ICHA18 (Nantes, 2018)

Imagen de portada: macarons ICHA [Autora: @MartinaADoblin]

Maquetas de Vulcanodinium rugosum y Dinophysis acuminata en «La Cité», el centro de eventos donde se celebró ICHA2018. Autor: F. Rodríguez.

Dudaba si escribir o no esta entrada porque otras anteriores sobre conferencias ICHA no despertaron mucha atención. Pero tropezaré 3 veces con la misma piedra porque la Conferencia Internacional sobre Algas Tóxicas es LA REUNIÓN.

En ella se muestran los últimos avances y temas candentes en el estudio de microalgas tóxicas y no puedo despedir el año sin hablar de ella.

El programa de las ICHA es lo más parecido a una «Olimpíada de algas tóxicas» con muchas disciplinas simultáneas. Y aunque no se repartan medallas también hay algunos premios!

Las convoca cada 2 años la ISSHA (International Society for the Study of Harmful Algae), que colabora con el comité organizador en su celebración (p.ej. con becas de viaje para estudiantes) y en la publicación posterior de comunicaciones.

Hall de «La Cité» durante la ICHA2018. Autor: @cilmkt.

La XVIII edición se celebró en Nantes (Francia) entre el 21-26 de octubre 2018 y batió el récord de participación con más de 750 personas de 64 países. El comité organizador estaba formado casi exclusivamente por investigadores del IFREMER, con Philipp Hess a la cabeza.

Los 3 grandes temas considero que fueron [1] ecología (dinámica de poblaciones, biogeografía y efectos del cambio climático), [2] detección de toxinas y [3] estudios «ómicos» (principalmente genómicos y transcriptómicos).

Pero no se asusten: no pretendo levantar acta de 623 contribuciones (entre charlas orales y pósters) agrupadas en 24 temas. Para ello ya está el listado de comunicaciones y resúmenes en ICHA2018. Les hablaré desde mi perspectiva parcial, subjetiva y muy limitada sobre algunos de los trabajos que más me impactaron.

Asistir a todas las charlas con 3 sesiones simultáneas era imposible, te mueves entre salas y aún así cuando los horarios se desplazan no llegas a tiempo…

Un copépodo productor de copepodamidas citado por Lundholm: Centropages hamatus. Giant Microbes lo vende en mini-peluche. Fuente: ZIMNES.

Eso mismo me pasó con una de las presentaciones más atractivas: «Induction of domoic acid production: kinetics and types of grazers and diatom species«, de Nina Lundholm (Museo de Historia Natural de Dinamarca, Copenhage).

Las copepodamidas son lípidos polares producidos por copépodos -es decir, predadores de fitoplancton- descubiertos en 2015 (Selander y col.) como señales químicas inductoras de la producción de toxinas paralizantes en dinoflagelados (Alexandrium minutum).

Se trata de las primeras sustancias identificadas en la interacción entre fitoplancton y zooplancton: las copepodamidas alertan al fitoplancton de la amenaza de los predadores y desencadenan como respuesta defensiva la producción de toxinas. Y Lundholm explicó que también estimulan la producción de toxinas amnésicas (ácido domoico) en diatomeas del género Pseudo-nitzschia.

Alexandrium catenella. Autor: Pablo Salgado.

Los trabajos sobre cianobacterias disfrutaron de un protagonismo mucho mayor que en reuniones pasadas como una charla plenaria de Anna Michalak (Stanford University, EEUU), sobre los blooms de Microcystis en el lago Erie.

También se presentaron numerosos estudios sobre Alexandrium catenella productor de toxinas paralizantes– cuyas proliferaciones anuales en el sur de Chile suponen serios riesgos para la salud pública e impacto socio-económico por sus efectos negativos sobre la extracción y comercialización de productos marinos (marisco y acuicultura).

La lista de investigadores e instituciones implicadas sería muy larga (IFOP, Universidad Austral, de Concepción, de Los Lagos, San Sebastián, laboratorios ministeriales, Plancton Andino, etc) y demuestra el esfuerzo actual dedicado en Chile tanto a esta especie como a otras microalgas nocivas (Dinophysis) e ictiotóxicas (Pseudochattonella y Karenia).

Pero si tengo que mencionar un asunto que centrase la atención me quedo con casi 60 comunicaciones relacionadas con ciguatera, incluyendo la descripción de dos nuevas especies del dinoflagelado causante de dicha intoxicación: Gambierdiscus lewisii y holmesii, de la gran barrera de coral (póster 123; Kretzschmar y col.).

Pez Napoleón (Cheilinus undulatus). Autor: Giusseppe Mazza. Fuente: Mónaco Nature Encyclopedia.

Mireille Chinain (Instituto Louis Malardé (ILM), Papeete, Polinesia francesa), insistió en la importancia de caracterizar la diversidad de especies de Gambierdiscus y sus toxinas para relacionar dicha información con los perfiles de toxinas encontrados en peces ciguatos.

Destacó que algunos ejemplares muestran efectos visibles que reconocen los pescadores y asocian con su toxicidad, como cambios de color (Cheilinus undulatus: verde (ok!), azul-púrpura (ciguato!)), y/o trastornos del comportamiento al nadar. También hemorragias en la cola, que relacionan con los efectos hemolíticos de las toxinas evitando consumir dichos peces.

Chinain también llamó la atención sobre casos recientes de ciguatera no asociados a peces sino con invertebrados: erizos, gasterópodos, pulpos y langostas (Islas Marquesas y Kiribati: Harmful Algal News nº60). Sólo en la Polinesia francesa se declaran 350-500 casos anuales (Clémence Gatti, ILM). Por ello el 100% del personal sanitario ha tratado pacientes con ciguatera alguna vez, y el 45% con personas aquejadas de síntomas crónicos. Casi el 60% de los afectados opta por remedios tradicionales y solo acuden al médico en los casos más graves.

Mero de Cola Luna (Variola louti). Autor: Jacek Madejski. Fuente: Naturalista.

Luc de Haro (Assistance Publique Hôpitaux de Marseille, Marsella, Francia), recordó la siguiente anécdota: la intoxicación por ciguatera en una pareja de turistas franceses en Mauricio en 2010, explicando que se trató de un brote después de una fuerte tormenta tras consumir Variola louti.

Los síntomas remitieron al cabo de 4-7 semanas y les recomendaron evitar el alcohol y peces tropicales.

Pero un año después, disfrutando de vacaciones en Senegal, les ofrecieron pescado en un hotel y aunque al principio se negaron luego les convencieron explicándoles que allí no existía ciguatera.

Pues bien: se intoxicaron otra vez! con un barbudo (Polydactylus quadrifilis). Pero fueron los únicos clientes del hotel que desarrollaron síntomas demostrando que estaban hipersensibilizados. Todavía se desconocen los mecanismos que provocan la resurgencia de ciguatera en pacientes que ya la han contraído.

Las últimas ICHA incluyen una modalidad de charlas breves asociadas a un póster, en las que solo da tiempo a señalar los resultados más interesantes para atraer la atención sobre el trabajo. Y esto fue lo que hizo Ingrid Sassenhagen (Université du Littoral Côte d’Opale, Dunquerque, Francia) de manera simpática. Mostró imágenes de unos parásitos desconocidos que observó en diatomeas y cuando esperábamos que revelase qué eran nos espetó: «si quieren descubrir su identidad visiten el póster 244, gracias!«.

Colonias gigantes de Phaeocystis globosa como las de esta imagen aparecen en las costas de China desde 1997. Fuente: Lu Songhui (2016).

Sobre los métodos de mitigación de proliferaciones tóxicas citaré a Z. Yu (National Laboratory for Marine Science and Technology, Qingdao, China) quien explicó los riesgos que suponen los blooms de enormes colonias de Phaeocystis globosa cuando proliferan cerca de circuitos para la toma de agua en la refrigeración de centrales nucleares.

Para eliminarlas han ensayado la deposición de arcilla modificada (cargada positivamente para atraer las células) que consigue eliminar un 70-80% de las células –y las que quedan no crecen porque quedan dañadas-.

Dicho método también lo ensayaron con éxito para limpiar un lago afectado por un bloom de cianobacterias tóxicas (Microcystis aeruginosa) durante los juegos nacionales de China en 2005.

Mini-cerebros. Autores: Thomas Hartung &David Pamies (Johns Hopkins Center for Alternatives to Animal Testing and Organome, LLC) & Paula Barreras & Carlos Pardo (Division of Neuroimmunology and Neurological Infections, Johns Hopkins Hospital). Fuente: Scientific American.

Thomas Hartung (Johns Hopkins University, Baltimore, EEUU), dio una charla plenaria sobre modelos en estudios toxicológicos. Muy interesante. Destacó la creciente concienciación sobre la limitación de los ensayos sobre modelos animales (“no somos ratas de 70 kg”), y que las líneas celulares acumulan también modificaciones genéticas y están sujetas a artefactos de cultivo.

Planteó el desarrollo de modelos virtuales que recreen la complejidad de los pacientes humanos hacia un “paciente virtual personalizado”. Modelos matemáticos que eviten ensayos reales en animales y que hagan un cribado previo para recrear los resultados “in silico”.

En ese momento habló de los “mini-cerebros”: tejidos cerebrales creados en su laboratorio a partir de células madre humanas, que muestran actividad y establecen comunicación entre sus neuronas. Un modelo prometedor para estudiar enfermedades degenerativas o los efectos de diferentes sustancias neurotóxicas tales como las biotoxinas producidas por las microalgas.

Y ahora comentaré tres charlas que me provocaron especial intriga e interés…

Bora Lee antes de desvelar su secreto!. Autor: F. Rodríguez.

La primera de ellas tiene que ver con esta misteriosa imagen. En ella una estudiante de doctorado, Bora Lee (Chonnam National University, Corea del Sur) se pregunta ¿qué es?

Se refiere al corpúsculo rojo que aparece en algunas células de dinoflagelados tóxicos del género Ostreopsis durante los muestreos naturales.

Pues dicho y hecho. Aisló corpúsculos rojos de varios individuos de Ostreopsis y amplificó mediante PCR fragmentos de genes marcadores que le permitieron identificar su naturaleza. El resultado: algas rojas. Esto demuestra que Ostreopsis es mixótrofo y puede alimentarse de dichos organismos. La cuestión es cómo…

La segunda charla presentó un descubrimiento rompedor: la producción de vesículas extracelulares en dinoflagelados a cargo de Esther Garcés (ICM-CSIC, Barcelona, España).

Esther Garcés al comienzo de su charla sobre las vesículas extracelulares. Autor: F. Rodríguez.

En 2014 Biller y col., del laboratorio de Sallie W. Chisholm, demostraban por primera vez la liberación de dichas vesículas en microorganismos marinos (cianobacterias de los géneros Prochlorococcus y Synechococcus), con presencia de proteínas que aportarían quizás una fuente de alimento a otros microorganismos.

Asimismo también establecieron que esas diminutas estructuras esféricas (100 nm) poseían ADN y ARN, así que podrían suponer un mecanismo para la transferencia de genes, etc.

Su descubrimiento en dinoflagelados por parte de Esther Garcés y col. abre un campo nuevo de estudio en las microalgas tóxicas rebosante de cuestiones acerca de su papel en la ecología y dinámica de poblaciones, incluyendo patogenicidad, resistencia a infecciones, fuente de nutrientes, evolución y adaptación al medio…quien sabe!

La tercera charla mereció los aplausos del público durante la misma: tal fue el éxito que incluso le pedimos un bis al conferenciante para que volviese a poner «ése vídeo del que todos hablan» que tanto nos impresionó.

Heterocapsa circularisquama HCLG-1 infectada por el virus HcRNAV109. Microscopio electrónico de transmisión (A) Célula sana mostrando el núcleo (N), cloroplastos (Ch) y pirenoides (Py). (B) 48 h después de la infección con viroplasma (VP) y degradación de orgánulos. (C, D) el virus HcRNAV109. Fuente: Tomaru y col. (2004).

K. Nagasaki (Kochi University, Kochi, Japón) demostró que es posible aislar manualmente! el núcleo de un dinoflagelado nocivo (Heterocapsa circularisquama) infectado por virus.

El vídeo formaba parte de un trabajo todavía sin publicar y fue uno de los revisores quien solicitó una evidencia visual sobre lo que aseguraban haber conseguido: aislar el núcleo de Heterocapsa con una micropipeta de vidrio.

Sin palabras. Solo aplausos.

Y por si fuera poco, las imágenes de microscopía de barrido que mostró K. Nagasaki con las células de Heterocapsa infectadas y el detalle de los virus fueron igualmente impactantes por su detalle y calidad. Im-pre-sio-Nantes.

Para terminar, entre los premios que se entregaron destacaré uno en particular.

Beatriz Reguera, de nuestro grupo de investigación del IEO de Vigo, recibió el premio Yasumoto que reconoce su contribución a lo largo de la carrera profesional al conocimiento sobre algas nocivas y ficotoxinas, así como los servicios prestados a la ISSHA.

Y con esta imagen de grupo al término de la conferencia les dejo. Espero que les haya interesado y aprovecho para desearles Felices Fiestas y Año Nuevo.

Nos vemos en 2019.

Referencias:

-Biller S.J. y col. Bacterial Vesicles in Marine Ecosystems. Science 343:183-186 (2014).
-Glaizal M. y col. Ciguatera contracted by French tourists in Mauritius recurs in Senegal. Clinical Toxicology 49(8):767 (2011).
-Selander E. y col. Predator lipids induce paralytic shellfish toxins in bloom-forming algae. PNAS 112(20):6395-400 (2015).
-Songhui L. Phaeocystis globosa: a giant colonial harmful species in the WESTPAC waters. WESTPAC HAB Workshop 2016. Disponible en iocwestpac.org
-Tomaru Y. y col. Isolation and characterization of two distinct types of HcRNAV, a single-stranded RNA virus infecting the bivalve-killing microalga Heterocapsa circularisquama. Aquat. Microb. Ecol. 34(3):207-218 (2004).

 

Un mar de Verne #5: mareas rojas, mares de leche y ardora

Imagen de portada: ilustración de Andrés Meixide para «Jules Verne e a vida secreta das mulleres planta» [Ledicia Costas, 2015]

Hoy termino la saga dedicada a Verne con 3 historias que me quedaban por relatarles de la novela «20.000 leguas de viaje submarino», con el mar y las algas como protagonistas.

