Natación sincronizada

Imagen de portada: Equipo de natación sincronizada [Autor: R. Rickman. Fuente: urbanfragment]

Gira el haz de luz para que se vea desde alta mar.

Yo buscaba el rumbo de regreso sin quererlo encontrar.

12 segundos de oscuridad (Jorge Drexler, 2006).

La luz es fuente de energía y también de información gracias al sentido de la vista. Y en nuestro caso también la necesitamos para cuestiones vitales como la síntesis de vitamina D.

En la mayoría de animales, ya tengan ojos parecidos a los nuestros u otra clase de fotoreceptores, la luz juega un papel clave en la vida. El crecimiento y desarrollo de las plantas dependen de ella así que también tienen «ojos» en forma de proteínas fotoreceptoras para el rojo/rojo lejano (fitocromos), azul/ultravioleta-A (criptocromos, fototropinas, etc.), y ultravioleta-B.

Gracias a las señales luminosas que captan esas proteínas la planta germina, se adapta al medio, crece y se reproduce. Y en el mar…¿qué pasa con las microalgas? pues ya imaginaréis que además de hacer fotosíntesis –igual que sus hermanas terrestres-, también usan la luz para otros asuntos como ajustar los ritmos diarios (circadianos), ciclos estacionales y detectar un exceso de luz visible y ultravioleta para prevenir daños.

Manchas oculares y oceloides en el fitoplancton. A) Chlamydomonas. B) Euglena. C) Kryptoperidinium. D) Warnowia. E) Nematodinium. F) Erythropsidinium. Fuente: Colley & Nilsson (2016).

Algunas microalgas tienen manchas oculares con proteínas fotoreceptoras y carotenoides, como Euglena. De hecho se conocen al menos 9 clases de algas con este tipo de orgánulos, entre los que destacan los oceloides del dinoflagelado Erythropsidinium del cual hablamos en «La insólita criatura del señor Hertwig». Erythropsidinium pertenece a una familia (Warnowiaceae) caracterizada por poseer «ojos microscópicos» elaborados.

Las funciones básicas de dichas estructuras en el fitoplancton son detectar luz ambiental y fototaxis (movimiento orientado según la luz). Además de manchas oculares y oceloides, los cloroplastos también pueden cumplir funciones parecidas, como en Chlamydomonas.

Los fotoreceptores están cerca de los flagelos para facilitar la transmisión de la información en modo de señales eléctricas o químicas que induzcan movimiento. Las microalgas no tienen cerebro ¡todo es acción-reacción!

Las especies sin manchas oculares también detectan cambios en la luz gracias a pigmentos fotosensores aunque no se conoce bien su localización en la célula. Ejemplos de ello son el dinoflagelado Prorocentrum donghaiense, diatomeas como Pseudo-nitzschia granii, y la haptofícea Phaeocystis globosa. Quédense con Pseudo-nitzschia porque pronto hablaremos de ella…

Pseudo-nitzschia spp. Autor: S. Busch. Fuente: Wasmund y col. (2018).

Hasta ahora hemos tratado de luz ambiental, fototaxis y flagelos. Pero en el caso de grupos como las diatomeas (sin flagelos en células vegetativas) su movilidad es limitada respecto a los organismos flagelados. Se mueven deslizándose sobre superficies, modificando la longitud de sus cadenas (solapando más o menos a los individuos que las integran) y regulando su flotabilidad en función de luz y nutrientes.

Pero un trabajo reciente ha descubierto que algunas diatomeas poseen una sorprendente habilidad: se comunican mediante la luz para coordinar su orientación y movimiento. ¡Un comportamiento social!

Font-Muñoz y col. (2021) estudiaron el movimiento de los cloroplastos y de las células de Pseudo-nitzschia delicatissima en condiciones de luz y oscuridad y descubrieron que estas oscilaban de forma distinta al sedimentar. Y que oscilaban sincronizadas.

La sincronización se debe a la luz roja emitida por la autofluorescencia de la clorofila. Es decir, la fluorescencia natural que emiten las células vivas.

Las diatomeas oscilan rítmicamente y este comportamiento produce señales intermitentes. Es decir, cada célula actúa como un faro que envía un código lumínico a las demás. Un faro rojo de clorofila en este caso.

Los pulsos individuales se sincronizaban rápidamente (a escalas de un minuto), y permitían identificar una señal característica en la población. Esos pulsos de luz dependen de la frecuencia de oscilación que cambia según la orientación en la que sedimenta la célula.

Y esa orientación es más horizontal o vertical en función del centro de masas que se desplaza según la posición de los cloroplastos. Cada Pseudo-nitzschia tiene dos y se juntan más o menos según la luz, tal que así:

Desplazamiento de cloroplastos en Pseudo-nitzschia delicatissima en A) oscuridad y B) luz, responsables del cambio en la orientación vertical de las células y de la señal fluorescente resultante.

La señal de fluorescencia es modulada por la cubierta de sílice de las células y esta a su vez se relaciona con la frecuencia de oscilación de los individuos. Eso sí, siempre que exista poca agitación en el agua porque si no las diatomeas no pueden seguir la natación sincronizada.

El color azul penetra más en el agua, pero la luz roja se transmite mejor a través de las diatomeas y pueden detectar esas señales ya que poseen fotoreceptores en el rojo (fitocromos), a diferencia de otros grupos del fitoplancton.

Para demostrar que la luz desencadenaba la sincronización, Font-Muñoz y col. expusieron un grupo de células a pulsos de luz roja imitando la señal emitida por otros individuos. Y…¡tachán! tras una breve transición, las diatomeas comenzaron a oscilar al son de dicha señal luminosa.

¿Qué función puede tener esta comunicación?

En diatomeas expuestas a distintas calidades de luz se ha observado que la luz roja puede alterar sus tasas de sedimentación y estimular la reproducción sexual, como en el caso de la diatomea azul pennada Haslea ostrearia.

Fluorescencia roja de la clorofila en células vivas de Pseudo-nitzschia australis (630 aumentos). Autor: F. Rodríguez

La demostración de que existe una comunicación luminosa entre individuos podría cumplir una función adaptativa, como aumentar la irradiancia que reciben y la absorción de nutrientes. Y la oscilación de las células provoca que su patrón de sedimentación sea irregular facilitando que se encuentren entre sí, algo imprescindible para la reproducción sexual.

Así pues, la natación sincronizada de Pseudo-nitzschia delicatissima podría ser un modo eficaz –tanto para esta especie como para otras diatomeas pennadas-, de modificar y extender un comportamiento beneficioso a toda la población para aprovechar mejor las condiciones ambientales en cada momento.

Referencias:

  • Colley N.J. y Nilsson D.-E. Photoreception in Phytoplankton. Integrative and Comparative Biology, 56 (5): 764–775. (2016).
  • Font-Muñoz J.S. y col. Pelagic diatoms communicate through synchronized beacon natural fluorescence signaling. Sci. Adv. 7, eabj5230. (2021).
  • Mawphlang O.I.L. y Kharshiing E.V. Photoreceptor mediated plant growth responses: implications for photoreceptor engineering toward improved performance in crops. Front. Plant Sci. 8:1181. (2017).
  • Mouget R. y col. Light is a key factor in triggering sexual reproduction in the pennate diatom Haslea ostrearia. FEMS Microbiol. Ecol. 69:194–201. (2009).
  • Wasmund N. y col. Biological assessment of the Baltic Sea 2017. Marine Science Reports No 108. (2018).

Armadas y peligrosas

No cualquiera se me acerca, yo lo sé
Dicen que hay que tener agallas pa’ comerme
Que hay tener el cuerpo para aguantarme

Mafiosa (Nathy Peluso, 2021)

La contaminación del aire, tanto por la actividad humana como causas naturales, es un riesgo para la salud. Siempre culpamos a las emisiones de vehículos o industrias pero también son dañinas las cenizas y gases lanzados a la atmósfera en una erupción volcánica, o las partículas en la calima del desierto.

El presidente del Colegio de Médicos de Las Palmas comentó lo siguiente sobre el riesgo de inhalar ceniza volcánica durante la reciente erupción del Cumbre Vieja:

«…es material inorgánico, son minerales. Son como piedrecitas microscópicas que tienen aristas, agujas. Son mucho más agresivas [que las cenizas de un incendio forestal]. Esas partículas finas pueden ser aspiradas profundamente hasta los pulmones y generar una afección respiratoria que puede llegar a ser grave tanto en pacientes con patologías crónicas como en personas sanas con exposiciones prolongadas.”

Pedro Cabrera [El Diario (22-IX-2021)]
Imagen (SEM) de las partículas de cenizas expulsadas el primer día de la erupción del Cumbre Vieja. Fuente: IGME-CSIC.

Pues bien. Una situación parecida puede ocurrir también en el mar, aunque en este caso la sufren los peces y por otra clase de «agujas» de origen biológico: las diatomeas.

Las proliferaciones de microalgas pueden ser nocivas aunque no produzcan toxinas. A priori nadie pensaría que una célula en el mar pueda suponer una amenaza o un riesgo físico para un pez, un ave o un mamífero. Pero todo es cuestión de dosis y en el caso de las especies tóxicas sabemos que sus toxinas pueden acumularse en la cadena trófica. Y a partir de cierto umbral envenenar a los organismos en los niveles superiores del ecosistema.

Las proliferaciones de fitoplancton pueden también ser dañinas por el consumo de oxígeno al descomponerse la materia orgánica en el declive de sus poblaciones. Pero existe otro supuesto del que no hemos hablado en este blog: las proliferaciones abrasivas.

Algunas microalgas pueden ser perjudiciales porque actúan como «lijas microscópicas». En concreto diversas especies de diatomeas pueden dañar tejidos como las agallas o branquias de peces e invertebrados.

Chaetoceros coarctatus. Fuente: Roberts y col. (2019).

Un ejemplo de diatomea abrasiva es Chaetoceros coarctatus. Este género de diatomeas es muy común y abundante en las costas de todo el planeta. Uno de los más diversos, con más de 400 especies. Los Chaetoceros poseen espinas huecas (setae) que permiten aumentar la superficie y flotabilidad. Y suelen formar cadenas que en conjunto parecen ciempiés microscópicos.

El problema de especies como Chaetoceros coarctatus es que tienen setae «armadas», con prolongaciones silíceas responsables de que sus proliferaciones sean abrasivas y un riesgo para la fauna marina.

Las espinas (o setae) pueden tener cloroplastos y en función de ello pertenecen a dos subgéneros: Hyalochaete («hialo» significa cristalino; espinas finas sin cloroplastos) y Phaeoceros (espinas gruesas con cloroplastos; «phaeo» es marrón oscuro, pigmentado).

Chaetoceros coarctatus es un Phaeoceros. Sus espinas, además de armadas, incluyen cloroplastos y aparte de «flotadores» sirven de antenas captadoras de luz para la fotosíntesis.

En un microscopio óptico no podemos distinguir en detalle la superficie de las espinas, para eso hace falta el electrónico. Y en un trabajo reciente las han descrito y relacionado estructura y función.

Para empezar la mayoría de espinas en C. coarctatus no tienen sección redonda sino que son hexagonales, con numerosos y profundos nanoagujeros. Su superficie es lisa en la base, justo donde emergen de la célula. Pero a medida que avanzan hacia la punta surgen prolongaciones que parecen puñales y que recuerdan al tallo espinoso de muchas plantas.

Detalles estructurales de las espinas (setae) intercalares, las más abundantes en Chaetoceros coarctatus. Fuente: Owari y col. (2022).

En el interior de las espinas los nanoagujeros se distribuyen ordenados en malla y favorecen la entrada de luz a las espinas. Esa distribución se desordena hacia la punta y en el exterior de las espinas porque hay poros que se van cerrando. La porosidad aumenta la resistencia protegiendo mecánicamente a las células. Pero aún hay más…

La forma y distribución de los nanoagujeros favorecen especialmente la penetración de luz azul (entre 400-500 nm) en el óptimo de longitudes de onda para la absorción de pigmentos fotosintéticos (clorofilas y carotenoides) de los cloroplastos que se apretujan dentro de las espinas.

La forma y resistencia de las células permiten que al meter una cadena de C. coarctatus en un canal estrecho con un fluido (como si entrase en una branquia), se alinee paralela al movimiento del fluido, orientándose en su interior.

Esto le permitiría salir, pero en el caso de aumentar la concentración celular sus largas espinas armadas terminan tarde o temprano por engancharse a los tejidos y dañarlos.

Esta diatomea es como un accidente en la carretera! no puedo dejar de mirarla. Aquí van más imágenes. Y luego el accidente...

Chaetoceros coarctatus. Fuente: Lee y Lee (2011).

En verano y otono de 2013 se produjo una ola de calor en el sur de Australia.

Coincidiendo con este episodio, los medios de comunicación se hicieron eco de la muerte de miles de peces a lo largo de 2900 kilómetros de costa. Se estima que aparecieron varados entre 100-2000 individuos por km. Echad cuentas…

Los peces ballesta (Thamnaconus degeni) fueron los más afectados por las mortalidades en 2013. Aquí aparecen arrojados a la orilla en Port Noarlunga (A) y nadando en abril 2013 en la costa de Adelaida (B). Fuente: Roberts y col. (2019).

