Después de la guerra

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Mercado de Navidad en «La Place de la Liberté» (Brest). Fuente: Office de tourisme Brest métropole

Rappelle-toi Barbara

Il pleuvait sans cesse sur Brest ce jour-là

Et tu marchais souriante

Barbara (Jacques Prévert, 1946)

Conocí Brest durante un congreso en el 2000 y la ciudad me dejó una impresión algo extraña, como si estuviese en una maqueta a tamaño real. Todo muy ordenado y en su sitio.

Pronto supe que Brest había sido arrasada (literalmente) durante los bombardeos en la Segunda Guerra Mundial. Así que aquella sensación que desprendían sus calles emanaba de algo muy real.

Con los años descubrí que Bretaña es una región llena de poblaciones con encanto: casas, castillos y edificios singulares que te transportan siglos atrás en el tiempo.

Rennes, Saint Malo y Lorient son ejemplos de otras localidades bretonas destruidas durante la contienda. Pero el caso de Brest fue especial: se trataba de un importante puerto militar ocupado por los nazis en 1940 y donde construyeron incluso una base de submarinos. Allí se hicieron fuertes durante 4 años y no lo dejaron por iniciativa propia…

Brest sufrió bombardeos continuos (¡más de 300!) por parte de los aliados hasta su liberación en 1944. El asedio fue devastador y cuando las tropas estadounidenses alzaron su bandera lo hicieron entre ruinas, en un paisaje postapocalíptico. Solo resistieron buena parte del castillo medieval y el Museo de la Marina en su interior.

Neutralización de una mina alemana en la bahía de Brest (15 septiembre 2020). Autor: Marina Nacional. Fuente: Le Télégramme

La reconstrucción no fue nada fácil.

Hoy en día Brest es una ciudad de aspecto moderno sin casco histórico en la que siguen apareciendo obuses, minas y bombas de aviación (tanto en el subsuelo como en su bahía).

En ella viven unas 140.000 personas y (por si les interesa) está hermanada con A Coruña.

Desde finales del s.XX en la bahía de Brest se ha observado un aumento gradual del dinoflagelado Alexandrium minutum, productor como ustedes saben de toxinas paralizantes (saxitoxinas). Su primer bloom en Bretaña se detectó en 1987, aunque más al sur, en la bahía de Vilaine…

En la bahía de Brest su presencia fue residual hasta 2008. Pero en 2009 explotó un bloom y en 2012 provocó las primeras prohibiciones en la comercialización de marisco (superando 10 veces los niveles permitidos de saxitoxinas). Para entonces sus proliferaciones ya se habían extendido a otros estuarios de la costa atlántica francesa, donde sigue ocasionando cierres frecuentes en el sector acuícola.

Ante una situación así cabe preguntarse si A. minutum es la excepción dentro de un ecosistema estable o si su dominio reciente refleja cambios generales en las comunidades.

Marea roja de Alexandrium minutum en el estuario del Penzé (Bretaña). Fuente: Ifremer.

Entonces…¿ha cambiado el fitoplancton de la bahía de Brest? Pues la respuesta es SÍ.

Ahora vamos con el cuándo, cómo y por qué…

Las series históricas de fitoplancton apenas tienen algunas décadas y no ofrecen amplias perspectivas (excepto p.ej. el CPR survey del Reino Unido, iniciado en 1931).

Pero existen alternativas. La detección de formas de resistencia (quistes) en el fondo marino y los análisis de ADN ambiental permiten averiguar si un dinoflagelado tóxico como A. minutum es nuevo en el barrio o un componente habitual del plancton.

Pues bien. Un primer estudio en 1993 (Erard-Le Denn y col.) no detectó quistes de A. minutum en sedimentos de la bahía de Brest anteriores a 1990. Pero Siano y col. (2021) han dado un paso más allá, muestreando 3 zonas en dicha bahía. Y lo que han hecho es analizar el ADN ambiental en secciones del lecho marino (desde la superficie hasta un máximo de 12 m de profundidad) para reconstruir las paleocomunidades de protistas (eucariotas unicelulares antiguos).

Con esto han conseguido recrear su composición, microalgas incluidas, desde el presente hasta la Edad Media (1121±149). Sólo así es posible conocer el punto de partida en épocas preindustriales y abordar cuestiones tan interesantes como las que verán a continuación…

Durante los siglos que vieron los reinados de Francisco I (1515-1547), el Rey Sol, Luis XIV (1643-1715) o el último Bonaparte (Napoleón III, 1852-1870), el fitoplancton en Brest permaneció impasible tanto al devenir de Francia como al de la humanidad en general.

Biecheleria tirezensis. Fuente: Raho y col. (2018)

Por aquel entonces, en la bahía de Brest dominaban dinoflagelados del orden Suessiales (Pelagodinium y Biecheleria/Protodinium). Los Suessiales no producen toxinas y se caracterizan por poseer muchas placas celulares en relación a los demás dinoflagelados. ¿Para qué? Pues vaya usted a saber…

Luego, entre los estramenópilos –que incluyen protistas heterótrofos y diatomeas-, reinaban los primeros.

Los cambios en el fitoplancton de la bahía de Brest llegaron a mediados del s.XX.

Las comunidades de dinoflagelados cambiaron drásticamente durante la década de 1940. Los «históricos» Suessiales fueron sustituidos por un nuevo orden, Gonyaulacales, primero por el género Gonyaulax y a partir de los 80′ Alexandrium y Heterocapsa (orden Peridiniales).

En cuanto a los estramenópilos, el reinado de los organismos heterótrofos dio paso en los 1940’s y 1950’s a las diatomeas entre las cuales destacaba Chaetoceros hasta los 1980’s. Luego, desde los 1990’s, le destronó el género Thalassiosira entre otros.

¿Qué sucedió en esos periodos del s.XX (1940’s y 1980’s) para que el fitoplancton sufriese cambios irreversibles?

Pues una frenética actividad industrial ligada a la ocupación nazi entre 1940-44 y la caída de ¡30.000 toneladas de bombas! sobre la ciudad que seguramente contaminaron la bahía (directamente y a través de aguas continentales).

Así describió aquel infierno el poema «Barbara»: «Sous cette pluie de fer / De feu d’acier de sang» (bajo esta lluvia de hierro / acero fuego de sangre) (J. Prévert).

Resumen gráfico de los resultados de paleocomunidades en Brest. Autor: Siano y col. (2021). Fuente: x-mol.com

Siano y col. confiesan la dificultad de conocer con precisión la composición metálica de los proyectiles pero las anomalías de plomo y cromo en los sedimentos de Brest coinciden con las de Pearl Harbor (EEUU) tras el violento bombardeo de la aviación japonesa.

¿Y los cambios en los 1980’s y 1990’s? En este caso estarían relacionados con el desequilibrio de la proporción nitrógeno/fósforo (N/P) en la bahía de Brest.

El motivo son los nitratos procedentes de fertilizantes y la renovada actividad agrícola a partir de 1950-60’s. Su contínuo desarrollo en la segunda mitad del s.XX llevó a doblar sus niveles en los ríos Aulne y Elorn desde los 70’s a los 90’s.

Las alteraciones antropogénicas disminuyen también la proporción de silicatos (Si) frente a N y P, con otras consecuencias para la composición del fitoplancton: la productividad de diatomeas puede perder peso frente a otros grupos, incluyendo dinoflagelados tóxicos.

A pesar de todo, la bahía de Brest resistió bien a los blooms de dinoflagelados tóxicos hasta la última década. Y para explicarlo existe una hipótesis curiosa: una bomba biológica de silicato relacionada con un organismo invasor.

Verán. Tras la 2ª Guerra Mundial se introdujo el cultivo de ostras del Pacífico (Crassostrea gigas) y con ellas llegó otra especie invasora sin valor económico: el gasterópodo Crepidula fornicata.

Las poblaciones de Crepidula llegaron a ocupar amplias zonas en el fondo de la bahía de Brest…

Comunidades de Crepidula fornicata y vieiras en la bahía de Brest. Fuente: Stiger-Pouvreau & Thouzeau (2015).

Hubo planes para erradicarlas y hace 10 años (cuando empezaron a retroceder, no se sabe por qué) eran una grave amenaza para la acuicultura al competir con bivalvos de interés comercial como las vieiras (Pecten maximus).

Pero Crepidula también hace otra cosa. Filtran agua como si no hubiese un mañana y producen biodepósitos enriquecidos en silicatos que sedimentan en la bahía un elemento fundamental para las diatomeas.

Así, después del bloom de diatomeas en primavera, los biodepósitos de Crepidula retendrían silicatos que se disolverían luego en el agua, facilitando el crecimiento de diatomeas durante el verano.

A comienzos del s.XXI, resultados experimentales y de modelos apoyaron esta hipótesis «Si/Crepidula», indicando que su erradicación aumentaría la probabilidad de proliferaciones de dinoflagelados tóxicos por limitación de silicatos durante el verano.

En la última década Crepidula ha retrocedido mientras que blooms tóxicos como los de A. minutum se han hecho recurrentes, así que es buen momento para reevaluar dicha hipótesis con las comunidades y balances biogeoquímicos actuales.

El estudio de paleocomunidades en la bahía de Brest (Siano y col.) demuestra que la influencia humana en la bahía de Brest transformó las condiciones ambientales preindustriales alterando el fitoplancton. Y que dichas condiciones también cambian si introducimos «ingenieros del ecosistema» como Crepidula u otras especies invasoras.

Así pues, nada volvió a ser igual después de la guerra. Tanto para las personas como para el fitoplancton…

En 1962 se publicó el álbum «Ives Montand chante Jacques Prévert» que incluía un emocionante poema, «Barbara«, escrito por Prévert en 1946.

Con él comienza y termina esta entrada, para que no olvidemos que la guerra es una idiotez que lo arrebata todo menos el dolor y los recuerdos de quienes sobrevivieron a ella…

Agradecimientos: a Marc Long por enviarme el artículo de Raffaele Siano y col.

Referencias:

  • Chapelle A. y col. The bay of Brest (France), a new risky site for toxic Alexandrium minutum blooms and PSP shellfish contamination. Harmful algae news 51:4-5 (2015).
  • Erard-Le Denn E. y col. In: Smayda T.J. & Shimizu Y. (Eds.). Toxic Phytoplankton in the Sea. Elsevier Science Publisher, pp. 109-114 (1993).
  • Raho N. y col. Biecheleria tirezensis sp. nov. (Dinophyceae, Suessiales), a new halotolerant dinoflagellate species isolated from the athalassohaline Tirez natural pond in Spain. Eur. J. Phycol. 53:99-113 (2018).
  • Ragueneau O. y col. The Impossible Sustainability of the Bay of Brest? Fifty Years of Ecosystem Changes, Interdisciplinary Knowledge Construction and Key Questions at the Science-Policy-Community Interface. Front. Mar. Sci. 5:124 (2018).
  • Siano R. y col. Sediment archives reveal irreversible shifts in plankton communities after World War II and agricultural pollution. Curr. Biol. 31:1–8 (2021).
  • Stiger-Pouvreau, P. & Thouzeau, G. Marine Species Introduced on the French Channel-Atlantic Coasts: A Review of Main Biological Invasions and Impacts. Open Journal of Ecology 5:227-257 (2015).

