Un anillo para protegerlos a todos

Imagen de portada: el anillo único del Señor de los Anillos. Fuente: vandal.elespanol.com

En junio de 2011 estaba en el buque Hespérides, durante una campaña del proyecto Malaspina entre Honolulu y Cartagena de Indias. Mi trabajo a bordo era filtrar agua del Pacífico para pigmentos (que analizaría luego Mikel Latasa en su HPLC del IEO de Gijón) y procesar muestras de clorofilas en un fluorómetro. Entre medias, para saber qué diantres había, observaba las muestras del día al microscopio grabando las imágenes más interesantes.

Pues bien. Hacia el final de la travesía, con la costa de Centroamérica cada vez más cerca, surgió «algo» nuevo (o se hizo abundante: a mi mala memoria se une que han pasado 15 años). Aquí tenéis dos imágenes, una en campo claro (luz visible) y otra de epifluorescencia (solo fluorescencia de la clorofila a).

Imagen de campo claro y fluorescencia (400x) de la estación 125 de la campaña 6 de Malaspina. Autor: F. Rodríguez

Esto tenía toda la pinta de ser una diatomea (con sus cloroplastos brillando en rojo) pegada sobre un ciliado. Estos organismos forman parte del zooplancton, son heterótrofos. Su cubierta rígida en forma de vaso, característica del orden de los tintínidos, está compuesta por proteínas y se denomina loriga. Recuerdo que la presencia de aquella extraña pareja era bastante común.

Me resultó intrigante, nunca había visto nada así (y no lo he vuelto a ver jamás). Estas diatomeas a lomos de tintínidos son uno de los recuerdos más persistentes de aquella campaña. Me recordaban a enfriadores alrededor de las botellas, parecían abrazar al tintínido en su totalidad. Como un anillo.

En 2016, Marta Estrada y col. publicaron los resultados de los análisis de fitoplancton de Malaspina. En cuanto a las diatomeas citaron que los géneros y especies más abundantes fueron Pseudo–nitzschia, Hemiaulus hauckii (*que posee una cianobacteria endosimbionte, Richelia intracellularis), Leptocylindrus mediterraneus (ahora Dactyliosolen mediterraneus, *con un flagelado pegado, Solenicola setigera), Chaetoceros, Rhizosolenia y la radiante Planktoniella sol. En el listado total de organismos incluidos en los análisis aparecían otras especies y categorías de diatomeas, incluyendo «pennadas no identificadas». También dos tipos de tintinídos, pero nada sobre una asociación entre ambos organismos.

Planktoniella sol. Imagen de la campaña 6 de Malaspina. Autor: F. Rodríguez

Los ejemplos de simbiosis en el plancton de aquella campaña eran el pan nuestro de cada día. Continuamente aparecían dinoflagelados y diatomeas con simbiontes intra- o extracelulares según el caso. De esto mismo hablé en la 4ª entrada del blog: En esos mares tropicales. Nunca supe más sobre aquel consorcio de una diatomea anillando a un tintínido.

Por fin, en 2018, Flora J. Vincent lideró un grupo investigador que puso nombre y apellidos a ambos. Los observaron por primera vez en muestras de la corriente de Benguela, en el suroeste de África. La diatomea es Fragilariopsis doliolus y el tintínido pertenece al género Salpingella. Al principio la identificaron mediante morfología y luego, tras aislar células individuales, consiguieron las secuencias genéticas para rastrear su presencia en la base de datos global del proyecto Tara Oceans.

Tras este descubrimiento, revisando de nuevo al microscopio muestras de otras regiones del mundo, confirmaron que su presencia en Tara Oceans aumentaba en zonas ricas en nutrientes del Atlántico Sur, Pacífico Sur y Ecuatorial, incluyendo una estación que cruzaba la sección de la campaña 6 de Malaspina donde observé los anillos de diatomeas.

El estudio morfológico de aquellas muestras de Tara Oceans les permitió identificar otras especies de Salpingella asociadas a F. doliolus, además de 5 géneros de tintínidos asociados a esa misma diatomea (y alguna que otra de la familia Thalassionemataceae). Os ahorraré los nombres científicos de todas las especies involucradas (el enlace abierto al artículo está en la lista de referencias).

Imágenes mediante microscopía óptica, electrónica y confocal de distintas asociaciones entre Fragilariopsis y Salpingella. Fuente: Fig. 1 de Vincent y col. (2018).

Por último, en Tara había una señal genética («ribotipo») de diatomeas muy abundante que no se había podido identificar. Tenía el código f2f8b y le habían llamado «Raphid_pennate_X+sp.». Pues bien. Vincent y col. (2018) confirmaron que dicho código coincidía con Fragilariopsis doliolus y resultó ser una de las diatomeas más importantes de toda la base de datos de Tara Oceans. Luego rastrearon también la señal genética de los tintinídos, así como las variables ambientales para conocer las condiciones que favorecían al consorcio del anillo.

Curiosamente, concluyeron que aparece en aguas donde abundan los nutrientes, así que el acceso a ellos no sería la razón por la que las diatomeas se abrazan a los tintínidos.

Se cree que la razón principal sería la defensa frente a predadores como los copépodos, que se alimentan tanto de diatomeas como tintínidos. El anillo de diatomeas protegería a estos, que a su vez aumentan la movilidad de las diatomeas. Además, los tintínidos anillados del género Salpingella capturan presas pequeñas como bacterias y flagelados que elevarían su abundancia cerca de las diatomeas, que exudan materia orgánica beneficiosa para dichos organismos y los propios tintínidos.

La simbiosis entre F. doliolus y Salpingella sería una relación mutualista de la que ambos se benefician. Un anillo (de diatomeas) para protegerlos a todos. Pero no se trata de una relación estable ni específica: los organismos varían según la zona geográfica y a menudo aparecen independientes en la columna de agua. Sin embargo, cuando coexisten en una misma muestra suelen encontrarse juntos.

Referencias:

• Estrada M. y col. Phytoplankton across Tropical and Subtropical Regions of the Atlantic, Indian and Pacific Oceans. PLOS ONE 11(3): e0151699. (2016)
• Latasa M. y col. Distribution patterns of phytoplankton groups along isoirradiance layers in oligotrophic tropical and subtropical oceans. Progr. Oceanogr. 217:103098. (2023)
• Vincent F.J. y col. The epibiotic life of the cosmopolitan diatom Fragilariopsis doliolus on heterotrophic ciliates in the open ocean. The ISME Journal 12(4):1094–1108. (2018) nature.com/articles/s41396-017-0029-1