Barcos que ya no surcan los mares

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HMS Beagle en la Tierra del Fuego.
Pintura de Conrad Martens, durante el viaje de 1831-1836.

Los estudios en el medio natural (las campañas oceanográficas y pesqueras) son imprescindibles para conocer los ecosistemas marinos y la relación de la biología con la física y la química del mar.

Hoy trataré de aquellos buques que bien no existen ó duermen en museos, pero a los que la ciencia en general (y la investigación marina en particular) les debe mucho.

Serán «pinceladas»; sus aventuras en muchos casos merecerían entradas por separado…

Charles Darwin (sobre 1840)
Autor: G. Richmond.
Copyright: Assumed Royal College of Sergeons
Fuente: australianmuseum.net.au

Para empezar, cómo no, el HMS Beagle, un velero inglés de la Royal Navy, protagonista de la circunnavegación en la que participó Charles Darwin en 1831-1836. El objetivo principal de aquel periplo era la elaboración de trabajos hidrográficos y cartas náuticas de las costas de Suramérica.
Pero aquel viaje fue mucho más: Darwin extrajo cuantiosa información que le serviría para publicar muchos años después (en 1859) su teoría sobre la evolución y el origen de las especies.

 

La expedición de Amundsen en la Antártida,
con el Fram al fondo (1911).
Fotografía de la National Library of Norway.
Fuente: nationalgeographic.com

En mi caso tengo especial debilidad por las expediciones polares a comienzos del s.XX.

Llegaron a los confines del planeta con unos medios muy limitados gracias a la capacidad sobrehumana
de personajes mitad exploradores, mitad científicos (en distinta medida según los casos) como Fridjtof Nansen, Roald Amundsen, Robert F. Scott ó Ernest Shackleton, entre otros…

Todos ellos llevan unidas a sus hazañas una serie de barcos, como el Fram en el caso de los noruegos, ó el Discovery y el Endurance en el caso de los ingleses.

El museo FRAM de Oslo.
Autor: A. Chirulescu. Wikimedia commons.

El Fram noruego ocupa el primer lugar en mi lista de relatos pendientes sobre barcos.

Este buque sigue existiendo y lo podemos visitar en un museo de Oslo creado en su honor (y que recomiendo). Roald Amundsen puso rumbo a la Antártida en el Fram cuando alcanzó el Polo Sur en 1911. Y ésa no fue su mayor aventura.

Bueno, centrémonos ahora en el caso español, y aprovechando que el IEO (Instituto Español de Oceanografía) celebra este año su centenario, merece la pena viajar en el tiempo un siglo atrás y recordar aquellas primeras campañas.

En aquel turbulento inicio del siglo XX la oceanografía española estaba en pañales y bastante aislada del esfuerzo que otros países dedicaban al estudio de los océanos…

El «Cocodrilo» cuando era todavía un cañonero.
Colección de D. José Lledó Calabuig. Fuente: todoavante.es

En 1906 se creó la Comisión Oceanográfica, un ambicioso proyecto que pretendía instalar dichas comisiones en los principales puertos de la península, empezando por Barcelona.

Para ello utilizarían buques de guerra antiguos transformados en laboratorios, así como embarcaciones específicas cuando fuera necesario realizar estudios de oceanografía en la plataforma continental española.

 

El «Cocodrilo» transformado en laboratorio de la
comisión oceanográfica. Fuente: vidamaritima.com
Laboratorios del «Cocodrilo».
Fuente: vidamaritima.com

Pero no había financiación suficiente para tanto dispendio y sólo se pudo crear la comisión oceanográfica de Barcelona, aplicada a la pesca y dirigida por el capitán de fragata Joaquín de Borja.

A su servicio pusieron un vetusto cañonero de 1870, el «Cocodrilo«, que languidecía en un estado deplorable (según las crónicas), y que fue reconvertido en «buque pontón» para su uso como laboratorio, biblioteca y escuela de zoología marina. La comisión oceanográfica «cerró escotillas» en 1928.

En 1913 se reunió en Roma la Comisión Internacional del Mediterráneo, presidida por el príncipe Alberto I de Mónaco. A pesar de la deficiente preparación, España se asoció a dicha comisión, que acordó las investigaciones y métodos científicos que debían utilizar los países miembros.
Luego, en 1914, se creó el IEO y se iniciaron las campañas oceanográficas en el Mediterráneo…

El cañonero Vasco Núñez de Balboa.
Colección de D. Alfredo Aguilera. Fuente: blog.todoavante.es

El IEO no contaba con buques oceanográficos y se recurrió al Ministerio de Marina para que participasen los cañoneros de 1ª clase del tipo Pizarro: el «Vasco Núñez de Balboa» y el «Hernán Cortés». Eran buques de 47 metros de eslora, con unos 50 tripulantes y armados con varios cañones en proa y popa…

Los cañoneros de aquella clase se construyeron en Escocia a finales del s.XIX para enviarlos a la guerra de Cuba (1898). Allí se enfrentaron a la US Navy, regresaron (que no es poco), y en una segunda vida menos arriesgada se dedicaron a los trabajos de oceanografía con el IEO.

Una red de plancton en el Hernán Cortés durante la primera campaña en las rías gallegas.
Trabajaron en las rías de Vigo, Pontevedra y Arousa  (verano de 1916).
En la imagen se atisban las Islas Cíes al fondo así que debió ser tomada en la Ría de Vigo.
El original apareció publicado en el Boletín de Pescas (septiembre de 1916).

La primera campaña en las rías gallegas duró 2 meses. El director del IEO era Odón de Buen, quien escribió un artículo sobre aquella campaña en el Boletín de Pescas del Ministerio de Marina (septiembre de 1916).

En él decía lo siguiente:

Material oceanográfico en el Hernán Cortés
durante la primera campaña en las rías gallegas.
Fuente: Boletín de Pescas, septiembre 1916.

«El buque (Hernán Cortés) es un viejo cañonero de 300 toneladas que, merced a cuidados extraordinarios, se mantiene aún boyante, y gracias a su poco calado (unos dos metros) puede entrar por todas partes; se hacen difíciles con él largas operaciones a buque parado con aparatos de fondo, por su poca estabilidad, y no pueden intentarse pescas con grandes redes que exigen popa saliente que defienda la hélice de posibles contingencias y cubierta despejada. Ha sido, en cambio, muy fácil el hacer observaciones oceanográficas,…»

Aquella campaña tenía dos finalidades (sigo citando a Odón de Buen):  «iniciar las observaciones metódicas de las aguas del mar en las rías gallegas y resolver el pleito entre los interesados en la pesca, respecto al procedimiento denominado de la Ardora«.

En aquella primera campaña ya se encontraron con las mareas rojas: «Durante este verano hemos tenido ocasión de estudiar la masa rojiza que, en días determinados, invade las rías bajas, coloreando de ocre el agua en grandes extensiones…».

Las observaciones sobre la pesca a la ardora y la explicación que dio Odón de Buen sobre aquella marea roja provocaron una disputa científica en unos términos que hoy calificaríamos de muy rudos. Bromitas las justas…


Agradecimientos:

A Uxía y Alexia de la biblioteca del IEO de Vigo, por facilitarme los artículos
de los Boletines de Pesca que he utilizado para esta entrada.

Referencias:

-de Buen, O. Trabajos españoles de oceanografía: campañas del «Vasco Núñez de Balboa» en el Mediterráneo: finalidad y resultados. La próxima campaña del «Hernán Cortés» por las rías gallegas. Trabajos oceanográficos en San Sebastián. Boletín de Pescas 1: 3-8. Junio 1916.
-de Buen, O. Trabajos españoles de oceanografía: campaña del Hernán Cortés este verano. Boletín de Pescas 3: 2-9. Septiembre 1916.
-Pérez-Rubín Feigl J. Las investigaciones biológico-pesqueras de Joaquín de Borja en el mar catalán (1891-1924) y el pontón oceanográfico Cocodrilo. Revista del Museum Marítim de Barcelona, pp. 99-117, diciembre 2008.
-El Instituto Español de Oceanografía. 75 Años de Investigación. MAPA, pp. 136 (1989).
-Internet: http//www.foro.todoavante.es

 

El jet lag y las cianobacterias

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El conejo blanco siempre llegaba tarde…
(Alicia en el País de las Maravillas, 1951)

Los ritmos circadianos son un reloj biológico de las células que influye en nuestra fisiología, conducta, horas de sueño…

Cumplen 3 condiciones:
1) persisten sin estímulos externos.
2) se reajustan en cada ciclo luz/oscuridad.
3) son independientes de la temperatura
(no se frenan con el frío ni aceleran con el calor).

