Pregúntale al pato

En la costa de Oia (Pontevedra)
25 julio 2012. Autor: F. Rodríguez

Los cormoranes son aves marinas del género Phalacrocorax.
El de la imagen tomaba el sol cerca de Baiona y parece un Phalacrocorax carbo (cormorán grande = corvo mariño en gallego), pero agradecería comentarios de los expertos.
A todo esto: visiten Fauna Compacta o Madera de Olmo si quieren ver fotos buenas de cormoranes.

El yacimiento de «Pinecrest Sand» en el golfo de Florida, es una de las zonas más relevantes a nivel mundial por la cantidad y diversidad de moluscos marinos del Plioceno que atesora (3.5-2 millones de años). El interés arqueológico coexiste con unas explotaciones mineras que abastecen de materiales para la construcción local. Y fueron precisamente unas excavaciones en 1989 las que descubrieron un hecho insólito: miles de huesos de Phalacrocorax filyawi, un cormorán extinto hace 2 millones de años !!

La explotación minera dañó bastante los depósitos antes de que se pudieran estudiar sistemáticamente, aún así un grupo de investigación coordinado por el ornitólogo marino Steven Emslie pudo catalogar 5.000 huesos y 137 esqueletos (parciales o completos).

Descubrieron que el apocalipsis «avícola» no fue un hecho aislado: los huesos se superponían en varias capas indicando eventos repetidos a lo largo del tiempo. En total estimaron que apenas analizaron un 10% de los restos del yacimiento, que podría incluir entre 2.550 y 10.000 cormoranes !!

La empresa SMR Aggregates Quarries explota estas
minas al noreste de Sarasota para la construcción.
Los fósiles de cormoranes afloraron en excavaciones
cercanas a las de la imagen.
Fuente: SEGS Field Trip Guidebook 56

El ser humano es curioso y decidieron realizar un estudio tafonómico para descubrir las causas de aquella catástrofe…
¿Y qué diablos significa eso de la tafonomía se preguntarán ustedes? 
Pues integrar informaciones múltiples para entender cómo se formaron los yacimientos fósiles.

Querían reconstruir el escenario del «crimen» y buscar las huellas del asesino entre los restos vegetales y animales de todo tipo, desde el polen a los huesos de cormoranes.
Y lo encontraron, pero esperen que les cuento más cosas…


La acumulación de huesos y carcasas de aves podía sugerir que se trataba de colonias reproductoras. En las colonias lo habitual es que mueran individuos jóvenes, pero en Pinecrest los huesos eran de adultos y el estado de los esqueletos indicaba que murieron a la vez.
Junto a ellos había también una concentración llamativa de huesos de peces y restos de mamíferos marinos, como focas y hasta una ballena…!!

Fósiles de gasterópodos en Pinecrest Sands.
Fuente: SEGS Field Trip Guidebook 56.

Por otra parte, el análisis de los sedimentos, restos vegetales y fauna asociada reveló que aquello era un amasijo de fósiles de distintos ambientes arrastrados y mezclados (quizá) por canales de marea.

Las conclusiones del grupo de Emslie fueron, en primer lugar, que los restos de cormoranes y peces pudieron depositarse en la zona exterior de una barrera de arena costera que se rompió varias veces. Luego habrían sido arrastrados tierra adentro por fenómenos meteorológicos (probables en la región) como un huracán.

Y en segundo lugar, creen que los cormoranes murieron por culpa del dinoflagelado Pyrodinium bahamense.

Verán. En los depósitos sedimentarios de cormoranes encontraron quistes de Lingulodinium polyedrum pero sobre todo de Polysphaeridium zoharyi, que hoy sabemos son quistes del dinoflagelado Pyrodinium bahamense.
Éste último es productor de toxinas paralizantes, un síndrome que causa muertes de fauna marina (incluyendo aves, mamíferos y peces), y también en humanos, por supuesto…

Polysphaeridium zoharyi,
el quiste de Pyrodinium bahamense.
Autora: K. Zonneveld. Fuente: Marum

A nivel mundial los registros de muertes de aves marinas por toxinas de fitoplancton son escasos y dispersos. Se cree que pueden pasar inadvertidas muchas veces, salvo en el caso de catástrofes espectaculares con cientos o miles de cadáveres en la costa. Pinecrest Sand sería la prueba más antigua de una muerte masiva de aves marinas por toxinas.

Algunos ejemplos documentados son la muerte de 2000 gaviotas tridáctilas entre 1996-97 en Reino Unido, o la de 3400 pingüinos en el año 2000 en Golfo Nueveo, Argentina.

Aythia affinis (Porrón bola o lesser scaup en inglés).
Autor: Mike Khansa. Fuente: Ducks Unlimited

En el caso de Florida las muertes de aves y mamíferos marinos por toxinas de dinoflagelados son un hecho recurrente. Hoy en día «el asesino» es Karenia brevis, una especie tóxica que en 1975 provocó la muerte de 12.000-20.000 patitos «porrón bola».

No sería descabellado pensar que Pyrodinium bahamense provocaba episodios tóxicos en Florida hace 2 millones de años. Pero existe un «pequeño» problema.
En una entrada anterior comentamos que hay dos variedades de Pyrodinium bahamense separadas por el istmo de Panamá: la del Pacífico, que es tóxica, y la del Atlántico, que no lo es.

Así era la región antes de existir el istmo de Panamá.
En su formación influyeron las fuerzas tectónicas
y erupciones volcánicas en un pluma caliente del lecho marino.
La zona caliente se ha ido desplazando a lo largo del tiempo,
formando lo que hoy conocemos como las Islas Galápagos.
Fuente: Smithsonian Tropical Research Institute

Pues bien: al final del Plioceno, cuando los cormoranes lo pasaban malamente, el istmo de Panamá ya se interponía entre ambos océanos.

Aún se debate sobre el período exacto de su formación, pero los estudios más recientes sugieren que la separación del Pacífico y el Atlántico pudo ocurrir hace 13-15 millones de años, y no 3 como se creía hasta hace poco.

Lo publicaron en abril de este año en Science un grupo de investigadores colombianos (Montes y col), a partir del rastro de zirconio en un antiguo lecho fluvial. Ése rastro correspondería al vulcanismo del istmo de Panamá, demostrando una conexión entre Suramérica y Centroamérica

La unión del continente americano alteró completamente la circulación oceánica de la región y las poblaciones de Pyrodinium bahamense quedaron separadas en ese momento. Quizás las del Pacífico y Atlántico eran tóxicas pero las últimas perdieron la capacidad de producir toxinas a lo largo del tiempo, aunque tardaron millones de años para desgracia de los cormoranes.

Eider común (Somateria mollisima).
Fuente: SEO/Birdlife

Ningún ave marina puede considerarse a salvo de las toxinas que acumula su alimento, ya sea pescado o marisco. Pero se cree que algunas especies han desarrollado la capacidad de reconocer y evitar las toxinas en el alimento.
Suena extraño pero Shumway y col (2003) citan anécdotas y comunicaciones personales como la del Eider común.

Esta anátida se alimenta de mejillones en las aguas de Maine (EEUU), afectadas por proliferaciones tóxicas del género Alexandrium.

Allí los muestreadores conocen desde hace tiempo que la distribución de estos «patitos» en las zonas altas del estuario es un buen indicador para saber si los mejillones están contaminados con PSP. Y más sorprendente aún…(original de Shumway y col. 2003):
«In laboratory studies, Eider ducks were offered toxic versus non-toxic mussel meats and refused the toxic mussels. Eider ducks that were force-fed toxic mussel meat regurgitated the food almost immediately (Hurst, unpublished)».

Cómo no han publicado esto por favor !! Yo lo titularía «pregúntale al pato» (Ask the duck), una alternativa elegante al bioensayo de ratón…!!

Referencias:
-Emslie SD y col. Integrated taphonomy of an avian death assemblage in marine sediments from the late Pliocene of Florida. Palaegeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 124:107–136 (1996).
-Montes C y col. Middle Miocene closure of the Central American Seaway. Science 348(6231):226-229 (2015).
-Shumway SE y col. Marine birds and harmful algal blooms: sporadic victims or under-reported events? Harmful Algae 2:1-17 (2003).

Fraga y las Ostreopsis

Fraga junto al embajador de EEUU
y otros dos señores en Palomares.
Radiactividad a mí? Fraga vivió casi 90 años,
y el embajador murió con 80 en un accidente de tráfico.
Fuente: opimundo

Palomares es una pedanía de Cuevas de Almanzora, cerca del mar en la provincia de Almería. En sus campos se estrelló el 17 de enero de 1966 un B-52 de las fuerzas armadas de EEUU con 4 bombas atómicas al intentar repostar combustible de un avión nodriza (que también cayó). Por suerte las bombas no explotaron pero dos de ellas liberaron plutonio y murieron los 7 tripulantes.

Inmediatamente se puso en marcha un despliegue militar norteamericano. Removieron tierra para retirar la contaminación y se quemaron cosechas.
Casi 5000 bidones de material contaminado fueron trasladados a EEUU. Pero no se evacuó a la población y se podía ver a los vecinos merodeando los restos del accidente, llevándose trocitos como recuerdo.
Si quieren conocer más detalles les recomiendo ver el magnífico reportaje del Escarabajo Verde.

La consigna de las autoridades fue que allí no había pasado nada y no había riesgo de contaminación. Para demostrarlo, Manuel Fraga Iribarne, ministro de información y turismo, se dió un chapuzón el 7 de marzo junto al embajador de EEUU en la playa de Quitapellejos

Playa de Quitapellejos (agosto de 2010).
Autor: Corticata. Fuente: Panoramio.

Esta semana, casi 50 años después de aquel famoso baño, saltó a la prensa la prohibición de bañarse en varias playas de la provincia de Almería, véase: El Playazo, Villaricos…y Quitapellejos !!!!

Al principio las noticias eran confusas: se hablaba de varias decenas de personas afectadas por problemas respiratorios y cutáneos, bien por causa de microalgas o por un contaminante en el agua. Las portadas de algún medio digital mostraban las inevitables imágenes de archivo de una marea roja.

No había análisis del agua y mientras tanto leí en Facebook (publicado por FITOTAX) esta noticia de un periódico digital: según los expertos la toxicidad por culpa de proliferaciones de microalgas se produce principalmente por consumir alimentos contaminados (pescado de la zona), y no afecta a vías respiratorias ni piel, sino al aparato digestivo. (Almería 360, 26/VI/2015). No eran muy expertos «los expertos»…

Una célula de Ostreopsis sp.
aislada en la isla de Tenerife.
Autor: F. Rodríguez

En este blog ya hablamos de Ostreopsis, un dinoflagelado cuyas proliferaciones pueden ocasionar justamente todos y cada uno de los síntomas descritos en los medios de comunicación. Desde el primer momento era el principal sospechoso, aunque no fue hasta ayer cuando se confirmó de manera oficial (El País, 30/VI/2015). En total unas 90 personas se han visto afectadas por nuestro amigo de hoy.

Ostreopsis no produce mareas rojas, es un organismo bentónico y sus células poseen un color marrón-dorado. Tampoco es un problema nuevo ni en España ni en la costa de Almería.

