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).
 
 
 
 
 

 

Cortometrajes marinos

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Hoy hago un paréntesis «sorpresa» en los temas habituales del blog y traigo cortometrajes de animación donde el mar y los seres marinos son los protagonistas. Incluso veremos algas verdes casi de casualidad…!! Son cuatro «cortos» que espero que os gusten tanto como a mí, y que son los siguientes:

 

Fugu (2010).

Arthur Philippe (Supinfocom, Francia. 1’22»).
Un pez globo intenta escapar del cocinero…


FUGU

 

 

Oktapodi (2007).

Julien Bocabeille y col. (Gobelins, Ecole de l’image, Francia. 2’25»).
Premiado con el Oscar 2009 de animación. Muy divertido…!!

OKTAPODI

 

 

 

Contre temps (2012).
Jérémy Boutelet y col. (Supinfocom, Francia. 8’30»)
Visualmente para mí el mejor y el único donde hay algas !!
Parece mentira que sea el trabajo de fin de carrera de un grupo de estudiantes de la Universidad de Lyon 2.

CONTRE TEMPS

Y para terminar…Anchored (2009).
Lindsey Olivares (Ringling College of Art and Design, EEUU. 2’53»)
También es su trabajo de tesis, ahí queda eso…!! 
El broche final (feliz por supuesto) acompañado de una hermosa canción de Mika.

Referencias:
-Página web de Vimeo.
-Animados para pensar: 44 cortos animados para pensar la vida http://panyrosas.es/youtubes.html
-Página web Kashmir http://kashmirmag.com/cine/animacion-y-cortos

 

Siberia y las algas rojas

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El supercontinente Pangea y el mar interior de Tethys.
En el círculo rojo estaban los «traps» de Siberia.
Autor: Ron Blakey. Fuente: http://www2.nau.edu/rcb7/index.html

La catástrofe natural más famosa exterminó a los dinosaurios hace 65 millones de años (m.a.), pero no fue la peor…

La extinción del Pérmico-Triásico hace 250 m.a. no admite comparación: +90% de especies marinas y el 70% de las terrestres se esfumaron para siempre jamás…!!

Y no hizo falta ningún meteorito, 
el «asesino» llegó de Siberia…

Los «traps» o escaleras siberianas son una región 400 veces mayor que el parque nacional del Gran Cañón en EEUU. Su naturaleza es basáltica y se formaron al final del Pérmico…

Una región de los «traps» desde el satélite MODIS (NASA) y otra imagen cerca del lago Lama.
Cubren una superficie similar a la de México…
Autores: Jeff Schmalz y NA Krivolutskaya. Fuentes: webs EarthObservatory (NASA) y http://phys.org

El basalto se abrió paso en la superficie gracias a una pluma caliente del manto y las erupciones masivas afloraron gases (p.ej. sulfuros, CO2) que envenenaron la atmósfera y océanos del planeta.
El parque de Yellowstone está sobre una zona parecida aunque poco activa…!!

Grand Prismatic, la fuente de aguas termales más famosa del parque nacional de Yellowstone.
Fuente: http:// www.yellowstonenationalpark.com

La teoría «siberiana» encaja con numerosos estudios en la última década, como el de Song y col. (2013) en Nature, que habla de 2 extinciones separadas por 200.000 años:

–La primera se produjo por un «invierno volcánico» y la acidificación del océano–
–La segunda por un calentamiento global y la falta de oxígeno–

Y es que a finales del Pérmico el dióxido de carbono llegó a 2.000 ppm (actualmente son casi 400) y los modelos climáticos plantean que el oxígeno atmosférico estaba en caída libre: a nivel del mar era el mismo que hoy a 2.000 metros de altitud…!!

En aquel «sin Dios» climático se extinguieron organismos como los trilobites y los arrecifes desaparecieron del registro fósil durante varios millones de años…al igual que las algas calcáreas.
La acidez y la anoxia del mar tuvieron la culpa.

Ilustración de un trilobite.Autor: John Sibbick.
Fuente: Scientific Illustration http://scientificillustration.tumblr.com/

La anoxia en los océanos fue prolongada y retrasó la recuperación de los ecosistemas marinos. ¿La razón?
Paradójicamente, la elevada producción primaria de los procariotas pudo frenar la recuperación del oxígeno en el mar. Se cree que fueron bacterias verdes del azufre, que realizan fotosíntesis anoxigénica, las que proliferaron en un mar euxinico (rico en sulfuros…).

La extinción masiva la sufrió el plancton eucariota, «más delicado» que las bacterias.

Hasta entonces en el fitoplancton dominaban las algas verdes, como demuestra la abundancia de Tasmanites, microfósiles pertenecientes a prasinofíceas.