También hubo muertes de delfines asociadas con un virus; y de orejas de mar -aunque estas se relacionaron con las altas temperaturas en el mar- (27-30 ºC).

Lo de los peces fue distinto…

La mayoría de ejemplares que llegaron al laboratorio estaban en mal estado y no se pudieron examinar como es debido.

Pero el análisis de 8 peces moribundos o recién finados señaló graves lesiones en sus agallas, con septicemia e hiperplasia en los tejidos.

En las muestras de agua no encontraron apenas especies tóxicas o nocivas de fitoplancton con la excepción de… Chaetoceros coarctatus.

Durante uno de los picos de mortalidad, registraron abundancias entre 200-2000 células/litro de C. coarctatus. No parecen muchas pero esta diatomea abrasiva puede ocasionar efectos subletales con apenas 400 células/litro.

Los daños en las branquias y el estrés que provocan pueden desembocar en infecciones bacterianas y síntomas como los que observaron en aquellos peces.

En resumen, Roberts y col. consideran que el estrés por la ola de calor, unido a la proliferación de Chaetoceros coarctatus, desembocaron en las lesiones e infecciones de las agallas y las mortalidades masivas.

Son pocos individuos para lo que allí sucedió, pero no siempre es viable conseguir muestras cuando uno más las necesita.

Como siempre en ciencia, otros episodios en el futuro servirán para confirmar, discutir o ampliar las conclusiones, aunque Chaetoceros coarctatus estará siempre bajo sospecha ¡eso seguro!

Referencias:

  • Lee S.D. y Lee J.H. Morphology and taxonomy of the planktonic diatom Chaetoceros species (Bacillariophyceae) with special intercalary setae in Korean coastal waters. Algae 26(2):153-165 (2011).
  • Owari Y. y col. Ultrastructure of setae of a planktonic diatom, Chaetoceros coarctatus. Sci. Rep. 12: 7568 (2022).
  • Roberts S.D. y col. Marine Heatwave, Harmful Algae Blooms and an Extensive Fish Kill Event During 2013 in South Australia. Front. Mar. Sci. 6:610 (2019).

El sueño siamés

Imagen de portada: isla de Koh Chang (Tailandia). Fuente: iamkohchang

I used to be a little boy, so old in my shoes
and what I choose is my choice, what’s a boy supposed to do

Disarm (Siamese dream, Smashing Pumpkins, 1993)

El 12 de diciembre de 1899 dos jóvenes daneses llegaban a Bangkok: Ernst Johannes Schmidt y Ole Theodor Mortensen. Schmidt tenía 21 años y acababa de terminar sus estudios de botánica en la Universidad de Copenhage.

Bangkok, 1900. Fuente: meisterdrucke

Ninguno tenía experiencia en los trópicos, pero desbordaban de ilusión por estudiar su flora y fauna, tan exótica a la de su país.

Todo comenzó un año antes cuando Schmidt conoció a Richelieu, un almirante de la flota siamesa casi tan joven como él, que debió hechizarle con sus relatos sobre Siam (la actual Tailandia). A resultas de ello Schmidt insistió en viajar allí y estudiar sus plantas tropicales.

Richelieu le ofreció apoyo local y le aconsejó un lugar, la isla de Koh Chang, para explorar y muestrear durante su estancia. Schmidt convenció a Mortensen (de 31 años) para acompañarle y se costearon una estancia de 3 meses «en el paraíso» gracias al apoyo del gobierno danés y de la Fundación Carlsberg.

Sí, la Fundación Carlsberg: la de la cerveza. Porque el fundador J.C. Jacobsen consideraba que la actividad científica era sinónimo de prosperidad y aquellos que la desempeñaban «la élite de Dinamarca».

Por ello creó en 1876 la Fundación Carlsberg con el objetivo –entre otros– de apoyar la investigación básica financiando becas para el desarrollo de proyectos en ciencias naturales, sociales y humanidades. Y así hasta hoy…

Dinamarca es un país con una gran tradición de naturalistas desde la época de Linneo, pero el acceso a regiones tropicales se les resistía en comparación a latitudes medias o el Ártico.

La de Schmidt y Mortensen fue la primera expedición danesa a Siam (1899-1900).

Contaban con sus propios medios en tierra y para navegar cerca de la costa usaban una barca pequeña. Pero no se conformaron con bordear la isla y recogieron muestras más lejos de tierra gracias a la flota de Siam y el buque H.S.M.S. Chamroen, cortesía de Richelieu.

Schmidt trabajaba en tierra y Mortensen embarcó en enero de 1900 para estudiar la superficie turquesa del mar con redes de seda. Y en 3 de las 10 muestras que recogió aparecieron algunas, muy poquitas, células de un dinoflagelado desconocido.

Las ilustraciones de Schmidt son preciosas al igual que las que hizo de otros dinoflagelados. Y en base a sus observaciones describió una nueva especie y género de dinoflagelados: Ostreopsis siamensis.

Fuente: Schmidt (1901)
Fuente: Schmidt (1901)

Las muestras de Koh Chang les dieron para diez años de publicaciones. Todo un logro para aquellos jóvenes inexpertos. Aquel viaje les marcó de por vida…

Koh Chang (1929). Schmidt es el del gorro blanco a la izquierda. Fuente: Bruun (1960).

Schmidt era botánico y su trabajo más destacado de aquella expedición fue sobre los manglares.

Pero con el tiempo se convertiría en un oceanólogo de prestigio mundial por sus estudios sobre la zona de reproducción de la anguila europea, que localizó en el mar de los Sargazos.

Schmidt volvería a Koh Chang en 1929, durante una expedición de dos años por el Atlántico y Pacífico, patrocinada otra vez por la Fundación Carlsberg. Pero esa es otra historia, volvamos a Ostreopsis.

Schmidt no podía imaginar la importancia que tendría su descubrimiento y de hecho pasarían muchas décadas hasta que Fukuyo (1981) describiese otras especies: O. ovata y O. lenticularis. Hoy en día ya son 11.

Ostreopsis y el clupeotoxismo

A finales del s.XVIII se conocía la existencia de intoxicaciones en zonas tropicales por ingestión de clupeidos, una familia de peces que incluye entre otros a sardinas y arenques. El origen de esta intoxicación, llamada clupeotoxismo, era desconocido. Los síntomas típicos son un sabor metálico seguido de náuseas, diarrea, taquicardía, vértigo, parálisis progresiva y en casos agudos la muerte.

Recuerda a la ciguatera pero la mortalidad por clupeotoxismo es mucho mayor. Aquí va un ejemplo ilustrativo.

Estructura de la palitoxina, una de las sustancias naturales con una cadena carbonada más larga. Fuente: American Chemical Society

Madagascar, 1994. Una mujer de 49 años preparó dos arenques (Herklotsichthys quadrimaculatus). Separó las cabezas y cocinó la carne. Mientras que ella y su hijo se repartían un pescado cada uno, le dieron los restos al gato. En 15 minutos palmó el gato.

Al niño no le pasó nada pero la mujer se intoxicó y falleció en el hospital 15 horas después. El análisis de las cabezas de sardinas reveló que una de ellas era tóxica: contenía palitoxina.

La palitoxina es responsable del clupeotoxismo, una de las sustancias no-proteicas más tóxicas que se conocen.

Se aisló por primera vez en 1971 en corales blandos del género Palythoa y luego en Zoanthus, otros invertebrados, peces, un alga roja (Chondria armata), la cianobacteria Trichodesmium, y en 1995 se descubrieron análogos de palitoxina en Ostreopsis. Esta historia la contamos en El alga de la muerte de Hana.

Curiosidad >> el alga roja Chondria armata se usaba en Japón como remedio para eliminar lombrices intestinales. Buscando insecticidas contra cucarachas encontraron en los 80′ que producía ácido domoico, responsable de intoxicación amnésica. Y en 2016, buscando más insecticidas, identificaron otra sustancia 1000 veces más tóxica: la palitoxina.

Coral blando responsable de una intoxicación (queratoconjuntivitis) descrita por MacMillan y col. (2022).

Los corales blandos productores de palitoxinas plantean riesgos para la salud durante la limpieza de acuarios tropicales. Existen numerosos ejemplos documentados de intoxicaciones por contacto con la piel, ojos o inhalación de aerosoles.

Como el de un hombre de 30 años que tuvo que ser ingresado, necesitando oxígeno y tratamiento urgente para estabilizar sus constantes vitales (Wood y col. 2018).

La presencia de palitoxina en diversos invertebrados como cangrejos, peces y moluscos filtradores llevó a pensar que el origen del clupeotoxismo era Ostreopsis, una microalga cuyas toxinas se acumularían en la cadena alimentaria marina.

Ostreopsis suele encontrarse tanto sobre macroalgas y sustratos inertes (rocas, conchas, etc.) como en la columna de agua. La sospecha es razonable pero (que yo sepa) nunca se ha demostrado su responsabilidad en el clupeotoxismo de manera concluyente.

La intoxicación de la mujer de Madagascar fue la primera que se relacionó con Ostreopsis. Los arenques contenían restos de sedimento en el tracto digestivo y los pescadores aseguraron que dicha especie solía alimentarse en el fondo.

Ello unido a la presencia de análogos de palitoxina en O. siamensis y su abundancia en fondos tropicales llevó a señalar a dicha especie como «causa probable» del clupeotoxismo.

Lo que sí está bien establecido es la asociación entre Ostreopsis y molestias respiratorias y cutáneas durante sus proliferaciones en el Mediterráneo en costas de Italia, Grecia, Argelia y España. Lo contamos hace unos años en En esta apartada orilla no se respira mejor y Fraga y las Ostreopsis.

Y el año pasado Ostreopsis volvió a ser noticia por su aparición y el cierre de varias playas por precaución y síntomas leves de intoxicación en el Golfo de Vizcaya, en España («Los análisis confirman que las algas Ostreopsis causaron los picores de los bañistas en San Sebastián»; NIUS 10-IX-2021) y Francia («Côte basque : des plages fermées à cause d’une algue toxique»; SudOuest 9-VIII-2021).

La especie responsable les sonará…

La Ostreopsis siamensis está entre nosotros. Este alga tóxica es la culpable de las irritaciones en la piel y los picores que esta semana han sufrido casi un centenar de bañistas de las playas donostiarras. Los análisis encargados por el Departamento de Salud Pública y Medio Ambiente del Ayuntamiento de San Sebastián a la Facultad de Biología de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU) lo han confirmado. El alga tóxica tiene ya nombre y apellido.

NIUS,10-IX-2021
Playa de la Zurriola (San Sebastián), la más afectada por la proliferación de Ostreopsis en 2021. Autor: EuropaPress. Fuente: NIUS, 10-IX-2021.

Cierto, las células aisladas en el norte de la Península ibérica (Cantabria y Euskadi) desde su primera detección por Laza-Martínez y col. (2011) tienen aspecto de Ostreopsis siamensis. Pero hay algo más…

120 años después de Schmidt existen muchos cultivos en todo el mundo con ese aspecto y a falta de más datos se les llama Ostreopsis cf. siamensis («cf.» es la abreviatura latina de «confer» que quiere decir «aspecto externo comparable a…»).

Pero los biólogos moleculares se caracterizan por secuenciar cuanta célula les pase por delante y gracias a ello los árboles filogenéticos crecen y crecen…

Pues bien. Las ramas de esos árboles se adelantan a menudo a la descripción de nuevas especies y atraen la atención hacia otras que no podemos distinguir por el aspecto.

En el caso de Ostreopsis también hay más «ramas» que especies descritas. Y a falta de nombres les pusieron números: Ostreopsis sp. 1, 2, 3 ¡¡ y así hasta 9 !!

Ya os imaginareis que las Ostreopsis cf. siamensis aisladas en el Caribe, Australia o el Mediterráneo no son necesariamente la misma especie. Se parecen no más. Pero además, el problema era que tampoco sabíamos la rama de la Ostreopsis siamensis verdadera.

¿Solución? situar Koh Chang en un mapa, irse allí a aislar Ostreopsis con aspecto de O. siamensis y completar su descripción con datos genéticos.

No se me emocionen que ya les veo buscando fecha para viajar a Tailandia a resolver el misterio…

En 2021 Lam Nguyen-Ngoc y col. aislaron cultivos de Ostreopsis cf. siamensis en la costa de Vietnam y en la isla de Phu Quoc a 300 km de la isla del elefante (Koh Chang).

Fuente: Nguyen-Ngoc y col. (2021).

En su trabajo incluyeron una de las ilustraciones de Schmidt y células coincidentes con esa descripción…

¡¡ y los resultados genéticos!!

«The real» Ostreopsis siamensis resultó ser Ostreopsis sp. 6.

Mientras, la Ostreopsis cf. siamensis del norte peninsular y Francia atlántica corresponde con Ostreopsis sp. 9: una especie aún por describir.

Curiosamente, Lam Nguyen-Ngoc ha colaborado con el Schmidt Ocean Institute, fundación privada sin fines de lucro dedicada a la investigación marina.