En 2006 ya sucedió una proliferación de Ostreopsis y un brote de molestias respiratorias en Cuevas de Almanzora, en la playa de la barriada de Pozo del Esparto. Barroso García y col (2008) informaron que los síntomas principales fueron estornudos, que afectaron más a los vecinos con viviendas cerca de la playa. Antes, su presencia fue detectada en Cataluña, donde sus proliferaciones han sido habituales durante los últimos 15 años en localidades como Sant Andreu de Llavaneres. Sin embargo, las proliferaciones de Ostreopsis no siempre provocan brotes con síntomas respiratorios…no me pregunten, nadie sabe el motivo…

¿Qué factores estimulan la proliferación de Ostreopsis en el Mediterráneo?
Básicamente los datos disponibles asocian su desarrollo con el aumento de temperatura y luz durante el verano (julio-septiembre, incluso en otoño). No se conoce con precisión el papel que juegan factores como los nutrientes. Y respecto a la contaminación los vertidos de una industria química no son del agrado para ningún bicho viviente, pero la degradación persistente del ecosistema (por causas antropogénicas o naturales) bien podría favorecer la proliferación oportunista de organismos como Ostreopsis.

Sus poblaciones crecen adheridas por un mucus sobre macroalgas como Corallina, Dictyota y Padina, aunque también pueden proliferar sobre sustratos duros (rocas o moluscos), o en la misma columna de agua. Considerado como propio de latitudes bajas, su detección en el Mediterráneo (Francia), data de los años 70′. Pero no fue hasta finales de los 90′ cuando las proliferaciones de Ostreopsis ocasionaron molestias respiratorias: 100 personas en la Toscana (Italia).

En años sucesivos los problemas de salud pública asociados a estos dinoflagelados se han extendido a diversos países tanto al norte como al sur del Mediterráneo. Uno de los eventos más graves sucedió en Argelia en 2009, cuando más de 300 personas sufrieron problemas respiratorios, conjuntivitis, fiebre e irritaciones cutáneas (Illoul y col. 2012). Se detectaron también mortandades de erizos de mar, algo que también se ha observado en Italia y la costa catalana…

Playa de Boumerdes (Argelia), afectada en 2009 por una proliferación de Ostreopsis.

Fuente: dz.worldmapz.com

En general los síntomas en humanos se asemejan más a un brote alérgico que a una intoxicación, y suelen remitir a las pocas horas cuando cesa la exposición al aerosol marino. En el caso de buceadores, éstos han mostrado irritación en los labios y descrito una especie de «sabor metálico» en el agua de mar. Los casos más graves no son habituales y pueden requerir de hospitalización e incluso cuidados intensivos.

Ostreopsis produce varios tipos de toxinas pertenecientes al grupo de las palitoxinas y ovatoxinas, aunque se desconoce si tienen relación con los síntomas antes citados. La aparición de molestias respiratorias y cutáneas se produce tanto por contacto directo con el agua como por la inhalación del aerosol marino. Pero las palitoxinas no se encuentran disueltas en el agua mientras que en el aerosol sólo recientemente se ha demostrado la presencia de ovatoxinas. Es un primer indicio pero seguimos sin poder precisar el compuesto (o compuestos) responsables de tantas molestias.

Lagos, en el Algarve (Portugal). Autor: F. Rodríguez.
Muy cerca de aquí sucedió en septiembre de 2011
la primera proliferación de Ostreopsis en el Portugal continental.
Lo publicó en Harmful Algal News Helena David y col. (2012)

Durante su tesis doctoral, la hoy Dra. Helena Dias David (Universidad del País Vasco, 2014), recogió muestras intermareales para conocer la distribución de dinoflagelados bentónicos, entre ellos Ostreopsis, a lo largo de la costa sur portuguesa y el margen Atlántico de la Península Ibérica.

Encontró dos especies: Ostreopsis cf. ovata y Ostreopsis cf. siamensis y su trabajo demostró que Ostreopsis es como el río Guadiana, aparece y desaparece: presente en el Algarve, desaparece al norte de Cascais y vuelve a aparecer a la altura de Santoña (Cantabria) y el País Vasco….

¿ Por qué ?

En su tesis Helena planteó una interesante hipótesis basada en las variaciones anuales de temperatura en la costa de la Península Ibérica: descubrió que Ostreopsis sólo se detecta cuando la temperatura del mar supera los 19,5 ºC durante al menos 3 meses seguidos al año.

Así que el afloramiento en el Atlántico y la menor temperatura en el oeste del Cantábrico respecto al Golfo de Vizcaya parecen barreras naturales para el asentamiento de poblaciones de Ostreopsis en la mitad norte de Portugal, Galicia y Asturias…

Referencias:

-Barroso-García P. y col. Brote con síntomas respiratorios en la provincia de Almería por una posible exposición a microalgas tóxicas. Gac. Sanit. 22:578-584 (2008).
-Ciminiello P. y col. First Finding of Ostreopsis cf. ovata Toxins in Marine Aerosols. Environ. Sci. Technol. 48:3532-3540 (2014).
-David H. y col. First bloom of Ostreopsis cf. ovata in the continental Portuguese coast. HAN 45: 12-13 (2012).
-David H. y col. Relationships between the presence of Ostreopsis (Dinophyceae) in the Atlantic coast of the Iberian Peninsula and sea-surface temperature. Cryp. Alg. 33:199-207 (2012).
-Illoul H. y col. The genus Ostreopsis along the Algerian coastal waters (SW Mediterranean) associated with a human respiratory intoxication episode. Cryp. Alg. 33:209-216 (2012).
-Vila M. Management of Ostreopsis blooms in recreational waters along the Catalan coast (NW Mediterranean Sea): cooperation between a research project and a monitoring program. Cryp. Alg. 33:143-152 (2012).

Ricitos de oro y las enanas rojas

La mejor introducción
para el tema de hoy.

El descubrimiento de Solaris se remontaba a unos cien años antes de mi nacimiento. El planeta gravita alrededor de dos soles, un sol rojo y un sol azul […] Los trabajos de la expedición duraron dieciocho meses […] El equipo de sabios se dividió […] siendo el océano el motivo de la disputa […] los biólogos lo consideraban como una formación primitiva […] una célula fluida, única y monstruosa […] Los astrónomos y los físicos afirmaban en cambio que aquella era una estructura organizada […] que era capaz de influir eficazmente en el trazado de la órbita.

(Solaris, 1961)  

Éste es el espectro de absorción de la clorofila d, analizado por mi colega Jose Luis Garrido (CSIC, Vigo) en un cultivo de la cianobacteria Acaryochloris marina. El máximo en el rojo atraviesa el límite (700 nm) de la luz visible para adentrarse en el infrarrojo…y créanme, esto es muy raro. 

Espectro de absorción de la clorofila d de un cultivo de la cianobacteria Acaryochloris marina (RCC1983).
Esas bolitas verdes son Acaryochloris marina.
Imagen de microscopía electrónica.
Fuente: AEM. Autor: Qvortrup K. & Behrendt L.

Acaryochloris fue descubierto por casualidad en el interior de ascidias en el Pacífico. Luego se han encontrado epífitas sobre algas rojas, debajo de algas incrustantes en arrecifes, en biofilms dentro de rocas…desde los mares del Japón a la Antártida, y también en el famoso Salton Sea

Acaryochloris puede crecer en ambientes pobres en luz visible usando longitudes de onda del infrarrojo cercano que no absorben otros seres fotosintéticos.

La rareza de la clorofila d en Acaryochloris ha llamado mucho la atención a quienes trabajan en intentar descifrar señales de vida en otros mundos.
Y no hablo de vida inteligente, sino de otro tipo de asuntos más ¿probables? como la fotosíntesis.

goldilocks&3bears

Fuente: Barnes&Noble

En 1992 se descubrió el primer planeta extrasolar o exoplaneta. Hoy en día son 1.852 gracias la misión Kepler (NASA), y se piensa que sólo en nuestra galaxia puede haber >100.000 millones (triste dato para los escépticos de la vida extraterrestre).

Entre ellos, se ha dedicado especial interés a rastrear planetas en la región habitable de su estrella, también conocida como «ricitos de oro» (Goldilocks en inglés). La expresión viene de la niña del cuento «Ricitos de oro y los tres osos», que entraba a hurtadillas en casa de los úrsidos y escogía aquello que más le convenía, a saber: la sopa del osito (ni muy fría ni muy caliente), el sofá del osito (ni muy duro ni muy blando) y finalmente la cama del osito, justo de su tamaño.

Buscamos planetas en los que pueda haber vida y la zona «ricitos de oro» es aquella ni muy fría ni muy caliente donde la existencia de agua líquida es posible. 

La Tierra está en el límite interno de la región habitable y apenas se conocen 30 exoplanetas que cumplan tal requisito (los escépticos se animan un poco). El primer exoplaneta habitable, similar a la Tierra, se descubrió en 2014: Kepler-186f, en la constelación del Cisne a 500 años luz, orbitando a una enana roja.

Esta clase de estrellas, más frías y pequeñas que el Sol son las más numerosas de nuestra galaxia (>70%), lo cual unido a su longevidad las convierte en candidatas a poseer planetas habitables en su entorno. Sus «ricitos de oro» son estrechos y quizás no tan acogedores, pero hay muchas y malo será !!

No podemos ver exoplanetas pero sí calcular su tamaño, órbita, y las probabilidades de que sean rocosos o gaseosos. Y se acaba justo de publicar un estudio (Esteves y col, 2015) con estimaciones climáticas a partir de las variaciones del brillo diurno y nocturno. Sepan que en menos de 2 décadas posiblemente conseguiremos señales espectrales para indagar sobre la composición de su atmósfera y sustancias de origen biológico. Por el momento se trabaja con modelos que permitan descifrar esas señales e interpretar procesos como la fotosíntesis. Aquí quería yo llegar…

Es una incógnita cómo puede haber evolucionado la fotosíntesis al amparo de una estrella diferente al Sol, pero a partir del tipo e intensidad de luz que emana de las estrellas podemos predecir las longitudes de onda en las que absorberían los pigmentos fotosintéticos y la influencia de esas plantas en la señal espectral de un mundo remoto.

Tres planetas orbitando una enana roja.
Fuente: Wikimedia Commons. Autor: NASA/JPL-Caltech

Una de esas señales sería el VRE («Vegetation Red Edge»), un cambio en la reflectancia en el infrarrojo (700-750 nm) debido a que la clorofila a (chl a) absorbe fuertemente en el rojo (aprox. 680 nm) pero a partir de ahí se vuelve transparente. El VRE procede únicamente de las plantas terrestres: el del fitoplancton no es visible porque el agua absorbe a esas longitudes de onda…

El VRE es fácil de detectar desde el espacio en el caso de la Tierra. Pero su identificación en otros planetas podría ser una ardua tarea: la cobertura de nubes debería ser muy baja y la densidad de vegetación elevada. También podría estar desplazado a otras longitudes de onda.

Esta imagen es de la galería de Chromecast.

Imaginemos un exoplaneta con organismos fotosintéticos que orbitase a una enana roja.
El tipo de luz sería débil, parecida a un crepúsculo permanente, con un espectro enriquecido en el rojo y el infrarrojo.

En ese ambiente de luz tenue y rojiza los organismos fotosintéticos necesitarían pigmentos para captar fotones del infrarrojo cercano. Igual que han hecho en la Tierra algunas cianobacterias.

Hoy en día se conocen dos clorofilas que absorben en el infrarrojo cercano, las clorofilas d y f , que sustituyen en parte (o casi por completo) a la clorofila universal: la chl a.  Hasta hace poco sólo se habían encontrado en Acaryochloris marina y Halomicronema hongdechloris). Pero Airs y col. (2014) han descubierto un hecho curioso: si iluminas la cianobacteria Chlorogloeopsis fritschii con luz artificial blanca (sin infrarrojo) sólo posee chl a, mientras que la luz natural (o sólo infrarrojo) estimula la producción de chl d y f.