Fuente: University of Utah.
www.learn.genetics.utah.edu

En humanos este ritmo circadiano lo marca el núcleo supraquiasmático (NS), en el hipotálamo del señor azul…

El NS se «reinicia» cada día gracias a la información luminosa que le llega desde la retina (no sabemos aún desde qué células). Tras un viaje atravesando varios husos horarios nuestro cuerpo sigue su inercia diaria: quiere dormir pero el NS le dice «eh!, despierta, que vuelve a ser de día!».
Ésta es la causa del famoso «jet lag» y quizá (sólo quizá) la culpa es de las cianobacterias !!.
Ahora se lo cuento, pero antes…

En «Insomnia» (dirigida por Christopher Nolan, 2002)
el detective (Al Pacino) sufría un trastorno del sueño
que le incapacitaba progresivamente…

El primer gen implicado en el ritmo circadiano en humanos se descubrió en 2001 en una familia norteamericana que sufría el «síndrome de fase adelantada del sueño»: dormir a partir de las 7 de la tarde y despertar a las 2 de la madrugada. El motivo era una variante en un gen (hPer2) al cual se pudo atribuir una función relacionada con el ritmo circadiano.

¿Para qué nos sirve este reloj biológico? Se cree que es beneficioso porque permite anticipar el ajuste de la fisiología del organismo a los cambios ambientales diarios.

Con esos ojillos quien lo diría…
Fuente: zoologik.naukas.com

Los ritmos circadianos se han demostrado en la mayoría de seres vivos, incluso en aquellos que viven bajo tierra y no dependen tanto de la vista, como los topos !!

La alteración de los ritmos circadianos resulta a la larga perjudicial para la salud.

Por ejemplo, las células en la piel se dividen por la noche reduciendo así el riesgo de mutaciones por la radiación UV del Sol…lo contrario sería un mal negocio.

Synechococcus elongatus (PCC7942)
en ella se descubrió el reloj biológico Kai ABC..
http://www.sandia.gov/bioenergy-biodefense/Ruffing.html

Algo parecido sucede en las algas: su ritmo circadiano provoca también que la división celular suceda antes del amanecer reduciendo así el riesgo que plantea la luz UV. Aunque en el laboratorio sí pueden crecer con 24 horas de luz (las fuentes de luz artificial –tubos fluorescentes, LED’s– apenas emiten UV).

Las cianobacterias poseen el reloj interno más simple y antiguo que se conoce: el reloj Kai ABC («Kai» es «ciclo» en japonés), y «ABC» son los 3 genes que lo forman), según Kondo & Ishiura (2000).

Hasta hace «ná» se pensaba que algo tan complejo como los ritmos circadianos dependían de la expresión de genes «reloj». Pero los seres vivos somos «la sorpresa continua»

En 2011 se publicó en Nature la existencia de un ritmo circadiano independiente de la transcripción
de ningún gen. Y se descubrió en humanos, concretamente en los glóbulos rojos.

Autora: CDC/Janice Carr.
Fuente: Biology4kids.com

Los glóbulos rojos son células sin núcleo (ó ADN). Si los aislamos y encontramos un ritmo circadiano éste será independiente de la genética.

Tal pensaron (e hicieron) O’Neill & Reddy y observaron un ritmo circadiano en las peroxiredoxinas (unas proteínas antioxidantes que mantienen a raya los niveles de peróxido y protegen del daño celular que éste produce).

En el mismo número de Nature, O’Neill y col. publicaron otro trabajo en el que un alga diminuta (Ostreococcus tauri) mostraba también ése ritmo circadiano en sus peroxiredoxinas, independiente de la genética…

Ostreococcus.
Autores: W. Eikrem y J. Throndsen.
Fuente: http://www.llnl.gov

De todas formas, hay una cierta interacción con la genética y en cepas mutantes de O. tauri se ha conseguido modificar la periodicidad del ciclo en las peroxiredoxinas.

Hay quien relaciona las peroxiredoxinas con el origen de los ritmos circadianos. En concreto con un evento que sucedió hace unos 2.400 millones de años: «La Gran Oxigenación».

Suena a ciencia ficción de serie «B» pero describe el paso de una atmósfera anaerobia a otra con oxígeno gracias a la fotosíntesis de las cianobacterias marinas.
Esto eliminó muchas formas de vida anteriores pero abrió el camino a los aquí presentes…

Methanopyrus kandleri
Fuente: MicrobeWiki.

Edgar y col (Nature, 2012) proponen que las peroxiredoxinas, (imprescindibles para sobrevivir al estrés oxidativo) fueron cruciales para la evolución de la vida aerobia y el posible origen de los ritmos circadianos que habrían desarrollado en primer lugar las cianobacterias.

Si esto fuera cierto, los seres vivos que no necesiten peroxiredoxinas tampoco tendrán ritmos circadianos.

Pues bien, los microorganismos extremófilos de la clase Methanopyri (Archea) cumplen esta regla: no tienen peroxiredoxinas (son anaerobios, viven a base de metano) ni ritmos circadianos.

Vale…pero esta teoría no explica por qué las cianobacterias 
son las únicas bacterias con ritmos circadianos…

Referencias:

-Edgar RS y col. Peroxiredoxins are conserved markers of circadian rhythms. Nature 485:459-466 (2012).
-Kondo T, Ishiura M. The circadian clock of cyanobacteria. BioEssays 22:10-15. (2000).
-O’Neill JS, Reddy AB. Circadian clocks in human red blood cells. Nature 469:498-504 (2011).
-O’Neill JS y col. Circadian rhythms persist without transcription in a eukaryote. Nature 469:554-558 (2011).

 

La novia cadáver

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Un cangrejito ermitaño en el intermareal de Monte Lourido (Nigrán).

Autor: F. Rodríguez

Los cangrejos ermitaños nos resultan simpáticos con sus conchas prestadas. Viven en casas diminutas y cada cierto tiempo tienen que mudarse…(me suena de algo)

Pues sepan ustedes que las algas también pueden crecer sobre otros seres vivos (ó aprovechando lo que quede de ellos) como copépodos, otras algas, ciliados, etc…

Sin más dilación sumerjámonos en el primer ejemplo ilustrado con imágenes tomadas en el Pacífico, durante la campaña 6 del proyecto Malaspina. Conste que cuando hice estas fotos me pareció muy chulo pero no tenía ni idea de quienes eran.
A la izquierda vemos el caparazón estrecho (y vacío) de un ciliado tintínido. Ése caparazón (lórica) está formado principalmente por proteínas. En la imagen derecha vemos una lórica parecida asociada con una diatomea. Después de buscar en la literatura científica me atrevería a decir que es el consorcio del ciliado Salpingella subconica y la diatomea Fragilariopsis doliolus. Corríjanme si me equivoco…

En los mapas se sitúan las estaciones de muestreo a las que pertenecen cada imagen
durante la campaña 6 de Malaspina en el B.O. Hespérides (Honolulu-Cartagena de Indias, junio 2011).

Las imágenes están hechas en vivo y con luz visible. Pero podríamos ver solamente al organismo fotosintético: en esta imagen de epifluorescencia observamos la fluorescencia roja de los cloroplastos de la diatomea, emitida por la clorofila a.

El beneficio de este consorcio se supone que es mutuo: los ciliados se adhieren a las diatomeas para aumentar su tamaño y protegerse mejor de algunos predadores. Y también se ha demostrado que así mejoran su eficacia para capturar alimentos.

Por su parte la diatomea gana movilidad en la columna de agua gracias a «navegar» con el ciliado y puede llegar a zonas con mayor cantidad de nutrientes e incluso aprovechar aquellos excretados por el propio ciliado. Ése acceso a los nutrientes resulta crucial en océano abierto, como era este caso.
¿Qué ocurre cuando muere el ciliado? yo diría que la diatomea sigue su vida y no mira atrás…

 

«La novia cadáver», de Tim Burton & Mike Johnson (2005)
…Famosa por su dueto al piano de «ultratumba»… 

Y esto nos conduce al segundo ejemplo, el de «la novia cadáver»… 

Su «novio» es Solenicola setigera, un organismo unicelular heterótrofo, y «la novia cadáver» es un tubo de sílice vacío, identificado como los restos de una diatomea: Leptocylindrus mediterraneus. 