Esta fundación tiene un enorme buque oceanográfico: el RV Falkor, con 110 metros de eslora.

A pesar del nombre dicha fundación no tiene nada que ver con Johannes Schmidt sino con sus fundadores: Eric y Wendy Schmidt, norteamericanos.

Eric fue CEO de Google y Wendy es empresaria. Ambos filántropos interesados en la ciencia igual que Jacobsen y su Fundación Carlsberg. Incluso acaban de donar al CNR italiano su anterior buque oceanográfico ¡será por barcos!

Johannes Schmidt era un joven lleno de ilusión que cumplió con creces su sueño siamés…

Y un siglo después otros jóvenes realizaron también su particular «Siamese dream«. Con ellos termino dedicando una canción de aquel álbum de 1993 a Schmidt, Mortensen y a tod@s los jóvenes y no tan jóvenes que leéis este blog.

Cada cual con sus sueños…

Referencias:

  • Bruun A.F. Danish naturalists in Thailand (1900-1960). Siam Soc . Nat . Hist . B. 20:71-80 (1961).
  • David H. y col. Ostreopsis cf. siamensis and Ostreopsis cf. ovata from the Atlantic Iberian Peninsula: Morphological and phylogenetic characterization. Harmful Algae 30:44-50 (2013).
  • Drouet K. y col. Current distribution and potential expansion of the harmful benthic dinoflagellate Ostreopsis cf. siamensis towards the warming waters of the Bay of Biscay, North-East Atlantic. Env. Microbiol. 23(9):4956-4979 (2021).
  • Fukuyo Y. Taxonomical study on benthic dinoflagellates collected in coral reefs. Bull. Jpn. Soc. Sci. Fish 47:967–78 (1981).
  • Laza-Martínez A. y col. Morphological and genetic characterization of benthic dinoflagellates of the genera Coolia, Ostreopsis and Prorocentrum from the south-eastern Bay of Biscay. Eur. J. Phycol. 46, 1–21. (2011).
  • MacMillan K. y col. Case report: Aquarium palytoxin induced keratoconjunctivitis. Am. J. Ophtalmol. Case Rep. 25:101326. (2022).
  • Nguyen-Ngoc L. y col. Morphological and genetic analyses of Ostreopsis (Dinophyceae, Gonyaulacales, Ostreopsidaceae) species from Vietnamese waters with a re-description of the type species, O. siamensis. J. Phycol. 57:1059-1083 (2021).
  • Pelin M. y col. Palytoxin-Containing Aquarium Soft Corals as an Emerging Sanitary Problem. Mar. Drugs 14:33 (2016).
  • Randall J.E. Review of Clupeotoxism, an Often Fatal Illness from the Consumption of Clupeoid Fishes. Pacific Science 59(1):73–77 (2005).
  • Santos M. y col. Ocurrence of Ostreopsis in two temperate coastal bays (SW iberia): insights from the plankton. Harmful Algae 86: 20–36 (2019).
  • Schmidt J. Preliminary report of the botanical results of the Danish expedition to Siam (1899–1900). Part IV. Peridiniales. Botanisk tidsskrift 24:212–21 (1901).
  • Wood P. y col. Aerosolized palytoxin toxicity during home marine aquarium maintenance. Toxicol. Comm. 2:1, 49-52 (2018).

Las diatomeas surferas

Imagen de portada: Playa América (Pontevedra). Autor: F. Rodríguez

¡Hola a todas y todos! para empezar querría anunciaros que esta será la última entrada durante un tiempo. No dejo el blog, es una pausa indefinida. Mientras, solo escribiré nuevos posts en ocasiones especiales.

El logo de Fitopasión (Autora: Blanca Álvarez, IEO Vigo).

Han sido diez años con entradas cada 2-3 semanas hasta un total de 249. Un montón de historias y muchas más por contar. Pero ha llegado el momento de parar un poco…

La experiencia ha sido muy positiva. Después de tanto tiempo todo lo que rodea al blog forma parte «de la familia».

Espero que para vosotras y vosotros también. Que os haya sembrado la espinita de la curiosidad y dejado algún recuerdo especial. Y si no, siempre podéis volver a redescubrir el blog porque aquí seguirá.

Las visitas han crecido cada año con reseñas en diversos medios de comunicación. Los países con más visitantes son -por este orden- España, Ecuador, México, Argentina y Chile (85% entre 2016-2021). Y entre 2020-2021 el blog recibió más de 410.000 visitas.

Muchas gracias a todas y todos por seguirlo durante estos años.

He aprendido mucho escribiéndolo y vuestros comentarios me han animado a dedicarle tiempo a todas las entradas (las peino mucho siempre antes de dejar que salgan a la calle).

Continuaré divulgando en mi cuenta de twitter (@Lilestak) al ritmo que pueda y que me apetezca. En ella publicaré minihilos de texto, imágenes y vídeos sobre fitoplancton con el hashtag #Fitopasión. Os animo a seguirme allí.

Y después de esta despedida temporal vamos con la entrada de hoy.

Hablaré de divulgación y ciencia ciudadana con el ejemplo de Attheya armata: diatomea surfera y vieja conocida de este blog.

Una de las señas de identidad de Fitopasión son las referencias bibliográficas. Lo mínimo en cualquier texto fiable de divulgación es incluir las fuentes originales para I) hacer justicia a los autores, II) que cualquiera contraste lo que dices y III) demostrar que no te inventas lo que escribes.

Que un artículo científico cite fuentes de internet es cada vez más común. Y en el caso de Fitopasión estoy orgulloso de contar con una entrada en las referencias de Odebrecht y col. (2014) & Carballeira y col. (2018), en concreto la tercera que publiqué allá por 2011: Attheya: el alga que toma el sol en la playa.

Extracto de las referencias de Odebrecht y col. (2014).

Aquel post otoñal de Fitopasión fue la primera cita de diatomeas en zonas de rompiente en la Península Ibérica (2ª cita para España después de Canarias: Ojeda y O’Shanahan, 2005).

¿Alucinante, verdad? ¡ni yo mismo lo sabía! y ello da buena idea de las investigaciones pendientes y sorpresas que nos reserva el mar a la vuelta de la esquina. También de la importancia de la ciencia ciudadana

Cualquiera con un móvil a mano y curiosidad sobre la naturaleza puede enviar sus observaciones a aplicaciones y webs que fomentan la participación de la sociedad en proyectos de investigación. Tu observación puede ser novedosa e interesante para la comunidad científica, no lo dudes.

Ejemplo de ello son las webs de proyectos sobre biodiversidad marina como DIVERSIMAR (CN-IEO, CSIC) basuras marinas (CLEANATLANTIC o Marine LitterWatch de la Agencia Europea de Medioambiente) o mareas rojas PHENOMER (Ifremer) en Bretaña (Francia).

El caso que más nos atañe en este blog es PHENOMER. Su líder, Raffaele Siano (investigador de Ifremer), publicó en 2020 un artículo resumiendo la actividad entre 2013-15.

Fíjense. En esos 3 años muestrearon 74 avisos de mareas rojas en Bretaña (y de ellos 45 pasaron inadvertidos para la red de control de fitoplancton nocivo).

Las notificaciones ciudadanas contribuyeron a estudiar la extensión geográfica y duración de blooms de Noctiluca scintillans y Lepidodinium chlorophorum.

Además, un episodio de mortalidad en bivalvos coincidió con una marea marrón dominada por rafidofíceas (Heterosigma akashiwo y Pseudochattonella verruculosa), las cuales suponen un nuevo riesgo en la región.

Tal es el valor que puede aportar la ciencia ciudadana si proporcionamos los medios necesarios desde los centros de investigación.

En Galicia no tenemos un proyecto sobre mareas rojas como PHENOMER.

Pero sería muy interesante una iniciativa similar ya que son episodios comunes con impacto socioeconómico y medioambiental tanto positivo (por la biomasa para niveles tróficos superiores o la bioluminiscencia que producen algunas), como negativo (por las posibles toxinas, efectos nocivos y riesgos para la salud pública).

A, B, C) Proliferaciones de Noctiluca scintillans. D, E, F) Lepidodinium chlorophorum. Autor: Siano y col. (2020). Fuente: ScienceDirect.

En la entrada de hoy comentaré un tipo de proliferaciones diferentes a las mareas rojas porque solo tiñen la arena y la espuma de las olas: las diatomeas surferas.

En Fitopasión hemos hablado sobre proliferaciones y mareas rojas de todos los colores. Estas suelen suceder entre primavera y otoño en la columna de agua (o si son especies bentónicas sobre macroalgas y sedimentos). Pero el caso de las diatomeas surferas es diferente.

Sus blooms no parecen seguir un patrón estacional y se observan durante todo el año. Necesitan que el oleaje produzca suficiente espuma para adherirse y desplazarse con ella tiñendo la arena y las olas de color marrón. Por esa razón otoño e invierno son épocas favorables para su crecimiento.

Nos centraremos en una especie surfera que conozco por experiencia directa: Attheya armata.

El trabajo de Odebrecht y col. (2014) se titulaba «Surf zone diatoms: A review of the drivers, patterns and role in sandy beaches food chains». En él describían la distribución geográfica de estas diatomeas, y en Europa citaban su presencia en medio marino en Francia (Bahía de Audierne, en Bretaña) y España (Galicia (Fitopasión) y Canarias (Ojeda y O’Shanahan, 2005)).

Carballeira y col. (2018), además de una revisión sobre Attheya armata, incluyeron muestreos en Galicia con el título tan atractivo de: Attheya armata along the European Atlantic coast – The turn of the screw on the causes of “surf diatom”.

La mayoría de registros de diatomeas surferas (incluyendo géneros como Anaulus, Asterionellopsis, Aulacodiscus, Odontella, etc.) se localizan en el hemisferio sur (América, África y Oceanía). Carballeira y col. incluyen un listado exhaustivo de la distribución europea de Attheya armata destacando que es una especie autóctona descrita en Inglaterra en 1860 y con amplia distribución (Reino Unido, Francia, Países Bajos, Bélgica y España).

Dado que habitan en una franja estrecha (la zona de rompiente) las células de Attheya no suelen aparecer en el monitoreo de fitoplancton costero que usa muestras de la columna de agua. Por ello los registros de A. armata son a menudo aislados, discontinuos y aparecen nuevas observaciones en zonas ya estudiadas para el plancton marino.

No obstante, en la bahía bretona de Audierne sí sabemos que su presencia es semicontínua a lo largo del año y en este caso hay registros históricos que apuntan a una expansión reciente en el sur de Francia.

Lo de diatomeas surferas no es solo para llamar vuestra atención sino que como véis en inglés se les conoce como «surf zone diatoms«. En el diccionario Oxford el sustantivo «surf» quiere decir «oleaje, olas, espuma». Así que técnicamente son las diatomeas de las olas, de la espuma. Y de ahí a decir que surfean no es inventarse nada…

En realidad combinan lo de surfear con un modo de vida epipsámico. Esta palabreja quiere decir «que crecen adheridas sobre los granos de arena o en la playa«. Las diatomeas epipsámicas como Attheya armata o Anaulus suben a la superficie de la arena al inicio del día y desaparecen antes de anochecer. El mucílago que producen y su aspecto les permite adherirse a las partículas de arena y burbujas, flotando así en el agua con la espuma de las olas.

Sus proliferaciones no se deben a contaminación de origen humano. No es necesaria la influencia antropogénica (exceso de nutrientes) para estimular su crecimiento. Las playas donde surgen suelen estar expuestas al oleaje para que se forme suficiente espuma, con una pendiente suave y amplia zona de rompiente. A menudo, no siempre, hay influencia de agua dulce o acuíferos costeros.

El pasado 29 de diciembre, paseando por el arenal de Panxón (zona este de playa América) volví a observar manchas de Attheya armata en la superficie de la arena. Aquí tenéis varias fotos…

Mancha de Attheya armata en Panxón (playa América, Pontevedra), 29-XII-2021. Autor: F. Rodríguez
Mancha de Attheya armata en Panxón (playa América, Pontevedra), 29-XII-2021. Autor: F. Rodríguez
Mancha de Attheya armata en Panxón (playa América, Pontevedra), 29-XII-2021. Autor: F. Rodríguez

Surgen todos los años pero no hay registros locales sistemáticos –ni trabajos en la zona– así que es imposible saber su estacionalidad, abundancia y variación interanual. Aquí tenéis a las responsables a diferentes aumentos bajo el microscopio. Las fotografié y grabé unos días después ya en cultivo en nuestro laboratorio del IEO de Vigo.

Agregados de Attheya armata aislada de Panxón, a 100 aumentos. Autor: F. Rodríguez

Como podéis comprobar sus células poseen prolongaciones que parecen espinas. Se denominan «setas» y son proyecciones de sus valvas que las unen para formar cadenas, mantener su flotabilidad y enredarse entre ellas para formar agregados que a simple vista parecen grumos. Son típicas de géneros similares como Chaetoceros.