El ojo humano percibe la luz típicamente entre los 400 y 700 nm de longitud de onda. Los máximos de absorbancia de la clorofila a y b están en el rojo, mientras que la clorofila d y f absorben en el infrarrojo cercano. Fuente: Li et al (2012).

En la NASA, científicas como Nancy Kiang estudian la interacción entre la biosfera y la atmósfera enfocada a la astrobiología, y ella ha propuesto que este tipo de clorofilas que absorben en el infrarrojo cercano serían muy útiles en exoplanetas iluminados por enanas rojas.

El submarino ALVIN muestreó el fondo del Pacífico
donde descubrieron la bacteria GSB1.
Fuente: World Navies Today

Pero la radiación a esas longitudes de onda puede también provenir de algo distinto a una estrella:
el calor interno de un planeta. 

Las bacterias fotosintéticas tienen bacterioclorofilas (BChl) que permiten absorber longitudes de onda de hasta 1.000 nm (p.ej. Rhodopseudomonas viridis y su BChl b), como las que se filtran a través de sedimentos turbios anóxicos.

Y en 2005 se descubrió una bacteria verde del azufre (GSB1) que realizaba fotosíntesis a 2.400 metros de profundidad, gracias únicamente a la radiación geotérmica de una fuente hidrotermal, en el mismísimo fondo del Océano Pacífico…

La radiación que recibe la bacteria GSB1 en el infrarrojo es muy débil pero suficiente para que su BChl c y un aparato fotosintético especializado puedan aprovecharla para realizar fotosíntesis. Así que los ambientes en los que la fotosíntesis es posible son mucho más diversos de lo que pensábamos…!!

Europa.
Fuente: NASA.
Autor: NASA/JPL/SETI

El calor interno de un planeta puede proceder, en mayor o menor grado, de la energía de las mareas que ocasiona la atracción gravitatoria entre los astros.

Esta fuente de energía alternativa a las estrellas extiende la posibilidad de la vida más allá de los «ricitos de oro».

Una luna de Júpiter, Europa, ofrece una de las mayores promesas de vida extraterrestre: bajo una superficie helada se cree que existe un océano en contacto con su corteza…

Agradecimientos: a Daniel Vaulot y a la colección de cultivos RCC (Roscoff, Francia) por la muestra de Acaryochloris marina (RCC1983), y a Jose Luis por cederme el espectro de la chl d.


Referencias:

-Airs RL y col. Chlorophyll f and chlorophyll d are produced in the cyanobacterium Chlorogloeopsis fritschii when cultured under natural light and near-infrared radiation. FEBS Lett. 588: 3770-3777 (2014).
-Beatty JT y col. An obligately photosynthetic bacterial anaerobe from a deep-sea hydrothermal vent. PNAS 102:9306-9310 (2005).
-Chan Y-W y col. Pigment compositionand adaptation in free-living and symbiotic strains of Acaryochloris marina. FEMS Microbiol. Ecol. 61: 65-73 (2007).
-Esteves LJ y col. Changing phases of alien worlds: probing atmospheres of Kepler-planets with high-precision photometry. Astrophys. J. ApJ 804 150 (2015).
-Kiang N y col.  Spectral Signatures of Photosynthesis. II. Coevolution with Other Stars and the Atmosphere on Extrasolar Worlds. Astrobiol. 7:252-274 (2007).
-Li Y y col. Extinction coeficients for red-shifted chlorophylls: Chlorophyll d and chlorophyll f. BBA 1817:1292-1298 (2012).

El beso de la ciguatera

fogarate

Sorpresas te da la vida. Hace pocas semanas y después de dar una charla sobre algas en un instituto, uno de los profesores me comentó que a su novia le gustaba «El beso de la ciguatera» de Juan Luis Guerra. Me quedé de piedra, ¿el autor de «Ojalá que llueva café» también se inspiró en una intoxicación por dinoflagelados? Curioso aunque lógico en el fondo…

Juan Luis Guerra es un cantautor ecléctico de amplia y exitosa discografía en la que ha tratado muchos temas: denuncia social, amores, religión, etc. En su caso los asuntos del corazón están muy relacionados con «cuadros clínicos» de flojeras, fiebres y otros males diversos que no tienen cura, sin olvidar que el humor es marca de la casa: «me sube la bilirrubina, cuando te miro y no me miras».

Además, Guerra es dominicano y por ello conoce muy bien la ciguatera, un síndrome característico de regiones tropicales. Se trata de la intoxicación más común en el mundo por culpa de biotoxinas marinas y se contrae por el consumo de peces contaminados con ciguatoxinas. Se estima que la sufren 50.000-500.000 personas cada año.

Sobre el origen del término, el naturalista cubano Felipe Poey la relacionó en su «Repertorio físico-natural de la isla de Cuba» (1866-1868) con el caracol Cittarium pica (cigua). Comenta Poey que la cigua es de difícil digestión, a los que la probaban les hacía sentir incómodos (ciguatos) y que la expresión «ciguatera» se extendió luego al resto de intoxicaciones por marisco y pescado.
Pero él mismo concluye «Doy esta explicación por más probable que segura».
¿Y cuáles son los síntomas de la ciguatera? La descripción más antigua que se conoce es la del naturalista portugués Antonio Parra (1787), que la sufrió en carne propia: «los primeros sinthomas son el color pálido, el semblante masilento, los ojos tristes, dolores fuertes en los huesos, y articulaciones, la inapetencia, y enflaquecimiento sensible, evacuaciones, y vómitos, picazón intolerable en todo el cuerpo, granos, úlceras en todo el cùtis, una postracion de fuerzas general, y otros muchos» [sic]. Entre esos otros síntomas, la ciguatera puede provocar entumecimiento y cosquilleo en labios y extremidades.

No hay duda: Poey, Parra, o sus propias experiencias, inspiraron a Juan Luis Guerra estos versos: «Es que eso le da a cualquiera/el beso de la ciguatera/una condena que llevo/por comer pescado de arena/se me aflojan los huesitos/de los pies a la cabeza/no hay antídoto en la tierra/ni en medio de las estrellas»…(y todo tras besar a una estudiante de psicología!!).

La ciguatera es raramente mortal, pero los síntomas pueden ser graves
y hacerse crónicos durante meses o años…como los amores del rey de la bachata !!

Las ciguatoxinas no suelen ser ictiotóxicas y un pez absolutamente normal puede intoxicar a varias personas. Las toxinas son producidas por dinoflagelados del género Gambierdiscus que se encuentran en macroalgas y sustratos duros en la costa. La teoría más aceptada (Randall, 1958) dice que sus toxinas se transfieren y acumulan en la cadena alimentaria a través de predadores como pequeños invertebrados, crustáceos y peces herbívoros hasta llegar a carnívoros como las barracudas, chernas, pargos, etc.

La cadena alimentaria puede sonar abstracta pero en este vídeo podemos ver al primer eslabón: un gusano microscópico (un poliqueto posiblemente del género Perinereis) que ha ingerido células de Prorocentrum (un dinoflagelado potencialmente tóxico), muy abundante en esta muestra de Punta del Hidalgo (Tenerife), en la que casi no había Gambierdiscus.

Los peces de mayor tamaño se consideran más peligrosos porque han tenido más tiempo para acumular las toxinas. Sin embargo, estudios recientes cuestionan varios aspectos de la teoría de Randall. En la Polinesia francesa Gaboriau y col (2014) analizaron 59 especies de peces (856 individuos en total) y no encontraron relación entre el tamaño y la toxicidad para la mayoría de especies estudiadas. Así que al menos en esa parte del mundo el tamaño no siempre importa (conste que el chiste no es mío: los muy pillines titularon así su propio trabajo).

Mugil cephalus acercándose a su
cubito concentrado con Gambierdiscus.
Fuente: Fig. 2 de Ledreux y col (2014)

Y por otro lado, Ledreux y col (2014) alimentaron ejemplares de múgil con pellets de una dieta comercial enriquecidos con Gambierdiscus y descubrieron que en 24 horas eliminaban de sus tejidos el 95% de las toxinas. ¿Cómo puede ser entonces que se acumulen en la cadena alimentaria? Estos investigadores sugieren que entre las distintas variedades de ciguatoxinas existe una fracción minoritaria que sí se retiene, siendo ésta la que se bioacumula y transforma luego en otros compuestos aún más tóxicos. En resumen, que sabemos todavía muy poco, especulamos bastante y queda mucho por estudiar…

Fuente: jigspinningcanarias

En nuestro grupo de investigación trabajamos en un proyecto sobre Gambierdiscus y su posible relación con los casos de ciguatera en las islas Canarias. Allí, oficialmente se han intoxicado unas 100 personas desde el año 2008, en su mayoría por comer pescado capturado mediante pesca deportiva, en particular medregales.

Por ello, a modo de precaución, existe la prohibición oficial de comercializar tallas grandes de una serie de especies habituales en el archipiélago. A nivel particular, y dado que los peces ciguatos no agitan banderas para que no te los comas, hay que extremar la responsabilidad al consumir (o darle a alguien) peces de riesgo obtenidos mediante la práctica deportiva.

Un proyecto del grupo VGOHAB del C.O. de Vigo
en el que participa también el IEO de Tenerife.

El estudio de la distribución de Gambierdiscus en Canarias, ciclo de vida, toxinas y su relación con la toxicidad en peces son los objetivos básicos de nuestro proyecto, financiado por el Plan nacional I+D+I (MINECO). El caso de Canarias puede ser una prueba más de la aparente expansión de dinoflagelados bentónicos de aguas cálidas a latitudes más altas. Esto a su vez se cree relacionado con factores como el cambio climático y la degradación de ecosistemas (ya sea por causas naturales o antropogénicas).

Aunque la ciguatera sea propia de latitudes bajas, el auge del turismo y el mercado global hacen de ella un riesgo potencial en todo el mundo. Así lo demuestran intoxicaciones recientes en un país tan poco tropical como Alemania. No me enrollaré más !! Si alguien desea encontrar información detallada sobre ciguatera y Canarias, y ver más vídeos y fotos, puede consultar la web del proyecto CICAN.

Solo mencionaré para terminar, que el año pasado publicamos una nueva especie de Gambierdiscus (G. silvae; Fraga y Rodríguez, 2014), la segunda descrita en Canarias después de G. excentricus (Fraga y col. 2011).

Imágenes de Gambierdiscus excentricus en la entrada de nuestro laboratorio.
Fueron parte de «Campos de la imagen. Grafías de los hechos y del pensamiento»,
una exposición celebrada en 2014 en el Museo MARCO de Vigo.
Autor: Santi Fraga.

 

Agradecimientos:
A mi colega de laboratorio Ana Miranda, por la identificación del poliqueto «glotón».

Referencias:

-Fraga S. y col. Gambierdiscus excentricus sp. nov (Dinophyceae), a benthic toxic dinoflagellate from the Canary Islands (NE Atlantic Ocean) Harmf. Algae 11:10–22 (2011).
-Fraga S & Rodríguez F. Genus Gambierdiscus in the Canary Islands (NE Atlantic Ocean) with description of Gambierdiscus silvae sp. nov. A new potentially toxic epiphytic benthic dinoflagellate. Protist 165:839-853 (2014).
-Gaboriau M y col. Ciguatera fish toxicity in French Polynesia: size does not always matter. Toxicon 84:44-50 (2014).
-Ledreux A y col. Dynamics of ciguatoxins from Gambierdiscus polynesiensis in the benthic herbivore Mugil cephalus: Trophic transfer implications. Harmful Algae 39:165-17 (2014).
-Mattei C y col. Ciguatera fish poisoning: A first epidemic in Germany highlights an increasing risk for European countries. Toxicon 91:76-83 (2014).
-Randall, J.E. A review of ciguatera, tropical fish poisoning with a tentative explanation of its cause. Bull. Mar. Sci. Gulf Carib. 8: 236–267 (1958).