República Tortuga

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Imagen de portada: escudo de armas del Territorio Británico del Océano Índico. Autor: Demidow. Fuente: Wikipedia

Toda superficie en contacto con el mar puede ser colonizada. Cuando es inerte se trata de incrustaciones («fouling» en inglés), pero si el sustrato es un ser vivo hablamos de epibiosis. Y de esto las tortugas saben mucho porque no sólo llevan su casa a cuestas sino todo un ecosistema…

El caparazón y piel de las tortugas son perfectos para el desarrollo de distintos epibiontes, tanto sésiles (quieto ahí!), como sedentarios (un pasito paquí, otro pallá), o móviles. ¿Y cuántos puede haber? pues fíjense que sólo en las tortugas bobas (Caretta caretta) se han encontrado más de 200 especies de epibiontes.

República Tortuga. Entre sus ciudadanos quietos destacan los cirrípedos (o percebes), considerados pioneros ya que facilitan la llegada de otros pobladores. Se adhieren tanto al caparazón como a los tejidos blandos y pueden formar colonias enormes sobre algunos ejemplares.

  • Tortuga verde (Chelonia mydas) en un centro de recuperación (Turtle Hospital, Florida), invadida por percebes. Fuente: southernliving
  • Cangrejos epibiontes (Planes minutus) en una tortuga boba (Caretta caretta). Fuente: University of Florida

Junto a los percebes encontramos toda clase de crustáceos, moluscos, cnidarios, equinodermos, macroalgas (verdes, pardas, rojas), esponjas e incluso peces que aprovechan la República Tortuga para vivir de manera mutualista, comensalista o -más raramente- parásita.

Un ejemplo clásico son los cangrejos del género Planes que suelen vivir en parejas y escondidos en la zona de la cola (sí, refugiados en el culo de las tortugas), de donde salen para alimentarse de otros epibiontes. Las tortugas facilitan protección a sus colonizadores y reducen la competencia con otras especies. Y para ellas los epibiontes pueden ser una carga incómoda pero también les ofrecen camuflaje (visual, químico y eléctrico) y defensa frente a sus predadores.

Pero ya saben –y si no se lo recuerdo– que aquí solemos hablar del fitoplancton…

Las fases iniciales de colonización (previas a la llegada de macroorganismos) suelen incluir la absorción de macromoléculas sobre la superficie, colonización bacteriana y luego eucariotas unicelulares (protozoos, hongos y diatomeas).

Chelonicola costaricensis. Fuente: Majewska y col. (2015)

En ballenas y delfines se conoce desde hace tiempo la existencia de microalgas epibiontes y comunidades específicas. De ello hablamos «En la piel de las ballenas«.

Pero en lo que respecta a las tortugas marinas no se publicaron estudios detallados hasta ¡2015! Alucinante ¿verdad? Bueno, quizás no tanto, pero a mí no deja de sorprenderme…

Los estudios que revisé describen diatomeas epizoicas que cubren toda la superficie disponible del quelonio con densidades medias de 17000 células/mm2. Su diversidad suele ser baja y forman parte de un biofilm con materia orgánica de origen bacteriano -y de las propias diatomeas- que contribuye a la estabilidad física y supervivencia de las comunidades microbianas.

No debe ser fácil vivir sobre una tortuga. Las condiciones inestables y el reto adaptativo que suponen podrían explicar la baja diversidad de especies en los trabajos realizados hasta la fecha.

Desde 2015 se han descrito diatomeas de nuevos géneros y especies con nombres tan curiosos como Chelonicola costaricensis (Chelonicola porque «vive sobre tortugas», y costaricensis porque la aislaron de caparazones de tortugas oliváceas (Lepidochelys olivacea) durante su arribada para desovar en la playa del Ostional, en Costa Rica).

También se han identificado nuevos géneros como Poulinea y Medlinella, o nuevas especies de otros conocidos como Tursiocola (T. denysii, T. guyanensis y T. ying-yangii) o Tripterion (T. societatis), típicos de cetáceos (diatomeas «cetícolas»)…

…y otras como Achnantes, Nitzschia y Proschkinia (P. sulcata, P. lacrimula, etc.), común en biofilms marinos. También Labellicula (L. lecohuiana) cuya única especie conocida (L. subantarctica) se había encontrado sobre un acantilado.

De todas estas especies atrajo mi atención Tursiocola ying-yangii, llamada así porque la forma de sus areolas (agujeritos en la cubierta de sílice) recuerdan al símbolo del ying-yang.

Apenas se conoce el grado de especificidad y distribución biogeográfica de estas diatomeas por la reciente atención y escasos estudios acerca de ellas.

La Tortuga Roja (M. Dudok de Wit, 2016). Una historia muda e inolvidable. Fuente: cinemascomics

Su modo de vida epizoico podría ser obligado en algunos casos ya que su presencia en otras superficies parece accidental o relacionada con la actividad de sus huéspedes.

Sin embargo, hacen falta más estudios para conocer su grado de asociación: algunas parecen estar bien adaptadas y ser pioneras, mientras que otras diatomeas podrían adherirse después reflejando el hábitat donde se alimentan o reproducen las tortugas.

Todo esto de estudiar especies y comunidades de diatomeas epizoicas tiene un gran interés ecológico. No se trata sólo de elaborar listados taxonómicos y descubrir nuevas especies.

Las tortugas juveniles suelen vivir en zonas pelágicas (cerca de la superficie) y oceánicas; luego acostumbran escoger ambientes costeros y bentónicos. Así que según la edad, zona geográfica y el hábitat sus epibiontes evolucionarán de forma natural reflejando esos cambios vitales.

Por ello los estudios sobre fauna acompañante y epibiosis en tortugas pueden contribuir al conocimiento sobre su distribución geográfica, hábitat y migraciones, aportando datos complementarios a los marcajes, telemetría por satélite, análisis de isótopos, genética de poblaciones…

Eso sí. La sucesión natural de epibiontes puede también romperse cuando las tortugas se acicalan el caparazón ¡frotándose contra superficies sumergidas!

Referencias:

  • Báez J.C. y col. Preliminary check-list of the epizoic macroalgae growing on loggerhead turtles in the Western Mediterranean Sea. Marine Turtle Newsletter 98:1-6. (2002).
  • Frankovich T.A. y col. Tursiocola denysii sp. nov. (Bacillariophyta) from the neck skin of Loggerhead sea turtles (Caretta caretta). Phytotaxa 234:227–236 (2015).
  • Frick M.G y Pfaller J.B. Sea Turtle Epibiosis. The Biology of Sea Turtles Volume III. Chapter: 15. CRC Press Editors: J. Wyneken, K.J. Lohmann, J.A. Musick. pp. 399-426 (2013).
  • Majewska R. y col. Diatoms and Other Epibionts Associated with Olive Ridley (Lepidochelys olivacea) Sea Turtles from the Pacific Coast of Costa Rica. PLoS ONE 10(6):e0130351 (2015).
  • Majewska R. y col. Labellicula lecohuiana, a new epizoic diatom species living on green turtles in Costa Rica. Nova Hedwigia, Beiheft 146:23–31 (2017).
  • Majewska R. y col. Six new epibiotic Proschkinia (Bacillariophyta) species and new insights into the genus phylogeny. Eur. J. Phycol. 54:609–631 (2019).
  • Riaux-Gobin C. y col. New epizoic diatom (Bacillariophyta) species from sea turtles in the Eastern Caribbean and South Pacific. Diatom Res. 32:109-125 (2017).
  • Riaux-Gobin C. y col. Two new Tursiocola species (Bacillariophyta) epizoic on green turtles (Chelonia mydas) in French Guiana and Eastern Caribbean. Fottea, Olomouc 17:150–163 (2017).

La dieta Mickey Mouse

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Imagen de portada: Picocystis salinarum. Autor: D. Patterson. Fuente: Microbial Life

Las galletas son objetos que nos divierte moldear con toda clase de formas: que si el muñeco de jengibre, corazones, navideñas, etc. Incluso galletas de Mickey Mouse que vienen muy al caso de la siguiente historia…

Nuestra protagonista de hoy es una microalga de apenas 2-3 micras que forma parte del picoplancton (al microscopio por debajo de 100.000 aumentos no verás más que puntos). La aislaron en 1991 de salineras en San Francisco, California (85‰ de salinidad, casi el triple que el mar) y la bautizaron como Picocystis salinarum (Lewin y col. 2000).

Picocystis salinarum. A) célula esférica, B) forma trilobulada. Fuente: Lewin y col. (2001). Las abreviaturas corresponden al núcleo (n), cloroplasto (c), mitocondria (m), pared celular (cw), gránulo de almidón (s) y dictiosoma (aparato de Golgi; d).

En fase de crecimiento activo son bolitas, pero con limitación de nutrientes adquieren forma trilobulada.

Poco después se publicó el hallazgo de un organismo similar en el lago Mono (California). Le llamaron Picocystis sp. porque a sus descubridores no les pareció del todo igual. Y además añadieron un poco de humor:

El lago Mono. Fuente: Artigoo.

«A chloroplast was located in each of the two smaller lobes and the nucleus in the larger third lobe, reminiscent of Mickey Mouse.»

Roesler y col. (2002)

El lago Mono es un lugar asombroso.

Parece sacado de una obra de Dalí y sus condiciones ambientales no son menos sorprendentes…

Cuando leí sobre él recordé al mar Salton del cual tratamos en Un futuro para Salton Sea.

La diferencia es que Salton surgió por accidente y agoniza sin remedio mientras que el lago Mono es natural y unos estudiantes evitaron su desaparición cuando su destino parecía inevitable.

Esto es lo que sucedió. El lago Mono en California era un cuerpo de agua alcalino y salino (ligeramente superior a la del océano: 40‰), con una antigüedad >50.000 años y situado en las montañas de Sierra Nevada (casi a 2.000 metros de altitud).