Leptocylindrus mediterraneus y Solenicola setigera.
Autora: Soluna Salles (IEO Málaga). Fuente: PlanktonNet

En esta imagen Solenicola está fijado con Lugol y por eso lo vemos de color dorado, pero no tiene pigmentos. En la imagen inferior lo vemos en una imagen en vivo…

L. mediterraneus y S. setigera, fotografiados también en la
campaña 6 Malaspina (St. 119). Autora: Dolors Blasco.

Esta curiosa asociación se conoce desde comienzos del s.XX.

Pero no se supo qué organismo era Solenicola setigera hasta la secuenciación de sus genes ribosomales en 2011. Entonces se descubrió que Solenicola era el primer ejemplo de un grupo de protistas abundantes en los océanos, conocidos como MAST-3, del que solo teníamos sus secuencias genéticas.

Por ello temporalmente se habían identificado con ése acrónimo (MArine STramenopiles grupo 3. Existen hasta 12…). Las estramenópilas (ó protistas heterocontas) como Solenicola pertenecen al mismo filo taxonómico que las algas pardas (como las diatomeas), pero incluyen también a seres heterótrofos como los hongos acuáticos…

Lo más alucinante es que Solenicola no se limita a vivir epífito sobre los restos de la diatomea y parece controlar de algún modo el crecimiento del tubo de sílice.

¿¿Pero cómo podría crecer el tubo sin la diatomea??
Éste es el primer gran misterio que se encontraron Gómez y col (2007) en muestras de regiones árticas y ecuatoriales del Pacífico. El segundo es que nunca aparecieron cadenas vivas de Leptocylindrus mediterraneus: solo había frústulas vacías y Solenicola…

Es más…¿existe siquiera la diatomea? les reto a que intenten localizar un cultivo de Leptocylindrus mediterraneus en cualquier colección de microalgas ó siquiera una secuencia genética. Porque yo al menos no la encontré y es que existen muchas dudas acerca de la naturaleza de esa cadena de sílice hueca que navega cual «fantasma» bajo el nombre actual de L. mediterraneus…

Sobre este asunto, más que a un taxónomo,
habría que consultar a  Iker Jiménez y Carmen Porter…

En el Atlántico norte se han descrito también cianobacterias y picoeucariotas viviendo en el mucus que cubre la frústula, así que parece que el consorcio puede incluir a más organismos, fijadores de nitrógeno atmosférico como Synechococcus.

Y esto nos lleva al tercer ejemplo: las cianobacterias y bacterias heterótrofas asociadas a dinoflagelados no fotosintéticos como Ornithocercus. Se trata de «ectosimbiontes», ya que no viven dentro de la célula del dinoflagelado sino en las listas cingulares, «adornando» la corona de Ornithocercus. No se conocen los beneficios de esta asociación: quizás aporta al dinoflagelado una fuente «extra» de nutrientes a cambio de prestar cierta protección a las bacterias. Lo típico que se suele sugerir en estos casos…

Ornithocercus quadratus. Izquierda: luz visible. Derecha: epifluorescencia para ver  la fluorescencia que emiten los pigmentos (ficoeritrinas) que contienen las cianobacterias. Estación 119, campaña 6 de Malaspina. Autor: F. Rodríguez

Y para terminar, un cuarto y último misterio resumido en esta imagen y el vídeo final. (la calidad no es muy buena, lo grabé con el móvil).

Ni idea de qué son esas dos células. ¿Parásitos? En todo caso, una de ellas parecía que acababa de entrar en el copépodo, tal y como muestra el vídeo que despide esta entrada…

Si alguien tiene la menor pista ni qué decir que el blog está abierto a cualquier comentario !! 


Referencias:

-Froneman PW y col. Observations on the association between the diatom, Fragilariopsis doliolus Wallich, and the tintinnid, Salpingella subconica Kafoid. South Afr. J. Sci. 945:202 (1998).
-Gárate-Lizárraga I, Muñetón-Gómez M. Primer registro de la diatomea epibionte Pseudohimantidium pacificum y de otras asociaciones simbióticas en el Golfo de California. Acta Bot. Mex. 88:31-45 (2009).
-Gómez F. The consortium of the protozoan Solenicola setigera and the diatom Leptocylindrus mediterraneus in the Pacific Ocean. Acta Protozool. 46:15-24 (2007).
-Gómez F. y col. Solenicola setigera is the first characterized member of the abundant and cosmopolitan uncultured marine stramenopile group MAST-3. Env. Microbiol. 13:193-202 (2011).
-Tarangkoon W. Mixotrophic protists among marine ciliates and dinoflagellates: distribution, physiology and ecology. Tesis doctoral, Univ. Copenhage. 148 pp (2010).

Un mar de espuma

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Así pegaban las olas cerca del Parador de Baiona.
Autores de imágenes y vídeos: T. Hernández y A. Alvarez
El temporal que llegó a la costa gallega el pasado día de reyes produjo olas individuales con alturas de hasta 20 m cerca de Cabo Silleiro, Baiona (según fuentes de Puertos del Estado).
Las olas golpeaban tal y como podemos ver en el siguiente vídeo grabado frente al parador de Baiona…
Como efecto de esta tormenta vimos una enorme masa de espuma que arrastraron las olas a Baiona
y especialmente al puerto de A Guarda. En otras zonas del mundo (Australia por ejemplo) la «invasión» de espuma marina es un fenómeno más frecuente, pero en nuestros lares es algo realmente extraordinario !!

Antes de entrar a qué es y cómo se forma esta espuma marina vamos con más fotos y vídeos de la playa dos Frades (Baiona), grabados el pasado 6 de enero.

Aquellos que hayan tenido un acuario marino conocerán el «separador de albúmina». Su función es eliminar el exceso de materia orgánica fruto de la actividad biológica en el acuario (proteínas, lípidos, etc), y que llega a formar una capa grasienta ó incluso espuma en la superficie.

 

Separador de albumina.
Fuente: reefcorner.com

Dicha espuma se debe a que las moléculas de esos compuestos orgánicos tienen partes «hidrófilas» e «hidrófobas» (igual que el jabón). Con la agitación del acuario esas sustancias actúan como surfactantes y capturan aire en forma de burbujas, con la parte hidrófoba hacia el interior y la hidrófila en contacto con el agua. Y a mayor agitación más espuma.

Las burbujas son «micelas» con aire en el interior y un núcleo hidrofóbico,
mientras que la parte hidrofílica de los agentes surfactantes
(proteínas por ejemplo) queda hacia fuera, en contacto con el agua.

La demostración práctica es fácil:
si se agita una botella con agua apenas se formarán burbujas diminutas. Pero si añadimos un poco de clara de huevo (agua y proteínas) al agitar la mezcla se formará una capa de espuma en la superficie.

La composición de la espuma varía según el lugar y la actividad biológica de cada región (bacterias, microalgas, aportes continentales, etc). Por citar un ejemplo, en New Brunswick (Canadá), Bärlocher y col. (1988) citaban que el 25-90% de los compuestos orgánicos en la espuma eran fenoles, carbohidratos, aminoácidos y proteínas.

Espuma en el puerto de A Guarda. Fuente: Atlántico Diario.

En muchos casos la espuma procede de la descomposición ó exudados del fitoplancton, como Phaeocystis.

En nuestro caso, aunque estemos en una región con alta productividad, en esta época invernal no hay grandes proliferaciones de microalgas, pero sí la materia orgánica disuelta y en suspensión tanto de origen marino como la que llega desde los ríos.

La turbulencia que provocó la tormenta actuó como una gigantesca batidora mezclando el aire con el agua para formar las sorprendentes olas de espuma.

La espuma marina no se considera peligrosa ni tóxica para la salud, pero existe al menos un caso en el que sí se ha relacionado con graves daños a la fauna marina (Jessup y col. 2009).

