Dinophysis que inundas las Rías

En esta entrada seguiremos hablando de Dinophysis, ese género de dinoflagelados mixótrofos y tóxicos que vampiriza como draculines microscópicos al desdichado Mesodinium.

Polígonos de bateas cerrados (rojo) y abiertos (azul) en las Rías Bajas (23-III-2018), por motivo de toxinas lipofílicas, es decir, Dinophysis. Fuente: INTECMAR (Xunta de Galicia)

Desde marzo ya está dando la lata en Galicia porque sus poblaciones, en concreto D. acuminata, impiden la extracción de mejillón en la mayoría de cultivos en batea de las Rías Baixas.

Lo bueno es que estamos en temporada baja y el trastorno aún no es grave. Pero si su presencia continúa siendo abundante y se prolonga en la primavera, los perjuicios para los productores podrían ser importantes después de un 2017 tranquilo.

A día de hoy los niveles de toxinas lipofílicas (ácido okadaico: AO) superan los máximos legales (160 µg equivalentes AO/Kg vianda), en numerosos polígonos de bateas.

De ahí el rojo que invade el mapa del estado de zonas de producción que publica INTECMAR (Xunta de Galicia), responsable del control de biotoxinas y seguimiento del fitoplancton nocivo en Galicia.

Concentración de Dinophysis acuminata (células/litro) en las Rías Baixas, 19-25 marzo 2018. Fuente: INTECMAR

La abundancia de Dinophysis acuminata, la especie productora de dichas toxinas, oscila entre 100-5000 células/litro en la mayoría de muestras recogidas en las rías de Vigo, Pontevedra, Arousa y Muros-Noia.

Esas densidades son suficientes para provocar el cierre de las explotaciones. No obstante, en un litro de agua ese número de células es ridículo y no produce ni asomo de marea roja.

Si observaran una de dichas muestras sólo verían agua transparente y copépodos blancuzcos saltando como pulgas.

A pesar de ello, en la prensa local se describe la situación con titulares como “La marea roja inunda la ría de Vigo” (La Voz de Galicia, 21-III-2018).

Pero Dinophysis no prolifera solamente en Galicia, ni mucho menos.

Sus floraciones son habituales en numerosas costas de todo el mundo, especialmente en regiones de latitudes medias en Europa, Asia, Sudámerica y más recientemente Norteamérica.

Floración de Dinophysis acuta en una muestra de la región de Aysén del General Carlos Ibáñez del Campo (Chile). Autor: Patricio Andrés Díaz.

Aquí tienen por ejemplo la imagen de una muestra obtenida a mediados del pasado mes de febrero durante una campaña en Aysén (Chile).

La muestra se recogió mediante arrastre de red para concentrar las células y en este caso se trataba de una floración de Dinophysis acuta.

En la entrada anterior discutía sobre los cleptoplastos de Dinophysis, robados a Mesodinium, de los cuales obtiene energía mediante la fotosíntesis. Pero además de esta presa, Dinophysis también necesita asimilar nutrientes disueltos en el agua. Sin embargo, su caso es especial. Verán…

Mientras que en muchos organismos fotosintéticos cabe esperar una relación directa entre nutrientes disueltos y crecimiento, la mixotrofía de Dinophysis rompe esa lógica. Apenas existen trabajos relacionando su abundancia con la distribución de nutrientes y nuestro conocimiento sobre este tema es aún escaso y reciente.

El crecimiento del fitoplancton necesita de un balance entre condiciones físicas (luz, turbulencia) y químicas (nutrientes).

Los distintos grupos de algas poseen estrategias adaptativas y óptimos de crecimiento en rangos diferentes de condiciones ambientales.

El “mandala” clásico de Margalef (1978) clasificaba los organismos que prefieren condiciones turbulentas y ricas en nutrientes, como las diatomeas (oportunistas: estrategas de la r), frente a los dinoflagelados que tienden a proliferar en ambientes más estables y pobres en nutrientes (especialistas: estrategas de la K).

“Mandala” de Margalef en el que se representa la transición de diatomeas a dinoflagelados productores de “mareas rojas”. Fuente: Glibert (2016)

Un caso paradigmático son los episodios de afloramiento donde las aguas oceánicas profundas ascienden hacia la costa cargadas de nitratos, fosfatos y silicatos, estimulando las floraciones de primavera de diatomeas en el hemisferio norte. Esto es lo que se denomina “producción nueva” y la fuente de nitrógeno asociada es el nitrato.