Artemia monica. Autor: djpmapleferryman. Fuente: Wikipedia

En 1941 desviaron los afluentes que lo alimentaban para abastecer la creciente demanda de Los Ángeles. Y ya se imaginarán lo que sucedió…

En los siguientes 40 años perdió la mitad de su volumen resaltando las torres de tufa (calcáreas) en su lecho. La salinidad se multiplicó por 2, el pH se disparó a 9,8 y no quedó ni un pez vivo u otros vertebrados…

Frente a aquellos cambios sólo prosperaron moscas alcalinas (Ephydra hians), una especie de crustáceo única en el mundo (Artemia monica) y la microalga que forma su dieta principal: Picocystis.

Ella solita llega a suponer el 50% de la producción primaria del lago. Y en invierno no suele bajar del 25%…

También hay diatomeas (Nitzschia) y cianobacterias, pero la reina indiscutible es Picocystis. ¡Y a las Artemias les encantan! en el laboratorio se ha comprobado que cada una se zampa de promedio ¡500.000 Picocystis por hora!

A su vez la propia Artemia es un recurso fundamental para las aves en la ruta migratoria del Pacífico de Norteamérica que abarca desde Alaska hasta la Patagonia. Todo un ejemplo de interrelación entre ecosistemas y seres vivos.

Aves limícolas (falaropos de Wilson y picofino) en el lago Mono. Fuente: monolake.org

El lago Mono era monomíctico antes de los 80′. Es decir, la estratificación de la capa superior formada en la época de calor se rompía al final del año, mezclando y oxigenando sus aguas. Pero en 1982 el deterioro ambiental y un intenso evento de «El Niño» iniciaron una fase meromíctica: estratificación superficial contínua durante 5 años.

Y cuando se restableció la mezcla de aguas profundas y superficiales aconteció otro desastre: el amonio, metano y sulfuro acumulados en el fondo produjeron la anoxia temporal del lago.

Pues bien. En 1984, durante aquella estratificación pertinaz se desarrolló un máximo de clorofila subsuperficial. Y en condiciones donde cabría esperar bacterias fotosintéticas anoxigénicas se observó que la responsable de aquel máximo era una microalga eucariota. ¡Acertaron! la futura Picocystis sp.

En la colección CCVIEO (IEO Vigo) tenemos una cepa de Mickey Mouse, perdón, de Picocystis salinarum (RCC3402). Autor: F. Rodríguez.

La Picocystis del lago Mono puede crecer en penumbra (<0.1% de la luz disponible en superficie en verano), proliferando así a profundidades de hasta 20 metros.

Soporta un rango BRUTAL de salinidades (0-260‰), con el pH tampoco se queda atrás (4-12) y tolera bien niveles bajos de oxígeno.

Esta flexibilidad fisiológica le permite establecer poblaciones permanentes en el lago, manteniendo así la producción primaria, el ecosistema y los seres vivos que dependen de él: Artemias y aves.

A mayores, Picocystis posee otra propiedad sorprendente: una quimera de pigmentos. Clorofilas y carotenoides de algas verdes (clorofila b, violaxantina, etc) junto a otros de la línea evolutiva roja (diatoxantina, aloxantina y monadoxantina, los dos últimos típicos de criptofíceas).

Años después, colegas de la Station Biologique de Roscoff nos invitaron a José Luis Garrido (IIM-CSIC) y a mí a participar en un trabajo (dos Santos y col. 2017) que estableció la posición taxonómica de Picocystis salinarum. Nuestra aportación fueron justamente los análisis de pigmentos que coincidieron con los de Picocystis sp. del lago Mono.

Y combinando genética + morfología y pigmentos P. salinarum quedó incluida en una nueva clase de algas verdes: Picocystophyceae (o picocistofíceas. Recuerden: fitoplancton con forma de Mickey Mouse, las «galletitas» que se zampan las Artemias del lago Mono).

En azul oscuro el contorno mínimo que alcanzó el lago Mono. En azul claro el nivel que tenía antes de 1941 y el trazo intermedio es el objetivo establecido por el Estado de California en 1994. Fuente: monolake

Muy bonito todo pero alguien se preguntará ¿y el lago Mono? ¿no decías que iba a desaparecer?

Pues sí...

Pero en 1976 un joven profesor de la Universidad de Stanford (David Gaines) realizó un estudio ecológico con un grupo de estudiantes denunciando el deterioro y la amenaza de colapso del ecosistema.

Y en 1978 crearon el Mono Lake Committee que sigue en activo con 16.000 socios.

Armados de ciencia (y conciencia medioambiental) se lanzaron a la lucha por la protección del lago y en 1994 consiguieron la aprobación de la State Water Board Decision 1631 (apoyada en un informe de impacto ambiental ¡¡ de 1700 páginas !!).

Miembros del Mono Lake Committee durante la «Rehydration Ceremony» (1982). Autor: S. Johnson. Fuente: longlivemonolake

Dicha norma estatal frenó su disminución estableciendo un nivel mínimo para sus aguas, un caudal permanente para los arroyos que lo alimentan y la restauración del hábitat de aves acuáticas.

Calculaban alcanzar dicho nivel mínimo en 20 años…pero no parece fácil.

En abril de 2021 sigue por debajo del nivel decretado en 1994. Su volumen oscila cada año debido a las condiciones climáticas, sequías y un aporte variable de aguas de deshielo en Sierra Nevada.

Eso sí: la tendencia global es ascendente y el futuro del lago parece asegurado gracias a la mecha que prendió el compromiso medioambiental de aquel profesor y sus estudiantes.

Referencias:

  • dos Santos, A.L. y col. Chloropicophyceae, a new class of picophytoplanktonic prasinophytes. Sci. Rep. 7:14019. (2017).
  • Lewin, R.A. y col. Picocystis salinarum gen. et sp. nov. (Chlorophyta)—a new picoplanktonic green alga. Phycologia 39:560–565. (2000).
  • Roesler, C.S. y col. Distribution, production, and ecophysiology of Picocystis strain ML in Mono Lake, California. Limnol. Oceanogr. 47: 440–452. (2002).
  • Stamps, B.W. y col. Metabolic Capability and Phylogenetic Diversity of Mono Lake during a Bloom of the Eukaryotic Phototroph Picocystis sp. Strain ML. Appl. Environ. Microbiol. 84:e01171-18. (2018).
  • Fuentes web: monolake.org

Un velero llamado Velella

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Imagen de portada: Unconventional Mermaid: Portuguese Man o’ War. Autora: MayContainBirdseed. Fuente: Deviantart.

A principios de invierno llegó a la prensa y redes sociales la noticia de miles de «medusas» varadas en playas gallegas, sobre todo Velella velella pero también Physalia physalis. Sin embargo, a pesar de su aspecto medusoide, se trata en realidad de organismos coloniales y no de medusas individuales.

Velella y Physalia son cnidarios de la clase de los hidrozoos.

A Velella velella, habitual en estas costas, se la conoce popularmente como veleiriños o «medusa velero». En Europa sus registros son más abundantes en el Mediterráneo, oeste de la península ibérica, Francia («vélelle») y Reino Unido («by-the-wind sailor»).

Sus invasiones playeras, arrastradas por el viento y las corrientes pueden formar imágenes espectaculares con millones de individuos a lo largo de la costa oeste de Norteamérica, Italia o incluso en Nueva Zelanda. En playas de Liguria (Italia) se han llegado a contabilizar ¡ entre 20.000-120.000 colonias/m2 !

  • Velella velella en la playa de Samil, marzo 2017 (Vigo). Fuente: Faro de Vigo.
  • Millones de Velella velella en el Pacífico, cerca de La Push (Washington). Autor: NOAA. Fuente: Theconversation
  • Velella velella (Cerdeña, Italia; 31-III-2015). Autor: R. Hölzl. Fuente: Alamy.

A la segunda invasora, Physalia physalis (no tan común por aquí), la precede su fama y apodo: carabela portuguesa (en inglés: Portuguese Man o’War). Tanto Velella como Physalia son azuladas gracias a carotenoides (astaxantina) obtenidos de sus presas. Les sirven para protegerse de la radiación UV y camuflarse de los depredadores como aves, tortugas y peces. Pero ambos organismos presentan diferencias importantes como veremos…

Los veleiriños no son peligrosos para ti (ni para tu perrito despistado por la playa), pero poseen células urticantes y no hay por qué probar su efecto. Son más pequeños que Physalia y se diferencian de ellas por la vela en su parte aérea (frente al flotador/globito de las carabelas portuguesas).

No conviene tocar a ninguna de ambas pero si ven el flotador de Physalia ni-se-les-ocurra. Su picadura puede ser grave en algunos casos. Llegan a ocasionar laceraciones en la piel y como mínimo te dejarán un molesto y prolongado dolor.

Por suerte la varada de estos hidrozoos sucede fuera de la época estival y el riesgo de un mal encuentro es pequeño. Pero seamos prudentes si las descubrimos en la playa. Su color azul debería darnos que pensar. Así que…¡¡no toques!! ¡¡¿por qué tocas?!!

En el nuevo proyecto de ciencia colaborativa DIVERSIMAR (IEO) comentaron su llegada en enero, incluyendo una descripción completa de Physalia.

Un pescador y divulgador ejemplar que les recomiendo seguir en twitter, Rogelio Santos Queiruga (@QueirugaRogelio), publicó un vídeo comentando que era la primera vez que la veía. Y 4 horas después de tocarla aún sentía su picadura en los dedos. La curiosidad nos puede a menudo pero en este caso ¡¡no toques!!

Además de su aspecto y veneno hay algo más que distingue a los veleiriños de las carabelas. Un detalle inapreciable a simple vista pero que nos interesa mucho en este blog. Velella posee dinoflagelados simbiontes mientras que Physalia aparentemente no.

La información sobre la posición ecológica de Velella es limitada, pero en su alimentación parecen jugar un papel esencial tanto el zooplancton (huevos de peces, copépodos, cladóceros, larvas de invertebrados, etc.), como los propios dinoflagelados simbiontes.

La relación entre Velella y sus simbiontes recuerda a las que poseen otros cnidarios como los antozoos, incluyendo anémonas y pólipos formadores de arrecifes (asociados p.ej. con dinoflagelados del género Symbiodinium). Con Velella viajan y conocen mundo…

¿Dónde están y quiénes son los dinoflagelados de Velella?

Sobre «dónde están» les contestaré que en el tejido endodérmico de los gonóforos (individuos medusoides que habitan en la colonia formando racimos sobre las ramas genitales o gonozoides). Dentro del huésped los simbiontes tienen forma cocoide, son bolitas doradas y de ahí su nombre coloquial: zooxantelas.

  • Anatomía de Velella velella. Autor: José Castellanos. Fuente: Slideshare
  • Endosimbiontes de Velella velella. Fuente: aphotomarine.