De las 550 aves varadas y 207 muertas en 2007 en California,
la mayoría (245) eran fulmares boreales como éste (Fulmarus glacialis)
Fuente: planetofbirds.com

Sucedió en el invierno de 2007, en la bahía de Monterey (California) cuando aparecieron cientos de aves marinas varadas ó muertas en la costa, pringadas por una sustancia amarillo-verdosa. Aquellos pobres pájaros estaban empapados y sufrían de hipotermia…

Las aves arribaron a la costa en varias oleadas tras el desarrollo y circulación de una extensa marea roja del dinoflagelado Akashiwo sanguinea.

Akashiwo sanguinea. Autor: R. Kudela
Fuente: oceanservice.noaa.gov

Las aves se alimentaban en zonas costeras ó del centro de la bahía. Allí fue donde entraron en contacto con la proliferación de A. sanguinea y la espuma que se iba acumulando al decaer la proliferación y liberar las células compuestos orgánicos.

¿Por qué fue tan dañina aquella espuma de A. sanguinea?
Pues Jessup y col. encontraron que la espuma hacía perder la impermeabilidad al plumaje de las aves y éstas morían ó se debilitaban por hipotermia. El «pringue» amarillo-verdoso eran los restos proteicos de la espuma y células del dinoflagelado.

En la espuma encontraron grandes cantidades de MAAs (micosporinas, del inglés Mycosporine-like AminoAcidS) unas sustancias que actúan como poderosos surfactantes y que cumplen una función protectora de los rayos UV. Las producen muchas micro- y macroalgas, pero abundan especialmente en dinoflagelados, como es el caso de Akashiwo sanguinea.

Las plumas mojadas a la izquierda. La fila superior en contacto con agua
de mar recupera su aspecto normal, pero con la espuma (fila inferior)
las plumas pierden su impermeabilidad. Figura 5 (Jessup y col. 2009).

A la hipotermia se unió el estrés de las aves en época invernal por la escasez de alimento. Y algunos pájaros mostraban lesiones pulmonares graves, que se han relacionado con su exposición prolongada al aerosol de la proliferación de A. sanguinea.

La bahía de Monterey se considera un «incubador» de mareas rojas. Pero en el caso de las rías gallegas, a pesar de la proliferación de dinoflagelados del pasado otoño, ningún indicio permite sugerir que éstos tuvieran algo que ver con esta espuma.

Quizás un análisis de los MAAs tal como se hizo en California podría habernos aclarado algo más sobre su origen…

Referencias:

-Bärlocher F, Gordon J, Ireland RJ. Organic composition of seafoam and its digestion by Corophium volutator (Pallas). J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 115:179-186 (1988).
-Web NOAA (http://oceanservice.noaa.gov/facts/seafoam.html)
-Jessup DA y col. Mass stranding of marine birds caused by a surfactant-producing red tide.PlosOne 4(2):e4550 (2009).

Un medicamento inesperado

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Antes de nada, mi gato y yo les deseamos a todas y todos un muy feliz año !!
Bueno, vamos al tema de hoy…
porque mientras buscaba en la botica casera un remedio para el resfriado
me encontré entre aspirinas y paracetamoles con esta sorpresa…!!

El prospecto decía lo siguiente…

PROPIEDADES:
La información y el entretenimiento son principios activos de la Divulgamina,
un fármaco de reconocida eficacia para divulgar temas de interés sobre ciencias marinas.
La respuesta, preventiva ó curativa, se presenta a los pocos minutos de su administración.
Ocasionalmente puede provocar cierta somnolencia.

CONTRAINDICACIONES:
No se conocen. ¿Incompatibilidades con el alcohol? tampoco, todo lo contrario.

POSOLOGÍA:
Los vídeos pueden administrarse uno detrás de otro y repetirlos tanto como se quiera,
pero se aconseja verlos en este orden…

 

(Duración: 1’06». Muséum national d’Histoire naturelle, Francia, 2013)
Monísimo el caballito de mar entre las Posidonias…
(Duración: 3’10». Parte del documental «Red Tide: The mistery of the poisoned mermaids«.)
(Dir.: Julien Naar, Francia, 2010)
¿Qué sonido produce una célula nadando…?
Nadie lo sabe, pero aquí Karenia sisea como una serpiente de cascabel

 

(Duración: 5’49». Divulgare, Universidad de Vigo, España, 2011)
Magnífico documental sobre la bioluminiscencia de Noctiluca scintillans. 
Mención honorífica en los premios Prismas Casa de las Ciencias 2011
y vídeo del mes en el concurso On Zientzia.

 

 

 

Cien maneras de matar a Caulerpa

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Zonas del mundo con clima mediterráneo
Fuente: Wikimedia commons. Autor: JA Bermúdez

En la entrada anterior dejábamos a Caulerpa taxifolia en pleno «Armageddon» en el Mediterráneo e invadiendo zonas de California y el sur de Australia.

Estas áreas tienen algo en común: su clima mediterráneo. Inviernos templados-lluviosos y veranos tirando a secos y calurosos…

Así que bien este mapa señala donde viven los acuariófilos más descuidados del mundo ó las condiciones climáticas son allí propicias, en nuestro caso, a que un accidente con Caulerpa termine en un serio problema…Si no se toman medidas a tiempo.

California Dept. of
Food and Agriculture

Porque en California, cuando encontraron a C. taxifolia ésta ocupaba solamente Agua Hedionda Lagoon (vaya nombrecito) y Huntington Harbour. ¿Y qué fue lo que hicieron? cubrir las zonas infestadas con lonas negras de PVC y les echaron lejía (inyecciones líquidas ó pellets).
C. taxifolia fue erradicada oficialmente en 2006 con un coste de 2.3 millones de dólares en 2000-01, más 1.2 millones de dólares anuales hasta 2004 (IUCN, 2009).

Y como cada año se encontraban menos y menos C. taxifolia…

Señuelos de Caulerpa en plástico, lamentablemente
no informan si la imagen es de Agua Hedionda Lagoon.
Fuente: Merkel & Ass. Inc. (2006).

(y temiendo que los buceadores se olvidaran de su aspecto…), colocaron en el fondo falsas Caulerpas de plástico para comprobar que eran capaces de identificar hasta el más mínimo brote !

En Australia, al igual que en el Mediterráneo, C. taxifolia se considera «inerradicable» porque ocupaba un área enorme cuando se detectó. Aún así se pudo eliminar de varias regiones en South Australia, usando métodos como el de California (sin poner las Caulerpas de plástico…) ó con cambios de salinidad. No hay que olvidar que C. taxifolia es una especie nativa en el norte de Australia y la genética de la «cepa del acuario» mediterránea sugiere que procede de Queensland (NE Australia).

Prospección en línea de Caulerpa taxifolia en el Mediterráneo. Cuando los buceadores descubren una colonia de C. taxifolia detienen su avance y fijan una marca en el fondo unida a un flotador en superficie. Fuente: Campagne Caulerpes 2011, Observatoire Marin. Copyright: B. Cassalta.
Las colonias señalizadas de C. taxifolia se intentan luego
eliminar cubriéndolas con algicidas (sulfato de cobre).
Autor: Philippe Robert & JM Cottalorda (Meinesz y col 2010)

En el Mediterráneo el estudio e intento de controlar a C. taxifolia ha sido constante en los últimos 20 años y Alexandre Meinesz ha seguido muy implicado en ello.

Incluso se llegó a considerar la «guerra biológica» contra C. taxifolia utilizando un predador natural en el Caribe: el molusco Elysia subornata. Este pequeñín se alimenta de Caulerpa taxifolia y C. racemosa, incorporando su toxina (caulerpenina) como defensa natural. Además se comprobó que no se zampaba a la Posidonia oceanica, la planta marina por excelencia en el Mediterráneo. Lo malo es que Elysia no soportaría las bajas temperaturas en el invierno, por no hablar del riesgo ecológico…
Así que la idea del ejército de moluscos cayó en el olvido.

Autor: Alexandre Meinesz. Fuente: http://biophysics.sbg.ac.at/ct/caulerpa.htm

Y entonces sucedió lo inesperado: entre 2004 y 2007 la expansión de C. taxifolia se estabilizó.
No solo eso: desde 2008, contra todo pronóstico, su regresión ha sido imparable (Meinesz y col. 2010). En 2011 ocupaba el 20% de su área máxima en 2007, según un artículo publicado en LePoint.fr.