El pasado viernes 30 de noviembre di nuevamente esta charla sobre Verne, dividida aquí en 5 entradas, gracias a la invitación de GCiencia.

Fue en el Museo Marco de Vigo con motivo de la Semana de la Ciencia, aunque no fue la charla de siempre: sólo hablé de 20.000 leguas e incluí un hecho histórico sucedido en 1915 en el Puerto de Vigo relacionado luego con las mareas rojas y la primera campaña oceanográfica en las rías gallegas. De esta anécdota histórica les hablaré en otra entrada: hoy toca despedir a Monsieur Verne.

Eran cinco historias y hoy continuamos con la tercera…

3/5 Una marea roja en el mar Rojo

Todavía recuerdo el salto que di en el sofá y la emoción cuando leí este capítulo. Mientras el Nautilus se adentra en el mar Rojo, Nemo y Aronnax inician una conversación sobre el origen de su nombre y la ocurrencia de mareas rojas en él. Es un diálogo tan maravilloso que siempre pido la participación del público para representarlo:

N: Mi opinión personal, señor Aronnax, es la de que hay que ver en esta denominación de mar Rojo una traducción de la palabra hebrea «Edom», y si los antiguos le dieron tal nombre fue a causa de la coloración particular de sus aguas.
A: Hasta ahora, sin embargo, no he visto más que agua límpida, sin coloración alguna.
N: Así es, pero al avanzar hacia el fondo del golfo verá usted el fenómeno. Yo recuerdo haber visto la bahía de Tor completamente roja, como un lago de sangre.
A: Y ese color ¿lo atribuye usted a la presencia de un alga microscópica?
N: Sí. Es una materia mucilaginosa, de color púrpura, producida por esas algas filamentosas llamadas Tricodesmias, tan diminutas que cuarenta mil de ellas apenas ocupan el espacio de un milímetro cuadrado. Tal vez pueda verlas cuando lleguemos a Tor.
A: No es ésta, pues, la primera vez que recorre el mar Rojo a bordo del Nautilus.
N: No.

C.G. Ehrenberg (1795-1876). Autor: E. Radke. Fuente: Wikimedia Commons.

¿Por qué menciona Nemo la bahía de Tor? pues porque el autor conocía la descripción de Trichodesmium erythraeum publicada en 1830 por un ilustre naturalista alemán, Christian G. Ehrenberg.

Conseguí una copia de dicho trabajo gracias a mi colega Uxía Tenreiro (biblioteca IEO de Vigo), y traduje los párrafos sobre Trichodesmium del alemán al español con el traductor de Google.

El texto es descriptivo con un estilo literario propio de los trabajos científicos de la época, una joya. Ehrenberg comenta que el 10 de diciembre de 1823 el mar estaba en calma más allá de una barrera de arrecife pero en el interior de la bahía de Tor se encontraba teñido completamente de rojo.

Se acercó a la orilla en bajamar con un frasco de cristal y recogió muestras de aspecto fangoso entre las tenues olas de la bahía. En su tienda de campaña examinó los microorganismos y describió con precisión al responsable, la cianobacteria Trichodesmium erythraeum.

Luego, en la novela, cuando llegan a la altura de Tor, descubren efectivamente una marea roja !!

Si quieren saber más sobre Trichodesmium pueden consultar Relato de una marea roja en Tenerife.

4/5 Un mar de leche

Una noche en el Golfo de Bengala (océano Índico), ascienden a superficie y Aronnax describe la siguiente escena:

…el Nautilus, navegando a flor de agua, se halló en medio de un mar blanquecino que se diría de leche. […] Conseil no podía dar crédito a sus ojos y me interrogó sobre las causas del singular fenómeno.
-Es lo que se llama un mar de leche -le respondí-, una vasta extensión de olas blancas que puede verse frecuentemente en las costas de Amboine y en estos parajes.
-Pero ¿puede decirme el señor cuál es la causa de este singular efecto? Porque no creo yo que el agua se haya transformado en leche.
-Claro que no. Esta blancura que tanto te sorprendes es debida a la presencia de miríadas de infusorios, una especie de gusanillos luminosos, incoloros y gelatinosos, del grosor de un cabello y con una longitud que no pasa de la quinta parte de un milímetro.

Imagen de satélite de un mar de leche. Fuente: Miller y col. (2005).

Los mares de leche eran conocidos al menos desde el s.XVII a través de relatos de marinos que hablaban de visiones nocturnas surreales en las que la superficie del mar poseía un fulgor blanquecino a lo largo de áreas enormes.

La naturaleza del fenómeno era desconocida en época de Verne y la primera prueba visual no llegó hasta el año 2005 cuando Miller y col. publicaron «Detection of a bioluminescent milky sea from space».

Sólo les comentaré que los mares de leche no están asociados con microalgas como los dinoflagelados, sino con bacterias bioluminiscentes. La historia completa tal como la explico en la charla, y más detalles curiosos, la encontrarán en Bacalao en salsa bioluminiscente.

Se da la coincidencia, o no tanto, de que el mar de leche en la novela ocurre en el oceáno Índico, al igual que la imagen de satélite conseguida por Miller y col. El propio Verne menciona otros registros históricos que a buen seguro investigó (Amboine=Ambon (Indonesia, océano Pacífico)), y le sirvieron para introducir este hecho misterioso en el relato.

No debemos confundir los términos «mar de leche» y «mar de ardora«. Se refieren a fenómenos distintos y precisamente con la ardora termina la entrada de hoy.

5/5 Un mar de ardora

Una noche, navegando también por el óceano Índico, ocurre una escena que les deja boquiabiertos:

…el Nautilus pareció dormirse a unos metros tan sólo bajo la superficie. Sus aparatos eléctricos no funcionaban, y su hélice inmóvil le dejaba errar al dictado de la corriente […] Mis compañeros y yo fuimos entonces testigos de un curioso espectáculo. Los observatorios del salón estaban descubiertos […] y reinaba una vaga oscuridad en medio de las aguas […] Observaba yo el estado del mar en esas condiciones […] cuando el Nautilus se halló súbitamente inundado de luz. […] Advertí entonces una serie de relámpagos en medio de las capas luminosas […] había en ella una intensidad y un movimiento insólitos. ¡Se diría una luz viva! Y viva era, puesto que emanaba de una infinita aglomeración de infusorios pelágicos, de las noctilucas miliares, verdaderos glóbulos de gelatina diáfana, provistos de un flagelo filiforme…

Lo que Verne describe aquí es un espectacular mar de ardora, la bioluminiscencia verde-azulada producida por dinoflagelados heterótrofos denominados hoy en día Noctiluca scintillans. Hemos tratado en este blog tanto de las Noctilucas que no tengo mucho más que añadir sobre ellas y les animo a revisar entradas como Un mar de Noctilucas en la ría de Vigo.

Lo que sí les contaré es lo siguiente. Al llegar este momento en la charla recreo el instante de oscuridad a bordo del Nautilus y apagamos las luces de la sala mientras suena «Noctiluca» de Jorge Drexler. Dicha canción la compuso después de admirar una noche un «mar de Noctilucas» en Cabo Polonio (Uruguay), y se la dedica a uno de sus hijos en un vídeo inolvidable.

Su definición de Noctiluca me parece preciosa: «Brilla/Noctiluca/un punto en el mar oscuro/donde la luz se acurruca«.

La música de Drexler captura la emoción que produce este fenómeno de la naturaleza y es entonces cuando agito un balón de vidrio lleno de un cultivo con otro dinoflagelado: Alexandrium tamarense. El vídeo siguiente lo grabó Uxía Tenreiro en una de las charlas que di este verano en «O Cafeciño de Eloy», aunque les invito a disfrutarlo en directo si se vuelve a dar la ocasión el año que viene…

¿Y por qué no uso Noctilucas para la demostración? Ya me gustaría pero no las cultivamos en el IEO. Son heterótrofas y que yo sepa nadie ha conseguido establecerlas en cultivo indefinidamente en el laboratorio. En cambio muchos dinoflagelados fotosintéticos, como algunas especies del género Alexandrium, producen el mismo tipo de bioluminiscencia que las Noctilucas y son «fáciles» de cultivar con la luz y los nutrientes adecuados.

Para terminar, me gustaría agradeceros a todas y todos los que habéis podido asistir a las charlas sobre Verne a lo largo del año: en «La Pecera», «O Cafeciño de Eloy», el «Parque Náutico de Castrelo» o el Museo Marco. En La Pecera apenas había público: la cosa ha mejorado con el tiempo.

Museo Jules Verne en Nantes. Autor: F. Rodríguez.

Pero de entre todas, si tuviera que elegir una, me quedo con esa primera porque los que estabais allí fuisteis un público muy especial, sin referencia ninguna de lo que iba a contar. Sin vuestra presencia e interés aquella noche no habría habido una segunda.

Y cómo no! gracias a Verne, que sigue haciéndonos soñar con sus historias, despertando nuestra imaginación casi dos siglos después…

Referencias:

-Ehrenberg C.G. Neue Beobachtungen über blutartige Erscheinungen in Ägypten, Arabien und Sibirien, nebst einer Übersicht und Kritik der früher bekannten. Annalen der Physik 94(4):477 – 514 (1830).
-Miller S.D. y col. Detection of a bioluminescent milky sea from space. PNAS 102:14181-14184 (2007).

Sallie W. Chisholm y el secreto mejor guardado

[Imagen de Portada: S.W. Chisholm. Fuente: MIT News]

Sallie W. Chisholm con Mr. Obama en la entrega de la Medalla Nacional de Ciencia. Fuente: CBS News.

Lo prometido es deuda: aquí tienen la segunda entrada dedicada a una científica para su publicación en Oceánicas.

Me atrevo a decir que cualquiera que estudie el plancton, en especial desde el punto de vista de la ecología y la oceanografía, conoce muy bien su nombre y su trabajo.

Y si no es así no se preocupen, que desde hoy no pasa un día más sin que arreglemos este asunto.  

El 1 de febrero de 2013 el presidente de EEUU, Barack Obama, entregaba el galardón científico más importante del país, la Medalla Nacional de Ciencia (en Ciencias Biológicas), a Sallie W. Chisholm.

Ella misma confesó que fue el momento más álgido de su carrera. Pero la lista de premios y reconocimientos a su trabajo es larga y la pueden consultar en la web de su laboratorio: «The Chisholm Lab». Entre ellos yo destacaría el premio Ramón Margalef de Ecología (2013).

El galardón es muy original ya que representa a una microalga: Picarola margalefii (Cros & Estrada, 2004), un cocolitóforo descrito en el Mediterráneo.

El premio Ramón Margalef (Joyería Capdevila) y Picarola margalefii. Fuente: web.gencat.cat

El premio Margalef solo ha recalado en 2 mujeres a lo largo de las 13 ediciones celebradas hasta la fecha. Pero esta desproporción entre sexos no es exclusiva de dicho premio.

La propia Medalla Nacional de Ciencia de los EEUU, en la modalidad de Ciencias Biológicas, ha sido otorgada 144 veces. Si no me fallan los cálculos a 118 hombres y 26 mujeres (1963-2014).

Los premios son para quien los merece, por supuesto que sí. Pero esas 26 mujeres representan un ∼18% de galardonadas. La ciencia es un reflejo de la sociedad y de lo que consiguen hombres y mujeres con su esfuerzo. Cualquiera de nosotros sabe que no aportamos el ∼82% de los avances científicos así que en algo nos estamos equivocando. Hay que corregir este desequilibrio a todos los niveles y no solo en los premios que al fin y al cabo son consecuencia última de todo lo demás.

A sus 71 años Sallie (Penny) Chisholm continúa trabajando como profesora en el M.I.T. en Cambridge (Massachusetts). Sus contribuciones científicas pueden resumirse bajo la siguiente palabra: Prochlorococcus.

Prochlorococcus (MIT9215). Fuente: The Chisholm Lab.

Este organismo, una minúscula cianobacteria aislada en el mar de los Sargazos en 1988 (Chisholm y col. 1988), descrita formalmente en 1992 como Prochlorococcus marinus (Chisholm y col.), revolucionó completamente nuestra idea de las comunidades planctónicas marinas.

El propio Ramón Margalef dijo tras su descubrimiento: Això és realment el que ens faltava perquè tot quedi lligat [Esto es realmente lo que nos faltaba para que todo quede ligado; trad. de la glosa de Dolors Plana en la entrega del premio Margalef a Chisholm].

Nadie lo había encontrado porque no disponíamos de las herramientas adecuadas. Prochlorococcus estaba delante de nuestras narices, pero nadie lo alcanzó a ver hasta que a Chisholm se le ocurrió aplicar la citometría de flujo (una técnica utilizada en medicina), al estudio de muestras naturales de fitoplancton.

En 1980 Chisholm ya usaba citometría de flujo para estudiar los cultivos en su laboratorio, pero años después quiso ir más allá y estudiar muestras naturales en un buque oceanográfico.

Penny Chisholm hablando en TED (abril 2018, Vancouver, BC, Canada). No se la pierdan, es una charla maravillosa, más de 1 millón de visitas desde su publicación. Autor: Bret Hartman / TED. Fuente: TED Blogs.

Pero había un problema: los equipos de citometría no estaban diseñados para esa aplicación. Así que fue un joven investigador de su grupo, Robert Olson, quien modificó el instrumento. Lo que sucedió después forma parte de la historia de la oceanografía. De ello hablamos en «El Rey del Desierto».

El descubrimiento de Prochlorococcus hizo que Chisholm reorganizase su laboratorio para dedicarse en exclusiva a su estudio.

Sus trabajos han sido fundamentales para descubrir que Prochlorococcus marinus es el organismo fotosintético más abundante del planeta, su papel crucial en el ecosistema marino y la vida en general de nuestro planeta.

Posee una distribución global, alcanzando 100.000-400.000 células/mL en las zonas oligotróficas de los océanos, aunque disminuye bruscamente por encima de 40-45º de latitud. La propia Sallie Chisholm comenta en su charla TED «The tiny creature that secretly powers the planet«, que el peso estimado de las poblaciones de Prochlorococcus supera al de la humanidad. Su éxito reside en la existencia de diferentes ecotipos adaptados para explotar las condiciones de luz y nutrientes de toda la capa de agua iluminada del océano, desde la superficie hasta 150-200 metros de profundidad.