Marea roja en Cabo Home

La costa de la Vela, con el monte do Facho
y a la izquierda al fondo las islas Óns. Autor: F.R.

El sábado 16 de mayo la Asociación de Oceanógrafos de Galicia nos llevó por la Costa de la Vela, la franja costera en la parte occidental de la península del Morrazo, desde el monte do Facho hasta la playa de Nerga. La guía de nuestro grupo, Clara, era experta en geología. Ya verán, ya…

El panorama es espectacular a lo largo del sendero que recorre el mirador do Facho hasta cabo Home. Al norte quedan las islas Ons y al sur las Cíes, que integran el parque natural de las islas Atlánticas junto a Cortegada y Sálvora. Los archipiélagos mayores protegen a las rías de Vigo y Pontevedra de los embates del Atlántico.

Faro de Cabo Home,
con la isla norte de Cíes al fondo. Autor: F.R.

En su extremo más occidental, la costa de la Vela es un espléndido acantilado que desciende desde los 160 metros de altura do Facho hasta Cabo Home, el punto más cercano a Cíes, a poco más de 2 km de dichas islas.

Las Óns, por su parte, están a casi 4 km de la tierra más próxima, aunque esto no impide que hayan llegado visones e incluso un jabalí nadando. El pobre animal fue abatido a tiros antes de llegar a Ons y apareció luego en la playa de Rodas (Cíes) según nos comentó María, una de las guías de Camiño a Camiño, con quienes visité Ons el fin de semana anterior.

El relieve de Ons es muy suave y esto favoreció el asentamiento de una población importante, hasta 530 habitantes en los años 50′. Hoy residen 4 personas todo el año. El contorno agreste de Cíes es más del gusto de las gaviotas y la razón de que sean tan diferentes se debe a su naturaleza geológica: Cíes es granítica mientras que Ons son principalmente esquistos, más fáciles de erosionar.

La isla de Óns (9-V-2015). Al fondo se adivinan las Cíes. Autor: F.R.

Los esquistos afloran abundantes cerca de Cabo Home, y fue en ése tramo, llegando al faro, cuando descubrimos unas pinceladas rojas en el mar. Llegaban desde el sur, desplazándose en estrechas franjas agitadas por el oleaje cerca de punta Robaleira.

La marea roja fotografiada desde Punta Robaleira
(16 de mayo 2015). Autor: F.R.

Su color era rojo sangre. En las imágenes no se aprecia con tanta nitidez (a pesar de que, seamos sinceros, he saturado el color de las imágenes a dolor), pero les juro que tenía todo el aspecto de una marea roja de Mesodinium. 

Se trata de un ciliado fotosintético que se alimenta de algas (criptofítas), que le confieren un inconfundible tono sanguinolento.

Nada de dinoflagelados, algas tóxicas ni otros platillos volantes populares

En el blog hemos comentado hasta la saciedad que no es correcto aplicar lo de marea roja para hablar de las toxinas o de las algas que las producen: en Galicia las algas tóxicas no suelen avisar con mareas rojas en el mar. Pero hay que reconocer que lo de marea roja es útil en los medios de comunicación para evitar titulares sosainas como «vuelven las proliferaciones de algas tóxicas«.

La marea roja esta vez desde Cabo Home. Autor: F. R.

Mesodinium fue el primer invitado del blog en 2011. Así que si desean saber algo más de él les remito a aquella entrada cuasi-prehistórica y sólo les recordaré que es la única presa conocida de Dinophysis, un género de dinoflagelados productor de episodios tóxicos en las rías gallegas.

Hoy en día sabemos algo más de Mesodinium: García-Cuetos y col. describieron en 2012 una nueva especie de mayor tamaño ¿y su nombre? cómo no, Mesodinium major. El diámetro celular de Mesodinium rubrum puede ser muy variable pero el de M. major es superior: 50 milésimas de milímetro por unas 30 como máximo en M. rubrum.

Mesodinium major.
Ilustración de García-Cuetos y col. (2012)

M. major posee además una característica única: una forma «medusa» con prolongaciones a modo de corona en las que parece retener más cloroplastos de criptofitas.
Como un hámster tragón y sus abazones…

Fuente: minifauna.com

En las muestras de las rías de Vigo y Pontevedra la forma medusa y el tamaño de Mesodinium recuerdan a menudo la descripción de M. major. Ello no quiere decir que no haya M. rubrum en Galicia, seguro que coexisten las dos especies. Pero a pesar de esfuerzos ímprobos no hemos podido mantener cultivos de M. major en el laboratorio del IEO de Vigo.
No es consuelo, pero nadie lo ha conseguido de momento.

 

Mesodinium major
de las rías gallegas
(Galicia calidade)
Autora: Pilar Rial

La razón podría ser que no le estemos ofreciendo a este Mesodinium gordito su presa adecuada, la/s criptofita/s de las que se alimenta preferentemente en la naturaleza.
O que posea algún factor de crecimiento desconocido y diferente a M. rubrum.

Espero contarles nuevos descubrimientos sobre Mesodinium antes de que pasen otros 4 años, si es que para entonces continúa este blog…qui sait !! 

Les esperan cerca del faro de Ons.
Autor: F.R.

Y para terminar, de regalo, un poco más de naturaleza,
en concreto de la flora que podemos descubrir en las islas Atlánticas: orquídeas salvajes (Serapia).


Agradecimientos: a las/los guías de la Asociación de Oceanógrafos de Galicia y de Camiño a Camiño, porque siempre aprendo algo nuevo con sus explicaciones sobre el medio natural.

Referencias:
-García-Cuetos L y col. J. Eukaryot. Microbiol. 59:374:400 (2012).

La tía Pauline

Schifferstadt (Renania-Palatinado, Alemania).
La región donde Lauterborn descubrió a Paulinella.
Autor: win.ka. Fuente: Panoramio.

Estamos en Alemania, en plena revolución industrial a finales del s.XIX. Asociado a este cambio en la sociedad surgen problemas como los vertidos de aguas residuales y la necesidad de desarrollar sistemas de tratamiento.

Conocer los procesos de descomposición por parte de los microorganismos acuáticos era una prioridad, y dicha necesidad estimuló el estudio de los ecosistemas de aguas continentales: es decir, la limnología.

Gracias a ello Robert Lauterborn, un joven profesor de zoología de bosques (sin plaza) en la Universidad de Heidelberg, completaba su magro sueldo con trabajos de limnología en aguas contaminadas como las del río Rin.

Y en la víspera de Navidad de 1894, el amigo Lauterborn estudiaba muestras de un viejo lecho fluvial del Rin, cuando descubrió a un microorganismo que le dejó betäubt !! (atónito, en alemán).

Ilustraciones originales de
Paulinella chromatophora en la
descripción de Lauterborn (1895)
Fuente: Melkonian & Mollenhauer (2005).

Se trataba de una nueva especie de ameba de color verde-azulado. Le llamó Paulinella chromatophora en honor a su tía Pauline. La madre de Lauterborn murió cuando él tenía 2 años y su padre se casó con Pauline. Así que para él fue su madre.

Paulinella chromatophora es una ameba recubierta por placas de sílice, el mismo material que las frústulas de las diatomeas. Y Lauterborn comentó que su color verde-azulado se debía a «endosimbiontes con forma de dos salchichas alargadas (Synechococcus?)».

Lauterborn había hecho la tesis sobre mitosis de dinoflagelados usando como modelo a Ceratium hirundinella. Era un excelente protistólogo y sus observaciones sobre Paulinella fueron acertadísimas y detalladas para la época: nuestro conocimiento actual gracias a técnicas moleculares no ha desechado ninguna de sus observaciones.

Paulinella chromatophora 
(Filo: Cercozoa. Clase: Filosa).
Autor: Björn Podola
Fuente: Deutsche Botanische Geselschaft

El hecho de que todas las Paulinellas que estudió (200 células) tuviesen idéntica coloración, además de que nunca ingerían alimento, hizo concluir a Lauterborn que poseían un endosimbionte fotosintético al que denominó cromatóforo.

Pero fue cauto sobre la naturaleza de los cromatóforos y dejó abiertas dos posibilidades: cianobacterias simbiontes (como en los líquenes) u orgánulos celulares permanentes como los cloroplastos. Él mismo concluyó: «a decision about this question must be left to the future».

Y así transcurrieron más de 100 años sin que nadie desentrañara el maravilloso secreto que reservaban las «salchichas verde-azules» de Paulinella. A ello contribuyó también la dificultad de cultivarla. En la actualidad sólo existen cinco cepas: 4 en la colección de cultivos CCAC de la Universidad de Colonia y 1 en Japón.
Les comentaré de paso que Paulinella chromatophora es propia de aguas dulces aunque soporta bajas salinidades (aparece en bahías del mar Báltico). Y crece con luz muy débil, en penumbra

Para comprender mejor la importancia de Paulinella 
tenemos que atacar desde un concepto más general: ¿qué son las plantas?

 

Autor: F. Rodríguez

En taxonomía, el reino Plantae engloba a todas las plantas ya sean terrestres ó acuáticas. Plantas, lo que se dice plantas, son: los vegetales terrestres, las algas verdes, las algas rojas, y una cosa rara llamada glaucofíceas (no toca hablar de ellas).

Una característica común a las plantas es la fotosíntesis. Ésta tiene lugar en los cloroplastos, un orgánulo celular que contiene los pigmentos y la maquinaria necesaria para transformar la energía de la luz y nutrientes simples en compuestos orgánicos.

Y los cloroplastos proceden a su vez de antiguas cianobacterias que fueron incorporadas mediante endosimbiosis a un huésped eucariota. Hoy sabemos que los cloroplastos proceden de β-cianobacterias próximas a las actuales Nostocales (Nostoc Anabaena, fijadoras de nitrógeno).

Cianobacterias del género Nostoc.
Fuente: fmp.conncoll.edu

La b-cianobacteria primitiva perdió gran parte de su material genético original integrándose en su huésped como un orgánulo permanente. La endosimbiosis original que dió lugar a los cloroplastos fue un suceso único, a partir del cual se diversificaron y evolucionaron los cloroplastos en cada grupo de plantas.

Las plantas son organismos eucariotas así que las cianobacterias quedan excluidas. Tampoco son plantas las demás microalgas fotosintéticas como los dinoflagelados, diatomeas, etc. Todas éstas son unas «advenedizas«, antiguos organismos heterótrofos que a fuerza seguramente de comer verdura (cianobacterias y otras algas) descubrieron las ventajas de la fotosíntesis como fuente de energía complementaria ó exclusiva. De este modo realizaron endosimbiosis secundarias y terciarias incorporando a los cloroplastos de sus presas a lo largo de la evolución.

Pero a pesar de tanta promiscuidad «todos los hijos vienen de la misma madre«: da igual su huésped actual (orquídeas ó diatomeas), los cloroplastos proceden de una β-cianobacteria primitiva.