Y para contestarles «quiénes son» tendré que contarles una historia que se remonta cien años atrás…

A los simbiontes de Velella velella aisladas en el Mediterráneo les llamaron Endodinium chattonii en 1922, y luego les fueron cambiando de género. En 1924 a Zooxanthella, en 1971 a Amphidinium y por fin en 1993, Scrippsiella chattonii.

En ese último trabajo (Banaszak y col. 1993) aislaron y cultivaron por primera vez los simbiontes fuera del huésped, en forma libre. Y observaron que en cultivo alternaban formas cocoides con células móviles cubiertas por placas de celulosa que identificaron como Scrippsiella velellae.

Scrippsiella velellae. Fuente: Banaszak y col. (1993).

Dicha descripción pertenecía a simbiontes de Velella velella del Pacífico y no coincidían exactamente con los descritos en las Velella del Mediterráneo. Así que a estos simbiontes les asignaron el nombre citado de Scrippsiella chattonii. Ninguna de ambas descripciones incluía datos genéticos...

…y el único trabajo con secuencias genéticas no incluye morfología. Se hizo sobre simbiontes de Velella en el mar de los Sargazos (Gast & Caron 1996) y sus resultados se discutieron años después concluyendo que la secuencia de 18S rADN coincidía con otras de un nuevo género simbionte en radiolarios: Brandtodinium (Probert y col. 2014).

Ahora sí, a ver si desenredamos la madeja…

Según esto, Velella velella tendría la capacidad de asociarse con Brandtodinium y Scrippsiella para establecer una relación simbionte. Y Brandtodinium sería también el dinoflagelado simbionte en radiolarios de varios órdenes taxonómicos (Collodaria, Nassellaria y Spumellaria) según Probert y col.

Las ilustraciones de radiolarios de Ernst Haeckel (1862) incluían a dichos órdenes y en sus representaciones incluyó a las zooxantelas.

  • Radiolarios (Sphaerozoum). Figura 33 de E. Haeckel. Fuente: biolib.de
  • Radiolarios (Collosphaera). Figura 34 de E. Haeckel. Fuente: biolib.de
  • Radiolarios (Collozoum inerme). Figura 35 de E. Haeckel. Fuente: biolib.de

La costumbre de llamar zooxantelas a cualquier simbionte doradito en organismos marinos (dinoflagelados o no) llevó por dos veces a proponer la anulación del género Zooxanthella, justificando la creación de Brandtodinium.

Sin embargo, el éxito coloquial y la imprecisión del término zooxantela no era razón suficiente para invalidar Zooxanthella (descrito por Karl Brandt en 1882). Así pues, la creación de Brandtodinium no era aceptable y los endosimbiontes de Velella velella siguen perteneciendo a Scrippsiella velellae y S. chattonii (Guiry & Andersen 2018).

La descripción de S. chattonii era también incorrecta, aunque sólo por cuestiones técnicas resueltas en 2018. Sus autores obviaron la página del basónimo (nombre científico bajo el cual fue originalmente nombrada: Endodinium chattonii), necesaria para la trazabilidad según el art. 41.5 del Código Internacional de Nomenclatura Botánica.

Espero no haberles mareado con tanto giro de guión.

Para serles claro: los debates sobre nombres científicos apasionan a los taxónomos y yo diría que este aún no ha terminado del todo. Así que si alguien les pregunta por los simbiontes de Velella velella contesten que son dinoflagelados o zooxantelas y no se equivocarán nunca.

Porque tanto Scrippsiella velellae como otras especies de Zooxanthella, Symbiodinium y nuevos géneros de dinoflagelados simbiontes como Breviolum, Effrenium, Fugacium, etc., son y serán siempre ¡zooxantelas!. Y ahora sí. Colorín, colorado, este cuento se ha acabado…

Referencias:

  • Banaszak A.T. y col. Scrippsiella velellae sp. nov. (Peridiniales) and Gloeodinium viscum sp. nov (Phytodiniales), dinoflagellate symbionts of hydrozoans (Cnidaria). J. Phycol. 29:517-28. (1993).
  • Betti F.B. y col. Massive strandings of Velella velella (Hydrozoa: Anthoathecata: Porpitidae) in the Ligurian Sea (North-western Mediterranean Sea). Eur. Zool. J. 86: 343-353. (2019).
  • Guiry M.D. & Andersen R.A. Validation of the generic name Symbiodinium (Dinophyceae, Suessiaceae) revisited and the reinstatement of Zooxanthella K.Brandt. Notulae Algarum 58:1-5. (2018).
  • Lopes A.R. y col. “Gone with the wind”: Fatty acid biomarkers and chemotaxonomy of stranded pleustonic hydrozoans (Velella velella and Physalia physalis). Biochem. Sist. Ecol. 66:297-306 (2016).
  • Probert I. y col. (2014). Brandtodinium gen. nov. and B. nutricula comb. nov. (Dinophyceae), a dinoflagellate commonly found in symbiosis with polycystine radiolarians. Journal of Phycology 50(2): 388-399. (2014).
  • Zagalsky P.F. y Herring P.J. Studies of the blue astaxanthin-proteins of Velella velella (coelenterata: chondrophora). Phil. Trans. R. Soc. B 279:289-326 (1977).
  • Zeman S.M. y col. Trophic ecology of the neustonic cnidarian Velella velella in the northern California Current during an extensive bloom year: insights from gut contents and stable isotope analysis. Mar Biol. 165:150. (2018).

Cine y oceanografía

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Imagen de portada: Pristine Seas Project. Fuente: NationalGeographic

Hoy tenemos entrada de cine ¡y gratis!. Elaborada por un colega del IEO y colaborador del blog. ¡Gracias Suso!

Por Jesús Gago Piñeiro

Un tema que suena muy atractivo, pero que si piensas un poco no aparecen un gran número de títulos.

La generación de los 70, la que se crió con los documentales de “El hombre y la Tierra” de Félix Rodríguez de la Fuente -y ya más enfocado en el tema marino con “El mundo Submarino” de Jacques Cousteau-, ha visto como hemos pasado a los documentales de la National Geographic Society, especialmente la serie de mares prístinos.

Fuente: midiariodebuceo

Además de estos dos gigantes de la divulgación medio ambiental, tenemos una serie en los años 60 con el sugerente título “investigador submarino” basada en las aventuras de un submarinista (podéis ver algunos capítulos y una breve descripción en midiariodebuceo).

En cuanto a los documentales submarinos es de destacar la fantástica semana de cine submarino de Vigo y la de Donostia que ya va por su 43 edición.

De destacar para nosotros la de Vigo, y los grandes profesionales que han participado en ella de nuestro entorno investigador como Jorge H. Urcera o Manuel E. Garci, y gente reconocida a nivel internacional como José Irisarri, Jorge Candán o José Luís Gonzalez entre otros.

Pero dejemos de lado los documentales, y pasemos al cine. El tema marino siempre ha sido un referente para el cine desde clásicos “La isla del tesoro” o “Moby Dick”, a “Master and commander”, “Titanic” o algunas más exóticas como «Simbad el marino».

  • La isla del tesoro (Victor Fleming, 1934). Fuente: ecartelera
  • Simbad el marino (Richard Wallace, 1947). Fuente: pinterest

Por supuesto, la saga “tiburón” también tiene que estar aquí…

Jaws (Steven Spieberg, 1975). Fuente: pinterest

Y podríamos seguir con una amplia serie, desde famosas sagas de piratas hasta famosos naufragios. Y ya puestos, piratas, tesoros, indios y niños… ¡o sea Peter Pan!

Y también podemos seguir con el tema infantil, donde ya tenemos un amplio número de películas desde “ la Sirenita” a “ Salvad a Wally” I, II,….Algunas con carteles más que inspirados en el tema marino.

Pero de oceanografía, poco o nada.

Una película de Richard Fleischer (1954) producida por Walt Disney. Fuente: justwatch

Podemos buscar un poco entre los clásicos para encontrarnos con la más que avanzada para su tiempo “Veinte mil leguas de viaje submarino” (¡estamos hablando de 1954!), donde ya se empieza a ver el fondo del mar con una perspectiva un poco más científica.

La novela de Julio Verne aquí sirve de inspiración.

Y ya estamos llegando al final, y volviendo al principio…

Entre las  películas más orientadas a la temática nos encontramos con dos; “Aquatic life” y “Jacques”, las dos usando a J. Cousteau como inspiración.

La primera como una sátira-crítica feroz (y no solo al Sr. Cousteau…) con un gran Bill Murray y la segunda un biopic de excelente factura. 

La película «Jacques» fue titulada en español “La Odisea”.

Como anécdota señalar que el padre de Lambert Wilson (el actor que interpreta a J. Cousteau) fue doblador de Cousteau como el mismo explicó en una entrevista.

  • Life Aquatic (Wes Anderson, 2004). Fuente: sensacine
  • Jacques («La Odisea) (Jérôme Salle, 2016). Fuente: fotogramas

Pero no podemos olvidarnos de una infantil, “Buscando a Nemo” en la cual existe un guiño a la investigación marina, ¿os acordáis de aquella escena en la que mencionan la corriente de Australia?

Seguro que se ha quedado alguna en el tintero, pero esta breve revisión tan solo tratábamos de dar una idea sobre el tema ¡sugerencias bienvenidas!

Sobre el autor

Fuente: galiciaconfidencial

Jesús Gago Piñeiro (jesus.gago@ieo.es) es investigador del IEO-Vigo, coordinando el grupo CAMBIOCEAN (Cambio global y oceanografía operacional).

Con especial interés en el impacto de las basuras en el medio marino y participando en diversos proyectos y trabajos tanto en macrobasuras (cleanatlantic) como en microplásticos (jpi-oceans). Podéis consultar sus publicaciones en Scholar o Researchgate.

Las diatomeas de los ahogados

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Imagen de portada: fotograma de «La playa de los ahogados» (2015). Fuente: lacabecita

-Parece que lo ayudaron a ahogarse.

-¿Y eso?

-Tiene las manos atadas.

La playa de los ahogados (Domingo Villar, 2011)

Hace un mes en «Territorio Negro» de Julia en la Onda entrevistaron a Ana García Rojo (responsable de entomología de la comisaría general de policía científica), acerca de la importancia de los insectos para resolver crímenes.

La gran Julia Otero. Aquí tienen el enlace a la entrevista con Ana García Rojo.

Pues bien. Además de insectos Ana citó también el uso de diatomeas en estudios forenses.

Fue una mención fugaz, pero tuvo el mismo efecto que los focos de un todoterreno cegando a un conejo (siendo yo el conejo, por supuesto).

Y esa luz cegadora llevó a esta entrada que por otra parte será más bien oscura…

Las diatomeas son marcadores forenses en sistemas acuáticos. Y podría citar dos motivos principales:

>>> 1) Se encuentran de manera generalizada y abundante según la época del año en medio marino, aguas continentales y muestras de suelo.