Attheya armata aislada de Panxón, a 400 aumentos. Autor: F. Rodríguez

La información más completa sobre Attheya en Galicia está en Carballeira y col. (2018). En dicho trabajo indican que su presencia es efímera (días) en playas de la ría de Ares-Betanzos, sobre todo en otoño e invierno. También estudiaron su firma isotópica para contestar a la siguiente pregunta: ¿cuál es el origen de los nutrientes que usa para crecer? ¿marino o continental?

Respuesta: Attheya usa nutrientes de origen marino pero distintos a los del plancton en la columna de agua. Los valores promedio de A. armata para isótopos δ13C y δ15N fueron similares a otros de referencia para macroalgas y microalgas bentónicas, alejados del plancton marino. La conclusión fue que las poblaciones de Attheya explotan principalmente nutrientes en la interfase agua-sedimento de origen marino, no fuentes antropogénicas o aguas continentales filtradas en el subsuelo.

A diferencia de Galicia, donde pasan desapercibidas, el aspecto y extensión de proliferaciones de Attheya en Canarias ha llegado a preocupar a bañistas en playas de Gran Canaria. Por su color se han relacionado –allí y en otros lugares– con contaminación, vertidos fecales, etc.

La verdad es que forman grumos marrones sospechosos en la arena y espuma de las olas. Aquí tenéis un vídeo grabado a 250 aumentos para que veáis que pinta tienen.

El mensaje final es que estamos ante un fenómeno natural a pesar de ese aspecto un tanto dudoso. Y en el caso de Attheya armata no se trata siquiera de una especie invasora sino de una diatomea indígena de costas atlánticas europeas. Y con esto termino por hoy.

Me voy con un vídeo en la playa. Y una canción que habla de encontrar un Nuevo Mundo. ¡Os deseo lo mejor para el año que comienza!

Referencias:

  • Carballeira R. y col. Attheya armata along the European Atlantic coast – The turn of the screw on the causes of “surf diatom”. Est Coast Shelf Sci 204:114-129 (2018).
  • Odebrecht C. y col. Surf zone diatoms: A review of the drivers, patterns and role in sandy beaches food chains. Est Coast Shelf Sci 150:24-35 (2014).
  • Ojeda A. y O’Shanaghan L. Discoloraciones por acumulaciones de la diatomea bentónica epipsámica Attheya armatus (Centrales, Bacillariophyta) en playas de arena del S y SW de Gran Canaria (Canarias, España). Vieraea, 33:51-58.
  • Siano R. y col. Citizen participation in monitoring phytoplankton seawater discolorations. Mar Pol 117:103039 (2020).

La pequeña ciudad corsaria

Imagen de portada: embarcadero de la isla de Batz, desde Roscoff. Autor: F. Rodríguez

Allez viens, j’t’emmène au vent / Je t’emmène au dessus des gens
Et je voudrais que tu te rappelles / Notre amour est éternel
Et pas artificiel

J’t’emmène au vent (Louise Attaque, 1997)

La de hoy es una entrada muy personal. Espero que os guste.

Viajaremos a Roscoff, en la región de Bretaña, y comenzaré por un recuerdo: una comida en la cantina del Hôtel de France en diciembre de 2004. El coche lleno de maletas y cajas. Con ilusión y tristeza a partes iguales. Al día siguiente de vuelta a España tras 2 años en el grupo de Plancton Océanique de la Station Biologique.

Station Biologique de Roscoff. Autor: F. Rodríguez

Visto desde la distancia es poco tiempo, pero 2 años son más que suficientes para deshacer tópicos sobre países y gentes. Postales descoloridas y estáticas: una respuesta automática y convencional para todo.

Vivimos inmersos en una burbuja cultural que nos hace sentir como en casa, cómodos y seguros. Incluso nos convencemos (a veces) de vivir en el mejor lugar-región-país del mundo.

Pero mudarte al extranjero cambia «las reglas del juego» y enriquece esa burbuja (y a ti como persona) a poco que seas permeable y curioso. Esa fue para mí una de las lecciones más importantes.

Con el tiempo se idealizan los recuerdos y algo de eso habrá porque era muy joven ¡y no me daba cuenta!. Pero casi todo fue positivo y creo que no es idealizar sino ser agradecido.

No daré nombres pero incluyo a muchos franceses, algunos portugueses, un hindú, un australiano y otras nacionalidades con las que compartí trabajo, ocio, risas y cenas en una época que ya pasó pero que guardo con mucho cariño.

La música siempre acompaña a los recuerdos y esta canción tan luminosa de Louise Attaque me transporta a aquel tiempo desde el primer acorde. Como ellos dicen: «vamos, ven, te llevo al viento ; te llevo por encima de las personas ; y querría que recuerdes ; que nuestro amor es eterno ; y no artificial…»

La pequeña ciudad corsaria. Roscoff se encuentra en la entrada de la bahía de Morlaix, archifamosa por sus cultivos de ostras, en la costa sur del Canal de la Mancha. De ahí también los omnipresentes cruceros de Brittany Ferries, las tiendas de licores y productos típicos enfocadas -sobre todo- al turismo inglés. Incluso verás señales en la carretera recordando que debes circular por la derecha.

Torre del campanario de la iglesia Notre Dame de Croaz Batz, Roscoff. Autor: F. Rodríguez

Las mareas rigen la actividad en puertos como el de Roscoff. Su situación y geografía costera la convirtió en centro neurálgico de la actividad corsaria tras la revolución francesa.

Por un lado, el acceso al puerto de Roscoff era imposible para los buques de guerra de la marina británica, y por otro, el canal de la isla de Batz (justo enfrente), ofrecía abrigo a los corsarios para descargar el botín de sus capturas.

¿Conocéis alguna iglesia con cañones esculpidos en su torre? pues la de Roscoff tiene dos bien a la vista ¡todo un aviso para navegantes!

Es fácil pasear por el centro histórico e imaginar que estás en el siglo XVIII.

Las antiguas casas góticas de los armadores son ahora deliciosas pastelerías o creperías. Y los corsarios dan nombre a alguno de sus restaurantes (Surcouff). Pero sus calles y la arquitectura siguen conservando un encanto único con reminiscencias de ese pasado. Pura Bretaña.

Será por eso (como dice mi colega Christophe Six) que muchos caen enamorados de Roscoff.

Centro histórico de Roscoff. La imagen de la izquierda representa a un vendedor de cebollas bretón (conocidos como «Johnnies»), que cruzaban el Canal de la Mancha para comerciar en Inglaterra. La carabela está esculpida en la pared de la sacristía de la iglesia Notre Dame de Croaz Batz y es también el símbolo de la revista «Cahiers de Biologie Marine» publicada por la SBR. Autor: F. Rodríguez

Estamos en el 29 (Departamento de Finisterre) y aquí los rangos de marea alcanzan fácil 10 metros, cerca del récord europeo del Mont Saint Michel con 13 m. Para que os hagais una idea: las mareas vivas en Galicia se acercan a 4 m. y las muertas de Roscoff no bajan de 2,5 m.

Frente a la Station Biologique (fundada en 1872 por Henri de Lacaze-Duthiers), un paisaje de rocas, algas y aves marinas te recuerdan que esta costa es muy especial.

Bajamar y pleamar vista desde la Station Biologique de Roscoff (4 y 5 nov 2021). A la izquierda el canal de la isla de Batz. A la derecha el muro del vivero de la Station Biologique. Autor: F. Rodríguez
Dique submarino a la entrada del puerto de Ploumanac’h. Autor: F. Rodríguez

Una de las imágenes más impactantes cuando llegas por primera vez es la de ver la ensenada del puerto llena de agua y seca en el mismo día.

Para evitar esto, en poblaciones como Morlaix o Ploumanac’h tienen exclusas o muros submarinos para retener el agua.

La velocidad de la marea provoca que en verano, tomando el sol sobre las rocas, más de una y de uno se hayan despertado rodeados de agua por todas partes, esperando a que la gendarmerie national los rescate. Tal cual nos lo contaron en un tour por la bahía de Saint Anne (Ploumanac’h).

En Roscoff no hay exclusas. Allí el mar va y vuelve todos los días…

De hecho me contaron que se usa la expresión «tirar de la cadena» para referirse al descenso de la marea. Y la encuentro perfecta porque cuando el puerto se vacía parece que alguien quitó el tapón del fondo.

Puerto de Roscoff en bajamar y pleamar. Autor: F. Rodríguez
Puerto de Roscoff. Autor: F. Rodríguez

Debido a la turbulencia que generan las mareas la columna de agua permanece mezclada todo el año. Dicho de otro modo: no existe estratificación en verano en la capa superficial.

Así que los nutrientes nunca se agotan completamente y las reinas del fitoplancton son las diatomeas (felices cual cerditos en el barro gracias a dicha agitación).

Aquí la biodiversidad se encuentra sobre todo en las macroalgas y en las comunidades del intermareal, no en el fitoplancton.

Pero ello no quita que en la Station Biologique se encuentre una de las colecciones de cultivos más importantes del mundo (RCC), con un catálogo disponible de unas 5500 cepas (entre virus, bacterias, microalgas y macroalgas), estrechamente ligada a un grupo de investigación de referencia sobre plancton marino (ECOMAP).

El canal de la Mancha es un mar epicontinental -sobre corteza terrestre- y además poco profundo (media de 63 m).

La turbulencia y poca profundidad favorecen la presencia en la columna de agua de especies bentónicas y ticopelágicas de diatomeas (p.ej. Amphora, Diploneis, Fragilaria, Nitzschia y Paralia) que habitan la mayor parte del año en los sedimentos pero que con el movimiento se resuspenden y resultan abundantes -especiamente en otoño e invierno-.

En estas imágenes pueden ver algunas de las diatomeas características de la región…

Diatomeas en muestras de la estación SOMLIT-Astan. A) Guinardia delicatula, B) Guinardia striata, C) Thalassiosira rotula, D) Coscinodiscus sp., E) Lauderia annulata, F) Thalassionema nitzschioides. Autora: Fabienne Rigaut-Jalabert (ECOMAP, SBR).

El retrato actualizado y completo de las comunidades de fitoplancton en Roscoff está disponible en un trabajo (preprint todavía) del grupo ECOMAP de la Station Biologique (Caracciolo y col.). Consiste en un análisis de muestras recogidas en la estación SOMLIT-Astan entre 2009-2016, analizadas mediante microscopía y biología molecular (secuenciación masiva 18S rADN, V4).

Dissodinium pseudolunula (dinoflagelado). Muestra de la estación SOMLIT-Astan. Autora: Fabienne Rigaut-Jalabert (ECOMAP, SBR).

Al microscopio las diatomeas ganan por goleada aportando 3/4 de las especies identificadas y casi el 90% de los contajes de fitoplancton.

A mucha distancia están los dinoflagelados con un 15% de especies (pero apenas 7% de los contajes), y luego se reparten los restos los demás grupos (haptofitas, euglenofíceas, ciliados, etc.).

Sin embargo los resultados moleculares (células >3 micras) dibujan otro panorama: 1/3 de las secuencias son dinoflagelados, 22% diatomeas y luego aparecen las criptofíceas (11%) y clorofíceas (4%). Además, varios grupos heterótrofos (parásitos como Cercozoa y Sindiniales; ciliados, etc.) contribuyen juntos un 20% de las secuencias.

En primavera y verano predominan géneros de diatomeas como Chaetoceros, Guinardia, Skeletonema y Thalassiosira. Pero la genética reveló que existe un remanente de pequeñas «nanodiatomeas» que escapan a los contajes tradicionales entre las que destacan Minidiscus en invierno, y otros géneros como Arcocellulus/Minutocellus, Cyclotella y Thalassiosira el resto del año.

Gracias a la biología molecular se detectan parásitos difícilmente reconocibles al microscopio como Cryothecomonas que infecta diatomeas (especialmente Guinardia) y Sindiniales (parásitos de dinoflagelados), que también forman parte importante de la comunidad planctónica «vista» por el ADN.

La comparación directa entre microscopía y biología molecular no es posible dadas las diferencias entre ambas técnicas: las células pequeñas (<10 micras) son inclasificables al microscopio y/o pasan inadvertidas mientras que la genética sobreestima organismos con muchas copias de 18S rADN (dinoflagelados) o aquellos cuyo ADN se extrae y amplifica mejor. Y lo contrario sucede con grupos subestimados porque poseen menos ADN y/o facilidad para amplificarlo.

¿Y qué hay de los virus? Guinardia delicatula es una especie emblemática en las proliferaciones de diatomeas en Roscoff y en general en el Canal de la Mancha. Pues bien: en 2018 Arsenieff y col. identificaron por primera vez unos virus que infectan específicamente a dicha diatomea (GdelRNAV), aislados en la fase final de sus proliferaciones en verano.

Secciones ultrafinas de Guinardia delicatula (RCC3083) y partículas virales (GdelRNAV-01) mediante TEM. (A) Control sano. (B-E) G. delicatula infectada por GdelRNAV-01, a diferentes aumentos. Autora: Arsenieff y col. (2018). Fuente: Researchgate.