Esquema de la distribución vertical de ecotipos de Prochlorococcus de baja y alta luz (LL y HL), así como de sus relaciones filogenéticas. Fuente: Braakman y col. (2017)

Los ecotipos de profundidad son los más primitivos evolutivamente y a partir de ellos surgieron adaptaciones que permitieron a Prochlorococcus extender sus dominios hasta la superficie del mar.

Las nuevas herramientas moleculares y la posibilidad de secuenciar y analizar genomas completos han permitido en los últimos años enriquecer esta interpretación identificando una inmensa reserva genética compartida por el conjunto de Prochlorococcus (80.000 genes) muy superior al número de genes presentes en cada célula (2.000).

Para terminar, comentaré la idea central de uno de los trabajos más recientes de Chisholm junto a sus colegas Braakman y Follows (Braakman y col. 2017). Es una idea bella y simple: la coevolución entre Prochlorococcus y bacterias heterotrófas del grupo SAR11 (Pelagibacterales como Pelagibacter ubique).

Pelagibacterales (SAR11). Fuente: MicrobeWiki.

Ambos estarían involucrados en una relación mutualista.

A lo largo de la evolución Prochlorococcus ha ido aumentando su actividad metabólica y la excreción de carbono al medio. Y de ello se han aprovechado las bacterias SAR11 (los organismos más abundantes del plancton marino), que a su vez reciclan nutrientes y aportarían funciones beneficiosas para Prochlorococcus.

Se trataría de un ejemplo de la hipótesis de La Reina Negra (Morris y col. 2012) según la cual ciertas poblaciones de un ecosistema ahorran nutrientes esenciales perdiendo funciones que comparten con otros organismos. La estrategia es viable siempre y cuando no desaparezcan esos organismos.

Para entenderlo mejor, según Braakman, Follows y Chisholm, Prochlorococcus y SAR11 funcionarían como los cloroplastos y las mitocondrias de las células vegetales. Pero sin un organismo que los reúna sino viviendo libres en la inmensidad del océano.

Nota: esta entrada fue publicada hoy mismo, 13 de noviembre, en la web Oceánicas.

Referencias:

-Braakman y col. Metabolic evolution and the self-organization of ecosystems. PNAS E3091-3100 (2017).
-Chisholm SW y col. A novel free-living prochlorophyte abundant in the oceanic euphotic zone. Nature 334:340–343 (1988).
-Chisholm SW y col. Prochlorococcus marinus nov. gen. nov. sp.: an oxyphototrophic marine prokaryote containing divinyl chlorophyll a and b. Arch. Microbiol. 157:297–300 (1992).
-Cros L & Estrada M. Picarola margalefii, gen. et sp. nov., a new planktonic coccolithophore from NW Mediterranean waters . Scientia Marina 68 (supplement 1): 243-248 (2004).
-Morris JJ y col. The black queen hypothesis: Evolution of dependencies through adaptive gene loss. MBio. 3(2):e00036–e00012 (2012).
Páginas web:
http://web.gencat.cat/es/generalitat/premis/premi-ramon-margalef/galeria-de-premiats/2013.-sallie-w.-chisholm/

 

El blanqueamiento del nori

Imagen de portada: «Tostando una lámina de nori» (1864). Autor: 歌川国貞

Cultivar macroalgas para consumo humano es un concepto poco común en la cultura occidental. Relacionamos las algas con productos cosméticos, industria farmacéutica o aditivos alimentarios pero (con permiso del sushi) rara vez incluimos un plato con algas «visibles» en nuestro menú.

Puesto de venta en Puerto Natales (Chile) con algas secas (Cochayuyo: Durvillaea antarctica y Luche: Pyropia spp.). Autor: F. Rodríguez

Y sin embargo, 6 de los 7 billones de US$ que supone el mercado mundial de algas corresponden a la alimentación.

El sureste asiático concentra la práctica totalidad de su producción (99,6%), liderada por China, Indonesia, Filipinas, las dos Coreas y Japón.

Otro asunto es la captura de ejemplares salvajes, con Chile a la cabeza (42%), seguido de China (28%) y otros países en menor proporción como Canadá, Francia, etc.

Las algas forman parte habitual de la dieta en países asiáticos como Japón, donde el consumo de nori está documentado desde el s.VIII, aunque su cultivo data del siglo XVI y la elaboración de nori en láminas procede del s.XVIII, durante el período Edo (1603-1868). Sí, el de las estampas japonesas ukiyo-e como la gran ola de Kanagawa.

Ilustraciones originales de Pyropia californica (Fig. 5a-d). Autor: Agardh (1899). Fuente: Biodiversity Heritage Library.

El producto que conocemos como nori –y que sirve para elaborar los rollitos de sushi– consiste en láminas secas de algas rojas antes incluidas en el género Porphyra, como P. yezoensis y P. tenera. Esta clase de nori supone ∼30% de la producción acuícola de algas en Japón.

Sutherland y col. (2011) rebautizaron la mayoría de especies de Porphyra en base a datos genéticos transfiriéndolas a Pyropia, un antiguo género creado por J. Agardh (1899) para Pyropia californica.

A menudo leemos o escuchamos sobre el blanqueamiento y la muerte del coral debido al aumento de temperatura en el mar. Pero en países asiáticos como Japón también preocupan las consecuencias de otro tipo de blanqueamiento: el del nori.

Se trata de un fenómeno completamente distinto, del que son responsables las diatomeas, y que se ha ido agravando en algunas zonas de producción con la mejora de las condiciones ambientales.

Sorprendente, ¿verdad? Pues aquí tienen la explicación.

El mar interior de Seto, en el sur de Japón, es una de las zonas más industrializadas y pobladas del país con 30 millones de habitantes, que además concentra una intensa actividad acuícola ligada al pescado, marisco y las algas.

Cultivos de ostras en el mar interior de Seto. Fuente: Alamy

La presión antropogénica provocó la eutrofización del mar de Seto y ese exceso de nutrientes –positivo para el cultivo de macroalgas– conllevó también desde los 60′ un aumento exponencial de las proliferaciones tóxicas e ictiotóxicas de fitoplancton («fish killer algae«), así como otras no tóxicas pero nocivas porque la descomposición masiva de sus mareas rojas consume y puede agotar el oxígeno del agua.

Dichos blooms alcanzaron su «máximo esplendor» en 1976, con 299 proliferaciones !!

Las autoridades promulgaron en 1973 una ley especial para el mar de Seto con la intención de atajar el desastre socioeconómico y medioambiental.

Fuente: Abo y col. (ICES CM2012/Q:16). Fuente: ICES.

Y fue bastante efectiva: las descargas de compuestos orgánicos con alta Demanda Química de Oxígeno (DQO, indicador de contaminantes) se redujeron a menos de la mitad en 1997 y continúan bajando hasta el presente. También las proliferaciones nocivas de fitoplancton: unas 100 al año.

Aunque la caída de nitrógeno inorgánico disuelto ha conllevado un descenso paralelo en la producción de nori.

Entre las especies de fitoplancton nocivas en el Mar de Seto destacaban -y destacan- dinoflagelados como Karenia mikimotoi, Heterocapsa circularisquama, Margalefidium polykrikoides y rafidofíceas de los géneros Chattonella y Heterosigma.

Coscinodiscus sp. Imagen de microscopía electrónica de barrido (CACTI, UVIGO). Autor: F. Rodríguez.

Pero dichos organismos no son los culpables del deterioro y blanqueamiento del nori, sino las proliferaciones entre otoño y primavera de diatomeas como Chaetoceros, Eucampia, Coscinodiscus, Thalasiossira, Skeletonema y Rhizosolenia.

El mismo problema sucede en otro mar cercano, el de Ariake, esta vez por culpa de proliferaciones invernales de la diatomea Asteroplanus karianus.

Si bien el descenso de nutrientes ha disminuido las proliferaciones y mareas rojas de rafidofíceas y dinoflagelados, en contrapartida las diatomeas han progresado gradualmente en algunas regiones del mar de Seto como Harima-Nada. 

En los 80′ eran los blooms de Coscinodiscus wailesii pero a mediados de los 90′ se unió una nueva invitada a la fiesta: Eucampia zodiacus. Las diatomeas «florecen» en Harima-Nada entre enero y abril, cuando las condiciones de nutrientes y turbulencia en la columna de agua son adecuadas para el crecimiento de sus poblaciones.

Gracias a la ley de 1973 se redujo el aporte de nutrientes antropogénicos, y al mismo tiempo la temperatura media ha aumentado en el mar de Seto 0.042 °C al año entre 1974-2008. Puede parecer poco pero si multiplican por 35 años el resultado es 1,5 °C. Y el aumento de temperaturas e inviernos más suaves también benefician a las diatomeas.

Eucampia zodiacus. Fuente: Phytopedia.

Sus proliferaciones son como el caballo de Atila: por donde pasan no crece la hierba, bueno en este caso el nori, porque compiten eficazmente por los nutrientes. Llegan a agotarlos durante la época de cultivo y cosecha del nori, afectando a su crecimiento y provocando su deterioro y blanqueamiento, con serios perjuicios económicos.

Los blooms de E. zodiacus en Harima-Nada han agravado el problema convirtiéndose en la causa principal de blanqueamiento del nori.

Sin embargo, existe una característica del ciclo de vida en las diatomeas que podría servir para predecir su proliferación, gestionar mejor el cosechado del nori y reducir el impacto del blanqueamiento.

La reproducción asexual en las diatomeas reduce a lo largo del año el tamaño promedio de las células. Cuando alcanzan un umbral mínimo de talla se induce la reproducción sexual y en el caso de Eucampia zodiacus y Harima-Nada se ha observado que la población recupera su talla máxima en otoño.

Pues bien, Nishikawa & Imai (2011) descubrieron una correlación negativa entre la abundancia de E. zodiacus en otoño (en promedio desde la fecha donde aparecen las primeras células grandes hasta la recuperación de la talla máxima de la población) y el período en días hasta el bloom de invierno/primavera, responsable del blanqueamiento del nori.

Evolución del tamaño celular de Eucampia entre 2002-2008 en una estación en Harima-Nada (mar de Seto). Fuente: Nishikawa & Imai (2011).

Suena lógico: a menor población inicial, menor inóculo y más tardarán en proliferar las diatomeas (entre 50-150 días en función del año).

Y el dato de interés para comenzar la cuenta atrás del bloom lo señala como un reloj el regreso a la talla máxima de Eucampia, en concreto la fecha en la que la proporción de células pequeñas vs. grandes es 1:1.

Para terminar les mencionaré una de las medidas de prevención del blanqueamiento del nori (adecuada según modelos matemáticos) en algunas zonas de producción: vertidos locales de aguas residuales desde plantas depuradoras. En fin…

Referencias:

-Imai I & col. Eutrophication and occurrences of harmful algal blooms in the Seto Inland Sea, Japan. Plankton Benthos Res. 1: 71-84 (2006).
-Nayar S & Bott K. Current Status of Global Cultivated Seaweed Production and Markets. World Aquaculture, pp. 32-37 (June 2014).
-Nishikawa T & col. Nutrient and Phytoplankton Dynamics in Harima-Nada, Eastern Seto Inland Sea, Japan During a 35-Year Period from 1973 to 2007. Estuaries and Coasts 33:417-427 (2010).

La gran ola de Kanagawa. Autor: Katsushika Hokusai (1826-1833). Fuente: Wikimedia Commons.

-Nishikawa T & col. Long time-series observations in population dynamics of the harmful diatom Eucampia zodiacus and environmental factors in Harima-Nada, eastern Seto Inland Sea, Japan during 1974–2008. Plankton Benthos Res. 6: 26-34 (2011).
-Nishikawa T & col. Prediction of the occurrence of bleaching in aquacultured «nori» by the harmful diatom Eucampia zodiacus. Nippon Suisan Gakkaishi 77:876-880 (2011).
-Shikata T & col. Effects of temperature, salinity, and photosynthetic photon flux density on the growth of the harmful diatom Asteroplanus karianus in the Ariake Sea, Japan. Fish. Sci. 81:1063-1069 (2015).
-Sutherland JE & col. A new look at an ancient order: generic revision of the Bangiales (Rhodophyta). J. Phycol. 47:1131-1151 (2011).

Sylvia Earle y su premio azul

[Imagen de portada: Mission blue. TED blog]

Susana Darriba en el INTECMAR (Xunta de Galicia). Autor: O. Vífer. Fuente: La Voz de Galicia.

La idea de esta entrada fue de Susana Darriba Couñago, jefa de la unidad de patología del Intecmar y compañera mía de clase en la 1ª promoción de Ciencias del Mar en la Universidad de Vigo.

Susana es también autora de un Atlas de histopatología (Atlas de histopatoloxía: moluscos bivalvos mariños de Galicia, 2016) consultado por especialistas de todo el mundo (La Voz de Galicia, 18-XII-2017).

Ella fue quien me planteó a finales de agosto escribir una entrada sobre Sylvia Earle aprovechando un acontecimiento especial.

Y después de cruzarnos varios emails aquí tienen el resultado final, dos entradas dedicadas a científicas que han revolucionado nuestro conocimiento de los ecosistemas marinos: Sylvia Earle y…a la segunda la conocerán en la próxima entrada!

Antes enviamos los textos a nuestros colegas Ana Morillas y Pablo Lozano por si les interesaban para publicar en Oceánicas y aceptaron encantados nuestra colaboración. Gracias!

Oceánicas es un proyecto del IEO cofinanciado por la FECYT, cuya finalidad es dar a conocer el trabajo y la relevancia de la mujer en los estudios de oceanografía a través de científicas actuales y del pasado.

Así pues colgaremos las entradas en este blog a continuación de Oceánicas. La primera ya se publicó ayer, aquí tienen el enlaceY ahora la versión en fitopasión: con ella les dejo, agradeciendo a Susana su dedicación para preparar esta entrada tan bonita!

Sylvia Earle y su premio azul

[por Susana Darriba]

El próximo 19 de octubre se entregarán los Premios Princesa de Asturias 2018, evento que otros años me era totalmente diferente; pero que este año tiene un matiz muy especial para todos los que sentimos pasión por el mar, su fauna, su flora y todo lo que engloba esa ciencia moderna denominada “Oceanografía”.