>>> 2) Son muy resistentes. Literalmente piedritas por sus cubiertas de sílice que soportan tratamientos ácidos y tan diversas que permiten la identificación de especies.

Muestra de la ría de Pontevedra (junio 2013) llena de diatomeas. Autor: F. Rodríguez

Su empleo en patología forense no es nuevo, se llevan utilizando desde inicios del s.XX.

¿Qué información esconden las diatomeas?

Pongámonos en situación. Se trata de establecer las causas y el lugar de fallecimiento de la víctima de un crimen…

…y sobre esto las diatomeas pueden ayudar a conocer si la víctima murió por ahogamiento (e incluso donde).

Encontrar a la víctima en el agua no es indicio suficiente para saber si se ahogó. Y aunque el cadáver se descubra fuera del agua, quizás se ahogó y luego lo trasladaron.

Si la persona estaba viva habrá inhalado agua antes de morir de modo que los pulmones se encharcan.

Diseminación de diatomeas en el cuerpo humano en función de que exista ahogamiento o muerte previa. Fuente: Pinterest (Sandi Weyl)

Y la ruptura de alvéolos pulmonares permite que el agua ingrese al torrente circulatorio, diatomeas incluidas.

Luego estas se dispersan por diferentes órganos (cerebro, corazón, riñones, hígado, etc) y médula ósea.

El tamaño máximo de las diatomeas que traspasan la barrera alvéolo-capilar es de unas 110 µm e incluso superior.

Esto abarca a una enorme diversidad de géneros y estudios sobre tejidos de cadáveres en agua dulce citan entre otros a Achnanthes, Amphora, Asterionella, Campylodiscus, Cocconeis, Cyclotella, Fragilaria, Melosira, Navicula, Nitzschia, Pinnularia, etc.

La detección de diatomeas en tejidos humanos suele realizarse en órganos y en la médula ósea del fémur, previo tratamiento (con ácido nítrico, proteinasa K, etc), para eliminar la materia orgánica.

Por el contrario, si la víctima estaba muerta y la metieron después en el agua, las diatomeas pueden entrar en los pulmones, pero no existirá transporte activo al resto de órganos y médula ósea.

Si la muerte es reciente, pueden haber signos externos de ahogamiento (piel pálida, espuma en boca y nariz). Pero transcurrido el tiempo esas evidencias desaparecen y el test de diatomeas puede ser muy valioso.

Asterionella formosa es una de las diatomeas descubiertas en víctimas de ahogamiento en un estudio en Finlandia (Auer, 1991). Fuente: nordicmicroalgae.

Aunque las diatomeas distan mucho de ser infalibles. Influyen muchos factores como su abundancia en el medio, el tiempo transcurrido hasta la muerte, el estado del cuerpo, etc. Su concentración se reduce varios órdenes de magnitud a medida que entran en los pulmones y se dispersan en los tejidos del cuerpo…

Aún así, el test de diatomeas podría confirmar 1 de cada 3 casos de ahogamiento.

Un análisis sobre 738 víctimas en Ontario (Canadá) concluyó que las diatomeas corroboraron un 28% de ahogamientos. Y los aciertos del test estuvieron asociados con su ciclo estacional: a mayor abundancia en el medio, mayor probabilidad de encontrar diatomeas en las víctimas. Lógico.

La playa de la novela es «A Madorra», en Nigrán. Fuente: casadellibro.

Curiosamente, el test de diatomeas también ha servido para confirmar algunas muertes por ahogamiento en cuartos de baño y piscinas…

Para confimar un positivo se consideran, según los autores, diferentes umbrales.

Como más de 20 frústulas de diatomeas por 100 μL de sedimento extraído en 2 gr de tejido (p.ej. corazón, cerebro, riñón, hígado y médula ósea) o 20-40 frústulas en 5 gr de médula ósea, etc.

Dichos valores pueden variar según el tejido analizado y no existe un criterio estándar para toda la comunidad forense.

La biología molecular (secuenciación de genes ribosomales y mitocondriales) también se ha incorporado recientemente a la identificación de plancton en estudios forenses.

En este caso, además de las diatomeas, la presencia de algas verdes y cianobacterias permite obtener resultados positivos (incluso en ocasiones donde han fallado las diatomeas).

Por otra parte, la diversidad y composición de diatomeas en tejidos humanos puede indicar el posible escenario del crimen al relacionar las muestras de agua o suelo con las de la víctima.

Lo mejor es ilustrarlo con casos reales donde las diatomeas jugaron un papel fundamental…

Y en Diatoms and homicide (Pollainen, 1998) tenemos ejemplos muy truculentos ya les aviso…

El reconocimiento automático de imágenes es otra técnica que podría incorporarse a estudios forenses. Modelo de identificación GoogleNet Inception-V3. Fuente: Zhou Y. y col. (2020).
  1. Un niño de 5 años en el fondo de un lago. La médula ósea del fémur reveló dos diatomeas características también presentes en muestras del lago junto al cadáver. Al final su padre confesó el asesinato.
  2. Los restos carbonizados de una adolescente en una maleta abandonada en un aparcamiento. Pues bien. Se encontraron diversas diatomeas en la médula ósea del fémur y seno maxilar revelando la muerte por ahogamiento.
  3. Un transexual de 38 años fallecido en una bañera llena de agua y jabón. En su médula ósea femoral descubrieron cuatro tipos de diatomeas iguales a las de la bañera. Tenía lesiones de estrangulamiento pero le ahogaron bajo el agua.
  4. El cadáver de una joven de 25 años en avanzado estado de descomposición en un bosque. Observaron diatomeas en la médula ósea femoral propias de suelo terrestre. La exploración en la zona donde apareció el cadáver descubrió diatomeas idénticas en charcas temporales del bosque. La habían apuñalado pero murió en una zanja con agua.

Pero las diatomeas no sólo se estudian en el cuerpo de las pobres víctimas. La ropa y el calzado pueden conservar células adheridas con las que relacionar a un sospechoso ¡con el escenario del crimen!

Agradecimientos: a Patricia Quintas (IEO Vigo) que me avisó de la entrevista en Julia en la Onda en cuanto escuchó lo de las diatomeas.

Referencias:

  • Auer A. Qualitative diatom analysis as a tool to diagnose drowning. Am J Forensic Med Pathol 12: 213-218 (1991).
  • Levkov Z. y col. The use of diatoms in forensic science: advantages and limitations of the diatom test in cases of drowning. En: Williams M. y col. (eds). The Archaeological and Forensic Applications of Microfossils: A Deeper Understanding of Human History. The Micropalaeontological Society, Special Publications. Geological Society, London, 261–277 (2017).
  • Pollainen M.S. Diatoms and homicide. Forensic Sci Int 91:29–34 (1998).
  • Verma K. Role of Diatoms in the World of Forensic Science. J Forensic Sci 4:2 (2013).
  • Zhou Y. y col. Research advances in forensic diatom testing. Forensic Sci Res 5:98-105 (2020).

Greta y Grethe

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Imagen de portada: Thalassiosira mendiolana. Fuente: Fryxell & Hasle (1972).

Hoy en día muchas revistas incluyen en los papers los nombres completos de los autores. En Botanica Marina incluso fotos y una breve descripción. Igual me equivoco, pero creo que antes no era tan común. Por ejemplo en PubMed (motor de búsqueda de la NLM de artículos de biomedicina y ciencias de la vida) los nombres sólo aparecen desde 2002.

Esto es importante porque humanizan esas firmas y hacen visibles las aportaciones científicas de mujeres y hombres.

En el caso de los apellidos, a pesar de no existir obligación legal, en países como Reino Unido, Francia, EEUU o Australia, por tradición (=herencia de un sistema patriarcal) la mayoría de mujeres sustituyen su apellido de nacimiento, legal y/o socialmente, por el de su marido…

…o lo conservan como middle name…o unen ambos (con guión o compuesto). No sólo eso: si te divorcias y vuelves a casarte, nuevo dilema.

Por ejemplo, Lynn Petra Alexander publicó la teoría de la endosimbiosis celular como Lynn Sagan. ¿Les suena el apellido, verdad?

Lynn Margulis (1938-2011). Fuente: jaivikshastram

Dicho artículo, revolucionario y esencial en la biología evolutiva del s.XX, fue rechazado por unos 15 editores antes de su aceptación en una revista menor. Luego, durante el resto de su prolífica y prestigiosa carrera, firmó tal y como pasaría a la historia de la ciencia: Lynn Margulis.

Nuestras protagonistas de hoy también firmaban los trabajos con el apellido de sus maridos de toda la vida (y su apellido de nacimiento intercalado como middle name).

Grethe R. Hasle (Horten, Noruega: 1920-2013). Fuente: UIO.

Así, Hasle G.R. era la firma de Grethe Rytter Hasle. Y Fryxell G.A correspondía a Greta Albrecht Fryxell.

Ambas fueron figuras esenciales para el avance en el conocimiento de las diatomeas y de la ficología en general.

Sus contribuciones científicas les valieron numerosos reconocimientos y premios en vida.

Además, formaron a nuevas generaciones de investigadores que continuaron y expandieron su legado a otros campos de la investigación marina.

Sus vidas y carreras fueron paralelas. Grethe Hasle fue supervisora de Greta Fryxell en su estancia postdoctoral en la Universidad de Oslo.

De hecho, la primera publicación de Fryxell la firmó junto a Hasle en 1970…y también la última, en 2003, cuando tenían 77 y 83 años respectivamente. Y no fue cualquier cosa sino un capítulo titulado «Taxonomy of harmful diatoms» en una monografía de métodos de UNESCO.

Otro aspecto en el que coinciden es el de haber sido pioneras, no sólo por sus logros, sino porque consolidaron su carrera cuando apenas había científicas permanentes en sus instituciones, países…y mundo en general.

Greta A. Fryxell (Princeton, EEUU: 1926-2017). Fuente: Claremont-courrier

Hasle defendió su tesis doctoral en 1969, con 49 años, y en 1977 se convirtió en ¡la tercera profesora de la historia! en la Facultad de Matemáticas y Ciencias Naturales de la Univ. de Oslo.

Fryxell obtuvo su doctorado a la misma edad, en 1975, y se convirtió en una de las primeras profesoras en la Univ. Texas A&M.

Sobre la investigación de Grethe Hasle su obituario de 2013 cita lo siguiente:

Her general approach to research emphasized that in order to conserve biodiversity in nature, we need to know what is there, where and how much there is, and what environmental factors affect their occurrence.