Luego, el agotamiento de los nutrientes y una mayor estabilidad en la columna de agua favorecen la sucesión de grupos del fitoplancton. La descomposición de la materia orgánica disuelta y particulada producida en la etapa previa estimula la actividad del bucle microbiano, que recicla los nutrientes dentro del ecosistema planctónico.

Dichas condiciones favorecen el desarrollo de otros grupos como los dinoflagelados y en este caso hablamos de “producción regenerada”. Las fuentes de nitrógeno asociadas son amonio y urea.

En este contexto ecológico cabría esperar que Dinophysis (en lo que respecta a la asimilación de nutrientes) se comporte como un dinoflagelado. Y así parece ser.

En muestras naturales (Northport, Nueva York), enriquecidas con distintos nutrientes inorgánicos y orgánicos (Hattenrath-Lehmann y col. 2015), la abundancia de Dinophysis acuminata aumentó en 13 de 14 experimentos. Los efectos positivos fueron más intensos en el caso del amonio, pero también se observaron correlaciones con adiciones de vitamina B12 y materia orgánica aislada de aguas residuales.

Por el contrario, las muestras enriquecidas con nitratos, urea o fosfatos no arrojaron tendencias claras. Dado que se trataba de muestras naturales no pudieron descartar que el efecto de los nutrientes fuese directo o indirecto, a través de interacciones con otros organismos presentes como Mesodinium.

Los estudios en cultivos de Dinophysis confirman su preferencia por el amonio.

Dos trabajos posteriores sobre cultivos de D. acuminata han revelado las preferencias de dicha especie a la hora de asimilar nutrientes inorgánicos y orgánicos (Hattenrath-Lehmann y Gobler, 2015; Tong y col. 2015). Lo resumiré en pocas palabras:

Dinophysis acuminata no utilizó nitratos ni fosfatos tanto en experimentos en los que 1) se le añadía el ciliado Mesodinium o 2) se le mantenía en ayunas.

(Tong y col. 2015)

Los cultivos de D. acuminata (con o sin presa) crecieron más rápido con adiciones de amonio, aminoácidos (glutamina), o materia orgánica aislada de aguas residuales. Las adiciones de nitrato sólo tuvieron efectos positivos cuando tenían mucha presa disponible (Mesodinium rubrum).

(Hattenrath-Lehmann y Gobler, 2015)

Dinophysis acuminata merendándose a Mesodinium rubrum en la portada de abril de Scientific American. Fuente: Scientific American

Por tanto, además de la preferencia de Dinophysis acuminata por fuentes de nitrógeno reducidas –como el amonio frente al nitrato– los experimentos sobre cultivos confirman que ciertos nutrientes inorgánicos y orgánicos pueden estimular directamente su crecimiento en ausencia o presencia de Mesodinium.

No en vano, la hipótesis de los nutrientes –en particular los aportes de nitrógeno– es una de las que se baraja para explicar la reciente aparición y expansión de floraciones tóxicas de D. acuminata en Norteamérica en la última década.

Quizás tengan algo que ver esas floraciones con la presencia de Dinophysis acuminata y Mesodinium en la portada de abril de Scientific American. Se lo diré en cuanto llegue a mis manos y lea el artículo Tiny Killers !!

Nota: la ilustración de portada pertenece a Dinophysis sphaerica [Ernst Haeckel – Kunstformen der Natur (1904), plate 14: Peridinea]

Referencias

-Glibert M. Margalef revisited: A new phytoplankton mandala incorporating
twelve dimensions, including nutritional physiology. Harmful Algae 55:25–30 (2016).
-Hattenrath-Lehmann, T. K. y col. Nitrogenous nutrients promote the growth and toxicity of Dinophysis acuminata during estuarine bloom events. PLoS One10:e0124148 (2015).
-Hattenrath-Lehmann, T.K. & Gobler C.J. The contribution of inorganic and organic nutrients to the growth
of a North American isolate of the mixotrophic dinoflagellate, Dinophysis acuminata. Limnol. Oceanogr. 60:1588-1603 (2015).
-Margalef, R. Life-forms of phytoplankton as survival alternatives in an unstable environment. Oceanol. Acta 1:493–509 (1978).
-Tong, M. y col. Role of dissolved nitrate and phosphate in isolates of Mesodinium rubrum and toxin-producing Dinophysis acuminata. Aquat. Microb. Ecol. 75:169-185 (2015).
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