Sylvia Earle. Autor: Al Giddings. Fuente: myhero.com

Este año, el Premio de la Concordia es para una oceanógrafa con mayúsculas: “Sylvia Earle” (Fundación Princesa de Asturias), la Dama de las Profundidades (Her Deepness) o la Juana de Arco de los océanos, como la llama James Cameron.

Sirva pues este premio para dar a conocer a una persona que ha entregado su vida, no sólo al estudio de los océanos, sino a ponerle voz y hacernos llegar una llamada de auxilio que es imposible no escuchar.

Sylvia Alice Earle nació en 1935 en New Jersey y su familia se trasladó a vivir a Dunedin (Florida) a una casa al lado del mar cuando ella tenía 12 años. Fue allí donde entró en contacto con el medio marino. Empezó curioseando la fauna y la flora que arrastraba la marea y a lo largo de su vida fue explorando el mar cada vez más adentro y más abajo.

A los 17 años hizo su primera inmersión y desde entonces no paró de seguir saciando su curiosidad, lo que se ha traducido en la generación de conocimiento y tecnología a disposición de la humanidad para mirar a los océanos de otra forma.

Según nos cuenta en el magnífico documental que ha elaborado Netflix donde se recoge su vida y su obra (aquí tenéis el tráiler: YOUTUBE), sus referentes para lanzarse a la exploración submarina fueron Willian Beeb a través de su libro “Half Mile Down” (thescientist.com) y Jacques Cousteau, del que Sylvia dijo “He got me in the water”.

Sylvia Earle. Fuente: Mission blue.

Son tantas las experiencias, proyectos, expediciones y vivencias que esta mujer acumula en su biografía, que cuesta creer que sólo tenga 83 años (¡más de 7000 horas bajo el mar!).

En 1964 formó parte de la primera expedición que exploró los fondos marinos de las Islas Seychelles. El mérito es todavía mayor si consideramos que fue la única mujer seleccionada para la expedición, junto a 70 hombres.

Dos años más tarde, en 1966, formó parte de la primera expedición que exploró los fondos de las Galápagos y en 1970 lideró el primer equipo de mujeres que permanecieron durante quince días viviendo en un laboratorio submarino (a 15 m de profundidad) (Tektite II Project).

A finales de los sesenta publicó su tesis doctoral sobre macroalgas del Golfo de México (“Phaeophyta of the Eastern Gulf of Mexico”), trabajo que destacó por ser el primer estudio de botánica marina tan amplio y detallado (¡recogió más de 20 mil muestras de algas!).

Su ambición por explorar nuevas zonas y llegar a donde nadie había llegado antes la llevó, en 1979, a ser la primera persona en caminar por el fondo del mar a 381 metros de profundidad (mission blue). Hito al que hay que añadir que era una mujer en un mundo de hombres en la sociedad americana de aquella época.

Sylvia Earle. Fuente: Mission blue.

Además de explorar y estudiar los mares, en los ochenta, Sylvia Earle también se embarcó en la aventura de diseñar, junto al ingeniero Graham Hawkes, su propio equipo de submarinismo. Así podría contar con dispositivos que cumplieran con sus objetivos, entre los que estaba bajar a fondos de más 1000 metros de profundidad. Nacía entonces la empresa “Deep Ocean Engineering”, que en 1985 dio como fruto el sumergible Deep Rover (mba.ac.uk), con el que se superaron los 1000 m de descenso.

Entre otros de los hitos de esta oceanógrafa, está el haber sido la primera mujer nombrada científica jefe de la Administracion Nacional Oceánica y Atmosférica de EEUU (NOAA) en octubre de 1990.

Y otra muestra de su firme determinación por la defensa de los océanos fue su dimisión en 1992, tras su frustración ante la falta de acción de la administración Bush (nytimes, 19-I-1992). Según ella misma dijo, “Como ciudadana de a pie podré hacer y decir cosas que no son apropiadas para un alto funcionario del Gobierno de los Estados Unidos«.

Y de hecho, vaya si ha hecho y dicho cosas no siempre políticamente correctas…. Leyendo lo que cuentan de ella algunos de los que han tenido ocasión de conocerla, me imagino que es una de esas personas que arrollan por donde pasan y que no dejan impasible a nadie, cautivando allí donde va, no sólo con su presencia, sino con su discurso provocador.

Sylvia Earle en el Deep Rover. Fuente: Ocean Geographic Society.

Y fue así como, en 2006, consiguió poner en evidencia al creador de GoogleEarth (John Hanke) echándole en cara, precisamente en una conferencia en España que GoogleEarth estaba incompleto por no estar incluidos los océanos (blogs.agu.org, 16-III-2014; mission blue, 26-VII-2014).

La persistencia de Earle hizo posible que tres años más tarde el Google Earth 5.0 ya incluyera los océanos, tal y como nos muestran en este vídeo los propios protagonistas Sylvia y John.

Una biografía tan intensa como la de esta oceanógrafa incluye reconocimientos, menciones honoríficas y por supuesto premios. En mi opinión el premio más relevante de los que ha recibido es el “TED prize”.

Supongo que todos conocéis las charlas de www.ted.com (“ideas worth spreading”) y si aún no lo conocéis ya estáis tardando en entrar y buscar charlas adaptadas a vuestras aficiones o curiosidades (dudo que no encontréis ninguna que os interese y también alguna con las que discrepéis profundamente).

El caso es que el premio TED consiste en premiar “deseos para cambiar el mundo”. Entre 2005 y 2009 se concedían tres premios al año, dotados con 100 mil dólares para cada uno y desde 2010 sólo se concede un premio de 1 millón de dólares al año.

Sylvia Earle durante la entrega del premio TED. Fuente: TED Blog.

Pues bien, en 2009 la doctora Earle recibió uno de esos premios para cumplir el “deseo de proteger los océanos”, deseo que expresó en su charla de 18 minutos que no podéis dejar de ver (TED). Con el dinero del premio creó la Misión azul [https://mission-blue.org/] con la intención de conseguir una red mundial de áreas marinas protegidas.

“Mission blue” ha sido quizás la plataforma de difusión más efectiva de la figura de Sylvia Earle a nivel internacional, personaje que cuesta creer que haya permanecido casi desconocido en países como el nuestro, con un contacto tan intenso con el mar.

Sirva pues, el Premio Princesa de Asturias para dar a conocer su legado y que su figura sea tan conocida como la de otros científicos y la Oceanografía ocupe el nivel que merece a la altura de otras ciencias más antiguas y de reconocido prestigio.

Entre los argumentos más potentes, que Sylvia Earle utiliza, para sensibilizar al gran público sobre la importancia de los océanos para la supervivencia de la humanidad, está la producción del oxígeno que respiramos.

Todos tenemos interiorizado el papel de los bosques como pulmón del planeta; pero no somos conscientes de que más de la mitad del oxígeno que respiramos lo producen unos organismos microscópicos fotosintéticos que se encuentran en los océanos “el fitoplancton”.

Y así fue como se me ocurrió plantearle a mi colega Fran que hiciese sitio en su blog para formar parte de la “Misión azul” y remar junto a Sylvia Earle, para conseguir entre todos poner en evidencia que “en el mar empezó la vida y sin él nada pervivirá”.

Referencias:

Páginas web:
https://www.nrdc.org/onearth/joan-arc-submarine
https://www.nationalgeographic.com.es/mundo-ng/actualidad/sylvia-earle-exploradora-national-geographic-galardonada-premio-princesa-asturias-concordia_12843
http://www.achievement.org/achiever/sylvia-earle/
https://www.scubapro.com/deep-elite-ambassadors/Sylvia-Earle
https://www.britannica.com/biography/Sylvia-Earle

 

Fútbol y Ciencia

El 10 de octubre publiqué un tweet (@Lilestak) mostrando los presupuestos de equipos de fútbol y organismos públicos de investigación en España, Francia y Alemania. Ha provocado tantos comentarios e impacto que he decidido escribir esta entrada para confirmar que los datos son fiables y proceden de fuentes oficiales.

Fuente: Diario AS

Me gusta el fútbol y sigo tanto la liga española como las competiciones europeas. Nadie ignora que desde hace años los clubes españoles triunfan en Europa. De las últimas 15 ediciones, 8 Champions League las han celebrado en Cibeles y Canaletas. En la Europa League, 9 de 15 se han venido también para España. Si sumamos un título menor, las Supercopas de Europa (11 de 15), los equipos españoles han ganado el 62% de los títulos europeos desde 2003-04.

En España hay tradición y afición al fútbol pero estos resultados no dejan de ser sorprendentes.

O no tanto si vemos el presupuesto de dichos equipos y las estrellas internacionales que juegan en ellos.

Trabajo como científico titular en el IEO, un organismo público de investigación (OPI) aquejado de una seria crisis institucional, junto a otros problemas comunes al resto de OPIs. Esto ha llevado en 2018 a la difusión de manifiestos en defensa de los OPIs por parte de los trabajadores, y otras acciones en las que hemos denunciado la gravedad de la situación con amplia difusión en los medios de comunicación.

No profundizaré más en el tema. Para quien quiera hacerlo le recomiendo, p.ej., los reportajes de «La crisis de la ciencia española» en El País.

Tampoco entraré en detalles sobre las circunstancias que atraviesan otros actores del sistema público de I+D+i (CSIC y Universidades) porque las desconozco pero también soportan lo suyo. Contrariamente a lo que pueda parecer el dinero ayudaría pero no lo solucionaría todo ni mucho menos porque los problemas son estructurales.

La gestión y la organización de los recursos materiales y las personas en el sector público, al que pertenecen los organismos de investigación de los que he hablado, es francamente mejorable (excesiva burocratización, disminución y envejecimiento de las plantillas, carrera profesional estancada para los niveles técnicos y un largo etc). Los que estamos dentro del sistema lo sabemos y consideramos que nuestro deber es denunciar lo que percibimos que no funciona.

Para que la situación de la ciencia mejore en este país es necesario tomar medidas urgentes desde el gobierno y las propias instituciones.

Santiago Ramón y Cajal (izda.) y Severo Ochoa (dcha.). Fuente: cronicaglobal.elespanol.com

Ahora que tenemos un Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades soplan vientos (o brisas) de optimismo, pero las circunstancias políticas y económicas, y España no es ninguna excepción, no cambian de un día para otro. Quizás esto explique que España sólo tenga 2 premios Nobel científicos (en Medicina): Santiago Ramón y Cajal (1906) y Severo Ochoa (1959). O que ningún extranjero trabajando en laboratorios españoles lo haya conseguido.

En todo esto pensaba el 10 de octubre cuando se me ocurrió retomar una idea que me rondaba hace tiempo la cabeza. El éxito del fútbol y la crisis de la ciencia en España: sus cifras económicas como indicador del modelo de país en el que vivimos.

Así que recopilé los datos sobre los presupuestos (en millones de euros) de los 10 mayores equipos de la «Liga Santander» (2017/18). Y luego los correspondientes a los presupuestos del CSIC, el principal organismo de investigación de este país, junto a los de OPIs.

He de confesar que la comparativa salió peor de lo que esperaba!

Autor: F. Rodríguez (@Lilestak). Fuente de los datos: referencias al final de la entrada.

No contento con ello, en vez de mirar sólo al ombligo propio decidí comparar esta imagen con la de nuestros vecinos Francia y Alemania, con ligas de fútbol y equipos importantes, que atesoran sistemas de ciencia líderes en Europa y en el mundo. No fue difícil recopilar esos datos (de 2018 y en algunos casos 2017: ver referencias) y confrontarlos con los de España.

Y qué deprimente fue vernos al lado de ellos.

Para los más incrédulos (me hago cargo de que parecen increíbles), las fuentes de los datos están citadas al final de esta entrada. El gráfico es el mismo que publiqué en twitter. Sólo he añadido al INIA tal y como recordaba @eexposito1971 (53.5 M€) y al revisar las fuentes he actualizado datos de presupuestos con valores más recientes (de 2017 para Leibniz e INRIA, y 2018 para INSERM y Helmholtz).

El impacto en twitter ha sido enorme, mucho mayor de lo esperado. Y me alegro de que haya agitado conciencias igual que me sucedió a mí. Escogí el fútbol porque es una vara de medir que todos entendemos tal y como comentaba un tweet de @rmegiasrda.

También ha habido comentarios sobre la necesidad de igualar los ejes verticales, y aquí tienen esa segunda versión del gráfico…

Autor: F. Rodríguez (@Lilestak).

Creo que el contraste es tan demoledor que nadie, aunque podamos criticar las escalas y la proporcionalidad de los gráficos, puede dejar de sorprenderse al ver como FC Barcelona y Real Madrid golean al CSIC en España, mientras que los presupuestos de la Bundesliga alemana y la Ligue 1 francesa apenas despuntan al lado de los principales organismos públicos de investigación.

La Premier League es la primera potencia económica de las ligas de fútbol, pero aún así los presupuestos del UK Research & Innovation ascienden a 6.000 M£, multiplicando por diez (o más) a los denominados como «Big Six»: Manchester United (655M€), Manchester City (548M€), Chelsea (472M€), Arsenal (417M€), Liverpool (361M€) y Tottenham (288M€).

Con la publicación de los gráficos no pretendía plantear un falso dilema, fútbol (privado) vs ciencia (pública). No son excluyentes ni comparables. Pero llama mucho la atención comprobar de esta forma tan evidente el peso relativo de ambos asuntos entre dichos países.

Fuente de los datos: IEE-Eurostat. Autor: Idealista.com

Una de las mayores críticas que ha recibido el gráfico (@davidmasp) es que la comparación debería hacerse en relación al PIB de cada país.

España invierte un 1.2% del PIB en I+D, mientras que la media de la UE es del 2%. Reino Unido invierte 1.7%, Francia 2.2% y Alemania 2.9%. Ocupamos el puesto 17 dentro de la UE. Aún corrigiendo los gráficos según el PIB, esto seguiría sin tener un pase!

¿Qué piensan ustedes de todo esto? Yo al menos me sentiría más identificado con un país donde la investigación ocupase el lugar que se merece. 