Curiosamente pertenecen a la misma clase de virus (Pisoniviricetes) que el SARS-CoV-2 responsable del maldito COVID-19. Ambos son virus ARN monocatenarios positivos (ARNmc+). Es decir: su información genética no está escrita en ADN sino en ARN y en el mismo sentido (+) que las cadenas de ARNm del huésped.

Por eso puede traducirse directamente su ARN a proteínas en los ribosomas de las células infectadas iniciando su expresión y replicación en el huésped. Así, sin más, los muy desgraciados…

Los virus ARNmc+ infectan a toda clase de organismos: desde arqueas y bacterias hasta protistas, plantas y animales (pangolines y murciélagos incluidos como bien sabemos).

En el caso de los virus GdelRNAV que afectan a G. delicatula su genoma de ARN alcanza 9 kb. Resulta pequeño en comparación a los 29 kb del SARS-CoV-2 pero suficiente para infectar y producir 90.000 nuevos virus por célula en menos de 12 horas y aniquilar cultivos de G. delicatula en el laboratorio.

No se cree que dichos virus puedan controlar las poblaciones de G. delicatula en el medio natural sino que forman parte de los patógenos que interaccionan con ellas y que podrían jugar un papel más importante en las fases finales de su proliferación.

En dicho periodo las células ralentizan o frenan su crecimiento y pueden ser más vulnerables frente a los ataques virales tal como se ha demostrado en otras diatomeas como Chaetoceros.

No sé a vosotros pero a mí dadas las circunstancias me apetece terminar con algo que no sean virus…

Durante una estancia reciente en la Station Biologique (oct-nov 2021) descubrí esta canción de Polo&Pan con un título que refleja el leitmotiv del blog: mostrar Les jolies choses como Francia, Bretaña, sus gentes ¡y el fitoplancton por supuesto!

Agradecimientos: a Fabienne Rigaut-Jalabert del grupo ECOMAP (SBR) por las imágenes de microscopía de SOMLIT-Astan.

Referencias:

  • Arsenieff L. y col. First viruses infecting the marine diatom Guinardia delicatula. Front. Microbiol. 9:3235 (2018).
  • Caracciolo M. y col. Seasonal temporal dynamics of marine protists communities in tidally mixed coastal waters. bioRxiv preprint doi: https://doi.org/10.1101/2021.09.15.460302 (17 Sep 2021).
  • Guilloux L. y col. An annotated checklist of Marine Phytoplankton taxa at the SOMLIT-Astan time series off Roscoff (Western English Channel, France): data collected from 2000 to 2010. Cah. Biol. Mar. 54:247-256 (2013).
  • Roscoff: un coin de Finistère, plaque tournante au Temps des Corsaires. Karg-Keriven P & Karg F. Atlantis, 128 pp. (2000).

Fotosíntesis y biomedicina

Imagen de portada: líquenes sobre la corteza de un liquidámbar en Castrelos (Vigo). Autor: F. Rodríguez

La simbiosis con algas es más común de lo que pensamos. La vemos todos los días en muros y fachadas, sobre la corteza de los árboles, paseando por la costa…son los líquenes por supuesto.

En el medio marino encontramos simbiontes fotosintéticos en animales como esponjas, cnidarios y moluscos. Huésped y fotosimbionte -ya sea microalga o cianobacteria-, obtienen energía y nutrientes para su crecimiento, protección frente a depredadores, etc.

No olvidemos que el copyright de la fotosíntesis lo tienen los antepasados de las cianobacterias actuales. Y tan fantástico resultó que otras células les hackearon el invento y una vez integrado lo transmitieron a sus descendientes, microalgas y vegetales terrestres.

Elysia chlorotica. Autor: P.J. Krug. Fuente: National Geographic.

Ya nos gustaría hacer la fotosíntesis. Todo ventajas, al sol como lagartijas. Gracias a los fotosimbiontes el huésped consigue compuestos esenciales para su supervivencia como azúcares, aminoácidos, glicerol, lípidos, ácidos orgánicos, etc.

¿Y dónde están los límites para la fotosimbiosis en animales? Pues todo irá bien si los simbiontes disponen de luz suficiente y el huésped permite una convivencia «pacífica» (p.ej. sin agresiones del sistema inmune o que no las elimine por otros medios). Pero esto no se consigue de un día para otro...

Toda unión estable conlleva cierta adaptación (morfológica, genética y metabólica) por ambas partes.

Por ejemplo el manto enorme de las almejas Tridacna que permite exponer a la luz sus dinoflagelados simbiontes (Symbiodinium).

O la transferencia de genes fotosintéticos desde el alga verde Vaucheria litorea a su huésped, la babosa de mar Elysia chlorotica.

¿Qué organismos poseen fotosimbiontes? Cianobacterias y microalgas habitan como endo– o ectosimbiontes en seres vivos unicelulares (p.ej. dinoflagelados, diatomeas, foraminíferos, radiolarios, acantáridos) y pluricelulares (cnidarios, esponjas y moluscos). Entre estos últimos hemos dado la turra en el blog sobre corales, anémonas (Anemonia, Cassiopea), ascidias (Lissoclinum), hidrozoos (Velella), moluscos gasterópodos (Elysia), sin olvidar gusanitos platelmintos verdes (Symsagittifera) ¡e incluso huevos de salamandra! (Ambystoma).

Salamandra de California (Ambystoma maculatum). Fuente: Sobre esto y aquello.

Les recuerdo que Ambystoma maculatum es el primer vertebrado conocido con algas endosimbiontes durante todo su ciclo de vida. En concreto Oophila amblystomastis, un alga verde cuyo nombre quiere decir «que ama los huevos de las salamandras«.

Su presencia en los embriones y cápsulas de huevos eleva el contenido de oxígeno, favoreciendo la eclosión, protegiéndoles de infecciones y eliminando residuos nitrogenados del embrión.

Lo que no hay todavía son pruebas irrefutables de que Oophila transfiera energía a las salamandras mediante la fotosíntesis (igual que hace Symbiodinium en los corales).

Pero partiendo de la producción de oxígeno y a la vista de los beneficios que aportan al huésped ¿por qué no investigar aplicaciones en nuestro propio interés?

La más evidente es aprovechar el oxígeno de las microalgas en biomedicina para combatir hipoxia en tejidos: terapias fotosintéticas. Para ello se necesita recrear la fotosimbiosis con biomateriales que pongan en contacto microalgas y células animales. Suena a ciencia ficción pero hace más de dos décadas que se investiga y publica sobre ello.

Aquí van ejemplos de ingeniería de tejidos. Una matriz de colágeno que da soporte a clorofíceas (Chlamydomonas reinhardtii) y fibroblastos murinos (células del tejido conectivo) en un biomaterial que recupera zonas lesionadas de la piel. O el mismo biomaterial, pero con líneas transgénicas de C. reinhardtii, que producen nuevos compuestos aumentando su potencial regenerador en incisiones y heridas…

…o hidrogel con la cianobacteria Spirulina platensis para eliminar daños en la piel por infección de Staphylococcus aureus. Estos son apenas algunos ejemplos ya ensayados -con éxito- en ratones (Chávez y col. 2020).

Biomateriales capaces de producir oxígeno in situ. A) cultivos de cianobacterias y algas verdes. B) Apósito para la piel. C) Hilos de sutura. D) ensayos de biocompatibilidad en pez cebra y E) ratones. Fuente: Chávez y col. (2020).

Además se plantea el uso de la fotosíntesis en terapias anticáncer para contrarrestar la hipoxia que provocan los tumores sólidos y que dificulta su tratamiento. Hasta ahora se ha experimentado en este sentido con algas verdes (Chlorella) y cianobacterias (Synechococcus elongatus).

Esquema de fototerapia anticáncer con cianobacterias. Fuente: Argawal y col. (2021).

Pero el salto de ratones a ensayos clínicos en humanos todavía queda lejos. Antes hay que estudiar una mayor diversidad de microalgas y cianobacterias con usos clínicos diferentes. Y profundizar en el conocimiento de los mecanismos que gobiernan la asociación con fotosimbiontes.

Otra barrera para su aplicación en humanos consiste en que el sistema inmunitario no interfiera en la terapia fotosintética, bien con microorganismos inmunotolerantes o fármacos que induzcan tolerancia.

Y no parece imposible porque el sistema inmune de vertebrados responde de forma suave (o nula) frente a microorganismos fotosintéticos.

Un trabajo reciente (Özugur y col. 2021) ha ido un paso más allá inyectando células fotosintéticas directamente en el sistema circulatorio. En concreto Chlamydomonas reinhardtii y la cianobacteria Synechocystis en renacuajos de rana (Xenopus laevis), usando por un lado cepas «normales» (wild type) y por otro «mutantes» que no producen oxígeno.

Pues bien. Los renacuajos (vivos y anestesiados; pobrecitos, todo por la ciencia), en un ambiente hipóxico y sin actividad neuronal recuperaban el funcionamiento de sus neuronas al iluminarlos. Todo gracias al aumento de oxígeno generado por Chlamydomonas (o Synechocystis) en su sistema circulatorio. Y como prueba del origen fotosintético del oxígeno, los renacuajos «control» (con cepas mutantes) continuaron catatónicos.

Aquí el vídeo de la inyección «verde» en el corazón. Impactante.

Grabación de la inyección de microalgas en renacuajos de Xenopus laevis. Fuente: Özugur y col. (2021)

Las aplicaciones intravasculares podrían ir hipotéticamente desde la recuperación de tejidos infartados a la solución de problemas respiratorios. Incluso el aprovechamiento de sustancias liberadas por las microalgas.

Y es que a pesar de las dificultades (fáciles de imaginar en este momento), la experimentación con vertebrados abre la posibilidad para aplicaciones que hoy en día parecen ciencia ficción. Y no lo digo yo, sino Suzan Özugur y col. al final de su trabajo...

Referencias:

  • Argawal T. y col. Recent advances in tissue engineering and anticancer modalities with photosynthetic microorganisms as potent oxygen generators. Biomed. Eng. Adv. 1, 100005 (2021).
  • Burns J.A. y col. Heterotrophic carbon fixation in a salamander-alga symbiosis. Front. Microbiol. 11:1815 (2020).
  • Chávez M.N., y col. Photosymbiosis for biomedical applications. Front. Bioeng. Biotechnol. 8, 577204 (2020).
  • Özugur S. y col. Green oxygen power plants in the brain rescue neuronal activity. iScience 24, 103158 (2021).
  • Rumpho M.E. y col. Horizontal gene transfer of the algal nuclear gene psbO to the photosynthetic sea slug Elysia chlorotica. PNAS 105: 7867–17871 (2008).
  • Venn A.A. y col. Photosynthetic symbioses in animals. J. Exp. Bot. 59:1069–1080 (2008).

El paraíso de las ostras

Imagen de portada: terraza en el puerto de Piraillan. Autor: F. Rodríguez

Cuenca de Arcachon. Fuente: cotebordeaux.com

Acabo de pasar unas semanas en Francia y vuelvo con dos entradas para el blog. La primera de ellas tiene como protagonistas a las ostras.

Hace tiempo escribí sobre las ostras verdes de Marennes-Oléron y hoy viajaremos a una región vecina en la costa atlántica pero más al sur: la cuenca de Arcachón.

Comer ostras crudas es algo que me supera. Pero si eres amante de esos extraños moluscos Arcachón te parecerá el paraíso. Parque natural marino desde 2014 y uno de los espacios más visitados de Francia.

Sobran los motivos...

Sus paisajes, playas, senderos y pueblitos ostrícolas con cabañas de madera. Estas se usaban tradicionalmente para trabajar con las ostras, pero algunas se han reconvertido a restaurantes con terraza al borde del mar…

En el cine podéis disfrutar de Arcachón en «Les petits mouchoirs» (Pequeñas mentiras sin importancia, de Guillaume Canet), la película más vista en Francia en 2010 y todo un homenaje a la región, declaración de amor, etc.

En este vídeo se repasan 10 lugares para no perderse y después de verlo me apuesto a que lo vais a marcar como destino de vacaciones.

En la entrada de la laguna de Arcachón se encuentra la gran duna de Pilat: una fantasía con 100 m de altura y medio km de largo. Lo de duna se queda corto para esta colina entre dos mares: uno azul que baña la playa de su cara oeste y otro verde de pinos marítimos que frenan su empuje hacia el interior (el Parque Natural de las Landas de Gascuña).

Plantados en su mayoría a partir del s.XIX, la intención era justo la de evitar que la duna arrasara tierra adentro tras su formación al colapsar un banco de arena a finales del s.XVIII. ¡Cómo debía ser el banco!

Pero volvamos al mar. El ritmo de las mareas y la escasa profundidad de la laguna macromareal de Arcachón provocan que en marée basse queden expuestos 2/3 de su superficie. Las ostras autóctonas se explotaban ya desde la antigüedad. Pero no fue hasta los s.XVII-XVIII cuando su captura se convirtió en una actividad rentable con gran demanda. Por aquel entonces las poblaciones eran nativas: ostra plana, europea (Ostrea edulis).