Edvardsen y col. (2013)

Hasle publicó en 1965 un trabajo de investigación básica en el que describía dos formas de una misma especie, Nitzschia pungens forma multiseries y Nitzschia pungens forma pungens, en base a sutiles detalles morfológicos.

Nitzschia pungens f. multiseries. Fuente: Hasle (1974).

Nadie le prestó mucha atención a este trabajo de taxonomía tan refinado hasta que en 1987 se produjo una intoxicación de origen desconocido en Prince Edward (Canadá). Afectó a un centenar de personas tras consumir mejillones contaminados. Cuatro de ellas fallecieron.

La responsable era una diatomea productora de una nueva clase de toxinas (de tipo amnésico: ácido domoico). Las muestras de la proliferación tóxica se enviaron a David G. Mann y Grethe R. Hasle, quienes ratificaron que se trataba de Nitzschia pungens Grunow forma multiseries Hasle.

Recogiendo mejillones en la isla Prince Edward (Canadá). Fuente: saltwire.

Su hermana casi gemela (Nitzschia pungens f. pungens) no producía toxinas, y genéticamente era suficientemente distinta como para considerarla otra especie.

Así, en 1994 Hasle recuperó al género Pseudo-nitzschia, que por entonces era una sección dentro de Nitzschia, y en 1995 renombró ambas especies como Pseudo-nitzschia multiseries (responsable de la intoxicación en Canadá) y Pseudo-nitzschia pungens.

En total, Hasle describió y/o renombró 21 de las 53 especies hoy aceptadas en el género Pseudo-nitzschia (el único que incluye diatomeas tóxicas junto a contadísimas especies en Nitzschia y Amphora).

En cuanto a Fryxell, su investigación en oceanografía se centró también en las diatomeas de todo el mundo: ciclos de vida, patrones de abundancia y sucesión en el medio natural, especialmente los géneros Thalassiosira, Nitzschia y proliferaciones tóxicas de Pseudo-nitzschia al final de su carrera.

Imágenes de MEB de diatomeas. A) Asteromphalus hookeri, B) Corethron criophilum, C) Cimatosira lorenziana, D) Nitzschia bicapitata. Fuente: Fryxell (1983).

Linda K. Medlin (a quien conocemos de colaboraciones pasadas en el IEO), comenzó su carrera en el laboratorio de Fryxell abriendo camino en los 80′ para un nuevo campo: el estudio filogenético del fitoplancton. Y en el obituario que le dedicó en 2018 recuerda una frase de ella al respecto: ‘Are you sure you know what you’re doing?’.

Linda también recuerda la bienvenida de Fryxell a su laboratorio: [‘So glad that you have seen the light!’ (the light being to work on diatoms)], y su emoción por los descubrimientos con un nueva técnica, la microscopía electrónica.

Entre los testimonios de discípulos y colaboradores que recogió Medlin en 2018 me llamaron la atención estas palabras de Tracy A. Villareal:

Her struggles as one of the few women in the department were transformative to my understandings of how gender issues play out in academia.

Medlin L.K. (2018)

Debe ser agotador que te cuelguen la etiqueta de pionera y te lo recuerden a todas horas.

Fryxell y Hasle fueron eminencias mundiales en el estudio de las diatomeas; las suyas son historias exitosas, largas e inspiradoras. Referentes para su disciplina y las ciencias marinas en general.

Muchas otras mujeres no pudieron desarrollar sus carreras científicas ni alcanzar el merecido reconocimiento durante siglos.

Fuente: nomorematildas

Y es que la brecha histórica entre hombres y mujeres en diversos ámbitos de la ciencia sigue abierta (p.ej. igualdad de oportunidades para progresar en la carrera científica, reconocimiento y participación pública, sesgos de financiación, etc.).

La ciencia no es ajena a la realidad social en la que vivimos, forma parte de ella.

En España las mujeres suponen el 52% de la plantilla investigadora en la administración pública, pero la proporción superior de mujeres al inicio de la carrera científica se invierte sobremanera a medida que se avanza en ella.

De ahí la importancia de iniciativas como, entre otras, No More Matildas, Oceánicas y el Día Internacional de la Mujer y la Niña en Ciencia (11F). Y aunque hayamos avanzado en materia de igualdad en pocas décadas, voy a terminar con unos gráficos que me parecen muy reveladores...

Fuente: elaboración propia (ver referencias).

De todos los donuts yo destacaría la desigualdad en el premio de la sociedad ficológica americana (PSA, EEUU), un campo en el que destaca la presencia femenina. De hecho, Fryxell y Hasle (Greta y Grethe), recibieron dicho galardón en 1996 y 1999. Pero ya ven, ni así…

Referencias:

  • Award of Excellence Phycological Society of America. Enlace web.
  • Estudio sobre la situación de las jóvenes investigadoras en España. MICINN, Gobierno de España. Enlace web.
  • Fryxell G.A. New evolutionary patterns in diatoms. BioScience 33:92-98 (1983).
  • Fryxell G.A. & Hasle G.R. Thalassiosira eccentrica (Ehrenb.) Cleve, T. symmetrica sp. nov., and some related centric diatoms. J. Phycol. 8:297–317. (1972).
  • Fryxell G.A. & Hasle G.R. Taxonomy of harmful diatoms. En: Manual on Harmful Marine Microalgae (Ed. by G.M. Hallegraeff, D.M Anderson & A.D. Cembella), pp 465–509. UNESCO, Monographs on oceanographic methodology 11. (2003).
  • Hanic L.A. The 1987 PEI toxic mussel episode a personal perspective. 115 pp. (2014). Enlace web.
  • Hasle G.R. Validation of the names of some marine planktonic species of Nitzschia (Bacillariophyceae). Taxon 23: 425–428. (1974).
  • National Medal of Science (NSF). Enlace web.
  • Obituary – Greta A. Fryxell, Diatom Research. Medlin L.K. (2018). Enlace web.
  • Premios Princesa de Asturias. Enlace web.
  • Premio Ramón Margalef de Ecología. Enlace web.
  • Tribute to Professor Grethe Rytter Hasle, Diatom Research. Edvardsen B. y col. (2018). Enlace web.

Algas y bellas artes

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Imagen de portada: detalle de un mural de LIQEN (en Vigo).

Hoy toca hablar de representaciones artísticas de algas, sobre todo en la pintura pero también en otros medios.

Empezaré por un cuadro imprescindible en este blog: la marea roja de Carlos Sobrino Buhigas. Dicha obra aparecía en el trabajo «La purga del mar ó hematotalasia» (1918) de su hermano Ramón, quien describió por primera vez con acierto al responsable de una marea roja en Galicia (y que yo sepa, en España).

«La purga del mar ó hematotalasia en la ría de Pontevedra» (Sobrino, 1918).

Un artículo científico con un cuadro al óleo…ahí queda eso.

Carlos Sobrino Buhigas (Pontevedra, 1885-Vigo, 1978). Fuente: De Vida Gallega, Galiciana. Wikimedia commons.

De esta obra hablamos en varias entradas [1,2] porque en ella confluyen ciencia, arte y hechos históricos alrededor de las mareas rojas.

El cuadro de Sobrino se perdió y no hay forma de saber dónde está.

Seguro que muchas personas han intentado localizarlo, pero mientras preparaba esta entrada consulté al Museo del Prado, al Reina Sofía (MNCARS), a Museos de Galicia, A Fundación…

De momento me contestaron los tres primeros, aunque sólo para confirmar que no tienen registros del cuadro ni referencia en subastas pasadas…

La reproducción de este cuadro de Sobrino se incluyó también en «Arte e Ciencia en Galicia» (2013) de Francisco Díaz-Fierros Viqueira.

En 2017, coincidiendo con las actividades de divulgación que preparábamos para el centenario del centro oceanográfico de Vigo, escribí a Díaz-Fierros para preguntarle si había sabido algo de su paradero…

..pero tampoco. Aunque tuvo contacto con familiares nadie sabe nada...

La segunda obra de hoy la descubrí en la Pinacoteca Francisco Fernández del Riego, en Vigo.

Su autor es Antonio Fernández Gómez y representa a dos mujeres recogiendo algas entre las rocas.

Mulleres recollendo algas (Fernández Gómez, 1958). Óleo sobre tela.

Fernández Gómez pertenecía al mismo movimiento en el que también se inscribe Sobrino Buhigas: el «rexionalismo».

Os artistas galegos nacidos cara a 1870 son plenamente conscientes da escaseza de pintura no desenvolvemento da arte galega. Por isto aspirarán á creación dunha obra persoal que, antes que nada, sexa interpretación fidedigna da luz, a cor, a esencia do país. 

[…] En Galicia BELLO PIÑEIRO, SOBRINO BUHIGAS, IMELDO CORRAL buscan  unha pintura que transmita o diferente e auténtico ser de Galicia.

Siglo XIX e rexionalismo (Museo da Cidade «Quiñones de León»)

Santiago Ramón y Cajal menciona a Fernández Gómez en su libro «El mundo visto a los ochenta años: impresiones de un arteriosclerótico» (1934). En concreto en el capítulo La degeneración de las artes, donde pone de vuelta y media a la pintura de vanguardia.

Antonio Fernández Gómez (Goián, 1882-1970). Fuente: antoniofernandezpintor

Cajal se despacha a gusto con Picasso, Cézanne, Matisse, Kandinsky…seguro que no era su intención pero resulta muy divertido. Y a la vez interesante porque los mismos calificativos (pueriles, pintarrajeos, etc.) los aplicamos hoy en día a artistas que serán clásicos en el futuro.

Pues bien. En una nota a pie de página un Cajal ya desahogado dice: «Son de encomiar por belleza y fidelidad la honrada pintura tradicional, […] los paisajes de Fernández Gómez…«.

Lago Taihu afectado por una proliferación de cianobacterias. Fuente: CGTN

Saltemos ahora al s.XXI.

El lago Taihu, el tercero de China, situado en el delta del Yantsé, es muy importante para la acuicultura, turismo y suministro de agua en las poblaciones circundantes.

Pero la desbocada contaminación industrial y agrícola ha provocado que en los últimos 20 años estallen tremendos blooms de cianobacterias (Microcystis, Synechococcus y Cyanobium, entre otras), y de algas verdes.

Si buscan «lago Taihu» en internet descubrirán un montón de imágenes de sus aguas teñidas por la pasta verde de las microalgas…más que un lago parece un prado.

Las toxinas de cianobacterias en dicho lago causaron la «Crisis del agua potable de Wuxi» en 2007, dejando sin suministro de agua potable a más de 2 millones de personas en dicha ciudad durante una semana.