Esta comparación tan sencilla entre el peso económico del fútbol y la ciencia de cada país es un signo más de que la investigación recibe un apoyo mucho más sólido por parte de gobiernos como Francia y Alemania, que reconocen la importancia de la ciencia para el presente y el futuro de sus países, mientras que en España la tibieza y desidia de los sucesivos gobiernos han dejado la ciencia en un estado deplorable e incluso eliminado un ministerio específico del mapa político en algunas legislaturas.

Fuente: Filmaffinity.

La comparativa me ha hecho recordar la famosa frase que todos hemos escuchado alguna vez en este país: «como en España no se vive en ningún sitio«. Se la decían al personaje de Carlos Iglesias al final de la película «Un franco 14 pesetas» (2006), acerca de los emigrantes españoles en Suiza y su cara era todo un poema, claro. 

Queridos gobernantes: la ciencia española no os importa o al menos no lo demostráis. Tampoco parece que os afecten las causas (ni las consecuencias) de la fuga de jóvenes investigadores y profesionales cualificados al extranjero, muchos de ellos formados en universidades públicas, que se integran en instituciones extranjeras de mayor envergadura que las nuestras y ofrecen la posibilidad de desarrollar una carrera científica que muchas veces se les ha negado.

No nos engañemos, ahí fuera también es difícil y a nadie le regalan el trabajo.

Pero si España invirtiese proporcionalmente al PIB lo mismo que Francia, Alemania o Reino Unido, seguiríamos presumiendo de fútbol por Europa, pero además tendríamos un país más moderno, generador de riqueza y de empleo de calidad, que atraería no sólo a millones de turistas, que está muy bien, sino que disfrutaría de una economía más próspera y un mayor bienestar de las personas. Y menos frustración para una generación que se ha formado con toda la ilusión y el esfuerzo del mundo sin el soporte adecuado para continuar una carrera profesional digna y acorde con su titulación académica.

Referencias:

Para el fútbol:
-Presupuestos «La Liga» 2017/18 (Diario As)
-Presupuestos «Ligue 1» 2018/19 (L’équipe)
-Presupuestos «Bundesliga» 2018/19 (Foxdeportes)
-Presupuestos «Premier League» 2017/18 (sportune.fr)
Para los organismos de investigación:
España:
-RTVE (03-IV-2018) «Los Presupuestos destinan 6.366 millones para ciencia este año, el 5,4% más que en 2017»
Francia:
-Presupuesto CNRS 2018 (cnrs.fr)
-Presupuesto CNES 2018 (cnes.fr)
-Presupuesto INSERM 2018 (inserm.fr)
-Presupuesto INRA 2018 (inra.fr)
-Presupuesto INRIA 2017 (inria.fr)
-Presupuesto IFREMER 2018 (ifremer.fr)
Alemania:
-Presupuesto Helmholtz Association 2018 (helmholtz.de)
-Presupuesto Leibniz Association 2017 (leibniz-gemeinschaft.de)
-Presupuesto Max Planck 2017 (mpg.de)
Reino Unido:
-Presupuesto UK Research & Innovation 2018 (ukri.org)

Historias de detectives

Tu natural afición a estar donde nadie te llama es lo que me tiene a mí muy consumido -dijo el comisario mirándome con ojos no tanto iracundos como extraviados- Ahora mismo te llevo al manicomio y te aseguro…y te aseguro…y te aseguro… […]
-¿Qué le ha dado?-le pregunté.
-Un par de somníferos-dijo el chino-.
[«El laberinto de las aceitunas». Eduardo Mendoza, 1982]

En las historias de intriga encontramos a detectives, espías y toda clase de personajes que no encajan en los cánones de buenos y malos, pero de los que nos encariñamos y cuesta despedirse al cerrar el libro o terminar la película.

En mi caso, de novelas recientes me quedo con el simpático mendigo y luego librero, Fermín Romero de Torres, de «La sombra del viento» (C.R. Zafón). Y del cine con el inolvidable personaje de Pablo Sandoval (Guillermo Francella), el ayudante alcohólico de Ricardo Darín en «El secreto de sus ojos«.

Aunque no lo parezca el tema de hoy tiene estrecha relación con las algas. No hablaremos de libros sino de dos series de televisión y de un caso real. Vamos primero con las series.

-CASTLE-

Richard Castle es un escritor de novelas de misterio que termina por trabajar con la detective Kate Beckett resolviendo entuertos diversos.

Beckett (Stana Katic) y Castle (Nathan Fillion), protagonistas de Castle (ABC Studios). Fuente: DNA India.

Entre ellos surge una historia de amor a lo largo de las 8 temporadas (2009-2016) que duró la serie.

Pues bien, el episodio 5×22 («El pichón y la codorniz«) comienza en un lujoso restaurante donde cenan unos empresarios. Antes de servirles la comanda se desliza una mano anónima en la cocina pulverizando un spray sobre uno de los platos.

Luego, uno de los comensales prueba el pichón, se marea y cae muerto babeando sobre la mesa.

El examen del cadáver no muestra señales de alergia alimentaria, pero tiene las pupilas dilatadas y exceso de saliva. Así que sospechan de una sustancia externa, es decir: de un veneno.

La víctima era un tiburón de los negocios que se forraba a base de liquidar empresas. En el análisis forense les cuesta descubrir el veneno porque no aparece en la lista estándar que manejan. Pero saben que se trata de un compuesto con efectos paralizantes y que actuó con una velocidad increíble.

Algunos de ustedes ya sospechan de qué veneno se trata, que les veo levantar el dedo!!

Finalmente lo identifican como un compuesto químico similar a la saxitoxina.

Alexandrium catenella es un dinoflagelado productor de neurotoxinas como la saxitoxina que citan en Castle. Autor: Pablo Salgado.

La forense explica que suele darse en los mariscos, pero no dice nada de las microalgas que la producen. Y luego añade que se trata de «una versión superpotente» distinta a la que ocurre en la naturaleza, que necesita de un laboratorio sofisticado para su síntesis.

Es un capítulo divertido porque Beckett se ve obligada a proteger las 24 horas a uno de los empresarios que estaba en la cena, Mr. Vaughn: millonario, filántropo, listo y guapo para desesperación de Castle.

Terminan por interrogar a una doctora en química por el M.I.T., jefa de investigación en un laboratorio universitario al que financiaba Vaughn para que desarrollen un antídoto contra la saxitoxina.

Y al final todo se descubre: el ideólogo del crimen era el propio abogado de Vaughn, que hacía inversiones ocultas con dinero de sus empresas y las estaba arruinando. La saxitoxina «superpotente» había salido del laboratorio de la doctora del M.I.T., que necesitaba saldar deudas familiares y había vendido la neurotoxina a un laboratorio rival, o eso le habían hecho creer…!!

-NCIS-

Esta serie de éxito de la CBS, todavía en antena, tiene un reparto mucho más coral. Nunca la he seguido demasiado, pero una tarde me pilló delante de la tele y atrajo totalmente mi atención. Era el capítulo 4×23 («El caballo de Troya») y comenzaba también con una muerte inesperada.

El segundo por la izquierda es Ducky, a su derecha Abby, y en el centro Gibbs (Mark Harmon). Fuente: Lightbox.

Un visitante llega en taxi al puesto de control del NCIS (el Servicio de Investigación Criminal de la Marina) pero no llega a identificarse ante la guardia en la entrada. Permanece inmóvil, fulminado en el asiento trasero del coche. Se trata de un ciudadano yemení.

El jefe de medicina forense, Ducky (David McCallum), dictamina que murió muy rápido con el coche en marcha y sin que el taxista parlanchín se enterase siquiera. Las causas de la muerte no son evidentes a partir de la autopsia: no hay signos de violencia o enfermedad, ni tampoco falleció por un infarto. El director en funciones (Gibbs (Mark Harmon)), comenta que podría tratarse de un envenenamiento.

Para confirmarlo, Abby (Pauley Perrete), se encarga de los análisis de sustancias tóxicas y utiliza la espectrometría de masas para identificar el posible veneno.

Finalmente el espectrómetro comienza a pitar como si fuese una tetera y en la pantalla vemos el resultado de los análisis: coincidencia de 100% con…SAXITOXINA !!.

Fotograma donde se muestran los resultados de la espectrometría de masas. Fuente: NCIS (4×23).

Incluso vemos fugazmente la fórmula molecular (C10H17N7O4), aunque el pico de masas del espectro es de 272 unidades y eso no encaja exactamente con la saxitoxina.

El peso molecular de la saxitoxina es 299 y su fragmentación en espectrometría de masas no produce ningún pico con ese valor, que yo sepa.

Ese pico de 272 corresponde con la dcNEO (decarbamoilneosaxitoxina) cuya fórmula molecular es distinta a la que observamos en la imagen. Pero bueno, no está del todo mal porque la dcNEO es un análogo de la saxitoxina.

Abby menciona que se trata de una neurotoxina que se encuentra en casos de envenenamiento paralizante por marisco. Luego se reúne con Gibbs y Ducky, quien suelta un discurso de lo más divulgativo e interesante:

La saxitoxina es producida por un organismo unicelular que prolifera en los meses cálidos. Lo comen ostras, almejas, mejillones y es el responsable de un fenómeno mortal conocido como marea roja. El veneno interrumpe los impulsos eléctricos que van al cerebro y el cuerpo básicamente se olvida de respirar, de vivir. Y es prácticamente indetectable […] seis décimas de un miligramo pueden matar a un adulto, ese nivel se corresponde pues, por ejemplo, con un fugu mal preparado.

Pez globo (fugu). Fuente: animalgourmet.com

Ducky está en lo correcto porque la dosis letal media (LD50) de la saxitoxina y la tetrodotoxina (el veneno que contiene el pez globo llamado fugu), son idénticas. Y efectivamente, la ingesta de 0.6 mg de saxitoxina es letal en humanos.

Pero el estómago de la víctima estaba vacío y Abby recuerda que los niveles de toxinas eran 100 veces superiores a los que podría tener tras una intoxicación por marisco: «no hay nada en la naturaleza con una concentración tan alta«.

Y ahora es cuando casi me caigo del sofá porque Ducky añade «en los años 50 sintetizaron una píldora suicida usando almejas gigantes contaminadas«. Gibbs pregunta ¿quién?, y Ducky responde «nuestros amigos de la CIA«.

En efecto, la conversación está basada en hechos reales. Las referencias a la CIA y el uso de la saxitoxina con fines militares son ciertas y las podemos encontrar en diversas fuentes. Esta es la historia resumida:

A mediados del s.XX la CIA se dedicó a aislar saxitoxinas de Saxidomus gigantea, almejas de gran tamaño conocidas como «butter clams«. Su interés era, entre otros, fabricar «píldoras suicidas» para sustituir a las de cianuro que se administraban a militares en la Segunda Guerra Mundial. Si te capturaban y la cosa pintaba mal ahí la tenías, por si acaso.

Saxidomus gigantea. Autor: D. Cowles. Fuente: inverts.wallawalla.edu

Las píldoras de saxitoxina (designada como arma química TZ) actuarían tan rápido que no habría tiempo de salvar a quien las tomase.

Pero además de pastillas también pretendían desarrollar armas, como una pistola de aire comprimido que disparaba dardos metálicos envenenados con el diámetro de un pelo.

Otra variante eran los dardos manuales para incapacitar terroristas y perros guardianes en embajadas extranjeras. Pero no hay ninguna prueba de que las saxitoxinas fuesen utilizadas en operaciones militares de los EEUU.

En 1969 el presidente Nixon prohibió el desarrollo y empleo de armas biológicas y la CIA destruyó sus arsenales de saxitoxina en 1970. O al menos eso dijo, porque en 1975 en una comparecencia en el Senado la CIA reveló que había conservado parte de las reservas en sus laboratorios, unos 11 gramos en botellas etiquetadas como «shellfish toxin». Su aislamiento había sido muy costoso y alguien pensó que era un crimen destruirla.

De hecho, un farmacólogo de la Universidad de Yale (Murdoch Ritchie) pidió en 1975 que no se destruyesen las reservas de saxitoxina porque el fin de los usos militares había impedido acceder a estándares de alta pureza para investigaciones de medicina sobre enfermedades del sistema nervioso.

No he conseguido averiguar qué pasó, únicamente que las reservas se destruyeron o se repartieron con fines de investigación. Todavía no disponemos de un antídoto contra las saxitoxinas, pero dichos compuestos siguen siendo de gran interés en campos de investigación como la farmacología y neurofisiología.

Y para terminar, un asunto real pero mucho más divertido: algas ayudando a capturar a un fugado de la policía.

El fugado rescatado. Fuente: The Washington Post (5-IX-2018).

La noticia parece broma pero la publicó «The Washington Post» el 5 de septiembre y me la envió mi colega Esther Garcés. El título lo dice todo: «Suspect flees from police into toxic Florida algae — then desperately pleads for their help«.

Un joven de 22 años, Abraham Duarte, fue detenido en su coche por exceso de velocidad, y tuvo la brillante idea de salir corriendo para luego tirarse a un canal y huir nadando hacia la otra orilla. Pero no lo consiguió.

El canal estaba invadido por la proliferación de cianobacterias pestilentes procedentes del lago Okeechobee (Cianobacterias en la Costa del Tesoro).

Abraham había oído hablar de ellas, pero no imaginaba lo desagradable que es nadar y tragar agua de una pasta verde de Microcystis que se te mete por todos los orificios corporales. Inmediatamente dio la vuelta nadando hacia los agentes gritando que se moría! Y ahí terminó su escapada.

La proliferación de Microcystis. En el enlace pueden ver un vídeo con un testigo partiéndose de risa al recordarlo. Fuente: BBC News.

Lo sacaron del canal y una vez esposado le dieron un buen manguerazo. Fue ingresado en un hospital del que salió pronto, aunque con molestias respiratorias y digestivas.

Porque el pestazo debe ser fenomenal (olían como heces! confesó nuestro amigo), pero además se trata de cianobacterias tóxicas. Conviene protegerse con máscaras respiratorias si estás expuesto continuamente al aerosol que emana de ellas, no solo por el olor sino por tu propia salud.

Una lección que nunca olvidará: mejor entregarse a la policía que enfrentarse con Microcystis !!