A finales del s.XIX la sobreexplotación había diezmado el recurso. Pero quiso la casualidad que en 1868 un barco procedente de Lisboa (Le Morlaisien) cargado de ostra portuguesa (Crassostrea angulata), tirase su carga durante una tormenta…y las supervivientes se adaptaron y se incorporaron al negocio. Décadas después, una enfermedad fatal que impedía cerrar sus valvas a la ostra europea le asestó la puntilla en 1920.

En la segunda mitad del s.XX otras epizootias, como las ocasionadas por parásitos (Marteilia y Bonamia), arrasaron con las pocas europeas que quedaban y con el principal recurso: las productivas ostras portuguesas.

Evolución histórica de la producción de ostras y las epizootias en Francia. Fuente: ostrea.org

Los ostreicultores se vieron obligados a dirigir sus esfuerzos hacia la ostra japonesa o del Pacífico (Crassostrea gigas). Y así hasta el día de hoy.

La última crisis (1976-81) se debió al TBT empleado en pinturas anti-fouling de embarcaciones, que producía malformaciones afectando a la captación y crecimiento de las ostras.

En 1982 se prohibió su empleo y fin del problema.

El monopolio de la reproducción en Europa lo tiene Francia y en concreto dos regiones: Marennes-Oléron y Arcachón.

La combinación de agua salada con aportes de agua dulce menores en el interior -y una zona amplia protegida- hacen de Arcachón una región idónea para su cultivo y reproducción.

Para el crecimiento de las ostras la posición de los parques de cultivo es importante ya que determinan la cantidad de plancton y el periodo de inmersión durante el cual pueden alimentarse. Aunque hoy en día también se cultivan ostras en aguas profundas.

En total la cuenca de Arcachón produce unas 35.000 toneladas de ostras al año. Incluidas las ostras triploides desarrolladas en la región por IFREMER a finales de los 90′ y que al ser estériles crecen más rápido y no desarrollan sus gónadas (a diferencia de las ostras diploides que en verano son «laiteuses» por dicho motivo).

Ya llegamos a las microalgas, pero antes os cuento que…

A finales del s.XIX se produjo una revolución al conseguir captar las semillas de ostra usando tejas encaladas con arena, para así desprenderlas sin dañar a los juveniles. Hoy en día se prefieren captadores de plástico, más ligeros y prácticos (aunque menos eficaces que las tejas).

A partir del 8º mes de vida, las ostras se colocan sobreelevadas en sacos planos metálicos en hileras en la zona intermareal. En total se emplean tres años de cuidados contínuos -volteando y sacudiendo los sacos para limpiarlos y que no se adhieran las ostras- hasta que alcanzan un tamaño adecuado para su venta y consumo (¡y cuidado que no te las robe ningún «listo» con nocturnidad y alevosía!). Todo esto nos lo contaron en la Maison de l´huître, en Gujan-Mestras.

Y ahora sí ¿de qué se alimentan las ostras? pues básicamente de fitoplancton.

En Arcachón las microalgas suelen proliferar a comienzos de año, ya desde febrero. En esta época dominan diatomeas de gran tamaño y formadoras de colonias (Lauderia, Thalassiosira, Chaetoceros, Skeletonema y Asterionellopsis glacialis). Los inóculos proceden del Golfo de Vizcaya y una vez en la cuenca de Arcachon encuentran condiciones adecuadas para su desarrollo.

Asterionellopsis glacialis. Autor: Karl Bruun. Fuente: Algaebase.

Para proliferar necesitan condiciones anticiclónicas que aumentan la luz disponible para la fotosíntesis en una columna de agua somera (profundidad media de 3,5 m.), mezclada por la energía de las mareas, rica en nutrientes y con pocos depredadores.

El periodo de primavera se prolonga hasta abril y es el más productivo del año, sobre todo en el interior de la laguna.

En verano disminuye la abundancia de diatomeas, aunque siguen dominando el microfitoplancton (>20 µm) y crece la proporción de grupos de menor tamaño, pico- y nanoplancton (2-20 µm) este último esencial para la supervivencia de las larvas de ostras.

La productividad anual de la cuenca de Arcachón no es muy alta. Con un promedio de 103 g C m-2 año-1 se considera mesotrófica, muy lejos de valores en zonas de afloramiento como la Ría de Vigo (560 g C m-2 año-1 según Cermeño y col. 2006).

Los dinoflagelados suelen representar una pequeña parte del fitoplancton en Arcachón. Aunque no por ello se libra la laguna de la presencia de biotoxinas marinas.

En 2005 se produjo el primer cierre por biotoxinas en la cuenca de Arcachón. En concreto se debió a positivos en bioensayos de ratón para toxinas lipofílicas asociadas con la presencia de Dinophysis.

Sin embargo, hacia el final de aquel episodio se detectó una toxicidad «atípica» que no pudo relacionarse con ninguna de las toxinas identificadas habitualmente. En aquellas muestras también se detectaron espirólidos (asociados con Alexandrium ostenfeldii) en ostras y mejillones por 1ª vez en Francia. Los cierres en las explotaciones de marisco se prolongaron durante 10 semanas.

Autor: F. Rodríguez

Los episodios de toxicidad «atípica», detectados también en años posteriores, se han relacionado con pinnatoxinas (asociadas con el dinoflagelado Vulcanodinium rugosum) en zonas de producción en Nueva Zelanda, Australia y el Mediterráneo francés. Pero hasta donde yo sé no se conoce todavía el origen de dicha toxicidad en Arcachón.

Y con esto termino. Aquí les dejo la carta de precios en una terraza del puerto de Gujan-Mestras ¡por si tienen curiosidad y se animan a probarlas!

Referencias:

  • Amzil Z. y col. Report on the first detection of pectenotoxin-2, spirolide-a and their derivatives in French shellfish. Mar. Drugs 23;5(4):168-79 (2007).
  • Cermeño P. y col. Phytoplankton size structure and primary production in a highly dynamic coastal ecosystem (Ría de Vigo, NW-Spain): Seasonal and short-time scale variability. Est. Coast Shelf Sci. 67:251-266 (2006).
  • Glé C. y col. Typology of environmental conditions at the onset of winter phytoplankton blooms in a shallow macrotidal coastal ecosystem, Arcachon bay (France). J. Plankton Res. 29 (11) 999-1014 (2007).
  • Glé C. y col. Variability of nutrients and phytoplankton primary production in a shallow macrotidal coastal ecosystem (Arcachon Bay, France). Est. Coast Shelf Sci. 76:642-656 (2008).
  • Hess P. Pinnatoxin G is responsible for atypical toxicity in mussels (Mytilus galloprovincialis) and clams (Venerupis decussata) from Ingril, a French Mediterranean lagoon. Toxicon 1;75:16-26 (2013).
  • Maurer D. y col. Etude des relations entre le phytoplancton et les phénomènes de toxicité d’origine inconnue dans le Bassin d’Arcachon. IFREMER, RST/LER/AR/10.004. 101 pp. (2010).
  • Rossignoli-Escudeiro A. CRECIMIENTO Y REPRODUCCIÓN DE LA OSTRA RIZADA, Crassostrea gigas (Thunberg, 1793), CULTIVADA EN INTERMAREAL Y EN BATEA EN GALICIA (NW ESPAÑA). 91 pp. (2006).
  • Rhodes LL. y col. Dinoflagellate Vulcanodinium rugosum identified as the causative organism of pinnatoxins in Australia, New Zealand and Japan. Phycologia 50(6):624-628 (2011).
  • Fuentes web: https://www.belambra.fr/les-echappees/la-culture-des-huitres-dans-le-bassin-d-arcachon-0130/ ; https://huitres-arcachon-capferret.fr/une-histoire-une-origine/ ; https://www.parc-marin-bassin-arcachon.fr/editorial/accompagner-lostreiculture ; https://www.ostrea.org/les-epizooties-historiques-de-lhuitre-en-france/

Un ornitorrinco en la habitación

Imagen de portada: ornitorrinco (Ornithorhynchus anatinus). Fuente: Nature picture library

El aspecto de los seres vivos ha sido fundamental a lo largo de la historia para estudiar las relaciones evolutivas y establecer su clasificación en el árbol de la vida. Pero a menudo las apariencias engañan.

Árbol evolutivo y características de los mamíferos. Fuente: Wesley y col. (2008).

Existen organismos de difícil clasificación, con atributos mixtos. Un clásico es el ornitorrinco, una especie de «castor alienígena»: mamífero con hocico de pato, venenoso, que pone huevos…

Los adultos no tienen dientes y detectan a sus presas bajo el agua mediante electrorrecepción. ¿pero esto qué es? ¿PERO ESTO QUÉ ES? ¿un mamífero o un reptil?

Los estudios genéticos, incluida la secuenciación de su genoma, sugieren que la rama evolutiva de los ornitorrincos (monotremas) se desgajó del resto de mamíferos hace 166 millones de años, antes de la aparición de marsupiales y placentarios en otra rama paralela.

Y si nos remontamos aún más atrás, las líneas evolutivas que dieron lugar a mamíferos y reptiles (sinápsidos y saurópsidos) se cree que comenzaron a divergir hace 315 m.a.

Lo que sucede con los ornitorrincos es que evolucionaron en Australia por su cuenta, manteniendo en algunos casos y desarrollando en otros (por convergencia evolutiva) características «reptilianas».

Un rompecabezas que incluso les parecía un fraude a los naturalistas británicos que examinaron por primera vez los restos de un ejemplar a finales del s.XVIII.

Pues bien. En 2019 se publicó un estudio que descubrió algo igual de estrafalario que un ornitorrinco, pero esta vez entre los dinoflagelados. Su nombre científico Centrodinium punctatum.

No se trataba de una especie nueva. La describió Cleve en 1900 como Steiniella punctata y luego en 1907 con la creación del género Centrodinium se fueron descubriendo e incorporando nuevos miembros a este género durante el s.XX, incluida nuestra protagonista de hoy.

Centrodinium punctatum. G y H son imágenes de epifluorescencia destacando la tinción del núcleo. Fuente: Li y col. (2019), Sciencedirect.

Como pueden comprobar el aspecto de Centrodinium punctatum es el de haber tenido un serio accidente

Pero técnicamente se le describe como fusiforme (que suena mejor). Apenas se habían estudiado algunos individuos en muestras naturales y debido a la falta de información su posición taxonómica entre los dinoflagelados era cuando menos incierta. Las microalgas se clasifican combinando caracteres morfológicos y moleculares. Y como no había datos genéticos se le suponía cercano a otros géneros de aspecto similar.

En verano de 2016 a partir de muestras del mar de la China Oriental, Li y col. (2019) aislaron dos cultivos de Centrodinium punctatum y consiguieron secuencias genéticas para situar -por fin- a una especie de este género. Y despejaron la incógnita inicial (¿dónde está situado?) pero al igual que en un escape room abrieron una puerta a otra habitación y un nuevo acertijo.

Filogenia (SSU+ITS+LSU) de Centrodinium punctatum. Fuente: Li y col. (2019), Sciencedirect.

Las secuencias de C. punctatum lo colocaron entre otras especies del género Alexandrium. Es decir, dicho organismo, genéticamente hablando, parece Alexandrium.

Lo suyo es que los géneros taxonómicos agrupen especies que comparten un ancestro común. Pero aquí se nos ha colado un ornitorrinco en la habitación. O mejor dicho: un Alexandrium espachurrado.

¿Cómo explicar la posición de Centrodinium punctatum?

Aquel resultado sugería que el género Alexandrium no es monofilético sino parafilético. Es decir, que las especies incluidas en Alexandrium no comparten un ancestro común.

Y esto es un problema sin solución al menos por el momento. Para «corregir» esta anomalía haría falta más información y luego bien dividir Alexandrium en varios géneros o ampliarlo/redefinirlo para incluir al ornitorrinco. Perdón, a Centrodinium.

El primer movimiento no se hizo esperar…

Sin apenas tiempo para reponerse del susto Gómez y Artigas (2019) secuenciaron dos especies más de Centrodinium y esta visión más amplia de Centrodinium les llevó a plantear un reparto de especies de Alexandrium en 4 géneros (Alexandrium, Gessnerium, Protogonyaulax y Episemicolon).

Pero Alexandrium no es un género cualquiera. Incluye especies productoras de toxinas paralizantes que ocasionan graves daños económicos y riesgos tanto para la salud humana como fauna marina all over the world. Así pues, un cambio tan radical como el que planteaban Gómez y Artigas (2019) tendría un gran impacto y necesita bases sólidas para convencer y lograr el consenso de la comunidad científica.

Alexandrium minutum. Autor: F. Rodríguez.

Sucedió todo lo contrario. En 2020 se publicó un artículo-respuesta firmado por 50 autores (Mertens y col.) cuyo título no dejaba lugar a dudas sobre el consenso: «Morphological and phylogenetic data do not support the split of Alexandrium into four genera».

En él se rebatían las razones, tanto morfológicas como genéticas, que justificaban la propuesta de dividir Alexandrium en cuatro géneros.