Aquel año el gobierno de China anunció a bombo y platillo un plan de 14.500 millones $ para limpiar el lago Taihu…

A Story of Qinglu shanshui hua. Fuente: OCULA

Pero aún hoy continúan los blooms y los daños medioambientales. No sólo por las toxinas que dañan a la fauna y flora del lago poniendo en riesgo la salud pública, sino además ¡por el pestazo de las cianobacterias!

El artista chino Wenda Gu quiso concienciar sobre este problema y partiendo de la tradición (la escuela pictórica Qinglu shanshui hua que usa tonos verdes y azules), sustituyó los pigmentos habituales por los de extractos de microalgas verdes.

Primero se liofilizaron las algas y las trataron previamente para eliminar cualquier rastro de toxicidad.

Luego se rehidrataron y las pusieron en manos de 1500 escolares (de entre 5-12 años) en una instalación en Shenzen (A Story of Qinglu shanshui hua).

Fuente: scgaskin.wordpress.com

Los niños usaron las algas para pintar lo que les apeteció sobre tiras de papel de arroz con el objetivo de elaborar finalmente un paisaje de 1500 m2.

La cosa apestaba. Sólo hay que ver a la niña de la foto…

Y eso es precisamente lo que quería Wenda Gu...

No atufar a los niños porque sí, sino reflexionar sobre el verde que asociamos a la naturaleza…

…pero que en este caso simboliza su deterioro por la acción irresponsable del hombre.

Y por último vamos con The Algae Society: Bioart Design Lab.

Se trata de un colectivo interdisciplinar que promueve la colaboración y experimentación artística con algas para:

«…crear nuevo conocimiento, nuevas ideas y nuevas formas de pensamiento que quizás se traduzcan en maneras de resolver problemas, pensando en el planeta como un sistema«, según una de sus integrantes (Jennifer Parker, Universidad California Santa Cruz).

Su primera exposición en España se tituló Drift & Migrate (Fluir y Migrar), en la Facultad de Bellas Artes de la Universidad Complutense de Madrid, 6-20 noviembre 2019 (cuando éramos felices y no lo sabíamos).

Para describir la exposición nada mejor que Tribuna Complutense:

¿Puede cumplir el arte algún papel en la lucha contra el cambio climático? Hay una respuesta afirmativa obvia: concienciar sobre lo que está ocurriendo, pero más allá de esa obviedad hay artistas que opinan que pueden trabajar en colaboración con los científicos para pensar juntos en soluciones que nos descubran quiénes somos y qué papel cumplimos en este planeta. Algunos de los artistas que piensan así han conformado el grupo The Algae Society.

[…] en la muestra hay 52 obras de 73 artistas, y todas ellas comparten un objetivo: «dar difusión al tema del cambio climático, sobre todo en lo relativo a la acidificación de los océanos, algo que está muy vinculado con las algas, porque lo que no se suele conocer es que más del 50% del oxígeno que respiramos proviene de ellas».

Jaime Fernández (Tribuna Complutense, 19 noviembre 2019).

En la web Algae Society hay imágenes y vídeos de proyectos relacionados con proliferaciones de algas y mareas rojas, pero a mí la que más me gustó fue A collaboration with algae de Juniper Harrower, recreando la visión de células al microscopio con aceites de extractos de algas.

Con ella les dejo…

Referencias:

  • Arte e Ciencia en Galicia: a ilustración científica e técnica. Díaz-Fierros Viqueiro F. USC 139 pp. (2013).
  • El mundo visto a los ochenta años: impresiones de un arteriosclerótico. Ramón y Cajal S. 170 pp. (1934).
  • Feng L. y col. Dominant genera of cyanobacteria in Lake Taihu and their relationships with environmental factors. J. Microbiol. 54:468-476 (2016).
  • Liu Y. y col. Cyanobacteria-/cyanotoxin-contaminations and eutrophication status before Wuxi Drinking Water Crisis in Lake Taihu, China. J. Environ. Sci. 23:575-581 (2011).
  • Sobrino R. La purga del mar o hematotalasia. Mem. de la R. Soc. Esp. de Hist. Nat. X:407-458 (1918).
  • Fuentes web: ainsuadoinsua.blogspot.com

Allí arriba, en las montañas

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Imagen de portada: Serra do Galiñeiro. Autor: F. Rodríguez.

Escucho abrirse una grieta nueva desde el interior,
Y de ella sale la madera que nos dio calor,
Te protejo como las montañas…

Las montañas (Delaporte, 2020)

Hoy subiremos a las montañas para hablar de algas de la nieve y su séquito microbiano. La inspiración me vino de un paseo por el monte…

A Senda do Moucho. En facebook: @asendadomoucho

En concreto por las cumbres de los montes de Gondomar, al sur de Vigo, en una actividad medioambiental de A Senda do Moucho con Gerardo Fernández Carrera.

Durante el camino Gerardo nos descubrió varios hongos pero el que más me llamó la atención fue Pisolithus arhizus.

Y no por bonito (parece una boñiga) ni comestible...

Lo que me interesó fue aprender que Pisolithus micorriza en las raíces de los eucaliptos estableciendo una relación mutualista (beneficiosa para ambos).

El eucalipto mejora así su acceso a nutrientes y agua porque las hifas de Pisolithus forman una red (micelio) con mayor capacidad para explorar el suelo.

Y no sólo eso: las micorrizas también facilitan la comunicación mediante señales químicas entre los árboles.

Toma ya.

Actúan como verdaderas extensiones de las raíces, interconectadas con ellas y con filamentos más finos para llegar donde el árbol no puede.

Pisolithus arrhizus. En inglés tiene un apodo muy visual: «horse dung fungus«. Imagen superior: Olga Vieira Parada. Inferior: F. Rodríguez.

Ello supone cuidar el crecimiento y la salud de las árboles…y en el caso de los eucaliptos aumentar el rendimiento económico de las plantaciones.

A cambio los hongos obtienen compuestos fabricados por las plantas gracias a la fotosíntesis (p.ej. azúcares, vitaminas), además de disfrutar de un microhábitat idóneo.

La condición micorrícica no es una excepción sino la regla general en las comunidades vegetales.

Pero además de hongos en la rizosfera (la región del suelo donde se encuentran las raíces) también hay bacterias beneficiosas para las plantas, que estimulan su crecimiento facilitándoles nutrientes y hormonas, además de protegerlas de patógenos produciendo antibióticos.

Editorial Guadalmazán (2020). Autora: Rosa Porcel (@bioamara).

Todo esto lo explica con pasión y detalle Rosa Porcel (autora del blog La Ciencia de Amara) en su fascinante «Eso no estaba en mi libro de botánica«.

Pues bien. En el paisaje nevado de alta montaña podrían existir relaciones mutualistas similares (sólo que allí no hay árboles).

Si cogemos un puñado de nieve con un poco de suerte encontraremos microalgas, bacterias y hongos.

El fitoplancton en ambientes alpinos está adaptado a condiciones extremas, tanto por la temperatura y luz reinantes como por la escasez de nutrientes.

Las algas de la nieve y del hielo, de las cuales hemos tratado en otras ocasiones [1, 2], habitan tanto en altitud como en regiones polares.

Los ecosistemas biológicos necesitan una fuente de energía y que esta se transfiera de los productores primarios al resto de los seres vivos.

Luego, las relaciones que se establecen entre ellos fortalecen ciertos vínculos y condicionan el desarrollo de unas u otras comunidades, excluyendo a otras especies que compitan por los mismos recursos.

Tanto en un bosque como en un campo de nieve los organismos clave son fotosintéticos: vegetales y algas capturan la fuente de energía –en este caso luz solar– para sintetizar materia orgánica.

Lo demás son advenedizos o alianzas con bacterias y hongos. Pero quien manda, manda y en la nieve las microalgas son las jefas.

Proliferación de Chlamydomonas nivalis (clorofícea), una de las especies de microalgas habituales en zonas de alta montaña y polares. Se dice que posee aroma dulce a sandía (de ahí lo de watermelon snow). Fuente: thoughtco.com

Estudiando las manchas que crean las microalgas en distintos campos de nieve en los Alpes, Lisa Krug y col. (2020) observaron que las especies se excluían entre sí. Y junto a la microalga dominante solían aparecer bacterias específicas.

Así, en las manchas rojas dominaba Chlamydomonas (asociada con géneros de bacterias como Aquaspirillum y Rhizobium); en las verdes Chloromonas (con Hymenobacter y Ferruginibacter); y en las naranjas crisofíceas (con Clostridium y Pedobacter), entre otras muchas más…

Esas bacterias, adaptadas a ambientes extremos (psicrofílicas: capaces de vivir a <5ºC), degradan rápidamente la materia orgánica poniéndosela en bandeja a las microalgas y otros seres vivos.

Aquaspirillum serpens. Imagen coloreada (MEB). Fuente: sciencephoto

Es más. Muchas de ellas producen compuestos beneficiosos para las microalgas como sideróforos y fitohormonas (p.ej. auxinas), implicados en la absorción del hierro y la regulación del crecimiento, respectively.

Igual que las bacterias en la rizosfera del bosque.

Los cultivos de algas de la nieve (Chloromonas typhlos) mezclados con esas bacterias se ha comprobado que aumentan su crecimiento lo cual sugiere una asociación beneficiosa (e incluso aplicaciones para mejorar el rendimiento de especies de interés comercial como Chlorella vulgaris).

La repetición de ciertas microalgas y bacterias (y el dominio entre estas de los phylum Bacteroidetes y Proteobacteria), en zonas de alta montaña y polares como la costa oeste de EEUU, Japón, el Ártico y la Antártida apunta a una estructura de comunidades conservada. Esto podría obedecer a la existencia de ciertas reglas como relaciones mutualistas específicas.

En el medio acuático no cabe duda de dichas asociaciones bacterias-microalgas pero…¡siempre hay un pero!. Otros estudios sobre campos de nieve no han encontrado esas correspondencias entre bacterias y algas. Así que la cosa no está tan clara, ni mucho menos…

¿Y qué pasa con los hongos de la nieve?

Pues resulta que ellos también proliferan en manchas de algas y se ha observado que su composición puede cambiar según el color y la especie dominante.

En la nieve suelen abundar representantes del phylum Basidiomycota (p.ej. Rhodotorula, Leucosporidium, Lyophyllum y Mrakia).

Colonias de Rhodotorula marina. Fuente: jcm.riken.jp

Al igual que las bacterias no se puede descartar que los hongos establezcan asociaciones más o menos estrechas con las microalgas.

Pero apenas sabemos nada de su ecología y composición en ambientes alpinos…

La mayoría se cree que son saprófitos (utilizan la materia orgánica en descomposición) o incluso parásitos (quítridos), aunque también se han encontrado ectomicorrizas (un tipo de micorrizas como las de Pisolithus con los eucaliptos).