Referencias:

-Cleanup of chemical and explosive munitions: location, identification and environmental remediation. Albright RD. Elsevier, 328 pp (2011).
-Salome P y col. Identification and separation of saxitoxins using hydrophilic interaction liquid chromatography coupled to traveling wave ion mobility-mass spectrometry. Journal of Mass Spectrometry 50:175-181 (2015).
Páginas web:
https://www.clearsynth.com
http://www.aarclibrary.org

 

Un mar de Verne #4: 20.000 leguas de viaje submarino

Imagen de portada: Kirk Douglas en 20.000 Leguas de viaje submarino (1954)

Hoy hablaremos de 20.000 leguas de viaje submarino, uno de los «viajes extraordinarios» de Verne con el que niños y adultos de todo el planeta hemos soñado navegar en el Nautilus.

Esta entrada iba a cerrar una serie de cuatro dedicada a Verne. Pero esta novela da para mucho y necesitaré una entrada más. Así que pónganse cómodos y retrocedamos hasta el año 1866.

Cae la noche en el Pacífico al sur del Japón y un submarino entra en escena perseguido por un buque de guerra norteamericano.

Desde ese instante el Nautilus ya es mágico. Deja tras de sí una estela fosforescente mientras intenta darle caza la fragata Abraham Lincoln tomándole por un narval que ataca buques por todo el mundo.

En la persecución caen al agua el arponero Ned Land, el profesor Pierre Aronnax (alter ego de Verne) y su criado Conseil. Se aferran al Nautilus y una vez dentro de él emprenden un fascinante viaje como prisioneros en una jaula de oro, a las órdenes del capitán Nemo.

Pues bien, les relataré cinco historias relacionadas con las algas: dos de ellas hoy y tres más en la quinta entrada. No aseguro que sea la siguiente porque nunca se sabe…

1/5 Los usos de las algas a bordo

Nemo había renunciado al contacto con la humanidad, así que todo lo que utilizan en la vida diaria lo produce el océano y dependen exclusivamente de él para subsistir. Este es para mí uno de los grandes logros de la novela: el universo marino que lo envuelve todo.

Porphyra laciniata (Fuente: botany.natur.cuny.cz) y hojas de Nori (Autora: Alice Wiegand. Fuente: Wikimedia Commons)

Y respecto de las algas empezaré por las que aparecen en la comida. Los cocineros del Nautilus preparan crema azucarada elaborada a partir de «los grandes fucos del Mar del Norte«. Con esto se refiere Verne a grandes algas pardas como el «kelp de azúcar» (Saccharina latissima).

La novela menciona que comen Porphyra laciniata. Las Porphyras, también llamadas algas nori, se utilizan para elaborar las hojas de los rollitos de sushi. Y también prueban la Laurentia pinnatifida, conocida como dulse pimienta por su regusto picante.

Nemo es aficionado a beber agua con gotas de un licor fermentado a la usanza Kamchatkiana a base del alga roja «Rodymenia palmeada» (Palmaria palmata). Sus invitados también lo prueban…

Nemo (James Mason) encendiendo un cigarro de algas en la película sobre la novela dirigida por Richard Fleischer (1954).

Y efectivamente, dicho licor existe o existió en el pasado. En un libro reciente encontré referencias a un licor con un sabor «a diablos» elaborado por nativos de Kamchatka utilizando Palmaria (Fleurence & Levine 2016).

Pero además de alimentos, en el Nautilus también fabrican perfumes destilando plantas marinas que es como Verne se refiere a menudo a las algas.

El capitán Nemo fuma cigarrillos de…algas con nicotina! Esto aparece incluso en la libérrima adaptación al cine producida por Disney en 1954. Pero por ahí sí que no paso, las algas no tienen nicotina.

En el gran salón del Nautilus hay un gabinete de historia natural a semejanza de los que surgieron en el siglo XIX, y que fueron el origen de grandes museos posteriores tal y como explicó Jesús Troncoso (catedrático de la UVIGO) en su charla sobre Verne el pasado 9 de mayo (La Pecera, Vigo).

En dicho gabinete el profesor Aronnax descubre fascinado toda clase de organismos marinos: conchas de moluscos incluyendo una gigantesca Tridacna con un surtidor, corales y también como no! un herbario de algas que «aunque disecadas, conservaban sus admirables colores«. Verne cita muchas de ellas de manera coloquial:

Entre tan preciosos hidrófitos llamaron mi atención los cladostefos verticilados [Cladostephus verticillatus], las padinas pavonias [Padina pavonica], las caulerpas de hojas de viña, los callithammion graníferos, las delicadas ceramias [Ceramium] de color escarlata, las agáreas en forma de abanico, las acetabularias, semejantes a sombreritos de hongos muy deprimidos, que fueron durante largo tiempo clasificados como zoófitos, y toda una serie de fucos.

Una de las estatuas en homenaje a los buzos del Nautilus que existen en la ensenada de San Simón (Ría de Vigo). Autor: Jorge Hernández.

Pero aún hay más. El papel del diario de viaje que escribe Aronnax está hecho de Zostera marina.

La Zostera es una planta acuática, no un alga, y forma ecosistemas de gran valor ecológico en zonas como el interior de la ría de Vigo (la ensenada de San Simón), que el propio Nautilus visita en 1868 en el capítulo «La bahía de Vigo» para recoger los lingotes de oro de los galeones de Rande.

Además, el jergón en el que duerme Aronnax también está hecho de Zostera. Y esto, a diferencia del papel, sí fue un uso real.

En la época preindustrial las fibras de Zostera se utilizaban por ejemplo en Francia, para elaborar embalajes y jergones (de Buen, 1893).

La Zostera y seres marinos asociados a ellas. Fuente: galiciasustentable.org

Estamos en 2018, 150 años después de la visita del Nautilus a Vigo y aunque la novela no lo menciona ¿por qué no? quizás aprovecharon para cosechar Zosteras de la ría para sus usos a bordo.

Esa habría sido una de las grandes diferencias entre aquella ría de Vigo y la actual: las praderas de Zostera han disminuido mucho debido a la actividad antropogénica (rellenos, fondeos, contaminación, etc).

Comparación de dos horizontes de Sacchorriza en las islas Cíes (años 2012 y 2014). Fuente: Servicio de seguimiento de Comunidades Biológicas en la zona intermareal y submareal del PNIAG (Hernández J, Garci ME & Regueira M).

Y esto son malas noticias. Su papel es fundamental para preservar la biodiversidad y salud de los ecosistemas costeros ya que la Zostera supone para muchos animales un ambiente donde encontrar refugio, alimento y reproducirse, como los caballitos de mar o las sepias, que simbolizan un recurso económico muy importante en el interior de la Ría, en Redondela.

Otra de las grandes diferencias en la actualidad sería el retroceso de los bosques de algas pardas, por ejemplo Laminaria y Sacchorriza, que forman horizontes con individuos de gran tamaño en la zona submareal de costas expuestas como la entrada de la Ría de Vigo.

Su disminución, registrada también en otras zonas del norte de la península ibérica (Fernández 2011), se piensa que podría estar favorecida entre otros factores por el aparente aumento de temperaturas asociado al cambio climático en aguas costeras de dicha región.

2/5 El bosque submarino de la isla Crespo

¿Alguno de ustedes ha oído hablar de esta isla? Lo normal es que no, porque la isla Crespo no existe. Es una isla fantasma que el capitán español Crespo creyó descubrir en 1801 y que apareció durante décadas en los mapas, pero nunca más se volvió a encontrar…algo así como la leyenda de San Borondón en Canarias.

Pero si les pica la curiosidad hagan lo siguiente: busquen la isla Crespo en Google Maps…

Cazando en los bosques de la isla Crespo. Ilustración original de Alphonse de Neuville (1870), coloreada. Fuente: Pinterest.

El paseo por el bosque submarino de Crespo, en el Pacífico subtropical, es uno de los pasajes más memorables de la novela. Equipados con sus trajes de buzo emprenden camino hacia las profundidades que rodean la isla y Aronnax describe la sucesión vertical de algas:

«Veía flotar largas cintas de fucos, globulosos unos, tubulados otros, laurencias, cladóstefos de hojas finísimas, rodimenas palmeadas semejantes a abanicos de cactus. Observé que las plantas verdes se mantenían cerca de la superficie del mar, mientras que las rojas ocupaban una profundidad media, dejando el fondo a los hidrófilos negros u oscuros.»

Luego exagera hablando de que se han encontrado algas pardas (fucos) de más de 500 metros de longitud! y se permite una licencia literaria al describir la luz submarina a unos 100 metros de profundidad como un crepúsculo rojizo.

Y allí mismo sitúa Verne el linde del bosque submarino de Crespo donde destacan gigantescas nereocísteas, es decir, algas pardas conocidas como kelp, pertenecientes al orden Laminariales.

Y me quedé muy sorprendido al leerlo: ¿existen bosques de Kelp a esa profundidad? 

Pues en época de Verne eran desconocidos pero lo cierto es que sí existen. Bien entrado el siglo XX se descubrieron unas pocas y raras especies de Kelp profundas. Un ejemplo es Laminaria abyssalis, descrita en 1967 en las costas de Brasil y que habita entre 40-120 m de profundidad en latitudes tropicales del hemisferio sur.

a) Islas Galápagos. En rojo el substrato iluminado y en verde las zonas que podrían albergar kelp. b) Ejemplares de Eisenia galapagensis (izquierda: profundo. Centro: superficial. Fuente: Graham y col. (2007).

Las bosques de kelp son propios de aguas someras en latitudes templadas/boreales. Las especies profundas tropicales y subtropicales se consideraban hasta hace una década poblaciones aisladas, “relictas” de épocas glaciales en las que habitaban aguas superficiales con un nivel del mar inferior al actual.

Sin embargo, en 2007 se publicó un estudio en PNAS (Graham y col.) que modelaba el hábitat del kelp con las profundidades a las que penetra suficiente luz para permitir su crecimiento.

Los resultados del modelo indicaron la posibilidad de que existan amplios bosques de kelp profundos por descubrir en latitudes bajas, desde 30 metros hasta >200 m de profundidad.

En dicho estudio decidieron comprobar las predicciones del modelo en las islas Galápagos, casi tan remotas como la isla Crespo!

El modelo de Graham y col. predijo que iban a encontrar kelp hasta 80 m de profundidad. Y en efecto, llegaron hasta 60 m y encontraron poblaciones de una especie local de kelp: Eisenia galapagensis. Más allá de donde muestrearon los buzos seguía habiendo kelp pero no llegaron a determinar su límite inferior.

Eso sí, los ejemplares de Eisenia en profundidad eran cada vez más abundantes, más grandes y con mejor aspecto. Olé por Verne! 

Y para abrir boca les dejo otra vez con Aronnax y el inicio de la siguiente historia…

«Observaba yo el estado del mar en esas condiciones, en las que los más grandes peces aparecían como sombras apenas dibujadas, cuando el Nautilus se halló súbitamente inundado de luz.»

Referencias:

-de Buen O. Botánica III. Historia Natural. Montaner y Simón, editores (1893).
-Fernández C. The retreat of large brown seaweeds on the north coast of Spain: The case of Saccorhiza polyschides. Eur. J. Phycol. 46:352-360 (2011).
-Fleurence J, Levine I. Seaweed in Health and Disease Prevention. Academic Press, 476 pp. (2016).
-Graham MH y col. Deep-water kelp refugia as potential hotspots of tropical marine diversity and productivity. PNAS 104: 16576-16580 (2007).
-Verne J. 20.000 leguas de viaje submarino (1869). Editado por elaleph (disponible gratuitamente en la web http://www.elaleph.com).
Páginas web:
-https://oporteteditores.com/el-misterio-de-la-isla-de-papel-y-el-navegante-escurridizo/

La joven de la perla y los cocolitos

Me encanta viajar, conocer los museos de cada lugar y puestos a escoger visito antes las colecciones de pintura. Y es que contemplar cuadros me relaja como pocas cosas en el mundo, tan sólo comparable a una puesta de sol en verano o a completar el envío online de un artículo científico!

Girl with a pearl earring
(2003). Director: Peter Webber. Copyright D.R. Fuente: Sensacine

«La joven de la perla» (Johannes Vermeer, 1665) es un icono del arte, expuesto en la actualidad en la Galería Real de Pinturas Mauritshuis de La Haya (Holanda).

El magnetismo de esta obra la ha convertido en intemporal, llegando a nuestros días con el apodo de La Mona Lisa Holandesa: una ilustre desconocida a la que Scarlett Johanson prestó su rostro.

Y si dicha obra ha llegado en plena forma al siglo XXI no ha sido solo por las restauraciones que ha sufrido, sino también por la calidad de los materiales y pigmentos empleados por el artista.

Pero no hablaré del ultramarino del turbante, ni del plomo blanco de la perla, ni del bermellón o el extracto de cochinilla en el rostro, ni de los demás pigmentos que observamos, sino de algo oculto que no dependía seguramente de Vermeer: el aparejo.

Y se preguntarán ustedes…¿qué es el aparejo?

Forma parte de la preparación para poder pintar sobre un soporte (en este caso tela), y su función es aislarlo. Sobre el aparejo se coloca la imprimación, que es la capa que está en contacto con la pintura. Sirve para impermeabilizar el aparejo y su color depende del artista.

Retrato de hombre con sombrero rojo (Tiziano, c.1510). Fuente: Wikimedia Commons.

La incorporación de la tela como soporte para la pintura vino de la mano de artistas venecianos (como Tiziano, Tintoretto, Veronés), que difundieron su uso en el siglo XVI en el mundo occidental.

La humedad de Venecia no era adecuada para pintar al fresco y los lienzos permitían mayor tamaño y maniobrabilidad que las tradicionales tablas, siendo más apropiados también para la pintura al óleo, técnica llegada de Flandes a Italia en el s.XV.

El uso del lienzo se extendió de Venecia a España y luego se impuso en el siglo XVII por toda Europa en una revolución que luego se transformó en tradición de la pintura occidental.

Las telas como soporte de la pintura supusieron además incorporar un proceso diferente de preparación adaptado a una superficie porosa y flexible. Las tablas se aparejaban con gruesas capas de yeso o carbonato cálcico aglutinadas con cola animal, demasiado rígidas para la tela. Esta necesitaba un aparejo más fino y la composición podía variar entre la naturaleza orgánica (p.ej. almidón de harina, aceite y miel) o inorgánica: es decir, como en las tablas pero solamente una o dos capas.