Caulerpa prolifera.
Fuente: http://marmenorenclave.blogspot.com.es

Esta retirada de C. taxifolia se intenta explicar por una empobrecimiento genético ó una modificación de sus bacterias endosimbiontes que la hayan debilitado. Meinesz y col. lanzan ésas y otras hipótesis pero no parecen muy convencidos: siguen encontrando regiones donde C. taxifolia crece muy «sanota».

Por otro lado, hay otra Caulerpa (C. prolifera) que sí es propia del Mediterráneo y que también parece atravesar «vacas flacas»…

Así que podría ser una oscilación natural que quizás vuelva a cambiar de signo en el futuro.

 

Posidonia oceanica mezclada con
C. taxifolia var. distichophylla. (Sicilia, Italia)
Fuente: Meinesz y col (2010). Copyright: M. Catra

Mientras C. taxifolia está de «capa caída», han surgido nuevas invasiones de una variedad «fina», C. taxifolia var. distichophylla y de otra especie, Caulerpa racemosa. Ambas proceden de Australia…

 
En el caso de C. distichophylla, se detectó por primera vez en Túnez y Sicilia en 2007 y dado que es una variedad de C. taxifolia, algunos autores (Jongma y col  2013) sugieren que ambas podrían cruzarse en el futuro. Lo que faltaba, vamos…


Caulerpa racemosa.
Fuente: Wikimedia commons. Autor: N. Hobgood.

 

Peor es lo de C. racemosa. Descubierta en Libia en 1991, mientras C. taxifolia acaparaba toda la atención…invadió el Mediterráneo de este a oeste, surgiendo incluso en las Islas Canarias (Klein & Verlaque 2008).
Se trata de un complejo de especies y la variedad cylindracea es la que ha proliferado locamente, originaria de Perth (SO Australia).

Se desconoce exactamente la causa de estas invasiones pero se sospecha de los acuarios y el transporte marítimo…

Caulerpa racemosa no ha merecido la misma fama que C. taxifolia, pero plantea el problema más serio en la actualidad ya que su expansión sigue en curso. Meinesz y col. (2010) decían que en Francia «sa progression était fulgurante et continue«…

Una sepia feliz con la Posidonia oceanica.
Fuente: Wikimedia commons. Autor: Albert Kok

Para terminar: aunque en internet se hable de la Caulerpa taxifolia mutante, tóxica y asesina que invadió el Mediterráneo yo al menos no encontré ningún estudio científico que describa tal mutación ni nada extraordinario. Corríjanme si me equivoco, pero creo que todo forma parte de la leyenda negra…

Las caulerpas en su hábitat original (Australia, Hawaii, Caribe) no son invasoras: compiten con otras especies de tú a tú. Esto no sucede en el Mediterráneo donde modifican el hábitat del fondo y pueden desplazar a la Posidonia oceanica, un vergel de flora y fauna marina que depende de esas praderas submarinas para su alimento y reproducción.

El MareNostrum nunca volverá a ser el mismo pero las «maléficas» caulerpas australianas son menos dañinas que la contaminación y la sobrepesca…!!

 

Referencias:

-Campagne Caulerpes 2011. Observatoire Marin. Disponible en http://www.observatoire-marin.com
-Final Caulerpa taxifolia Eradication Report. Merkel & Ass. Inc., pp 82 (2006). Disponible en http://www.globalrestorationnetwork.org
-International Union for Conservation of Nature. Website: https://www.iucn.org
-Jongma DN y col. Identity and origin of a slender Caulerpa taxifolia strain introduced in the Mediterranean Sea. Bot. Mar. 56:27-39 (2013).
-Klein J & Verlaque M. The Caulerpa racemosa invasion: a critical review. Mar. Poll. Bull. 56:205-225 (2008).
-Meinesz A. y col. Observatoire sur l’expansion de Caulerpa taxifolia et Caulerpa racemosa en Mediterranée:  campagne janvier 2008-juin 2010. Université Nice Sophia Antipolis, EA 4228 ECOMERS, pp 50. (2010).
-Thibaut T. y col. Elysia subornata (Mollusca) a potential control agent of the alga Caulerpa taxifolia (Chlorophyta) in the Mediterranean Sea. JMBA 81:497-504 (2001).

 

Erase una vez en Mónaco

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Museo oceanográfico de Mónaco. Wikimedia commons: Arnaud 25

Viernes, 1 de junio de 1984.

El Museo Oceanográfico de Mónaco cierra sus puertas al último visitante de hoy…

La jornada ha sido calurosa pero crece una brisa que anuncia mal tiempo para el fin de semana.

 

Cousteau fue director del museo de Mónaco
entre 1957-1988. Imagen: eccologia.blogspot.com

Un coche abandona el lugar: a su volante el director del museo Jacques-Yves Cousteau. «Le Commandant» tiene prisa: llega tarde a su cita en un restaurante del puerto.
El local es acogedor, justo en mitad del paseo marítimo, pero aquel día la grada del gran premio de fórmula 1 oculta la panorámica del muelle y sus lujosos yates…

El podio de Monaco 1984.
Prost ganó a Senna por los pelos…

Mientras Cousteau entra en el restaurante un grupo de gente saluda en inglés a un joven recién llegado.
Es un desconocido Ayrton Senna que debutará el domingo con una carrera histórica bajo la lluvia.

Volvamos al museo…En una de sus salas hay un gran acuario tropical poblado de peces multicolores, anémonas y corales.

–Y en el centro de la escena hay un conjunto de algas verdes, elegantes como plumas–

 

Aquel mismo día un empleado del acuario vio por primera vez esas algas en unas rocas delante del museo. Apenas ocupan 1 metro cuadrado y no les da mayor importancia. Pero la imagen de aquel «inocente» puñado de algas le quedaría grabada para siempre… 

Seguramente no sucedió así ! pero la historia de Caulerpa taxifolia tuvo mucho de novelesco desde que el biólogo Alexandre Meinesz, de la Universidad de Nice-Sophia Antipolis, hizo pública su introducción en el Mediterráneo (Meinesz y Hesse 1991).

Caulerpa taxifolia en 1989, fotografiada cerca del museo de Mónaco
a 10 m de profundidad con Padina Pavonica (Meinesz & Hesse, 1991).

Fueron precisamente unos submarinistas del acuario de Mónaco quienes avisaron a Meinesz en 1989 de la proliferación de Caulerpa delante del mismo museo. Y un empleado del acuario recordó que las había visto en 1984…!!

La cepa original provenía de un acuario de Sttutgart donde se comprobó que estaba adaptada a vivir en aguas más frías que sus parientes tropicales.

Esa cepa fue llevada al acuario tropical de Nancy (norte de Francia) y de allí se envió al museo de Mónaco, ya con el Mediterráneo a tiro de piedra…

La Caulerpa que salió al mar por las tuberías del museo sobrevivió a varios inviernos y no sólo eso:
ya ocupaba 3000 hectáreas en 1996. Se extendió por todo el Mediterráneo occidental, desde Sicilia a Túnez y las Islas Baleares. Sus frondes alcanzaban 62 cm cuando en el medio tropical no superan los 10. Su espectacular crecimiento (hasta 1 cm/día) y la amenaza que planteaba para la biodiversidad del fondo marino le valió el apodo de «Killer algae». Caulerpa taxifolia nunca mató a nadie pero su expansión en el Mediterráneo parecía fuera de control: la pradera de Caulerpa crecía como una plaga…

Alexandre Meisnez y Caulerpa taxifolia, en 1996. Copyright: Rémy le Morvan / Maxppp. Fuente: http://www.lepoint.fr

Meinesz acusó al museo de Mónaco. Ellos a su vez se pusieron muy dignos: «es una dispersión natural«. Chisholm y col (1995) propusieron que derivaba de Caulerpa mexicana, llegada desde el Mar Rojo a través del canal de Suez. ¿Y Cousteau que dijo? pues que Meinesz era el más lógico de todos, aunque por aquel entonces Cousteau ya no era el director del museo…

Pradera de Caulerpa taxifolia en Cap Martin.
Fuente: http://www.press.uchicago.edu/Misc/Chicago/519228.html

El debate terminó en 1998 cuando Jousson y col analizaron la secuencia genética (ITS ribosomal) de la Caulerpa invasora confirmando que coincidía 100% con la de los acuarios (Sttutgart, Nancy y Mónaco). Analizaron individuos de varias poblaciones en el Mediterráneo y concluyeron que había una gran homogeneidad genética. Otros estudios confirmaron que la C. taxifolia invasora solo se reproducía de forma vegetativa y que en el Mediterráneo había únicamente gametos masculinos: todo machos.