En conclusión. No se conoce todavía con certeza la naturaleza de las interacciones entre algas de la nieve, bacterias y hongos.

Por analogía con otros ambientes cabe sospechar la existencia de relaciones mutualistas o de otro tipo que les permitan sobrevivir y apoyarse unos en otros para proliferar en condiciones extremas.

Como se suele decir en estos casos…¡more research is needed!

Referencias:

  • Brown S.P. y col. Fungi and algae co-occur in snow: an issue of shared habitat or algal facilitation of heterotrophs?. Arct. Antarct. Alp. Res. 47:729-749 (2015).
  • Guadarrama-Chávez P. y col. Hongos plantas, beneficios a diferentes escalas en micorrizas arbusculares. Ciencias 073:38-45 (2004).
  • Han X. y col. Phytohormones and Effects on Growth and Metabolites of Microalgae: A Review. Fermentation 4:25 (2018).
  • Krug L. y col. The microbiome of alpine snow algae shows a specific inter-kingdom connectivity and algae-bacteria interactions with supportive capacities. ISME J. 14:2197-2220 (2020).
  • Porcel R. Eso no estaba en mi libro de Botánica. pp. 379. Ed. Guadalmazán (2020).
  • Terashima M. y col. Microbial community analysis of colored snow from an alpine snowfield in northern Japan reveals the prevalence of betaproteobacteria with snow Algae. Front. Microbiol. 8:1481 (2017).
  • Yakimovich K.M. y col. Alpine Snow Algae Microbiome Diversity in the Coast Range of British Columbia. Front. Microbiol. 11:1721 (2020).

Lo que el viento se llevó

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Imagen de portada: Iguazú. Autor: F. Rodríguez

Junio de 2002. Una tubería gotea y forma un charco en la acera del campus de la Universidad de Aveiro. En él se agitan dinoflagelados diminutos (Esoptrodinium) a velocidad de vértigo. Luego, cuando el charco se evapora, descansan en el sedimento.

Podrían ser los únicos dinoflagelados «terrestres» que conocemos…

Esoptrodinium gemma. Abreviaturas: Núcleo (N); Cloroplastos (Ch); Mancha ocular (E); Vacuola digestiva (Fv). Los quistes (imagen d) están mezclados con un cultivo de Chlamydomonas. Fuente: Calado y col. (2006).

Pero antes de tratar sobre ellos saltaremos desde Portugal al otro lado de un charco más grande…

Bosque subtropical de Iguazú. Autor: F. Rodríguez

Los bosques lluviosos tropicales de América se denominan Neotropicales y son los mayores del mundo, con una superficie similar a la de Argentina.

Cumplen una función muy importante en la regulación del clima porque aseguran precipitaciones regulares, amortiguan los efectos de las inundaciones, sequías y erosión, etc.

También representan un inmenso depósito de carbono aunque al contrario de la creencia popular su producción neta de oxígeno es despreciable.

La razón es que el oxígeno que liberan durante la fotosíntesis se consume en la fotorrespiración de la propia vegetación y en la descomposición de la materia orgánica.

El O2 que respiramos se lo debemos básicamente al fitoplancton (cianobacterias y microalgas), que comenzó a producirlo cientos de millones de años antes de que hubiesen brotes verdes sobre la tierra.

En los bosques tropicales se calcula que viven el 50-70% de las especies de seres vivos. Pero esa diversidad macroscópica ¿la encontraríamos también a escala microscópica?

Animales varios en los bosques de Iguazú. Ninguno tan interactivo como los coatís (columna izquierda, centro). Autor: F. Rodríguez

Los protistas son seres eucariotas unicelulares entre los que se cuentan las microalgas. Ni animales, ni plantas, los protistas ocupan un reino aparte. Nunca está de más recordarlo…

Pues bien. Mahé y col. (2017) estudiaron la diversidad de protistas en muestras de suelo en bosques Neotropicales de Ecuador, Panamá y Costa Rica (de tipo arenoso, fangoso o secas en lo alto de colinas) y obtuvieron –mediante secuenciación masiva– secuencias de protistas para una región de referencia (V4) en el gen 18S rARN.

Antes de continuar, explicaré un poco de qué va la técnica que usaron...

Los genes ribosomales están presentes en todas las células (razonablemente conservados dado su rol esencial en el metabolismo) por lo que sirven de marcadores universales para estudiar la biodiversidad y reconstruir las relaciones evolutivas y taxonómicas entre los seres vivos.

Acostumbramos a ver las secuencias de ADN como una serie de bases nucleotídicas (A, T, G, C), pero si representásemos la información útil que contiene el gen 18S rARN para dichos estudios obtendríamos esto en dinoflagelados…

Gráfico de entropía (variabilidad) a lo largo de 1815 bases del gen 18S rARN en 77 especies de dinoflagelados, con las 8 regiones hipervariables. Fuente: Ki (2012).

…y esto otro en copépodos…¿se parecen mucho verdad?

Gráfico de entropía (variabilidad) en el gen 18S rARN en 184 especies de copépodos. Fuente: Wu y col. (2015).

V4 es una región hipervariable del gen 18S rARN, la mayor entre las 8 que existen en dicho gen, con 350-450 bases.

Esa combinación de conservación inherente al 18S rARN y de regiones hipervariables (presentes en todos los organismos) es lo que permite diseñar cebadores universales* para reconstruir las relaciones evolutivas en eucariotas, llegando incluso a nivel de especie.

*Los cebadores son fragmentos cortos de bases nucleotídicas que señalan a la enzima polimerasa el lugar de inicio para amplificar fragmentos de ADN. Universales quiere decir que sirven para que dicha enzima sintetice el ADN de cualquier organismo para la región objetivo (en este caso la región V4 – 18S rARN). En microalgas tanto V4 como V9 ofrecen resultados comparables.

Sigamos. Mahé y col. (2017) emplearon el método Illumina de secuenciación masiva para obtener ¡50,1 millones! de secuencias V4 de protistas. El equipo que usaron permite amplificar con fiabilidad fragmentos de ADN de alrededor de 500 bases. Aquí van sus resultados…

Identificación y abundancia relativa de protistas en el suelo de 3 bosques neotropicales (secuencias totales (reads) y UTOs (en inglés OTUs)). Fuente: Mahé y col. (2017)

Los protistas eran hiperdiversos y dominaban con mucho los parásitos de animales (Apicomplexa), principalmente aquellos de invertebrados. En concreto el 84% de las secuencias y la mitad de UTOs (Unidad Taxonómica Operacional: todo aquello que no quede «sin clasificar» y pueda agruparse en un taxón en los resultados finales).

Lo que más nos interesa aquí es que identificaron como microalgas al 4% de UTOs en el suelo (clorofíceas, haptofíceas, rodofíceas y dinoflagelados). ¿Cómo es posible?

Cianobacterias y clorofíceas pueden vivir sobre sustratos rocosos o simbiontes en líquenes sobre diversas superficies; euglenofíceas, crisofíceas y diatomeas también son habituales en suelo terrestre. Pero en el caso de dinoflagelados (y haptofíceas hasta donde yo sé) no se conocen especies cuyo hábitat incluya el suelo terrestre.

De haberlos cabría esperar que su modo de vida y las comunidades fuesen muy diferentes a las acuáticas. Y no fue así...

Tal fue la sorpresa que en un trabajo posterior se revisaron las secuencias de dinoflagelados del suelo neotropical (Gottschling y col., 2020) y encontraron un poco de todo (representantes de especies fotosintéticas y heterótrofas, marinas y de agua dulce, en los órdenes Gymnodiniales, Peridiniales y Suessiales).

La hipótesis, a falta de documentar la existencia inequívoca de dinoflagelados «terrestres», es que hayan llegado desde el aire llevados por el viento.

Ilustración de Esoptrodinium. Autor: Fawcett R.C.. Fuente: Fawcett & Parrow (2014).

Y sólo se conoce un candidato a dinoflagelado «terrestre», que por cierto apareció en el estudio de Gottschling y col. (2020): Esoptrodinium.

El del charco de Aveiro ¡sí!

Se trata de un género extrañísimo del orden Tovelliales descrito en 1997 (Javornický).

Y digo extraño porque poseen un cíngulo incompleto (surco transversal que rodea a toda la célula en la mayoría de dinoflagelados) y un pedúnculo como una trompa por el cual ingieren a sus presas.

Se han encontrado en agua dulce y sedimentos terrestres. La mayoría de especies de Esoptrodinium tienen cloroplastos aunque se alimentan de otras microalgas.

Necesitan luz para crecer en el laboratorio (incluso las especies heterótrofas) y son depredadores generalistas: ingieren presas de múltiples grupos con tal de que posean un tamaño adecuado. Los mejores resultados se han obtenido con criptofíceas (Cryptomonas ovata).

Esoptrodinium es el único candidato a dinoflagelado «terrestre» porque se ha descubierto en charcos en el interior de invernaderos, en prados después de llover (lejos de cuerpos de agua estables), o en una acera de Aveiro (Calado y col. 2006).

Además poseen un superpoder muy útil en tierra: resisten más allá de lo imaginable al calor. Y lo sabemos porque a Fawcett & Parrow (2014) se les estropeó el incubador donde crecían los cultivos y sus quistes sobrevivieron ¡2 días a más de 45°C!

Referencias:

  • Calado A. y col. Ultrastructure and LSU rDNA-based phylogeny of Esoptrodinium gemma (Dinophyceae), with notes on feeding behavior and the description of the flagellar base area of a planozygote. J. Phycol. 42:434–52 (2006).
  • Fawcett R.C. & Parrow M.W. Mixotrophy and loss of phototrophy among geographic isolates of freshwater Esoptrodinium/Bernardinium sp. (Dinophyceae). J. Phycol. 50:55–70 (2014).
  • Gottschling M. y col. The windblown: possible explanations for dinophyte DNA in forest soils. Euk. Microbiol. 0:1-6 (2020).
  • Javornický P. Bernardinium Chodat (Dinophyceae), an athecate dinoflagellate with reverse, right-handed course of the cingulum and transverse flagellum, and Esoptrodinium genus novum, its mirror-symmetrical pendant. Arch. Hydrobiol. Suppl. 122 (Algol. Stud. 87):29–42 (1997).
  • Ki J.-S. Hypervariable regions (V1–V9) of the dinoflagellate 18S rRNA using a large dataset for marker considerations. J. Appl. Phycol. 24:1035–1043 (2012).
  • Mahé F. y col. Parasites dominate hyperdiverse soil protist communities in Neotropical rainforests. Nat. Ecol. Evol. 1:0091 (2017).
  • Wu S. y col. Taxonomic resolutions based on 18S rRNA genes: a case study of subclass Copepoda. PLoS ONE 10(6): e0131498 (2015).