El aparejo de «La joven de la perla»

Entre febrero y marzo de 2018 un grupo internacional de científicos y conservadores de arte realizaron un estudio técnico de dicha obra, el proyecto Girl in the Spotlight, dirigido por Abbie Vandivere (Museo Mauritshuis).

El resumen del proyecto en formato web está disponible en Girl with a Blog y supe de él gracias al artículo de Oskar González «Los secretos de La joven de la perla» (Cuaderno de Cultura Científica, UPV).

Corte transversal del aparejo (400X). A la izquierda en campo claro, a la derecha con UV. Autor: Rob Erdmann. Fuente: Girl with a blog.

Pues bien, el aparejo de la obra de Vermeer es de creta (chalk en inglés), un tipo de roca sedimentaria caliza de origen biológico, compuesta por fósiles de exoesqueletos de microorganismos marinos como foraminíferos y cocolitofóridos.

La creta es característica y da nombre a un período geológico: el Cretácico. Comprendido entre hace 145-66 millones de años finalizó por todo lo alto con el meteorito de Yucatán y una extinción masiva (incluyendo al 93% de especies de cocolitofóridos y a los dinosaurios).

Volviendo al arte, la creta se machacaba para obtener un tenue polvillo blanco que se mezclaba con un aglutinante y se extendía en una fina capa mediante un cuchillo. Pero pueden quedar rastros de las estructuras originales.

En la imagen anterior pueden ver un corte transversal del aparejo y la imprimación de «La joven de la perla», de unas 200 micras de grosor. La parte inferior blanquecina es el aparejo de creta y a la izquierda se observa un acúmulo de cocolitos (las placas de calcita de los cocolitofóridos). La imagen interactiva está disponible en este enlace.

Cocolito fósil de la especie Cretarhabdus conicus. Fuente: mikrotax.org

El cocolitofórido más abundante en la actualidad es Emiliania huxleyi, pero su presencia sólo se detecta en sedimentos relativamente jóvenes (∼300.000 años), así que los cocolitos que vemos en la creta proceden de grupos fósiles extintos como la familia Cretarhabdaceae.

La creta forma espectaculares acantilados en las costas inglesas y francesas del canal de La Mancha, como Dover y Étretat, retratados por pintores como Whitcombe, Boudin o Monet.

Pero les hablaré de una artista actual, Frances Hatch, y de la obra «Coccolith Cloud» que recrea sus impresiones de Handfast Point, una zona de acantilados de creta al suroeste de Southampton.

Coccolith Cloud, Handfast Point. Autora: Frances Hatch (2012). Acrílico y materiales del acantilado sobre papel. Fuente: Story of a painting with Frances Hatch.

Para dicha obra empleó creta del propio acantilado, formada por cocolitos, combinada con otros materiales de la zona.

En Handfast Point, después de desmoronamientos en el acantilado o fuertes tormentas, puede observarse una turbidez lechosa en el agua: los cocolitos que se dispersan de nuevo en el mar.

Tal era la intención de Frances Hatch en esta obra con pintura acrílica: recrear sus impresiones del acantilado y ese proceso natural con una base de agua en la que diluye la creta…y los cocolitos.

Cocolitos por tierra, mar…y aire!!

Que los cocolitos se dispersen en el mar y formen rocas sedimentarias no es nada nuevo, pero lo que acaban de publicar Miri Trainic y col (2018) sí lo es, y se resume en que los cocolitos, como el amor, también están en el aire !!

La noticia de este estudio la descubrí gracias a «El virus marino que está cambiando la atmósfera», de Antonio Martínez Ron (VozPópuli, Next).

En el aerosol marino domina un componente llamado en inglés «Sea Spray Aerosol (SSA), que podríamos traducir como rocío/gotitas de aerosol marino. Consiste en partículas formadas al explotar las burbujas en la superficie del agua y por comodidad le llamaremos SSA.

Bloom de Emiliania huxleyi al sur de Reino Unido. Handfast Point está ahí mismo! es uno de los cabos a la derecha de la imagen, donde se aproxima a la costa la mancha central. Autor: Steve Groom (Satélite Landsat, 24 julio 1999). Fuente: Wikimedia Commons.

El SSA es el nexo químico entre el océano y la atmósfera y su composición tiene influencia tanto en la química de la atmósfera como en la regulación del clima. Incluye una fracción inorgánica (sales) y orgánica, en la que pueden haber virus, bacterias y fitoplancton.

Relacionar los cambios en la composición del SSA con la actividad biológica de los microorganismos marinos para conocer la importancia de sus componentes en el clima (como p.ej. la formación de nubes), ha sido y es el objetivo de numerosos estudios desde la última década.

Emiliania huxleyi es el cocolitofórido dominante a escala global, responsable de proliferaciones masivas en la superficie del océano.

A dicha especie se le atribuye un papel importante en el ciclo biogeoquímico del azufre en el mar, dado que produce grandes cantidades de dimetilsulfuro-propionato (DMSP), que luego se transforma enzimáticamente en DMS, un compuesto orgánico volátil.

No se confundan, no voy por ahí. No insistiré otra vez en la famosa teoría CLAW (Charlson y col. 1987) que sugería que el DMS del fitoplancton (como Emiliania) jugaba un papel destacado en la regulación del clima como núcleo de condensación de nubes. En la actualidad sabemos que este asunto no es tan simple y que las emisiones de DMS a la atmósfera están controladas por la dinámica de toda la cadena trófica marina (lo comentamos en Las nubes, el DMS y los tiburones ballena).

Dinámicas de E. huxleyi, el virus EhV y su impacto en la liberación de cocolitos al mar y la atmósfera. Fuente: Trainic y col. (2018).

Lo que observaron en el trabajo de Trainic y col. fue que los efectos del ataque del virus EhV, específico de Emiliania huxleyi, inducían el desprendimiento masivo de cocolitos y su dispersión tanto en el agua como en el SSA.

Su porosidad y forma aerodinámica hace que los cocolitos se comporten como paracaídas microscópicos, permitiendo que permanezcan en el aire hasta 25 veces más que las partículas de sal.

Según los resultados de Trainic y col. los cocolitos pueden suponer un parte importante del SSA al término de los blooms de E. huxleyi por causa de infecciones víricas, lo cual afectaría a la dispersión de la radiación solar, la formación de nubes e interacciones físico-químicas en el aire.

Por ejemplo, el carbonato cálcico puede reaccionar con gases como HNO3 y crear partículas de Ca(NO3)2 que actúan como núcleos gigantes de condensación de nubes, hielo o neblina.

¿Y cómo afectan los cocolitos a la luz?

Emiliania huxleyi y varios cocolitos sueltos. Autor: Emilio Soler. Fuente: Fitopasión.

Es una cuestión interesante desde el punto de vista evolutivo. Alguna ventaja/función deben cumplir los cocolitos, con nanoestructuras tan elaboradas que la tecnología actual no es capaz de replicar.

A la vista de las imágenes de satélite en blooms de Emiliania lo más lógico es creer que dispersan o reflejan buena parte de la radiación solar. Eso podría suponerles algún beneficio para proliferar en la superficie. Pero veamos lo que sabemos.

Reflejan el UV. Un estudio de Quintero-Torres y col. (2006) demostró que los holococolitos (cocolitos en la fase haploide del ciclo de vida) reflejan la radiación UV lo cual supondría una ventaja adaptativa para tolerar las altas irradiancias en la superficie del mar.

En el laboratorio se ha demostrado que las intensidades elevadas de luz no ocasionan daños (fotoinhibición) a Emiliania huxleyi, pero esto es válido tanto para cultivos provistos de cocosferas como desnudos.

(a) Imagen de cocolitos (SEM) y modelo de Emiliania huxleyi. Bar, 5 μm. (b) Imagen de microscopía óptica de cocolitos sin un campo magnético. Barra: 20 μm. (c) Cocolitos orientados mediante un campo magnético de 400 mT. Fuente: Fig. 1 de Mizukawa y col. (2015).

Y es que los efectos de los cocolitos sobre la luz visible son difíciles de interpretar. En un trabajo reciente Mizukawa y col. (2015) estudiaron las propiedades ópticas de una solución de cocolitos orientados magnéticamente.

Pues bien: observaron que los discos de los cocolitos dispersan y modulan la intensidad de la luz que pasa a su través (y por consiguiente al interior de las células). Pero el sentido del resultado final bien una reducción o un aumento de la intensidad de luz depende del ángulo de incidencia, por lo que su efecto o función en las cocosferas de Emiliania huxleyi continúa siendo un misterio.

¿Y en la atmósfera? dispersarán la luz, igual que en el mar, pero no podemos aventurar mucho más…

Referencias:

-Bown PR. Calcareous nannoplankton evolution: a tale of two oceans. Micropaleontology
299–308 (2005).
-Charlson RJ, Lovelock JE, Andreae MO, Warren SG. Oceanic phytoplankton, atmospheric sulphur, cloud albedo and climate. Nature 326: 655–661 (1987).
-Cochran RE, Ryder OS, Grassian VH, Prather KA. Sea spray aerosol: The chemical link between the oceans, atmosphere, and climate. Acc. Chem. Res. 50:599−604 (2017).
-de Vargas C, Aubry MP, Probert I, Young J. Origin and Evolution of Coccolithophores: From Coastal Hunters to Oceanic Farmers. Evolution of Primary Producers in the Sea, 251-285. Academic Press (2007).
-Gayo MD & De Celis MJ. Evolución de las preparaciones en la pintura sobre lienzo de los siglos XVIy XVII en España. Boletín del Museo del Prado 28: 39-59 (2010).
-Mizukawa, Y. et al.Light intensity modulation by coccoliths of Emiliania huxleyi as a micro-photo-regulator. Sci. Rep. 5, 13577 (2015).
-Nanninga HJ & Tyrrell T. Importance of light for the formation of algal blooms by Emiliania huxleyi. Mar. Ecol. Prog. Ser. 136:195–203 (1996).
-Quintero-Torres R, Aragón JL, Torres M, Estrada M & Cros L. Strong far-field coherent scattering of ultraviolet radiation by holococcolithophores. Phys. Rev. E Stat. Nonlin. Soft Matter Phys. 74: 032901(1-4) (2006).
-Rodés Sarrablo T. El soporte de tela en la Pintura Europea de los siglos XVI, XVII y XVIII. Universtitat de Lleida, 42 pp. (2014). Disponible en: http://hdl.handle.net/10459.1/46448
-Trainic M, Koren I, Sharoni S, Frada M, Segev L, Rudich Y, Vardi A. Infection Dynamics of a Bloom-Forming Alga and Its Virus Determine Airborne Coccolith Emission from Seawater. iScience. https://doi.org/10.1016/j.isci.2018.07.017 (2018).
Páginas web:
-https://www.vozpopuli.com/altavoz/next/virus-marino-cambiando-atmosfera_0_1162984151.html
-https://culturacientifica.com/2018/04/13/los-secretos-de-la-joven-de-la-perla/
-https://sladersyard.wordpress.com/2015/05/16/story-of-a-painting-with-frances-hatch/
-https://www.britannica.com/science/chalk
-https://www.mauritshuis.nl/en/explore/restoration-and-research/girl-with-a-blog/8-from-the-ground-up/
Emiliania huxleyi home page: http://www.soes.soton.ac.uk/staff/tt/

The Florida Red Tide

[Imagen de Portada: Andrew West/The News-Press/USA TODAY Network]

Toda esta gente no conoscian los tiempos por el sol ni la luna, ni tienen cuenta del mes y año, y mas entienden y saben las diferencias de los tiempos quando las frutas vienen a madurar y en tiempo que muere el pescado, y el aparescer de las estrellas en que son muy diestros y exercitados.

[Naufragios, Núñez Cabeza de Vaca, 1542]

Este es el primer testimonio de daños sobre fauna marina que podría relacionarse con proliferaciones tóxicas en el Golfo de México. Aunque esos peces también podrían haber muerto por otras causas naturales (estrés por cambios bruscos de temperatura o salinidad).

Dicho relato se refiere a nativos americanos en la isla de Malhado, un lugar impreciso en la costa de Texas (EEUU). Allí naufragó en 1528 la fallida expedición española de Pánfilo Narváez que pretendía explorar y conquistar Florida…pero ésa es otra historia.

El primer documento que relaciona muertes de peces con molestias respiratorias en humanos tal y como sucede en las proliferaciones tóxicas de Karenia brevis− es de Núñez Ortega (1879) y se refiere a un suceso en Veracruz (México) en 1875. También describe que dicho fenómeno era conocido desde antes en la región.

Concentraciones de Karenia brevis en la costa de Florida (julio-agosto 2018). Fuente: Florida fish and wildlife conservation commission.

Pero el primer informe que incluye peces muertos, molestias respiratorias y una marea roja en Florida se publicó en 1917 (H.F. Taylor).

A pesar de fuentes tan antiguas como las ya citadas (y otras muchas anteriores al siglo XX) 1917 sería el primer ejemplo con evidencias suficientes para señalar a Karenia brevis según Magaña y col. (2003).

Hoy en día, a 15 de agosto de 2018, persiste en el suroeste de Florida la marea roja de Karenia brevis: la más intensa y dañina en más de una década, aunque a este paso quizás supere la mayoría de registros históricos.

La marea roja tóxica de Karenia comenzó en el suroeste de Florida en octubre de 2017. Diez meses después el Fish and Wildlife Research Institute (FWRI) de Florida continúa recogiendo informes sobre muertes de fauna marina y molestias respiratorias en la población.

La magnitud del desastre ecológico y el impacto socio-económico han obligado al gobernador de Florida, Rick Scott, a declarar el 13 de agosto el estado de emergencia en 7 condados [Diario Las Américas, 13-VIII-2018].

Dicha declaración se suma a una anterior en otros 7 condados costeros de Florida, debido a las descargas de cianobacterias de agua dulce del lago Okeechobee. De este asunto tratamos el año pasado en Cianobacterias en la Costa del Tesoro y ya ven: en 2018 ha vuelto el problema.