Arbol filogenético donde aparecen las relaciones entre los
cloroplastos y los cromatóforos de Paulinella.
Fuente: Reyes-Prieto y col. (2010).

Por eso fue tan rompedor cuando Marin y col. publicaron en 2005 un estudio molecular demostrando que los cromatóforos de Paulinella chromatophora tienen su origen en una αcianobacteria muy próxima a Synechococcus y Prochlorococcus. 

Los cromatóforos de Paulinella son orgánulos permanentes diferentes a los cloroplastos: la prueba viviente de que la endosimbiosis primaria ocurrió por segunda vez en nuestro planeta.

Se calcula que la endosimbiosis en Paulinella es muy reciente, apenas unos 60 millones de años, frente a los más de 1.000 millones de años de la endosimbiosis primaria que dio origen a los cloroplastos.

Esta circunstancia ha convertido a Paulinella en un organismo modelo de estudio para investigar la organelogénesis ó cómo el endosimbionte se convierte en un orgánulo celular.
Por ejemplo, al ser tan recientes, los cromatóforos conservan mayor información genética (casi 900 genes de la cianobacteria original) que los cloroplastos (200 genes como mucho…).

Robert Lauterborn (1869-1952), en Friburgo, 1928.
Fuente: Melkonian y Mollenhauer (2005).

Las células no son entes fijos: el flujo genético entre el núcleo, mitocondrias y cloroplastos es constante a lo largo de la evolución. Así que los cromatóforos de Paulinella seguirán soltando lastre genético durante muchos millones de años antes de parecerse a los cloroplastos…

A Lauterborn le habría encantado saber hasta qué punto su Paulinella era tan especial.
Referencias:

-Lauterborn R Protozoenstudien II. Paulinella chromatophora nov. gen., nov. spec., ein beschalter Rhizopode des Su¨ Xwassers mit blaugrünen chromatophorenartigen Einschlüssen. Z Wiss Zool 59: 537-544 (1895).
-Marin B et al. A plastid in the making: Evidence for a second primary endosymbiosis. Protist 156, 425-432 (2005).
-Melkonian M & Mollenhauer D. Robert Lauterborn (1869-1952) and his Paulinella chromatophora. Protist 156:253-262 (2005).
-Nowack ECM et al. Chromatophore genome sequence of Paulinella sheds light on acquisition of photosynthesis by eukaryotes. Curr Biol 18:410-418 (2008).
-Reyes-Prieto A et al. Differential gene retention in plastids of common recent origin. Mol Biol Evol 27:1530–1537 (2010).

El polen del mar

Manchas de polen frente al IEO de Vigo. Autor: F. Rodríguez

El 8 de abril contemplamos unas manchas amarillas en el mar, a pocos metros de nuestro laboratorio en Vigo.

Así que hice algunas fotos mientras que Pilar Rial, técnico de nuestro departamento, se adelantaba por curiosidad a recoger muestras de agua.

Regalos así, caídos del cielo, no pueden faltar en este blog…!!

La mancha de polen ampliada y un grano de polen recogido en la misma zona,
visto a 400 aumentos. Autor: F. Rodríguez

En el microscopio confirmamos que se trataba de polen de pino. En las últimas semanas cualquier superficie exterior estaba salpicada de un pertinaz polvo amarillo, aunque en el mar no recordaba haber visto nunca manchas como estas.

En La Voz de Galicia publicaron hace unos días imágenes espectaculares de nubes de polen sobre los pinares. En Galicia los pinos son más abundantes en el sur (Orense y Pontevedra) y los niveles máximos de su polen se concentran entre marzo y abril. El polen de pino es poco alergénico, posee dos sacos aeríferos y los granos que observamos tenían unas dimensiones máximas de 90×50 micras (=milésimas de milímetro).

Si algún ciudadano desea conocer los niveles actuales y el tipo de polen en la provincia de Pontevedra lo lleva crudo. Los recortes en la Xunta de Galicia se llevaron por delante a la red gallega de aerobiología en 2011, cuyos análisis se realizaban en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Santiago de Compostela desde 1993 (La Voz de Galicia, 3-abril-2011).

Supongo que nuestras autoridades decidieron que no era prioritario mantener este servicio de alerta público, a pesar de que facilitaba datos útiles tanto a los especialistas sanitarios como a los afectados por alergias al polen, que somos cerca de 8 millones en España…(en mi caso a las gramíneas).

Las redes de aerobiología (ó palinología) funcionan de manera muy desigual en nuestro país: hay comunidades autónomas con datos muy completos como Madrid y Cataluña. También existen webs muy bonitas –pero sin información de niveles de polen– como la de Castilla-La Mancha. Las series temporales de niveles de polen se pueden consultar en la web polenes.com del Comité de Aerobiología de la SEAIC (Sociedad Española de Alergología e Inmunología Clínica) ó en la Red de Aerobiología de España (REA). En la web de la SEAIC se muestra un mapa de España con enlaces a cada provincia, aunque no siempre existen datos ó la serie se interrumpió años atrás…

Pronóstico del polen para la primavera de 2015. Autor: SEAIC.
Fuente: El tiempo.com

En resumen: hay que bucear por fuentes y webs diversas para encontrar los datos que te interesan, y en ningún caso existen resultados actualizados para todas las provincias (ni mucho menos).

La SEAIC, junto a la farmacéutica Almirall, desarrolló una aplicación para móviles llamada Alergo Alarm, pero ya no está operativa y fue sustituida por otras como Polen Control (Almirall) y Alerta Polen (AstraZéneca), que también utilizan los datos recogidos por la red SEAIC.

Fuente: VShare market

Instalé Polen Control en mi móvil, pero tal y como esperaba no me sirvió de nada porque no hay datos públicos de polen para la provincia de Pontevedra, ni para el resto de Galicia.

Me dirigí por último a la web de la SGAIC (Sociedad Gallega de alergología e imunología clínica), para confirmar que el enlace a los niveles de polen conduce a una web inexistente.

«Vivamos como galegos» dice la publicidad y yo les invito a vivir de otra manera (no sé si mejor) y visitar las redes de aerobiología de Portugal y Francia, dos vecinos que nos dan sopas con onda en cuanto al seguimiento del polen.
La de Francia es espectacular, con datos de la composición y niveles de polen en casi todos los departamentos (equivalen a nuestras provincias).

La lluvia limpia de polen el aire, por eso está tan contenta.
Premio nacional de publicidad en 2014. Fuente: Gadisa



La palinología es la ciencia que estudia partículas diminutas como el polen y las esporas (pertenecientes a helechos, algas, musgos y hongos).
El polen y las esporas permiten trazar la aparición y evolución de las plantas terrestres. Los granos de polen más antiguos, hasta el momento, tienen unos 470 millones de años y se encontraron en Argentina (Rubinstein y col. 2010).

La conservación del polen en el registro fósil se debe a la esporopolenina, un biopolímero extremadamente inerte que forma parte de su cubierta exterior (exina) y del cual se desconocen su composición y estructura precisas. El motivo es que tanta estabilidad química dificulta enormemente su análisis.

Quiste del dinoflagelado Protoperidinium conicum.
Autora: Isabel Bravo.

En lo que respecta a las algas, las formas de resistencia ó quistes de los dinoflagelados poseen también una cubierta muy resistente.

Por analogía con el polen se creía que podían contener esporopolenina. Error: en realidad se trata de un biopolímero diferente, la dinosporina, más cercana a la celulosa aunque tampoco se ha llegado a caracterizar su estructura.

Acritarco (Visbysphaera) del Silúrico (Gotland, Alemania).
Autor: Munnecke y col. 2012. Fuente: FAU.

Los quistes actuales pueden germinar y así revelar a la especie que los produce.

Pero existen unos microfósiles llamados acritarcos, formados por una sustancia similar a la esporopolenina, que no se corresponden con ningún organismo actual.
Los acritarcos más antiguos tienen entre 1.600 y 1.900 millones de años. Siempre aparecen en rocas de origen marino y su tamaño suele estar entre 15-80 micras, lo cual apunta a organismos unicelulares, seguramente microalgas.

Sus formas son variadas y algunas de ellas han sido luego reconocidas como algas verdes, por ejemplo prasinofíceas (Tasmanites).

Los acritarcos tienen marcas con distintos tipos de aberturas (circulares, lineales, en dos mitades, etc), indicando que algo salió de ahí y una de las hipótesis más extendidas es que podrían ser quistes de dinoflagelados.

Sin embargo, esta teoría tiene un problema: los primeros quistes con todas las características de los dinoflagelados aparecieron en el Triásico (250-200 millones de años), coincidiendo con la desaparición de los misteriosos acritarcos en el registro fósil…

Autor: Xulio Valeiras.

Addendum
Mi colega Xulio Valeiras (IEO, Vigo) me envió esta imagen tomada en el Golfo de Vizcaya en 2007 durante una campaña de pesca (proyecto PELACUS, a bordo del Thalassa), con una enorme mancha de polen seguramente también de pinos. Y que quizás pudo provenir de los extensos pinares de las Landas francesas.

Referencias:
-Bravo I & Figueroa RI. Towards an ecological understanding of dinoflagellate cyst functions. Microorganisms 2:11-32 (2014).
-Rubinstein CV y col. Early Middle Ordovician evidence for land plants in Argentina (Eastern Gondwana). New Phytologist 188:365-369 (2010).
-Traverse A. Paleopalinology, 813 pp. (2007).
-Web: Miracle (London’s Global University).

La mujer del sillón i

Javier Cansado y el presentador Angel Martín (de espaldas)
en Orbita Laika. Fuente: RTVE

Uno de los invitados en la primera temporada de Orbita Laika fue el cómico Javier Cansado.
Y durante la emisión comentaron esta frase suya:
«en este país si no sabes quién es Saramago eres un mierda, pero si no sabes quién es Cavendish, no pasa nada». Pues en mi caso también, porque el único Cavendish que conocía era ciclista.

Y luego pensé, no hace falta remontarse a Henry Cavendish, podríamos preguntar por alguien como Margarita Salas y la frase de Cansado sería igual de provocadora.

Margarita Salas Falgueras. Fuente: SEBBM

No creo que sea un problema de reconocimiento a los científicos, sino que las científicas tienen una visibilidad radicalmente inferior a la de sus colegas masculinos: un síntoma más de la distinta vara de medir méritos y capacidades según el sexo

Y para eliminar estas diferencias la educación es muy importante. Pongo un ejemplo. Dando charlas en colegios hicimos varias veces la siguiente prueba. Me ponía la bata de laboratorio y preguntaba a los niños cuál era mi profesión: la mayoría me identificaba con un científico. En cambio, si la pregunta la planteaba una mujer contestaban enfermera, veterinaria, médico…de todo menos investigadora.

Porque salvo excepciones como Marie Curie, Dian Fossey ó quizás Rosalind Franklin, ¿quién es el guapo/guapa que recuerda los nombres de 3 ó 4 científicas, así, a bote pronto…?
Pues añadiremos otra científica a nuestra lista mental.

Margarita Salas es bioquímica y seguramente la investigadora española más relevante de la historia. A sus 76 años sigue publicando trabajos científicos como profesora Ad Honorem en el Centro de Biología Molecular «Severo Ochoa» del CSIC (Universidad Autónoma de Madrid). Y con la entrada de hoy me gustaría que quien lea esto pueda recordar alguno de los hallazgos científicos que debemos a la Dra. Salas, cuyos trabajos de ciencia básica han sido luego muy aplicados.

