todo esto queda resumido en esta imagen de satélite. En verano vemos la costa «azul», debido al agua fría aflorada. Mientras, en invierno, el hundimiento desplaza el agua cálida de la plataforma costera hacia las rías. Lo que sí trajo de bueno la marea tóxica de G. catenatum de 1976 fue la creación de la red de vigilancia de mareas rojas en Galicia, en enero de 1977.
Portada de La Voz de Galicia (13-I-1982), con Ana Miranda
y Santi Fraga en primer plano, en el muestreo de la joven red
de vigilancia de mareas rojas del IEO.
Los comienzos fueron difíciles y los medios precarios.
Primero el IEO, y luego la Xunta de Galicia a partir de 1992 (Centro de Control do Medio Mariño, hoy INTECMAR, Vilaxoán) han sido los responsables de monitorear la oceanografía, el fitoplancton tóxico y las biotoxinas en Galicia. En esto tampoco valen recortes si lo que queremos es evitar que se repitan intoxicaciones como las de aquel «annus horribilis» de 1976.
Agradecimientos: Nuevamente A Santi Fraga por el material documental de la época para poder escribir esta entrada.Referencias:

-Estrada M. Informe sobre la composición del fitoplancton en las muestras de las rías de Vigo y Bueu remitidas por la Jefatura Provincial de Sanidad de Pontevedra. Manuscrito no publicado.
-Estrada M. y col. Gymnodinium catenatum (Graham) en las rías gallegas (NO de España). Inv. Pesq. 48:31-40 (1984).
-Fraga S. y col. Influence of upwelling relaxation on dinoflagellates and shellfish toxicity in Ria de Vigo, Spain. Est. Coast Shelf Sci. 27:349-361 (1988).
-Fraga S. y col. Chain-forming dinoflagellates: an adaptation to red tides. Red Tides: biology, environmental science and toxicology. Elsevier (1989).
-Lorenzo LM y col. Across-shelf variability of phytoplankton composition, photosynthetic parameters and primary production in the NW Iberian upwelling system. J. Mar. Sys. 54:157-173 (2005).
-Varela M. Upwelling and phytoplankton ecology in Galician (NW Spain) rías and shelf waters. Bol. Inst. Esp. Oceanogr. 8:57-74 (1992).

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 en humanos 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, mayormente 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 Cassiopea 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» Cassiopea 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).