Biólogos estudiando el tiburón ballena muerto en la isla de Sanibel el 22 julio (Florida). Autor: Florida Fish and Wildlife Conservation Commission. Fuente: nola.com

Pero hoy hablaremos de la marea roja de Florida: uno de los fenómenos más impactantes provocados por microalgas nocivas y recurrente casi todos los años.

El saldo actual del episodio tóxico 2017-2018 es devastador, sobre todo para los peces: miles de toneladas han arribado a las costas de Florida dejando estampas desoladoras en playas a menudo llenas de turistas.

Para darles una idea en lo que llevamos de agosto sólo en el condado de Lee se han recogido 1.200 toneladas de peces muertos además de otros animales [USA TODAY, 15-VIII-2018].

Entre los peces muertos por las brevetoxinas de Karenia destacan mújoles, bagres, peces globo, róbalos, truchas, roncos e incluso un mero gigante.

Pero también se han registrado numerosas muertes de crustáceos, anguilas, manatíes (80!), centenares de delfines, tortugas (400 en los últimos 9 meses), e incluso un joven tiburón ballena de 8 metros.

En el siguiente vídeo Andy Coetzee, de «Fishing for Giants«, descubre sábalos muertos, uno de ellos con una edad aproximada de 40 años.

Así resumía la situación Heather Barron, veterinaria en la clínica para la rehabilitación de vida salvaje en Florida: “Anything that can leave has, and anything that couldn’t leave has died. [National Geographic, 8-VIII-2018]”.

Diversas instituciones y programas de investigación como el Sarasota Dolphin Research Program, la Universidad de Florida, el Mote Marine Laboratory & Aquarium y por supuesto el FWC Fish and Wildlife Research Institute están trabajando en las recuperaciones, necropsias e identificaciones de mamíferos marinos y tortugas.

Algunos datos sobre Karenia brevis

Ilustración de Karenia brevis en la descripción original de Davis (1948).

Se trata de un dinoflagelado descrito como Gymnodinium brevis después de un bloom en Florida en 1946-1947 (Davis, 1948). Luego pasó a ser Ptychodiscus brevis (Steidinger, 1979) y actualmente es Karenia brevis (Daugbjerg y col. 2000).

La historia de su nombre en honor a la ficóloga estadounidense Karen Steidinger, y una breve reseña sobre este organismo, la compartí en El agua amarga de Karenia.

Pero hoy les contaré más cosas de esta microalga.

Es una especie fotosintética desnuda y esto no es anecdótico: sus células son relativamente frágiles y se rompen fácilmente por la acción de las olas liberando sus toxinas en el agua y aerosol marino.

Sus óptimos de crecimiento en el laboratorio están entre 22-28 ºC y 30-34 unidades de salinidad. Toleran un rango amplio de luz, adaptadas para crecer a intensidades bajas pero soportando también la luminosidad que reina en la superficie del mar. K. brevis posee una composición pigmentaria inusual debida a cloroplastos terciarios adquiridos de haptofitas (en sustitución de los secundarios «canónicos» en dinoflagelados, donde la peridinina es el carotenoide principal).

Sus células miden 20-40 μm aunque en el medio natural se han observado hasta 90 μm. Se reproducen la mayor parte del tiempo asexualmente (por fisión binaria). También poseen fases sexuales en su ciclo de vida y forman células diploides (planozigotos), aunque la formación posterior de quistes de resistencia no ha sido demostrada.

No obstante, la existencia de dichos quistes ha sido sugerida por algunos investigadores y de ser así podrían jugar un papel importante en el inicio de los blooms. También se cree que K. brevis podría desarrollar parte de su ciclo de vida en el bentos ya que suele proliferar en aguas someras bien iluminadas. Pero como ven hacen falta más estudios sobre su ciclo de vida. 

En el siguiente vídeo pueden ver un cultivo de K. brevis que mantenemos en el centro oceanográfico de Vigo (IEO).

Karenia brevis es tan dañina porque…

…produce brevetoxinas. Se trata de neurotoxinas lipofílicas responsables del síndrome NSP: carecen de sabor, olor y son termoestables. Los daños que ocasionan se deben a su afinidad por los canales de sodio dependientes de voltaje. Actúan sobre el mismo dominio hidrofóbico al que se unen las ciguatoxinas y los síntomas que producen son similares, aunque menos peligrosos para las personas >> no hay casos de fallecidos por brevetoxinas <<

Estructura de las brevetoxinas tipo A. La PbTx-1 tiene como radical (R): CH2C(=CH2)CHO. Fuente: Hua y col. (1996).

Las brevetoxinas despolarizan las neuronas interfiriendo en la transmisión de los impulsos nerviosos. Esto ocasiona problemas respiratorios, cardíacos, y otra serie de daños como inmunodepresión y hemólisis (destrucción de los glóbulos rojos).

K. brevis produce 2 tipos de brevetoxinas, PbTx-1 y PbTx-2. Esta última se transforma en PbTx-3 al romperse las células y persiste en el agua y aerosol marino después de que los blooms de Karenia desaparezcan.

La parálisis provocada por las brevetoxinas impide a los manatíes nadar hacia la superficie para respirar y suelen morir ahogados. En instalaciones de rehabilitación como esta del Zoo de Tampa les colocan flotadores y chalecos para que puedan respirar hasta que se recuperan de la intoxicación por brevetoxinas. Fuente: Florida Fish and Wildlife Conservation Commission (The Washington Post, 17-VIII-2018)

Las brevetoxinas (y otros compuestos fosforilados producidos por K. brevis) tienen un potente efecto ictiotóxico. Ocasionan la muerte a peces pero además, por bioacumulación en la cadena trófica, a multitud de fauna marina incluyendo mamíferos, aves y tortugas, por absorción de toxinas en el agua, al inhalar aerosol marino y/o alimentarse de peces, marisco, plantas acuáticas y algas contaminadas.

Los síntomas en peces intoxicados incluyen giros violentos, natación en círculos, pérdida del equilibrio, parálisis respiratoria y muerte. En el caso de mamíferos como los manatíes la intoxicación no tiene por qué ser aguda y la muerte puede suceder varios días e incluso semanas después de la ingestión/inhalación de brevetoxinas.

Las brevetoxinas no son dañinas para el marisco pero por encima de 5.000 céls/L de K. brevis se considera que supera los niveles máximos permitidos de NSP y se prohíben su extracción y comercialización en Florida. Los síntomas de la intoxicación alimentaria por NSP en humanos son diarrea y malestar general durante unos 3 días.

En cuanto a la inhalación de aerosol marino, las personas que tengan patologías como asma, enfisema u otra clase de problemas respiratorios deben evitar visitar las zonas de costa afectadas para no poner en riesgo su salud.

¿Qué factores explican las mareas rojas de Karenia brevis?

Los blooms de K. brevis son más frecuentes en la zona este del Golfo de México, en particular entre Tampa Bay y Sanibel Island (Florida). El episodio actual no es una excepción, afectando a 150 km de la costa entre Anna Maria Island y Naples [The Guardian, 13-VIII-2018].

Promedio de abundancia (LOG) de K. brevis entre los periodos 1954-63 y 1994-2002. Datos referidos a la franja a 0-5 km de la costa entre Tampa Bay y Sanibel Island. Fuente: Fig. 11B, Brand & Compton (2007).

Las proliferaciones de K. brevis son un fenómeno natural en la región del Golfo de México, tal como sugieren los testimonios históricos sobre muertes de peces durante siglos, pero la influencia de las actividades humanas podría estar detrás del aumento observado en la costa oeste de Florida en las últimas décadas:

>>K. brevis fue 20 veces más abundante en promedio entre 1994-2002 que entre 1954-1963 (Brand & Compton 2007)<<

Los blooms de K. brevis en Florida se forman típicamente en otoño, coincidiendo con los máximos de precipitaciones anuales y descargas de aguas continentales.

Sin ir más lejos, como recordarán todos ustedes, en septiembre de 2017 el suroeste de Florida fue azotado por el violento huracán Irma. Y se cree que fenómenos como éste podrían estar relacionados con el desarrollo posterior de mareas rojas por el aporte extra de nutrientes procedente de aguas continentales, incluyendo aguas subterráneas submarinas (Hu y col. 2006).

No en vano K. brevis es también 20 veces más abundante en la franja a 0-5 km de la costa que a 20-30 km. La generación de frentes costeros de salinidad (y temperatura debido a la entrada de aguas más frías procedentes del norte del Golfo), se sospecha que pueden ser factores físicos que favorezcan la concentración de K. brevis en dicha región.

En el mantenimiento de un bloom los nutrientes desempeñan un papel esencial. No nutrients no party. Y la preocupación va in crescendo porque en las últimas décadas en Florida se observan blooms no sólo en otoño sino también en invierno y primavera, llegando a prolongarse en los episodios más graves hasta 18 meses!

Cuenca original del río Caloosahatchee (azul) y cuenca actual (rojo) tras su conexión con el lago Okeechobee en la década de 1960. Fuente: Brand & Compton (2007).

El aumento de la presión demográfica y de las descargas de aguas continentales con elevados niveles de nutrientes como el río Caloosahatchee (procedente del lago Okeechobee), podrían afectar no al inicio del bloom (que parece atender a factores físicos) pero sí a su estacionalidad, aumentando la duración e intensidad de las mareas rojas que llegan incluso a extenderse de un año a otro como sucede en el presente.

Unido a esto se da una circunstancia especial: la plataforma costera de Florida posee grandes depósitos de fosfatos y el ecosistema se encuentra limitado por nitrógeno. Esta particularidad favorece a cianobacterias fijadoras de nitrógeno atmosférico como Trichodesmium erythraeum.

Sus proliferaciones masivas en el Golfo de México podrían aportar una fuente de nitrógeno adicional para K. brevis y ambos fenómenos han llegado a relacionarse en estudios como «Saharan dust and Florida red tides: the cyanophyte connection» (Walsh & Steidinger 2001).

Pero sobre este asunto y la relación a su vez con el polvo del desierto del Sáhara no me extenderé porque ya se lo conté en Más respuestas sobre Trichodesmium.

El origen de las mareas rojas de Karenia brevis continúa siendo objeto de arduo debate en la actualidad. La periodista de National Geographic, Maya Wei-Haas se lo planteaba así a Donald Anderson, director de la U.S. National Office for Harmful Algal Blooms: Today, are Florida’s red tides human-caused or entirely natural?” La ambigua respuesta de Anderson fue: The answer is probably some of both.

Los efectos de la marea roja en Captiva (Florida). Autor: Cristóbal Herrera (EPA). Fuente: The Guardian.

Referencias:

-Aké-Castillo JA, Okolodkov YB, Rodríguez-Gómez CF, Campos-Bautista G. Florecimientos algales nocivos en Veracruz: especies y posibles causas (2002-2012), p. 133-146. En: A.V. Botello, J. Rendón von Osten, J. A. Benítez y G. Gold-Bouchot (eds.). Golfo de México. Contaminación e impacto ambiental: diagnóstico y tendencias. uac, unamicmyl, cinvestav-Unidad Mérida. 1174 p. (2014).
-Brand LE, Compton A. Long-term increase in Karenia brevis abundance along the southwest Florida coast. Harmful Algae 7:232–252 (2007).
-Brand LE, Campbell L, Bresnan E. Karenia: The biology and ecology of a toxic genus. Harmful Algae 14:156-178 (2012).

Peces muertos en la costa de Sanibel Island. Autor: Ben Depp. Fuente: National Geographic.

-Daugbjerg N, Hansen G, Larsen J & Moestrup Ø. Phylogeny of some of the major genera of dinoflagellates based on ultrastructure and partial LSU rDNA sequence data, including the erection of three new genera of unarmoured dinoflagellates. Phycologia 39: 302-317 (2000).
-Davis CC. Gymnodinium brevis sp. nov., a cause of discolored water and animal mortality in the Gulf of Mexico. Bot. Gaz. 109:358–360 (1948).
-Hu C, Muller-Karger FE, Swarzenski PW. Hurricanes, submarine groundwater discharge, and Florida’s red tides. Geophys. Res. Lett 33:L11601 (2006).
-Hua Y, Lu W, Henry MS, Pierce RH, Cole RB. On-line liquid chromatography–electrospray ionization mass spectrometry fro determination of brevetoxin profile in natural “red tide” algae blooms. J. Chromatogr. 750:115–125 (1996).

Sanibel Island (2 de agosto). Autor: Andrew West/The News-Press/USA TODAY Network. Fuente: ABC News

-Magaña HA, Contreras C, Villareal TA. A historical assessment of Karenia brevis in the western Gulf of Mexico. Harmful Algae 2:163–171 (2003).
-Núñez Cabeza de Vaca, A. Naufragios (1542, 1555). Disponible en: Wikisource.
-Núñez Ortega, DA. Ensayo de una explicacion del origen de las grandes mortandades de peces en el Golfo de México. La Nat. 6:188–197 (1879).
-Pierce RH, Henry MS. Harmful algal toxins of the Florida red tide (Karenia brevis): natural chemical stressors in South Florida coastal ecosystems. Ecotoxicol. 17(7):623–631 (2008).
-Salceda M, Ortega A. Neurotoxinas: significado biológico y mecanismos de acción. Elementos 74:29 (2009). Disponible en elementos.buap.mx
-Steidinger KA. Collection, enumeration and identification of free-living marine dinoflagellates. En: Taylor DL & Seliger HW.  Toxic dinoflagellate blooms. Proceedings of the Second International Conference on Toxic Dinoflagellate Blooms, Key Biscayne, Florida, October 31-November 5, 1978 . pp. [i]-xviii, [1]-505. New York, Amsterdam, Oxford: Elsevier/North-Holland.
-Taylor HF. Mortality of fishes on the west coast of Florida, Rep. U.S.A. Commun. Fish. Doc. No. 848, 24 pp (1917).
-Walsh JJ, Steidinger KA. Saharan dust and Florida red tides: the cyanophyte connection. J. Geophys. Res. 106: 11597–11612 (2001).
-Página web: Neurologic Shellfish Poisoning (NSP). Disponible en: Marine Biotoxins (FAO).
-Página web: Red Tide Is Devastating Florida’s Sea Life. Are Humans to Blame?. Disponible en: National Geographic.
-Página web: Red Tide in Florida and Texas. Disponible en NOAA.