No entraré en detalles porque no vienen al caso y pueden encontrarlos en el trabajo en cuestión si el interés les lleva a esa orilla taxonómica. Bastará con resumirles que los caracteres morfológicos para sustentar a dichos géneros no eran estables ni suficientes. Y no sólo para los 4 nuevos sino para separar al propio Centrodinium de Episemicolon.

En cuanto a los resultados genéticos las críticas se centraron en la falta de resolución y de solidez necesarias en los análisis para reconstruir las relaciones evolutivas entre dichos géneros. Ya lo dijo Carl Sagan: «extraordinary claims require extraordinary evidence«.

La alternativa sería ampliar Alexandrium y esa es la idea que lanzaron Mertens y col. al final de su artículo-respuesta a Gómez y Artigas. Pero todavía no hay novedades taxonómicas al respecto…encajar al ornitorrinco no debe ser tarea fácil.

Mientras, lo que sí ha llegado es un nuevo trabajo (Shin y col. 2020) con el interesantísimo resultado de que (el aún llamado) Centrodinium punctatum produce saxitoxinas (toxinas paralizantes; PSTs)…al igual otras 14 especies de Alexandrium. Quién sabe. Más que una sorpresa esto podría ser en el futuro un clavo más para meterlo en Alexandrium y cerrar la historia de hoy.

Referencias:

  • Gómez F. y Artigas L.F. Redefinition of the dinoflagellate genus Alexandrium based on Centrodinium: reinstatement of Gessnerium and Protogonyaulax, and Episemicolon gen. nov. Hindawi J. Marine Biol. 1284104 (2019).
  • Li Z. y col. Discovery of a new clade nested within the genus Alexandrium (Dinophyceae): Morpho-molecular characterization of Centrodinium punctatum (Cleve) F.J.R. Taylor. Protist 170 (2), 168–186.
  • Mertens K.N. y col. Morphological and phylogenetic data do not support the split of Alexandrium into four genera. Harmful Algae 98:101902 (2020).
  • Shin H.H. y col. Centrodinium punctatum (Dinophyceae) produces significant levels of saxitoxin and related analogs. Harmful Algae 100:101903 (2020).
  • Wesley C.W. y col. Genome analysis of the platypus reveals unique signatures of evolution. Nature 453:175-183 (2008).

No es Noctiluca todo lo que reluce

Imagen de portada: mar de ardora en la ría de Vigo. Autor: Buceo Islas Cíes.

En la última semana se han publicado muchísimas imágenes de mareas rojas en las Rías Baixas, sobre todo en las de Vigo y Pontevedra, asociadas con bioluminiscencia («mar de ardora» le decimos por aquí). El aspecto de las manchas es el típico de Noctiluca. Su tamaño (cerca de 1 milímetro) permite observarlas a simple vista y si llenas una botella verás miles de bolitas flotando en una capa anaranjada (parecen aceite).

De ellas he escrito numerosas veces en estos 11 años (ay josús…). Si escriben «Noctiluca» en el buscador del blog descubrirán entradas como esta o esta otra con más información sobre ellas. Hoy nos bastará con recordar que son dinoflagelados heterótrofos (no realizan fotosíntesis), que zampan gran variedad de plancton.

Dejemos las Rías Baixas y el «Vigocentrismo». En meses anteriores, durante julio y agosto, se publicaron numerosas noticias en prensa, televisión y RRSS sobre mares de ardora en A Costa da Morte («Un baño no mar de ardora coa Vía Láctea de compañeira en Corme«; GCIENCIA, 8-VII-2021; «¿Cuándo y por qué arde el mar de la Costa da Morte?»; La Voz de Galicia, 13-VII-2021).

En cuanto a los vídeos destacaría este enlace de @drewkorme entre el 15-16 de agosto en Ermida (Corme). En su cuenta de instagram descubrirán imágenes preciosas. Pero como no puedo enlazar su vídeo desde facebook aquí va otro de una playa cercana (Niñóns, Ponteceso), de Oscar Blanco.

Las Rías Altas de Galicia poseen un encanto natural único. Y zonas como Carnota y la Ría de Corme e Laxe parecen idóneas para disfrutar de la ardora durante el verano. Es sólo una impresión subjetiva porque no hay registros sistemáticos ni seguridad al 100% de que la vayas a ver. Sobre esto hablaremos al final…

Basta leer noticias como «Cinco playas gallegas para disfrutar del Mar de Ardora» (La Voz de Galicia, 1-IX-2021) para darse cuenta de que A Costa da Morte es un destino interesante para disfrutar de la ardora.

Además, alejada de grandes ciudades, dicha región posee mucha menos contaminación lumínica que las Rías Baixas o el área de influencia de A Coruña donde si no ponemos farolas cada 50 metros alumbrando al mar no nos quedamos tranquilos (no vaya a ser que salga un Kraken y no lo veamos).

Animado por estas noticias (y antes de que las Noctilucas invadiesen el sur de Galicia), nos fuimos a la Ría de Corme e Laxe (mi chica y yo) el 29 de agosto con el objetivo de ver la ardora. Y por supuesto también para recoger muestras y examinarlas en el IEO de Vigo.

Aquel mismo día de mañana observamos una marea roja en la playa de Laxe. O eso parecía…porque al acercarnos resultó ser una acumulación de macroalgas de aspecto plumoso, muy finas. Teñían la orilla de color vino tinto pero no había ninguna proliferación de fitoplancton…

Una de las playas que citaron en prensa para ver ardora era la de Rebordelo (Cabana de Bergantiños), a 5 minutos en coche de Laxe. Durante la tarde escuchamos conversaciones en terrazas y restaurantes donde hablaban también sobre ella. Así que fuimos a Rebordelo la noche del 29 al 30 de agosto.

Rebordelo. Fuente: ACostaDaMorte.info

A la playa se llega por una carretera estrecha y muy empinada. Mientras discutíamos si habría suerte nos sacó de dudas un fulgor azul a lo lejos. A las 22:30 llegamos andando al arenal y para entonces el acceso ya estaba atascado de coches haciendo cola para aparcar.

La orilla de la playa estaba llena de gente con móviles y cámaras registrando el espectáculo de las olas iluminadas por la ardora.

Pasamos allí casi dos horas. Me bañé con precaución: el mar estaba en calma y el agua fresca pero soportable. El más mínimo movimiento hacía que la ardora iluminase el mar mientras rompían olas azules en la ensenada y en la orilla.

No conseguí grabarla pero dada la cantidad de imágenes y vídeos que se publican lo importante es disfrutar del espéctaculo ¡¡y apagad los flashes por favor!! ¡¡y las linternas hacia el suelo por favor!!.

El desfile de coches iluminaba la playa ocultando la bioluminiscencia y hasta que no paró un poco el tráfico no se pudo apreciar la ardora en todo esplendor.

Cuando regresamos a Laxe revisé las muestras de Rebordelo y a simple vista no veía nada en el agua. No tenían color y tampoco bolitas de Noctilucas. Mantuve las muestras en un lugar fresco y al día siguiente las observé al microscopio en el IEO de Vigo.

Confirmé que no había ni una Noctiluca pero bullían multitud de dinoflagelados, principalmente del género Alexandrium. A bote pronto había dos tipos de células según su tamaño: A. minutum (pequeñito y escaso) y un Alexandrium gordito y redondo que llenaba la muestra y danzaba sin parar.

También había Lingulodinium polyedra de mayor tamaño todavía, poco abundante pero fácil de distinguir por su aspecto acorazado y poliédrico. Muchas especies de Alexandrium (excepto A. minutum) producen bioluminiscencia ¡y Lingulodinium también! Así que todo encajaba.

Faltaba confirmar qué especie de Alexandrium dominaba la muestra. La principal sospechosa era A. tamarense aunque en vivo no hay forma de distinguirla (al menos yo) de otra muy similar: A. ostenfeldii.

Tiñendo sus placas de celulosa pueden discriminarse mediante epifluorescencia gracias a un poro situado entre dos de sus placas. Si dicho poro es diminuto (o no lo puedes ver) se trata de A. tamarense. Y así fue: las células que conseguí observar en la posición adecuada cumplían esa condición.

Células de A. tamarense aisladas de la ardora de Rebordelo. La flecha blanca indica el poro del que les hablé (Vp; no visible en la imagen de la izquierda). Imagen de epifluorescencia obtenida en el IEO de Vigo. Autor: F. Rodríguez

Días después las secuencias genéticas (LSU y ITS rADN) de dos células confirmaron que se trataba de Alexandrium tamarense. Así que dicha especie es seguramente la que produce la ardora en Rebordelo y otras playas cercanas…y me atrevo a decir que en Carnota también.

En la Ría de Corme e Laxe no hay bateas de mejillón. El Instituto Tecnológico para el Control del Medio Marino de Galicia (INTECMAR) posee allí una estación de muestreo (C5) de condiciones ambientales y fitoplancton. Está localizada en Ponteceso, en la desembocadura del río Anllóns en el interior de la Ría. Y a posteriori, en los recuentos de fitoplancton de la semana siguiente destacaba Alexandrium spp. con más de 85.000 células/litro.

Alexandrium tamarense no es tóxico. Aunque si hacen una búsqueda en internet descubrirán que se cita como especie tóxica. La confusión tiene que ver con el hecho de que se denominaron como A. tamarense lo que en realidad eran varias especies de Alexandrium.

A menos que seas un experto en morfología resulta francamente difícil diferenciar sin atisbo de dudas unas cuantas especies de este género. Dado el esfuerzo (y tiempo) que supone identificarlas suelen agruparse bajo la etiqueta de Alexandrium spp., y durante décadas se habló del «complejo de especies A. tamarense» para englobarlas.

En 2014 John y col. publicaron un estudio en el que por fin asignaban nombres válidos a lo que hasta entonces eran Alexandrium tamarense de los grupos I a V. Si quieren ampliar detalles ya conté esta historia en La importancia de llamarse Alexandrium.

Marie Victoire Lebour (1876-1971). Fuente: mujeresconciencia.com

¿Cuál es el verdadero Alexandrium tamarense? pues el antiguo grupo III, que corresponde con organismos aislados de la localidad tipo (donde se describió) y que también es el de Galicia.

Esta especie no es tóxica, a diferencia de otras del antiguo «complejo tamarense» (citados como A. tamarense tóxicos en estudios anteriores a 2014).

Marie V. Lebour describió A. tamarense en 1925. Y lo hizo con estas palabras…

(Goniaulax tamarensis) This little species was found up the river Tamar in estuarine water. Cell roundish, rather longer than broad. No apical horn […] Found only in the river Tamar estuary, near Plymouth.

The dinoflagellates of Northern Seas (Lebour, 1925)

Lebour mercería por sí sola una entrada aparte. Fue una ilustre bióloga que estudió diferentes organismos planctónicos, no solo microalgas sino también copépodos y fases larvarias de peces, moluscos y crustáceos.

Comenzó estudiando el microplancton en el Plymouth Marine Laboratory cuando ya tenía 39 años y allí fue donde desarrolló toda su carrera.

Sus libros sobre dinoflagelados y diatomeas fueron los primeros en lengua inglesa. En concreto «The Dinoflagellates of the Northern Seas«, que incluía entre otras la descripción de A. tamarense e ilustraciones propias (no se había descubierto el método de tinción de placas que les mencionaba antes, así que tiene un mérito impresionante con los medios de la época).

Desembocadura del río Anllóns en la Ría de Corme e Laxe. Autor: D. Lema. Fuente: minube

Alexandrium tamarense es una especie estuarina así que encontrarla en la playa de Rebordelo –y con total seguridad en las demás playas de la Ría de Corme e Laxe donde hay ardora– no es ninguna sorpresa.

La combinación del aumento de temperatura en verano y los aportes de agua dulce (menos densa) favorecen la estratificación de la capa superficial con abundantes nutrientes y luz, impulsando el crecimiento de las poblaciones de A. tamarense.

El río Anllóns desemboca en una amplia zona de marisma y en la imagen de satélite que verán a continuación se observan señales intensas de clorofila, a las que deben contribuir las poblaciones de A. tamarense.

Si fuesen Noctilucas no veríamos esa señal porque son heterótrofas (no contienen clorofila propia, aparte de la de sus presas a medio digerir).

Imagen de la desembocadura del río Anllóns, en la Ría de Corme e Laxe (Sentinel 2, tratada con un índice normalizado de clorofila). Autor: Jorge Hernández.

La Ría de Corme e Laxe es casi «de bolsillo» si la comparamos con otras muchas rías gallegas.

Desde el puerto de Laxe la podemos contemplar en buena parte…

Puerto y playa de Laxe. Autor: F. Rodríguez

No es de extrañar que la influencia del Anllóns favorezca el crecimiento de especies estuarinas como A. tamarense en varias zonas de dicha ría, manteniendo poblaciones locales y estimulando su proliferación estival año tras año.

A ello seguramente contribuye también la formación de quistes por esta especie y su permanencia en los sedimentos para «despertar» cuando las condiciones son idóneas.

La ardora en la playa de Carnota también es común durante el verano tal como asegura mi compañera Pilar Rial, asidua del lugar. Y adivinen…a la zona norte de esta inmensa playa llegan aportes de agua dulce que desembocan en la playa «Boca do Río». De hecho, en la colección de cultivos CCVIEO tenemos un A. tamarense aislado de Carnota de una muestra estival recogida por Pilar.