Y destaco lo de ciencia básica porque parece la hermana pobre de la CIENCIA «de verdad»: la aplicada !!
Y tú qué haces? y eso para qué sirve? son preguntas legítimas (y repetitivas) para alguien que trabaja en un laboratorio. Y es que la ciencia básica no conlleva necesariamente una aplicación práctica evidente (sobre todo la mala), pero hay que comunicar a la sociedad la idea de que sin la primera no existiría de ningún modo la segunda.

Drosophila melanogaster, la mosca de la fruta.
Fuente: Imgkid

Un ejemplo que ilustra a la perfección la ignorancia sobre la ciencia básica lo protagonizó Sarah Palin. Siendo gobernadora de Alaska en 2008 manifestó su intención de potenciar la investigación del autismo, burlándose de proyectos que no aportan nada a la sociedad como estudiar las moscas de la fruta !!!!

Sarah Palin despreciaba así a un bicho feo, sin duda, pero también al modelo más investigado en genética, clave para el conocimiento actual sobre la biología del desarrollo en humanos, enfermedades y trastornos con base genética (como el propio autismo que tanto le preocupaba).

El vídeo no tiene desperdicio…incluyendo los chascarrillos de la presentadora !!

Volvamos a la Dra. Salas. En su etapa postdoctoral, en los años 60′, se trasladó a Nueva York para trabajar en el laboratorio de Severo Ochoa junto a su marido, el también investigador, Eladio Viñuela. Y su tema de trabajo fue averiguar la dirección de lectura del código genético.

Severo Ochoa (Nobel en Fisiología ó Medicina, 1959)
y Margarita Salas. Fuente: ThinkBig

La información que contiene el ADN se transcribe a una cadena de ARN, que viaja desde el núcleo a los ribosomas donde se traduce su mensaje (por eso se llama ARN mensajero), para sintetizar las proteínas. Los ribosomas son responsables de esta función esencial que hace la diferencia entre unas especies y otras.
Por ejemplo, los chimpancés son la especie más cercana a nosotros y con ellos compartimos el 98-99% del código genético. Pero somos fáciles de distinguir porque entre otras cosas el 80% de nuestras proteínas son diferentes.

De ahí el empleo de los genes ribosomales como marcadores genéticos universales; a nivel de organismos unicelulares como nuestras queridas microalgas, distinguir especies similares a partir de sus diferencias morfológicas no resulta tan evidente, querido Watson.

Esquema de la traducción del mensaje genético
en los ribosomas. Éstos se desplazan en la dirección 5′ -> 3′,
leyendo el ARNm de izda. a dcha. en la ilustración
para sintetizar proteínas. Fuente: Galleryhip.com

Bueno, pues Margarita Salas descubrió la dirección de lectura del código genético en los ribosomas.

Conocer cómo se lee y fluye el código genético en las células fue un paso imprescindible para investigaciones posteriores sobre la síntesis de proteínas, a las que también contribuyeron desde sus inicios la Dra. Salas y el laboratorio de Severo Ochoa. Y así, paso a paso se ha desarrollado la biología molecular hasta llegar a las terapias génicas en las que todos confiamos que revolucionarán (ya lo hacen), la medicina.

Una vez de regreso a España, continuó su investigación centrándose en el bacteriófago phi29, al que ha dedicado más de 40 años.
La propia Dra. Salas resumió su trabajo en un artículo de 2012 titulado My life with bacteriophage Ø29. A partir de los años 70′ Eladio Viñuela cambió su línea de trabajo hacia el virus de la peste porcina y Margarita Salas quedó al frente de la investigación del phi29. Ella misma comentó lo siguiente: «This would allow me to show to my colleagues whether I was able to develop research on my own. At that time, the scientific work of women was very little appreciated. I worked hard, I had very good students, and Eladio helped me continuously. I became a scientist in my own right».

Los bacteriófagos son virus que infectan bacterias y las utilizan para sintetizar sus propias proteínas y replicar su material genético. En el caso del phi29, gracias al laboratorio de Salas, se pudo conocer en profundidad el mecanismo que controla la replicación de su ADN. Durante estos estudios del grupo de Salas con el phi29 se secuenció por primera vez ADN en España !!

Replicación del bacteriófago Ø29. Fuente: Purdue News

Y resultó además que la enzima polimerasa encargada de la replicación del ADN en el phi29 tenía unas propiedades muy interesantes en biotecnología, para amplificar grandes cantidades de ADN mediante técnicas como la amplificación por desplazamiento múltiple («Multiple Displacement Amplification», MDA).

Esta técnica permite una rápida amplificación del ADN a partir de muy poco material de inicio, a temperatura constante (30ºC).
Se trata de una amplificación independiente de la PCR, el método que se aplica en rutina para amplificar fragmentos de ADN (como los genes ribosomales de los que hablábamos antes), que necesita de un termociclador y ciclos de tiempo programados a distintas temperaturas (típicamente entre 50º y 95ºC).

En un procedimiento desarrollado por la empresa Amersham Biosciences (hoy absorbida por GE Healthcare Life Sciences) la enzima polimerasa phi29 patentada por el CSIC gracias al trabajo del grupo de Margarita Salas es una formidable inversión que ha aportado casi 4 millones de euros, cerca del 50% de los ingresos por derechos de dicha institución !!

Prochlorococcus marinus MIT9312.
Autor: N. Watson and L. Thompson (2007).
Fuente: Joint Genome Institute

La técnica de MDA empleando la polimerasa phi29 es tan sensible y fiel que permite secuenciar genomas completos a partir de una sola célula.

Con MDA se ha secuenciado entre otros el genoma completo de la cianobacteria marina Prochlorococcus (MIT9312; Zhang y col. 2006).
Y aquí se usa el término plonación en vez de clonación para aclarar que no se trata de unir secuencias de ADN a partir de muchas células, sino de la clonación de una célula mediante polimerasa («ploning» en inglés).

La MDA con polimerasa phi29 tiene múltiples aplicaciones, como la secuenciación de ADN humano en estudios genéticos (incluyendo diagnosis prenatal previa a la implantación de embriones) ó en análisis forenses para amplificar restos genéticos en la escena de un crimen.

En el acto de ingreso en la RAE pronunció
el discurso «Genética y lenguaje». Fuente: RAE

Margarita Salas fue la primera española en ingresar en la Academia de Ciencias de los EEUU en 2007.
Y la única hasta el momento.

Y destacaré para terminar que la Dra. Salas es la primera científica en formar parte de la Real Academia Española, en la que ocupa el sillón «i» desde 2003.

Aunque debería ocupar el sillón «I«, de Investigación con mayúsculas.

Referencias:

-Glazko y col. Eighty percent of proteins are different between humans and chimpanzees. Gene 346:215-219 (2005).
-Salas M. My life with bacteriophage Ø29. J. Biol. Chem. 287:44568-44579 (2012).
-Zhang K. y col. Sequencing genomes from single cells by polimerase cloning. Nature Biotechnology 24:680-686 (2006).
-Página web: Think Big

Bacalao en salsa bioluminiscente

Bioluminiscencia en Crystal River (Florida, EEUU).
Fuente: Rough guides

La bioluminiscencia es un tema fascinante y cuando me preguntan por ella contesto que suelen ser microalgas, en concreto dinoflagelados.

Lo que no sabía es que hay otros seres que pueden igualar e incluso superar a los dinoflagelados en su propia especialidad.

Y lo aprendí 
con la siguiente historia…

Bacalao atlántico (Gadhus morua). Autor: Milos Andera.
Fuente: Nature Photo

El pasado 30 de octubre recibí una llamada de Mª de la Vega Ramírez Marín, jefa del área de calidad alimentaria del Laboratorio Regional de Salud Pública de Madrid.
Me explicaba que habían recibido una curiosa denuncia: una señora había comprado bacalao en la pescadería, y en su casa en oscuridad, el bacalao emitía luz !!!!

Conservaban la pieza congelada y me preguntó si nos la podían remitir para averiguar el origen de la bioluminiscencia.
Le respondí que sí y según colgué el teléfono lo comenté con mis compañeros de laboratorio Pilar Riobó y Pepe Franco. Ellos me pusieron sobre la pista de las bacterias bioluminiscentes y me dieron el nombre de Marta López Cabo, científica titular del grupo de Microbiología y Tecnología de productos marinos en el Instituto de Investigaciones Marinas (IIM-CSIC, Vigo).

Pseudomonas aeruginosa. Autora: Janice Carr.
Fuente: MicrobeWiki

Marta me confirmó que sí, que tenía toda la pinta de ser bacterias bioluminiscentes. Ellos habían trabajado en casos parecidos en pulpos. En una ocasión habían encontrado la bacteria Pseudomonas cedrina.
Y en otra muestra de pulpo, al simular un aumento de temperatura, les creció Pseudomonas fragi.
Como curiosidad, también me comentó sobre juegos de niños en Cataluña que se pringaban la cara con la carne de pulpo bioluminiscente !

Al día siguiente recibimos en el IEO de Vigo la muestra de bacalao. Pertenecía a los servicios de inspección de la Comunidad de Madrid y en el envío, precintado e identificado, figuraba este mensaje:
«Te ruego que procedáis a realizar los procedimientos que consideréis oportunos para, si es posible, dar respuesta a la denuncia».

Así que pensé «zapatero a tus zapatos» y contacté con Marta para enviarle la muestra, como experta en el tema, para que investigase al bacalao iluminado.

Pseudomonas fluorescens. Los flagelos
múltiples confieren movilidad a la célula.
Autor: DOE Joint Genome Institute.
Fuente: MicrobeWiki

Pasaron varias semanas, y el 25 de noviembre Marta me confirmó que habían identificado bacterias como causa de la bioluminiscencia. Es un informe confidencial aunque se corresponden con algunas de las bacterias no patógenas que cito en esta entrada.
Marta me comentó que se trataba de «microbiota habitual en el deterioro pero que últimamente da problemas de luminiscencia aparente en productos de la pesca. Probablemente por abusos de temperatura o mala conservación».

La buena noticia es que la inmensa mayoría de bacterias bioluminiscentes no son dañinas ni tóxicas: tan sólo Vibrio vulnificus y V. cholerae se consideran patógenas (y la primera es la única que puede vivir en el mar). Aunque después de comer algo contaminado con bacterias bioluminiscentes pueden aparecer síntomas como malestar de estómago, diarrea y dolor de cabeza. Como con cualquier comida en mal estado, brille ó no…

Existe un informe muy curioso de la FDA (U.S. Food and Drug Administration), donde revisan los casos registrados desde 1989: son fuentes serias aunque algunos datos parezcan increíbles.

Photobacterium phosphoreum. Fuente: Bioart

Para empezar es todo un clásico lo de darle a tu gato comida bioluminiscente y esperar luego a ver qué pasa. En 1889 lo ensayó un tal P. Tollhausen y comprobó así que las bacterias no eran perjudiciales (luego él mismo se las comió también).

Las fuentes más habituales de «comida que brilla», al menos en EEUU, son las imitaciones de carne de cangrejo y langosta, ó las gambas peladas. Comenta la FDA también el caso de una fábrica de conservas de sardinas en Maine, que sufrió un corte de luz durante 5 días por una tormenta de nieve. El pescado quedó sobre las cintas de transporte y cuando entraron en la fábrica el dueño dijo que podían leer el periódico a la luz de las sardinas !!! supongo que entraron con pinzas en la nariz…

Otro caso llamativo fue el de los salmones bioluminiscentes durante un ceremonial de las Tribus Confederadas de la Reserva de Warm Springs (Oregón). Pensaron que las luces eran radiaciones y nadie se los quiso comer. Pero dieron parte a las autoridades y luego enviaron para su análisis a 10 salmones «rey» que pesaban entre 10 y 15 kg cada uno !!!…estaban contaminados con Photobacterium phosphoreum.