Quistes de microfósiles Tasmanites.
Autor: James St. John.
Fuente: Ohio State University
http://www.newark.osu.edu/facultystaff/personal/jstjohn/Documents/Home-page.htm

En los océanos primitivos las algas verdes eran las protagonistas y las mejor adaptadas a la química del mar. Pero su valor nutritivo era inferior a las algas de la estirpe roja, menos abundantes.

Esta «dieta verde» frenó, según Martin & Quigg (2012), una mayor evolución y diversidad en los animales marinos.

La catástrofe del Pérmico, cumpliendo el refrán de no hay mal que por bien no venga, alteró la biogeoquímica del planeta y repartió «cartas nuevas» para todos, incluido el fitoplancton.

Las células de las algas verdes y rojas poseen distinta composición de elementos traza (Fe, Cu, Mn…), esenciales para su crecimiento y disueltos en el agua en concentraciones muy pequeñas. Tras la gran extinción, los cambios químicos en el mar y un mayor aporte de nutrientes del medio terrestre favorecieron el crecimiento de las algas rojas.

Empezaba el Mesozoico (la era de los dinosaurios) y los océanos se volvieron más «rojos»…

Las diatomeas (como esta Licmophora de la Ría de Vigo)
surgieron hace menos de 200 millones de años…

Se desarrollaron los dinoflagelados y cocolitofóridos, y aparecieron nuevos grupos como las diatomeas.

En el medio terrestre no ocurrió esta transición: las plantas superiores se originaron antes a partir de algas verdes (probablemente de agua dulce), y las rojas no pasaron de la costa.

Según Martin & Quigg, el aumento de las algas rojas (y del valor nutritivo del plancton) permitió una explosión sin precedentes en la diversidad de los peces, moluscos, crustáceos, arrecifes…

Así que el cambio del «verde al rojo» en el océano fue un estímulo clave para la evolución de la vida marina si hacemos caso a esta teoría tan interesante !!

Y siguiendo con la lucha de verdes y rojas…

Muchos grupos del fitoplancton poseen cloroplastos «robados» de aquellas algas antiguas…

Podían elegir verdes ó rojos pero la mayoría (como en Matrix) se quedó con la «pastilla roja».

¿Por qué? …lo veremos en una próxima entrada [1].



Agradecimientos:
-A Jose Luis Garrido por comentarme el artículo de Martin y Quigg en Investigación y Ciencia en el que se basa esta entrada.

Referencias:
-Huey RB & Ward PD. Hypoxia, global warming and terrestrial late Permian extinctions. Science 308:398-401 (2005).
-Martin R & Quigg A. Evolving phytoplankton stochiometry fueled diversification of the marine biosphere. Geosciences 2: 130-146 (2012).
-Martin R & Quigg A. El fitoplancton de los mares primigenios. Investigación y Ciencia 442:16-21 (2013).
-Payne JL & Clapham ME. End-Permian mass extinction in the oceans: an ancient analog for the twenty-first century? Annu. Rev. Earth Planet Sci. 40:89-111 (2012).
-Song H y col. Two pulses of extinction during the Permian-Triassic crisis. Nature Geoscience 6:52-56 (2013).

Una historia de verano

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El 9 de agosto estaba de vacaciones así que me fui a la playa de Patos, en Nigrán.
A media mañana ya había toda esta gente…

Lo siguiente que hice fue ponerme «cremita».

El protector solar, además de absorberlo por la piel también lo diluimos en el mar.
Y allí le espera el fitoplancton cual «Guinea pig» improvisado…
Ya llegaremos a eso, pero primero…
Al protector solar, de una marca muy conocida, le hice otra foto para enseñarles uno de sus ingredientes: el dióxido de titanio (línea 2), uno de los responsables de la absorción ultravioleta. Entre paréntesis podemos leer «nano». Quien me viese aquel día debió pensar «vaya friki». Puede, pero todo esto venía a cuento de la siguiente historia…

El dióxido de titanio es un compuesto inerte y «no tóxico» según la MSDS (Material Safety Data Sheets), pero en este protector solar está presente en nanopartículas para una mejor absorción. OJO: las nanopartículas no pueden atravesar la piel rumbo a donde no deben. Pero por vía respiratoria u oral pueden llegar a distintos órganos y a escala celular. No lo digo yo, les remito a una web de la UE sobre salud pública y nanopartículas http://ec.europa.eu/health/opinions2/en/nanotechnologies/l-2/6-health-effects-nanoparticles.htm

El dióxido de titanio (puro) es blanco y muy resistente así que se usa además de en protectores solares, en pinturas, cosméticos, cerámicas, cemento blanco, y un larguísimo etc…hablamos del nanomaterial más fabricado del mundo.