Zonas del mundo donde se ha registrado la invasión de Caulerpa taxifolia.
Fuente: United Nations Environment Program (UNEP)

En junio del año 2000 se descubrió Caulerpa taxifolia en California (San Diego y los Angeles).
Su secuencia genética era idéntica a la de la cepa invasora del Mediterráneo y muy parecida a otras recogidas en Australia del medio natural. En 2001 se observó C. taxifolia en New South Wales y South Australia, lejos de sus poblaciones autóctonas…se echó la culpa otra vez a una introducción accidental.

Y en 2001 Meinesz terminaba así un artículo sobre Caulerpa: «Large regions neighboring the areas now invaded by C. taxifolia appear favorable to further colonization. There is thus no reason to believe that spreading will slow down in the years to come».

En resumen: nada parecía frenar el avance de Caulerpa taxifolia.
¿Qué sucedió después?…..lo veremos en la próxima entrada…


Referencias:

-Chisholm JRM y col. Caulerpa taxifolia in the northwest Mediterranean: introduced species or migrant from the Red Sea? CR Acad Sci Paris Life Sci 318:1219-1226 (1995).
-Jousson O y col. Molecular evidence for the aquarium origin of the green alga Caulerpa taxifolia introduced to the Mediterranean Sea. Mar. Ecol. Prog. Ser. 172:275-280 (1998).
-Meinesz A y col. The introduced green alga Caulerpa taxifolia continues to spread in the Mediterranean. Biol. Inv. 3:201-210 (2001).
-Meinesz A y Hesse B. Introduction et invasion de l’algue tropicale Caulerpa taxifolia en Méditerranée nord-occidentale. Oceanologica Acta 14:415-426 (1991).

Las algas que invadieron el Golfo

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El Golfo Pérsico posee 2 tercios de las reservas mundiales de petróleo.
El emirato de Dubai es un buen ejemplo de lo que pueden conseguir los «petrodólares»…
Y eso que tienen «poco» petróleo comparados a sus vecinos de Abu Dhabi.
Panorámica de Dubai, con la base del Burj Khalifa en el centro.
Autor: Pablo de la Iglesia

Con apenas 2 millones de habitantes Dubai es el centro financiero de los E.A.U. y ocupa el primer puesto en los rankings del lujo y turismo más exclusivos. Dubai tiene el rascacielos más alto, el jardín más grande, el mayor aeropuerto del mundo, las famosas islas Palmera, lo que quieran…

–Su punto débil: la escasez de agua potable–

Panorámica de Dubai. Autor de esta tira de imágenes: Santi Fraga

Hotel Burj Al Arab

El famoso Burj Khalifa, el rascacielos más alto del mundo (828m).

Bueno, volvamos al mundo real, que esto iba de algas…!!

Imagen de satélite del Golfo Pérsico. El Estrecho de Ormuz
a la derecha comunica con el Mar Arábigo (Océano Indico)
El territorio de Dubai es aproximado…!!
Fuente: web Earth Observatory (NASA).

Dubai ocupa una franja pequeña en la costa SE del Golfo Pérsico. El mar del Golfo es muy somero (promedio de 30 metros) y puede alcanzar salinidades muy elevadas (hasta el doble de lo normal en algunas bahías) por la evaporación.

De este mar tan especial consigue Dubai el 99% de su agua potable gracias a las plantas desalinizadoras.

Las algas nocivas no producían daños graves en el Golfo Pérsico pero en los últimos 30 años sus proliferaciones se han convertido en algo  habitual. Generalmente se trata de Noctiluca scintillans que no genera toxinas por sí misma pero llega a causar mortandades en peces por la falta de oxígeno al descomponerse sus poblaciones. También se han registrado muertes en tortugas, delfines y aves marinas debido a Karenia selliformis…

Karenia selliformis.
Autor: MyFWC Research
Fuente: web Flickr

Pero en verano de 2008 sucedió lo nunca visto en el Golfo: una proliferación masiva de Cochlodinium polykrikoides un dinoflagelado mundialmente «famoso» por ser «fish killer«…!!

​

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C. polykrikoides del Golfo Pérsico.
Figura 3, en Richlen y col (2010).

La proliferación en el Golfo comenzó en el Estrecho de Ormuz y duró 8 meses (hasta mayo de 2009).
Cubrió unos 1.200 km de costa y se llegaron a registrar hasta 26 millones de células por litro !!!
La proliferación colapsó cuando el mar superó los 30ºC de temperatura en junio de 2009.

Cochlodinium arrasó con granjas enteras de peces (1.350 toneladas en total) y fauna bentónica de gran valor comercial, como navajas (Solen dactylus).

Los daños que ocasiona se relacionan básicamente con la producción de mucopolisacáridos que asfixian a los peces al adherirse a sus agallas, pero también aniquila arrecifes de coral y bivalvos, sobre todo en Japón y Corea del Sur, EEUU, México, etc…

Su distribución es global en latitudes tropicales y medias pero sus proliferaciones se observan desde hace solo 2 ó 3 décadas en muchos lugares…

Imagen de Google Earth tomada el 28 de abril de 2012, con el hotel Burj Al Arab rodeado de unas manchas sospechosísimas en el mar. Por el color «chocolate» muy bien podrían ser una proliferación de Cochlodinium. Autor/Localizador de la imagen: Santi Fraga.

Para explicar la proliferación de Cochlodinium del Golfo se piensa en varios motivos como las aguas de lastre de buques que sembrarían «sin querer» Cochlodinium de otras regiones. De hecho no había datos de Cochlodinium en el Golfo antes de 2002 y la secuencia genética (ribosomal) del «bloom» de 2008 coincidió con secuencias de América y Malasia. La guinda del pastel pudo ser un tifón que azotó la costa de Omán meses antes y que pudo arrastrar aguas cargadas de nutrientes agrícolas hacia el mar…

Otras posibilidades que lanzan Richlen y col (2010) están relacionadas con el sistema de monzones y los giros oceánicos en el golfo de Omán…y también la eutrofización de la costa por el aumento de la actividad humana, etc, etc.—Pero nada de este párrafo comenté en la versión 1.0 de esta entrada.— 
Creo que caí en la trampa de los «piratas de Somalia» ó del «Flying Spaguetti Monster» que describe en su blog «Age of Ragnarok» mi colega Lourdes Velo (del IFREMER, Brest), y que les recomiendo no se pierdan en este enlace.

Los sospechosos habituales para casos como los de Cochlodinium son peligrosos y por muchas hipótesis que nos montemos y publiquemos los científicos (e incluso divulguemos en medios como éste!!!) no por ello tienen mayor validez…hasta que los datos no nos señalen al «asesino». 

Cochlodinium polykrikoides.
Autor: Gert Hansen. Fuente: http://scopeweb.mit.edu

Pero los daños de Cochlodinium no se quedan en matar peces, el problema es todavía mayor porque la producción de mucus y espuma viscosa durante la proliferación atascó los sistemas de filtración de las plantas desalinizadoras de Omán y E.A.U. que tuvieron que frenar ó reducir su actividad.

Así que el affaire «Cochlodinium» se presenta feo para Dubai y los países vecinos porque puede afectar al suministro de agua de sus habitantes…

No es de extrañar entonces que Cochlodinium haya lanzado el interés sobre el estudio de las algas nocivas y las posibles medidas para mitigar sus efectos en el Golfo.

Por ejemplo, en febrero de este año Dubai albergó una reunión del ROPME (Regional Organization for the Protection of the Marine Environment), con sede en Kuwait y que agrupa a 8 países del Golfo.

A dicha reunión asistieron por invitación dos investigadores españoles, Pablo de la Iglesia, (IRTA, Sant Carles de la Rápita) y Santi Fraga (IEO, Vigo), que contribuyeron con charlas sobre toxinas, biología y ecología de algas nocivas.

Participantes en la reunión del ROPME en febrero de 2013 (Dubai).