Carnota es la playa más grande de Galicia. Fuente: El Español

El interés que despierta la bioluminiscencia desde el punto de vista turístico ha crecido muchísimo a raíz de las imágenes y vídeos en estos últimos años. Incluso nos llegan consultas al IEO, directamente o a través de la Xunta de Galicia, de personas que quieren visitar Galicia y saber dónde ver la ardora.

No se puede saber con total certeza dónde y cuándo va a haber un mar de ardora espectacular.

Pero sí es posible tener más probabilidades de verlo con información actualizada. Ahora mismo sólo funciona el boca/oreja, las noticias de prensa y los avisos en redes sociales…

Pero veo posible (e interesante por varios motivos) desarrollar una aplicación móvil basada en «ciencia ciudadana» que registre avistamientos de ardora geolocalizados por particulares. Esta aplicación tendría además interés científico: si los datos se recogen de forma continuada a lo largo del tiempo podríamos estudiar tendencias espacio-temporales y relacionarlas con los organismos responsables. Y también obtener datos muy valiosos de cara a desarrollar herramientas predictivas.

Por último y no menos importante: todo esto debería ir acompañado de información adecuada y respeto por los valores medioambientales del entorno.

Volviendo al principio, las manchas anaranjadas de Noctiluca son fáciles de reconocer y dan pistas para buscar playas y zonas de costa con ardora en la/s noche/s siguiente/s. Pero aunque las veas de día, las corrientes puede que las desplacen y te lleves un chasco de noche. Lo mejor es tener paciencia y visitar varios lugares en los alrededores…

En el caso de A Costa da Morte y A. tamarense no tengo noticias de que se vean mareas rojas durante el verano. ¡Ni siquiera yo mismo lo comprobé en esta ocasión! Pero si alguien de ustedes tiene información les agradecería que dejen aquí sus comentarios ¡muchas gracias!

Rebordelo (26-VIII-2021, 4 días antes de la ardora de esta entrada). Autor: Antonio Fuentes Lema

NOTA: ¡Pues sí que había marea roja en Rebordelo! el 8 de septiembre de 2021, Antonio Fuentes Lema (@Tonhox4), publicó en twitter varias imágenes de la playa, tomadas el 26 de agosto, con el agua teñida de color marrón.

Este color es idéntico al de la marea roja de Alexandrium minutum que observamos en Vigo (junio-julio 2018).

Los dinoflagelados fotosintéticos con peridinina tiñen el mar de color marrón-rojizo, muy diferente al naranja de las Noctilucas que proliferan en nuestras costas.

Agradecimientos: a todos los que compartisteis imágenes conmigo para elaborar esta entrada, en especial a Jorge por la imagen de Sentinel 2 y a Antonio por confirmar la marea roja en Rebordelo.

Y gracias también a Basti (CACTI, UdV) que siempre hace lo posible por analizar y enviar las secuencias lo antes posible.

Referencias:

  • Dolan JR. Pioneers of plankton research: Marie Lebour (1876–1971) J. Plankton Res. 1–4. (2021).
  • John U. y col. Formal revision of the Alexandrium tamarense species complex (Dinophyceae) taxonomy: the introduction of five species with emphasis on molecular-based (rDNA) classification. Protist 165(6):779-804. (2014).
  • Lebour MV. The Dinoflagellates of the Northern Seas. Plymouth (UK), Marine Biological Association of the United Kingdom, 250pp. (1925).

Tiwanaku

Imagen de portada: ciudad de Tiwanaku (o Tiahuanaco). Fuente: lapaz.bo

El Titicaca es el lago navegable más elevado del mundo, un gigantesco oasis de origen glaciar a 3800 metros de altitud. El principal destino turístico de Bolivia, en la meseta del altiplano de los Andes, compartido con Perú.

Su presencia suaviza el clima de la región, aumentando la humedad y la productividad de la tierra. Una tierra ocupada y trabajada por diversas civilizaciones y culturas desde hace más de 4000 años.

(Isla flotante en el Titicaca. Fuente: El Confidencial)

La cultura precolombina que mejor lo simboliza fue la de Tiahuanaco (o Tiwanaku, en el valle del mismo nombre al sureste del Titicaca).

Tiwanaku floreció entre los siglos VI-XI y fue una de las civilizaciones más longevas e importantes de Sudamérica. Su dominio no era militar sino que ejerció su influencia gracias al comercio, la agricultura y su prestigio religioso.

Explotaban una agricultura intensiva sobre campos de cultivo en márgenes inundables y planicies (pampas) del lago. En concreto, expandieron dichos cultivos en la cuenca sureste del Titicaca: el lago menor, Wiñaymarka (o Huiñamarca), comunicado mediante un estrecho de <1km.

Mapa de la región del Titicaca. Fuente: Geocaching

Dicha agricultura, combinada con la producción de maíz en otras regiones y el pastoreo de camélidos (llamas y alpacas; domesticadas a partir de guanacos y vicuñas), permitieron un comercio a larga distancia durante 600 años.

Esta unidad política y religiosa se deshizo alrededor del 1100 y sobre las razones del declive de Tiwanaku sobrevuelan varias hipótesis, como un periodo de sequía prolongado en la región.

Después de Tiwanaku, la ocupación del lago continuó en manos de poblaciones autónomas que explotaron las zonas cultivables hasta la llegada del imperio Inca allá por 1450.

¿El final de Tiwanaku se debió al clima?

Los cambios climáticos siempre se incluyen entre las causas del auge y caída de civilizaciones antiguas, por su dependencia de la agricultura estable (el maíz en las culturas precolombinas) y el suministro de agua (por la necesidad de periodos húmedos y secos a lo largo del año).

Para estudiar las variaciones del clima tenemos el registro arqueológico, que nos ofrece datos de distintos tipos y que a su vez podemos enfrentar a los cambios socioculturales…en este caso en la región del Titicaca.

¿Y cómo estudiar oscilaciones climáticas en una zona con un lago inmenso? Pues podemos usar los fósiles del plancton, en concreto los que dejan las diatomeas y sus cubiertas de sílice durante miles de años en los sedimentos.

Las diatomeas son un componente abundante del fitoplancton con estilos de vida diversos y multitud de especies. Y sabiendo esto dos estudios recientes (Weide y col. 2017; Bruno y col. 2021) las emplearon para estimar variaciones de profundidad y salinidad en el Wiñaymarka.

Salar de Uyuni, la mayor reserva de litio del mundo. Fuente: LonelyPlanet

El Titicaca posee una superficie de 8562 km2 (medio lago Ontario, un poco menos…), de los cuales el Wiñaymarka ocupa 1470 km2.

Este último es el que más nos interesa por su relación con el valle de Tiwanaku.

Además, su menor tamaño -y estrecha conexión con el lago mayor- hacen que su nivel sea más sensible a las fluctuaciones del clima. Y sus diatomeas reflejarán mejor esos cambios…

Durante los períodos secos, en los últimos miles de años, la comunicación entre el lago mayor y el Wiñaymarka se ha visto limitada o incluso interrumpida.

Ello provoca que la evaporación baje el nivel de su cuenca y aumente la salinidad.

Llevado al extremo el lago podría evaporarse y dejar en su lugar un salar inmenso. Tal cosa no sucedió en el Titicaca pero si en un inmenso lago que existió también en el altiplano de Bolivia: el actual salar de Uyuni. Perfectamente visible en el siguiente mapa como una extensión blanca al sur del Titicaca.

Las variaciones climáticas y sus efectos sobre el nivel del Titicaca son un poderoso motor evolutivo para las diatomeas.

Como ejemplo se han relacionado distintos periodos climáticos -a lo largo de los últimos 400.000 años- con los cambios de tamaño en una especie endémica y dominante en la actualidad: Cyclostephanos andinus (Imagen: geog.ucl.ac.uk).

Para reconstruir los períodos climáticos (4.000 años) en el Wiñaymarka se obtuvieron muestras de sedimentos (hasta unos 40 m de profundidad) y se dividieron los fósiles de diatomeas en 5 grupos ecológicos:

1>planctónicas de agua dulce: viven en la columna de agua a salinidades bajas (Cyclostephanos andinus, Discostella stelligera y Fragilaria crotonensis).

2>planctónicas halotolerantes: pueden vivir en agua dulce o moderadamente salina (Cyclotella meneghiniana)

3>bentónicas: habitan en sustratos iluminados en aguas someras (p.ej. Nitzschia denticulata y Epithemia spp.)

4>epífitas: crecen adheridas sobre plantas (Cocconeis spp.)

5>salinas: necesitan salinidades superiores a 2g L-1 para sobrevivir (Chaetoceros sp., Fragilaria zelleri).

Todo esto que les acabo de contar es un ejemplo de como la (mal) llamada «ciencia básica» (en este caso taxonomía y ecología de diatomeas), puede contribuir a otro tipo de estudios, en este caso antropológicos.

Evolución de los 5 grupos principales de diatomeas a lo largo de los últimos 4000 años en el Lago Wyñaymarka. Autor: Bruno y col. (2021), modificado de Weide y col. (2017). Fuente: Researchgate

La aproximación es cualitativa pero permite recrear los cambios de nivel que sufrió el lago y relacionarlos con otros indicadores arqueológicos (plantas, animales y registro geológico).

En los periodos secos el Wiñaymarka tenía menos profundidad y dominaban diatomeas epífitas y bentónicas. Cuando se reducía y aislaba su cuenca de la principal, la salinidad aumentaba favoreciendo a las diatomeas salinas.

Al recuperarse el nivel del agua y aumentar la profundidad las especies halotolerantes ocupaban ese nicho de salinidades intermedias y aguas más profundas, desplazando el dominio de diatomeas bentónicas y epífitas.

Finalmente, si el nivel sube a valores como los actuales lo que predominan son especies de agua dulce.

Los resultados fueron muy reveladores y señalaron esos cambios. El Wiñaymarka osciló entre niveles bajos y salinidades moderadas desde el inicio de la serie histórica (4000 A.C.) hasta el año 700. Durante dichos siglos el clima no era estático, pero las diatomeas de agua dulce siempre eran minoritarias.

A partir de entonces aumentaron su presencia y esto sólo sucede si el Wiñaymarka crece al máximo y desborda por la única salida del Titicaca: el río Desaguadero.

Este primer aumento pareció frenarse alrededor del año 1120, justo al final de la civilización de Tiwanaku. Y dió paso a un nuevo incremento -150 años después- que lo dejó en niveles como los actuales.

Así pues, el Wiñaymarka alcanzó por vez primera dimensiones comparables a las presentes a mediados del período de Tiwanaku. Y en siglos anteriores siempre estuvo en niveles inferiores.

Las diatomeas nos dicen que la influencia de Tiwanaku se extendió a lo largo de climas secos (con sequías moderadas), y húmedos parecidos al actual. Y que su desaparición no coincidió con ninguna sequía catastrófica.

Esto apoyaría la hipótesis de cuestiones políticas y sociales (no tanto climáticas), como motivo principal de la desaparición de Tiwanaku.

Pero la sequía prolongada sí existió. Tanto diatomeas como marcadores geológicos sí coinciden en señalar una gran sequía después de Tiwanaku (alrededor del año 1200).

Pastora y rebaño de ovejas y llamas en el Titicaca. Fuente: alamy

La conclusión es que no se pudo establecer una relación directa entre las oscilaciones del lago y los cambios socioculturales de sus pobladores en el pasado.

La región ha sufrido variaciones climáticas contínuas y cada período arqueológico ha incluido condiciones secas y húmedas.

Pero lejos de expulsar a la población, las distintas culturas en el Titicaca se adaptaron a dichas variaciones manteniendo una ocupación y uso constante de su zona de influencia durante miles de años.

Las poblaciones indígenas actuales aplican su sabiduría de los ciclos de lluvia y el nivel del lago para gestionar los recursos naturales.

De este modo combinan y planean actividades ganaderas, pesqueras y agrícolas a lo largo del año (incluyendo la quinoa real, originaria del altiplano). Aplican un conocimiento milenario heredado de los antiguos pobladores de estas tierras…

Referencias:

  • Bruno M.C. y col. The Rise and Fall of Wiñaymarka: Rethinking Cultural and Environmental Interactions in the Southern Basin of Lake Titicaca. Human Ecol. 49(2): 131-145 (2021).
  • Spanbaeur T.L. y col. Punctuated changes in the morphology of an endemic diatom from Lake Titicaca. Paleobiol. 44(1):88-100. (2018).
  • TRÓPICO. Libro de Viaje – Lago Titicaca (entre cultura y naturaleza). TRÓPICO – Red Lagos Vivos de América Latina y el Caribe. Banco Interamericano de Desarrollo?. 207 pp. (2011).
  • Weide D.M. y col. A ~6000 yr diatom record of mid-to late Holocene fluctuations in the level of Lago Wiñaymarca, Lake Titicaca (Peru/Bolivia). Quat. Res. 88(2):179-192 (2017).