Sin embargo, en el mar, y a pesar de los relatos históricos de marineros, nunca se habían conseguido imágenes de bacterias bioluminiscentes, un fenómeno conocido en inglés como milky seas.
Hasta que en 2005 la revista PNAS publicó una primera imagen por satélite. Los investigadores (Miller y col.) la consiguieron rastreando pistas en informes de barcos mercantes e imágenes de satélite que coincidieran con la misma fecha y lugar de los informes.

Y entre los muchos relatos hubo uno que les sirvió: el del mercante británico SS Lima que un 25 de enero de 1995 describió un milky sea “18:00 [GMT] (21:00 hora local): en una noche despejada sin luna, a 150 millas náuticas de la costa de Somalia, un fulgor blanquecino surgió en el horizonte y tras 15 minutos, el barco quedó completamente rodeado por un mar de aspecto lechoso con una bioluminiscencia uniforme. La bioluminiscencia cubría todo el mar, hasta el horizonte…y parecía como si el barco navegase sobre un campo nevado ó deslizándose sobre las nubes…» (Traducido de Miller y col. 2005).

La imagen fue tomada por un satélite meteorológico militar diseñado para estudiar la nubosidad tanto de día como de noche, desde una altura de 833 km. Los registros históricos de milky seas se concentran sobre todo en el océano Indico y en menor proporción en las costas de Java e Indonesia. Autor: S. Miller. Fuente: Sott.net
La mancha de luz fue visible durante 3 noches, y llegó a alcanzar casi 300 km de longitud
y un área >17.700 km2, equivalente a dos veces la isla de Córcega !!

La bioluminiscencia en los dinoflagelados (el mar de «ardora«) consiste en chispazos intermitentes por el estímulo de la vibración del agua. Cualquiera que haya tenido la oportunidad de verla sabe a lo que me refiero: estrellas que brillan en la oscuridad del mar e iluminan la rompiente de las olas ó la espuma de los barcos, ó a ti si te bañas con ellas…!!

La luciferina bacteriana.
Fuente: The quantum inmortal

Pero la bioluminiscencia de las bacterias es diferente: su luz es continua y menos intensa que la de los dinoflagelados, aunque el color en ambos casos es azulado.

La luciferina de los dinoflagelados es un derivado de la clorofila mientras que en las bacterias es una molécula de riboflavina fosfato reducida (parecida a la vitamina B2). Otra diferencia con los dinoflagelados es que la luz de las bacterias puede cubrir áreas enormes, hasta el mismo horizonte según los testigos.

Sin embargo, durante mucho tiempo se dudó que las bacterias fuesen la causa de los milky seas. La razón es el mecanismo de acción de la bioluminiscencia, donde juega un papel fundamental el lenguaje bacterianola percepción de quórum.

Vamos con ello, y les prometo que van a querer comprar
bacterias bioluminiscentes al final de la entrada de hoy…

La percepción de quórum permite a las bacterias comportarse como un organismo multicelular con sus consiguientes ventajas adaptativas. Para ello las bacterias deben…
• Ser capaces de generar una señal de comunicación.
• Que dicha señal sea percibida por el resto de la población.
• Que la población reaccione «todos a una» cuando esa población alcance una concentración denominada quórum. Sí, las bacterias actúan como las juntas de vecinos.

El fenómeno lo estudió Nealson en 1977 en Vibrio harveyi, una bacteria Gram negativa en la que demostró que la bioluminiscencia no era proporcional a la densidad celular: existía una concentración crítica a partir de la cual la luz se multiplicaba de 3 a 5 veces más de lo esperado.

En la bioluminiscencia de las bacterias participan los genes del operón Lux.
El gen LuxI fabrica el autoinductor (3 oxo C-6 L-homoserín lactona).
A su vez, el autoinductor se une a un receptor fabricado por el gen LuxR, 
que activa la expresión de los genes de la bioluminiscencia,
LuxA, LuxB y Lux CDE. Fuente: cibt.bio.cornell.edu

En un experimento elegante, Nealson filtró medio de cultivo de bacterias bioluminiscentes y lo añadió a otras que no brillaban por estar muy diluidas.
Y éstas emitieron luz demostrando que las bacterias liberaban un agente autoinductor de bioluminiscencia. 

El problema es que el autoinductor debe estar muy concentrado para ser efectivo, y esa concentración resulta impensable en el agua de mar. 

La concentración típica en el mar de Vibrio harveyi es 100 células/mililitro, insuficiente para producir bioluminiscencia. Pero las bacterias bioluminiscentes como V. harveyi (además de patógenos en invertebrados) viven en simbiosis en organismos marinos, como cefalópodos y peces, en el interior de órganos bioluminiscentes donde alcanzan 10.000 millones céls/mL !!! Gracias a esta simbiosis el autoinductor puede llegar a la concentración crítica. 

Bioluminiscencia de Vibrio harveyi.
Fuente: lib.rushkolnik.ru

La hipótesis actual es que los milky seas se producen cuando las bacterias proliferan asociadas a microalgas, lo cual facilita que el autoinductor se concentre. Y esta teoría se apoya en el único encuentro de un buque oceanográfico con un milky sea. 

Fue en julio de 1985, en el oeste del Mar Arábigo, cuando Lapota y col (1988) aislaron muestras de agua de un milky sea que también duró 3 días.

En las muestras encontraron plancton bioluminiscente: dinoflagelados (Pyrocystis y Protoperidinium) y zooplancton (larváceas, ostrácodos, sifonóforos, radiolarios). Pero la luz de aquellos seres era sólo la guinda al postre de un milky sea provocado por Vibrio harveyi asociadas a colonias de la microalga Phaeocystis que le servían a su vez como sustrato.

Lámpara AMBIO. Fuente: Wired

La bioluminiscencia se utiliza en medicina, para monitorizar la expresión de genes ó el avance de enfermedades causadas por bacterias, infecciones por hongos, así como para estudiar el crecimiento de implantes de células tumorales en el desarrollo de tratamientos contra el cáncer, etc.

Sin embargo, despediré la entrada de hoy con una aplicación decorativo-artística…

Se llama AMBIO, creación de Teresa van Dongen, diseñadora y bióloga: una lámpara que contiene bacterias bioluminiscentes aisladas de pulpo (quizás Vibrio harveyi). De momento las bacterias sólo sobreviven por unos días, pero todo se andará…Aquí les dejo el enlace al vídeo (con música)

Referencias:

-Brock M. Application of bioluminiscence imaging for in vivo monitoring of fungal infections. Int. J. Microbiol. (2012) http://dx.doi.org/10.1155/2012/956794
-Díaz DM & Santos de la Sen A. Sistemas de quorum sensing en bacterias. Reduca (Biología). Serie Microbiología 3:39-55 (2010).
-Lapota D & col. Observations and measurements of planktonic bioluminiscence in and around a milky sea. J.Exp.Mar.Biol.Ecol. 119:55-81 (1988).
-Miller SD & col. Detection of a bioluminiscent milky sea from space. PNAS 102:14181-14184 (2005).
-Nealson KH. Autoinduction of bacterial luciferase: occurrence, mechanism and significance. Arch. Microbiol. 112:73-79 (1977).
-Sado PN. Glowing Seafood. U.S. FDA (1998). Disponible en la web.
-Walsh AS. Quorum sensing in Vibrio fischeri. Disponible en la web.

Un lago con mucha historia (II)

Carles Francino es el presentador
radiofónico de La Ventana.

El pasado 31 de octubre en «La Ventana» de la Cadena Ser (uno de mis programas favoritos), abordaron el tema de los lagos en peligro, con la Albufera de Valencia y el lago de Sanabria como protagonistas. Y para hablar de éste último entrevistaron al Dr. Antonio Guillén.
Pueden escucharlo en El Viajero Cuántico (el asunto del lago comienza en el minuto 7).

Aquí les dejo algunas frases: [Carles Francino] «el lago de Sanabria está atravesando uno de sus peores momentos, pero con diferencia».

[Antonio Guillén] «el lago está muy mal, en una situación crítica […] si en un par de años no se toman medidas es posible que el lago de Sanabria se pierda para siempre».
[Javier Gregori, el viajero cuántico] «por qué las administraciones siguen mirando a otro lado? por qué no hacen caso a las advertencias de los científicos? […] en Madrid y organizado por el CSIC ha habido un encuentro científico internacional para denunciar el estado de contaminación de este lago».

Vertido en el lago de Sanabria. Autor: EBI. Fuente: El País, 22-IV-2014).

En resumen: dibujaron un paisaje apocalíptico, confundiendo además a la audiencia con un supuesto consenso científico al respecto. La realidad está muy lejos de ser tan simple.

Por el encuentro científico internacional en Madrid supongo que se referían a las jornadas organizadas por el MAGRAMA (22 de abril de 2014), a través de la fundación Biodiversidad y la CHD (Conferencia Hidrográfica del Duero), en el Real Jardín Botánico del CSIC (Madrid).

Cito dos titulares sobre las conclusiones de aquellas jornadas. En el comunicado (2 págs.) de la CHD dicen: «La mayoría de los científicos de la ponencia rebaten las manifestaciones de la E.B.I. sobre el estado del Lago de Sanabria».

El lago de Sanabria (diciembre 2014). Autor: Sergio Seoane

En el diario El País el titular era muy distinto: «Vertidos en el lago de Sanabria. Distintos informes constatan derrames de aguas fecales. Los científicos discrepan sobre el grado de afectación del lago en este parque natural». Y luego añaden: «Nunca hemos negado que pueda haber problemas de depuración”, señala una portavoz de la Junta de Castilla y León, que recuerda que se trata de una competencia municipal. Los responsables de la Junta mantienen que el lago de Sanabria “nunca ha estado contaminado”, en contra de lo que afirman los informes de la EBI».

 

El lago de Sanabria (diciembre 2014). Autor: Sergio Seoane

Si leemos en detalle el comunicado de la CHD, la situación del lago es oligotrófica, con muy buena calidad del agua. El estado del lago es muy bueno por la composición del fitoplancton y su evolución.
Y resumen así la intervención de la Dra. Ana Negro (Univ. de Salamanca): «con base en la metodología internacional Utermöhl, señaló la situación del lago como oligotrófico y la alta diversidad del fitoplancton».

Pero el diario El País y la agencia de noticias Europa Press publicaron algo bien diferente: «Ana Negro, bióloga de la Universidad de Salamanca, sí constató el problema que denuncia el EBI —presencia masiva de Tabellaria, un tipo de alga que pueden indicar que hay contaminación—, pero que dejó sin respuesta su propia pregunta: “¿Esta abundancia es síntoma de eutrofización? Es difícil decirlo”.

Tres meses después se celebró el XVII Congreso de la Asociación Ibérica de Limnología (Santander), con una sesión especial sobre el lago de Sanabria. En ella, aunque con nuevos matices, las conclusiones fueron similares.

Citaré como si fueran titulares de prensa las conclusiones de varias ponencias:
«El lago sigue siendo oligo-mesotrófico»[Alonso y Vega]
«Es necesario estandarizar métodos para intercomparar resultados» [Camacho A y col.]
«En los fondos iluminados del lago crece un manto de algas» [Guillén y col.]
«El 43% del fósforo que llega al lago procede de granjas animales» [Monteoliva y Alonso de S.]
«Tabellaria fue la diatomea (pennada) dominante durante todo el verano de 2013″ [Negro y col.]