Y durante este mes, concretamente los días 10-11 de Noviembre, ha tenido lugar también en Dubai una conferencia internacional con el título «Monitoring&Management of Red Tides&HAB’s Conference».

Los invitados especiales (también llamados «Key Speakers«) fueron en este caso Donald Anderson & Raphael Kudela (EEUU), y Hak Gyoong Kim (Corea del Sur).

Los países del Golfo podrían considerar el uso de arcillas para provocar la sedimentación de las proliferaciones de Cochlodinium al igual que ya hacen los coreanos (ver XV Conferencia ICHA).

No hay muchos estudios de algas nocivas en esta región, pero el ROPME agrupa a países con «poderío» para emprender cualquier aventura por costosa que sea.

Si estas proliferaciones se hacen crónicas en el Golfo, las investigaciones y consultas con expertos internacionales les llevarán (más pronto que tarde…)
a tomar una decisión para «atacar» el problema.

Así queee…tiembla Cochlodinium…!!!

Referencias:
-Fatemi SMR y col. The relation between environmental parameters of Hormuzgan coastline in Persian Gulf and occurrence of the first harmful algal bloom of Cochlodinium polykrikoides (Gymnodiaceae). Iranian J. Fish. Sci. 11: 475-489 (2012).
-Richlen ML y col. The catastrophic 2008-2009 red tide in the Arabian gulf region, with observations on the identification and phylogeny of the fish-killing dinoflagellate Cochlodinium polykrikoides. Harmful Algae 9: 163-172 (2010).
-Thangaraja M y col. Harmful algal blooms and their impact in the middle and outer ROPME sea area. Int. J. Oceans Oceanogr. 2: 85-98 (2007).
-Página web Scopeweb: Algae a possible threat to fisheries worldwide. Rose Martínez A.

El sentido de la vida, el universo y todo lo demás…

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«La Guía del Autoestopista Galáctico».
Delirante novela de 1979.
En ella encontrarán a «Pensamiento profundo»

Cuando le hicieron esa pregunta al supercomputador «Pensamiento profundo» éste se lo pensó 7 millones de años y su atolondrada respuesta fue «42».

¿Qué diría «Pensamiento profundo» sobre el origen y evolución de las algas? Ni flowers…
Pero a nosotros la «preguntita» también nos desborda.

Empecemos por el principio (lo que todos sabemos) que las algas pueden ser verdes, rojas y pardas. Y ahora vayamos a su encuentro…a la ría de Vigo, por ejemplo.

Un «prado» de algas en marea baja (Sta. Cristina de Cobres, Ría de Vigo)
Las algas verdes y rojas son «primarias», descendientes directas del primer eucariota
que capturó una cianobacteria y la convirtió en su «querido» cloroplasto endosimbionte.

Primarias son también las plantas con raíz y la mayoría del fitoplancton verde.

 
Codium 
(Monte Lourido, Nigrán)
Enteromorpha
(Playa Madorra, Nigrán)

 

 

Mesostigma viride, un alga verde
«primitiva» relacionada con los antepasados de plantas terrestres.
Fuente: página web miRNEST 2.0
Las algas rojas son el grupo más diverso de macroalgas
pero en el fitoplancton son muy rarunas.

 

Corallina officinalis, un alga roja calcárea. (Monte Lourido, Nigrán)

 

Y por último nos quedan las pardas que en realidad son algas secundarias rojas:

descienden de un eucariota que «robó» los cloroplastos a un alga roja primaria.
Hasta aquí la respuesta simple.

 

Fucus vesiculosus (Monte Lourido, Nigrán)

El fitoplancton secundario es muy diverso e importante en la ecología marina: diatomeas, dinoflagelados, cocolitofóridos y un larguísimo etcétera de pequeños flagelados…


Atención: pregunta
¿Existen algas secundarias verdes?

Habelas hainas, pero pocas y solo en el plancton: euglenofíceas, cloroaracniofíceas…y hay un dinoflagelado (Lepidodinium) que también tiene cloroplastos verdes.

La mayoría de algas secundarias han «abrazado» los cloroplastos rojos y para explicar este intrigante suceso, Grbzyek y col. publicaron en 2003 su teoría del «plástido portátil» (portable plastid). En ella sugieren que los plástidos rojos se extendieron en las algas secundarias porque conservaron más información genética. Dicha teoría se apoya en que los rojos primarios conservan hasta el doble de genes que los plástidos verdes (aprox. 200 vs 100), facilitando su funcionamiento en otra célula.

Chaetoceros lauderi es una diatomea, un ejemplo de algas secundarias
con cloroplastos rojos. Más ilustraciones al final de esta entrada…!!
Autor: Gerardo Fernández Carrera.

El ADN del antecesor de los cloroplastos fue eliminado en gran medida ó transferido al núcleo del huésped en la endosimbiosis. Y los cloroplastos secundarios han perdido todavía más genes, especialmente en los dinoflagelados.

Se trata de un proceso continuo y siempre en la misma dirección: el cloroplasto es como un «ovillo» desenredado que cede información genética al núcleo.

Si la integración genética es incompleta la asociación con el cloroplasto es temporal. El huésped necesita ingerir nuevos plástidos para reemplazar a los que se van degradando. Es lo que ocurre con algunos dinoflagelados (Dinophysis)
e invertebrados (recuerdan a Elysia chlorotica?) que poseen cloroplastos sin el «set completo» de genes «fotosintéticos».

En un escalón intermedio están las algas secundarias que conservan aún
el núcleo primario (nucleomorfo) además del cloroplasto.

En 2003, cuando Grbzyek y col. publicaron su trabajo, se habían secuenciado 10 cloroplastos.
El primer genoma completo de un alga se publicó en 2004…cuatro años después del humano !!
Hoy en día son casi 400 genomas plastidales («plastomas» mejor dicho) y más de 100 genomas de algas (completos) según el National Center for Biotechnology Information (NCBI, EEUU).

Y esta nueva información ha servido para elaborar otras teorías 
sobre el éxito de los cloroplastos rojos…



Phaeodactylum tricornutum
Fuente: Web de la CCMP,
ahora NCMA https://ncma.bigelow.org/

En 2004 y 2008 el estudio del genoma de dos diatomeas (Thalassiosira pseudonana y Phaeodactylum) mostró que en sus núcleos había más genes de origen «verde» que «rojo».
Sí, han leído bien…

Esto supondría que a pesar de tener cloroplastos rojos las diatomeas en el pasado habrían sido algas verdes !!! Y la pregunta es…Las demás algas «pardas» ¿también fueron verdes?

Pues eso parece. Porque a pesar de la transmisión horizontal de genes (que merece una entrada aparte) todo apunta a que muchos de los genes verdes son huellas de un cloroplasto «perdido»: se conservan en gran parte en todas las algas rojas secundarias analizadas…

Y el éxito de los cloroplastos rojos no estaría tanto en una mayor información genética, ya que la mayoría de genes transmitidos en la endosimbiosis proceden del núcleo (no del cloroplasto) primario.

 

Dinophysis sale de compras muy a menudo…

Según Larkum y col (2007) y su teoría de «la bolsa de la compra» (the shopping bag), la mezcla de herencia genética verde y roja dotaría a las algas secundarias rojas de un «vigor híbrido» que les permitiría colonizar una mayor diversidad de hábitats y ambientes.

Esta teoría plantea la idea de «polisimbiosis» en oposición a la visión simple de una endosimbiosis primaria, secundarias, etc.

Les cuento….

Lo que habría hecho el fitoplancton es comprar en muchas tiendas y meterlo todo en una misma bolsa. Los genomas de las algas modernas poseen información genética de distintos orígenes, independientes de su cloroplasto actual: «compras de genes» a lo largo de la evolución (no endosimbiosis duraderas) que hacen del núcleo una «quimera» de distintos antecesores + el endosimbionte moderno… 

Conclusión: reconstruir el árbol evolutivo de las algas no es fácil. Hay que remontarse mucho tiempo atrás y la «promiscuidad genética» unida a la evolución desdibujan «los contornos del paisaje»…
ó puede que no existan especies representativas de los ancestros pasados. Así que…«42».

De lo que no hay duda es de que el fitoplancton secundario ha tenido gran éxito ecológico.

Y las diatomeas son el mejor ejemplo: cercanas genéticamente a las macroalgas pardas, disfrutan de una «edad de oro» en abundancia y diversidad…de los trópicos a los polos, en la costa y más allá…!!

Con ellas les dejo, ilustradas por nuestro compañero Gerardo Fernández Carrera
(¡¡gracias!!) 
a partir de muestras de la ría de Vigo…

 

 

Pleurosigma sp. Autor de las ilustraciones: Gerardo Fernández Carrera









Referencias:

-Dorrell RG y Smith AG. Do red and green make brown? perspectives on plastid acquisitions within Chromalveolates. Euk. Cell 10(7): 856-868 (2011).
-Grzebyk D. y col.  The mesozoic radiation of eukaryotic algae: the portable plastid hypothesis. J. Phycol. 39:259-267 (2003).
-Larkum A.W.D. y col. Shopping for plastids. Trends Plant Sci. 12(5): 189-195 (2007).

 

La marea roja vista desde dentro

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Título de la foto: «Un arrecife flotante»
Autor: Jorge Hernández Urcera
Premio ACUIFOTO 2013
categoría Acuicultura y medio ambiente
Fuente: web Fundación OESA

Esta semana ha sido y continúa siendo noticia la proliferación tóxica (mal llamada marea roja) que afecta de forma masiva a las rías gallegas. De 54 polígonos de bateas controlados por el INTECMAR  a día de hoy están cerrados 43 !!

Solo quedan 11 polígonos abiertos, 6 de ellos están en la ría de Vigo. La prohibición afecta no solo al mejillón en batea sino también a la mayoría de moluscos infaunales (los que viven enterrados: almejas, berberechos…) y epifaunales (p.ej. vieira).

Las culpables de este episodio tóxico son las toxinas diarreicas (ácido okadaico y sus derivados) producidas por dinoflagelados del género Dinophysis.

No se preocupen, las fotos y videos de lo que se mueve dentro de esta «marea roja» las veremos luego…!!

Dinoflagelado del género Protoperidinium
(ría de Pontevedra, 8 octubre 2013)

Los dinoflagelados son «veraneantes tardíos»…gustan de esta época a comienzos de otoño después de la temporada de afloramiento.

Las condiciones ambientales que han provocado la proliferación de Dinophysis las podemos «rastrear» en páginas web de acceso público, como la del Instituto Español de Oceanografía.

Fíjense en el aumento de la temperatura del agua en las rías baixas en tan solo una semana…

Esta gráfica se realiza semanalmente a partir de los datos del termosalinómetro del buque oceanográfico
JM Navaz (IEO) en su viaje de 2 días para el muestreo de seguimiento del fitoplancton tóxico
a cargo del INTECMAR (Vilaxoán, Xunta de Galicia).
Fuente: C.O. de Vigo (http://www.vi.ieo.es/general/principal.aspx?web=condiciones_salinas.aspx)

El desencadenante de estas proliferaciones tóxicas es la entrada de ése agua cálida al interior de las rías desde la plataforma ó zonas costeras cercanas (Portugal), al relajarse el afloramiento del verano.
El fenómeno fue descrito por primera vez por Fraga y col (1988) para explicar la proliferación de Gymnodinium catenatum en esta misma época.

Brevemente: el viento sur desplaza agua superficial oceánica (calentita y estratificada) hacia la costa, poblaciones de fitoplancton incluidas. Así que las rías se calientan y concentran las células que pueden seguir multiplicándose (ó no…) en un espacio limitado, rico en nutrientes (y presas microscópicas). La situación opuesta sucede en primavera-verano, con viento norte y afloramiento de aguas oceánicas profundas y frías. La alternancia entre afloramiento/hundimiento se representa mediante el «Indice de afloramiento«, con valores positivos = afloramiento y negativos = hundimiento.

 

Indice de afloramiento en las rías baixas, calculado mediante dos métodos distintos.
En azul son los datos a partir de la boya en Cabo Silleiro (viento real), y en rojo calculados
a partir de la presión atmosférica (datos FNMOC, EEUU) en el C.O. de Vigo.
Fuente: Observatorio Oceanográfico da Marxe Ibérica (RAIA)
http://www.indicedeafloramiento.ieo.es/afloramiento.html

 

Esta gráfica muestra el promedio de ese índice en las rías baixas para los 12 meses del año actual y en octubre vemos el cambio al hundimiento. En concreto sucedió en los primeros días de octubre y la consecuencia nos llega pocos días después con la proliferación de Dinophysis.

Los dinoflagelados son los reyes del mar en estas condiciones porque pueden nadar y mantenerse en la capa superior mientras que otras algas como las diatomeas necesitan del afloramiento para evitar su caída a zonas profundas. En esta época de otoño las proliferaciones tóxicas son un proceso natural, más o menos intenso según las condiciones ambientales. El verano y comienzo del otoño han sido especialmente cálidos

––Todo ayuda—



…En otoño de 2005 sucedió una intensa proliferación de Dinophysis acuta en las rías gallegas
(tal como ha sido el caso este año), una especie ligada a esta época de finales del verano-otoño.
Pues bien, Escalera y col (2010) demostraron que la acumulación de D. acuta en las rías se produjo debido al transporte pasivo de células (principalmente desde el sur, en la costa portuguesa), y no por la división activa de D. acuta en las rías…

Y ya sin más les presento a los protagonistas de esta proliferación tóxica

Las fotos y videos siguientes pertenecen a una muestra concentrada de la ría de Pontevedra (Bueu, estación P2), recogida por el B/O J.M. Navaz el pasado 8 de octubre.

Empezamos por los «buenos»…

Dinoflagelados del género Tripos (antes Ceratium): fotosintéticos y no tóxicos.
 
T. furca
T. tripos
Dos células de T. fusus en proceso de división
¿quieren ver cómo nadan? pues aquí tienen un vídeo de Tripos fusus y furca (antes Ceratium)

 

 Ahora vamos con Protoperidinium: heterótrofos y tampoco tóxicos.
 
P. divergens…ó parecido…

Protoperidinium no realiza fotosíntesis así que se alimenta de otros seres microscópicos. Por lo visto le encantan los Ceratium y en esta muestra «se pusieron las botas…». En este vídeo le vemos después de capturar a un Tripos fusus...y también cómo se «pelean» luego tres Protoperidinium por lo que podría ser un huevo de zooplancton…!!

Y por fin llegamos a las tóxicas: Dinophysis
Dinophysis acuta
Dinophysis acuminata (la pequeñita al lado de D. acuta)
Dinophysis caudata

 

La anécdota…Dinophysis tripos


Mesodinium rubrum

Y este es un Mesodinium, que saltaba «perdido» en la misma muestra. Es un pequeño ciliado fotosintético del cual se alimenta Dinophysis. Su única presa conocida por el momento. Las especies responsables de la toxicidad en esta proliferación son principalmente D. acuta y D. acuminata. Por poner un ejemplo, en esta muestra de la estación P2 INTECMAR daba las siguientes concentraciones integradas desde 0 a 20 metros: D. acuta 6000 céls/litro, D. acuminata 3320 céls/litro y D. caudata 160 céls/litro.

Llegamos al último vídeo, con D. acuta, D. acuminata y algún Ceratium invitado

El distinto color de Ceratium y Dinophysis se explica por el tipo de cloroplastos y pigmentos.
Ceratium es un dinoflagelado «típico» con cloroplastos dorados (con peridinina).
Dinophysis tiene cloroplastos «rojizos» procedentes de Mesodinium.
Con ambos «dinos» les dejo…
Y con el deseo de que las condiciones oceanográficas cambien rápidamente
y este episodio tóxico
desaparezca cuanto antes !!
 
Agradecimientos:
-A la tripulación del J.M. Navaz por recogernos esta muestra de la estación P2, y a Gonzalo y Suso del C.O. de Vigo por las aclaraciones sobre el índice de afloramiento.
Referencias:
-Escalera y col. Bloom dynamics of Dinophysis acuta in an upwelling system: in situ growth versus transport. Harmful Algae 9: 312-322 (2010).
-Fraga y col. Influence of upwelling relaxation on dinoflagellates and shellfish toxicity  in Ría de Vigo, Spain. Est. Coast. Shelf Sci. 27: 349-361 (1988).