 

La clasificación del estado trófico de un lago se puede calcular mediante índices de estado trófico. Los valores de estos índices se obtienen a partir de parámetros «clave» químicos y biológicos que permiten intercomparar y seguir la evolución temporal de las masas de agua.
En el caso de los lagos, el índice más común es el TSI de Carlson (1977).
Características de un lago oligotrófico
según el TSI de Florida
Fuente:  ICWA Lake County

El índice de Carlson considera como parámetros «clave» a la claridad del agua (disco Secchi), clorofila a y nutrientes (fósforo).

El índice de Carlson varía entre 0-100: los valores <35 son oligotróficos, 35-55 mesotróficos, 55-70 eutróficos, etc…

Se acuerdan de Salton Sea? pues su índice de Carlson era 60-62 en un informe del año 2002: eutrófico pues.

En el estado de Florida (EEUU) aplican un Trophic State Index similar, pero sustituyen a la claridad del agua por el nivel de nitrógeno en sus cálculos. Haciendo cuentas les salen unos rangos típicos para diferentes parámetros y cada estado trófico. En la figura superior pueden ver los valores máximos para aguas oligotróficas.

Vamos a evaluar el estado trófico del lago de Sanabria con ambos indicadores y para ello usaremos los promedios anuales publicados por el laboratorio limnológico del lago (Junta CyL) en una estación de referencia al este del lago desde 1986.

El lago de Sanabria (diciembre 2014).
Autor: Sergio Seoane

Primero los promedios anuales
de la serie temporal 1986-2012:
Clorofila total=1,62 microg./L
Fósforo=6,30 microg./L
Nitratos=48,89 microg./L
Claridad (disco Secchi)=7 metros (>22 pies)
TSI Carlson: 32,7

Ahora los promedios anuales de 2014:
Clorofila total=1,75 microg./L
Fósforo=6,21 microg./L
Nitratos=34,24 microg./L
Claridad (disco Secchi)=5,96 metros (>19 pies)
TSI Carlson: 33,6

Conclusión: con estos datos, el TSI de Carlson indica que el lago de Sanabria es oligotrófico, cercano al umbral de mesotrófico. Y con los parámetros del TSI de Florida también sería oligotrófico=baja productividad y nutrientes, buena calidad ecológica.

Más pistas. 1) la demanda de oxígeno por el consumo de materia orgánica suele provocar anoxia en las aguas profundas (hipolimnion) en lagos mesotróficos ó eutróficos durante la época de estratificación.
En el lago de Sanabria nunca se agota el oxígeno en profundidad.

2) Las cianobacterias, principales algas tóxicas en agua dulce, suelen aumentar la frecuencia e intensidad de sus proliferaciones en lagos eutróficos. Tampoco sucede tal cosa en el lago.
Tabellaria fenestrata, procedente de una muestra de 48 m. de profundidad
en el lago de Sanabria. Autor: Antonio Guillén.
Fuente: Proyecto Agua.

Un comunicado de la CHD del 7 de noviembre de 2013 tildaba el estado del lago de Sanabria como oligo-mesotrófico, añadiendo: «En cuanto a la especie aludida, la Tabellaria fenestrata, aclarar que es una especie muy ubicua; es decir, que aparece en multitud de ambientes, y que suele estar asociada a medios oligo-mesotróficos, como corresponde al Lago de Sanabria, y no necesariamente a ambientes eutróficos».

Cierto es. La proliferación de diatomeas como Tabellaria fenestrata no es sinónimo de eutrofización, aparece en todo tipo de ambientes. Pero puede ser una de las diatomeas dominantes al aumentar el nivel de nutrientes. A la hora de anticipar cambios que sí pueden ser reveladores, es útil comparar lagos de una misma región con distintos estados tróficos…y tal cosa existe para «nuestro lago».

Asterionella formosa (Laguna del Pozo Negro). Autor: Antonio Guillén.
Fuente: Proyecto Agua

Negro y col (2000) compararon el fitoplancton del lago de Sanabria con el de Valparaíso (mesotrófico) entre los años 1987-89.

La principal diferencia entre las microalgas de ambos lagos fue precisamente la abundancia y composición de especies de diatomeas.

En Valparaíso había 2 especies que dominaban la población de diatomeas: Asterionella formosa y Tabellaria fenestrata. En Sanabria la especie más abundante era Aulacoseira distans.

Volvamos al comunicado de la CHD sobre las jornadas en 2014. En él dicen: «El representante de la E.B.I., Antonio Guillén, se volvió a manifestar en los términos habituales de esta organización sobre el mal estado de las aguas».

Lago de Sanabria. Autor: Sergio Seoane.

Dos días antes el diario El Mundo publicaba la siguiente noticia: «La Guardia Civil constata vertidos y deficiencias en Sanabria. Su informe sobre la red de depuración del lago lleva a la juez a abrir una investigación».

Por otro lado, la asociación Sanabria Desarrollo Sostenible publicaba en febrero de 2014 las conclusiones de un informe encargado por la Junta de Castilla y León a la empresa Euroestudios, titulado «Estudio de la problemática del saneamiento y depuración de los núcleos situados en el entorno del Lago de Sanabria». 

La polémica continúa ahora con las denuncias interpuestas por el coordinador de la E.B.I. (David Salvador) ante la Representación de la Comisión Europea en España: «por fraude y su ocultación a la UE en la fallida construcción de cinco estaciones depuradoras de aguas residuales con fondos europeos», y «por delito medioambiental continuado de contaminación del lago de Sanabria (El Mundo, 19-XII-2014).

Cuál es el motivo de que existan resultados tan diferentes? 
Esta fue la opinión del Dr. Santos Cirujano (CSIC) en las jornadas del lago en Madrid: «la posibilidad de que la gran disparidad de resultados aportados por la E.B.I. respecto del resto de los Organismos pueda tener relación con el punto de muestreo» (comunicado CHD).

Fuente: WISER project

Así que probablemente todos tienen sus razones: la serie temporal en la estación de referencia indica que el lago permanece en buen estado, con alteraciones debidas a episodios naturales (sequías, incendios, lluvias) a los cuales la dinámica del lago es muy sensible. Y la EBI, aunque no pude averiguar donde muestrea, posiblemente lo haga muy cerca de los puntos de vertido.
Y respecto a esto, no hay que olvidar que la normativa europea dice lo siguiente (punto 19 de la DIRECTIVA 2008/105/CE DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO de 16 de diciembre de 2008, relativa a las normas de calidad ambiental en el ámbito de la política de aguas): «En las inmediaciones de vertidos de fuentes puntuales las concentraciones de contaminantes son normalmente superiores a las concentraciones de fondo en las aguas. Así pues, los Estados miembros deben poder hacer uso de las zonas de mezcla, en la medida en que no afecten al cumplimiento de las NCA correspondientes en el resto de la masa de aguas superficiales. La extensión de las zonas de mezcla debe limitarse a la proximidad del punto de vertido y debe ser proporcionada».

Tarjeta roja a España y Grecia
espabílense señores !!
Fuente: Comisión Europea

Párrafos como el anterior son peligrosos en países como España donde la protección y gestión medioambiental atraviesan un pésimo momento.

Por ejemplo, en estos días de inundaciones en la cuenca del Ebro es bueno recordar que España y Grecia son los únicos estados de la UE que aún no han implementado al completo los planes de gestión de cuencas fluviales de la directiva marco europea del agua.

El hecho de que existan vertidos asociados a la actividad humana en el lago de Sanabria parece inevitable, pero para minimizar sus efectos las autoridades competentes deben vigilar el estricto funcionamiento de los sistemas de depuración. Y nosotros, como sociedad, exigir que así sea…
 

 

El lago de Sanabria (diciembre 2014).
Autor: Sergio Seoane

Terminaré primero con Jose Carlos de la Vega, del laboratorio limnológico del lago: «El Lago de Sanabria puede defenderse bastante bien de los actuales niveles de vertido […] El único cambio reseñable en la gestión de estos vertidos al Tera, antes del Lago, ha sido la instalación en el año 98 de Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales. Esto supuso una reducción en los valores de nutrientes que se observaban antes en la entrada del Tera en el Lago durante el periodo de verano. Por lo tanto, y aunque las depuradoras no puede decirse que viertan “agua de colonia”, si alguna observación hay que hacer, es que se han reducido los vertidos durante el verano y se ha mejorado su gestión si la comparamos con los primeros años del seguimiento». (IAGUA, 10-I-2014).

Y por último les recomiendo visitar El proyecto AGUA, una impresionante galería con más de 1700 imágenes microscópicas creada por Antonio Guillén. Todo partió del proyecto escolar La vida oculta del agua con el cual estudiantes del IES Batalla de Clavijo (un instituto público), tutelados por Guillén, ganaron el Premio Google Science Fair 2012.
Pues bien, bajo un collage de diatomeas del lago de Sanabria (30 octubre 2014), Antonio Guillén comentó: «Desde 2012 hasta la primavera de 2014, la diatomea Tabellaria fenestrata ha dominado el fitoplancton del Lago llegando a representar más del 99% del biovolumen y de las especies representadas en él durante muchos meses. Parecía que esta situación nunca iba a cambiar, sin embargo, la infección de un quitridio en el mes de mayo de 2014, produjo de nuevo un cambio drástico en la situación de este ecosistema.

Coenocystis planctonica (lago de Sanabria).
Autor: A. Guillén. Fuente: Flickr, Proyecto Agua

La población de Tabellaria fenestrata prácticamente desapareció y fue sustituida por una clorofícea Coenocystis planctonica que en pocas semanas se constituyó en la nueva especie dominante. La dominancia de Coenocystis fue breve, pues también esta alga fue esquilmada por los quitridios en poco tiempo y algo muy parecido ocurrió pocas semanas después con el dinoflagelado Peridinium umbonatum.
Un hecho positivo es que, por fin, este verano pasado, el agua de colonia vertida por las depuradoras que no funcionan no ha llegado al Lago. A diario, un camión cisterna ha recogido toda esta carga contaminante que durante más de diez años ha estado vertiéndose en estas aguas. Ha sido un tímido paso que seguro que el Lago agradecerá, aunque sólo haya supuesto un «parche» temporal, pues lamentablemente el problema de la depuración no se ha resuelto y los vertidos continúan produciéndose día tras día».

Como diría Ana Pastor: estos son los datos, suyas son las conclusiones…

 
 

Agradecimientos: a Sergio Seoane por la revisión del texto y las imágenes del lago.

Adenda: para más información pueden consultar el libro «Lago de Sanabria, 2015, presente y futuro de un ecosistema en desequilibrio», presentado por Antonio Guillén Oterino el 27 de octubre de 2015 en el Museo Nacional de Ciencias Naturales (CSIC, Madrid).

 Referencias:
-Carlson R.E. A trophic state index for lakes. Limnol. Oceanogr. 22:361-369 (1977).
-Ferriol C. La eutrofización en los lagos someros mediterráneos: aplicabilidad de la DMA y un caso de estudio experimental en un mesocosmos. Tesis doctoral, Universitat de Valencia, 491 pp. (2013).
-Negro A y col. Phytoplankton structure and dynamics in Lake Sanabria and Valparaíso reservoir (NW Spain). Hydrobiologia 424: 25–37 (2000).
-Web: XVII Congreso Asociación Ibérica de Limnología.
-Web: Confederación Hidrográfica del Duero.