Aquí hay dióxido de titanio
por todas partes…
En julio la revista Investigación y Ciencia incluía un artículo sobre nanopartículas en la comida y esto ya es más preocupante. Describen que la organización «As you sow» (Según siembres) descubrió dióxido de titanio «nano» en el azúcar de unas rosquillas de Dunkin’ Donuts. Este es el video de «As you sow», que pretende extender el estudio a otros productos…(donativos mediante…!! http://vimeo.com/58960781).
Dióxido de titanio.
Fuente: web Investigación y Ciencia.
Autor: Alex Wild

¿Cuál es el problema? que el dióxido de titanio ha sido clasificado recientemente como «carcinógeno 2B» por la International Agency for Research on Cancer (IARC). Este cambio se debe, entre otros, a un estudio del Jonsson Cancer Center de la Universidad de UCLA (Trouiller y col. 2009) donde los ratones que bebían agua mezclada con nanopartículas de dióxido de titanio sufrían daños en el ADN (genotoxicidad).

Y ahora volvamos al fitoplancton…

En 2012 (contradiciendo trabajos anteriores) Miller y col. publicaron que el dióxido de titanio «nano» sí es tóxico para el fitoplancton….

La diatomea Thalasiossira pseudonana, una de las especies
que usaron Miller y col (2012) para estudiar
la toxicidad del dióxido de titanio. Imagen SEM.
Fuente: página web del AWI. Autor: N. Kröger.

Es fotoactivo y en presencia de luz UV da lugar a formas reactivas de oxígeno (ROS en inglés: iones oxígeno y peróxidos). Cualquier célula, en nuestro caso el fitoplancton, tiene mecanismos para controlar el estrés oxidativo, pero si se produce en gran cantidad daña irreversiblemente al aparato fotosintético y provoca genotoxicidad…

Y volviendo al protector solar…

En junio pasado Tovar-Sánchez y col. (2013) publicaban en PlosOne un artículo sobre la contaminación de los protectores solares en aguas costeras: muestrearon una zona turística con aguas pobres en nutrientes…la isla de Mallorca, en el Mediterráneo.

La playa de Palmira (Mallorca) fue uno de los 5 muestreos
del equipo de Tovar-Sánchez y col (2013).
Fuente: http://www.baleareslive.com/info_lugar.php?id=22
Los muestreos en playas confirmaron que entre las 14:00 y las 18:00 se produce el máximo en el agua de metales y otros compuestos dominantes en los protectores solares. Pero aún hay más: los protectores solares liberan nutrientes inorgánicos (N, P y Si) y micronutrientes (Fe) que sí pueden ser asimilados y estimulan el crecimiento del fitoplancton.
En otros lugares no tendría mucho sentido, pero el Mediterráneo es un mar oligotrófico (pobre en nutrientes). Los investigadores calculan que en playas abarrotadas como la de Palmira, los bañistas «fertilizan» el agua y pueden aumentar hasta un 55% el nivel natural de fosfatos…
Chaetoceros muelleri (= C. gracilis).
Fuente: web 4Shared. Autor: biuc1112.

Pero su experimento en laboratorio con la diatomea Chaetoceros gracilis (expuesta a 13 protectores solares en spray ó crema) parece contradecir los efectos de esa supuesta fertilización. Todos los protectores inhibieron completa ó parcialmente el crecimiento de C. gracilis, en particular el spray, que puede ser un formato más «bio-disponible».

Por si acaso, yo me quedaría con un comentario de Robert A. Schiestl (co-autor en Trouiller y col, 2009), aconsejando usar protector solar en crema y no en spray para evitar la inhalación…!!!

Referencias:
-Miller RJ y col. Ti2O nanoparticles are phototoxic to marine phytoplankton. PlosOne 7:e30321 (2012).
-Tovar-Sanchez A. y col. Sunscreen products as emerging pollutants to coastal waters. PlosOne 8: e65451 (2013).
-Trouiller B. y col. Titanium dioxide nanoparticles induce DNA damage and genetic instability in vivo in mice. Cancer Res. 69:8784-89 (2009).
-Página Web del Jonsson Comprehensive Cancer Center (UCLA Univ.)
-«Bocados diminutos». Investigación y Ciencia: http://www.investigacionyciencia.es/investigacion-y-ciencia/numeros/2013/7/bocados-diminutos-11189

 

Buscando a Dory

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Cittarium pica.
Puede medir más de 10 cm.
Autor: Natural History Museum Rotterdam
En: World Register  of Marine Species
http://www.marinespecies.org

La ciguatera es la intoxicación marina más frecuente en el mundo ¿pero cuál es el origen más probable de esa palabra? Yo tampoco lo sabía…un caracol !!

Cittarium pica, también llamado cigua en el Caribe. Vive en los márgenes costeros rocosos y su carne es muy apreciada, dicen que sabe a marisco. Si visitan Capurganá (Colombia) en el mes de octubre podrán asistir al «Festival de la cigua«, donde pueden comerla en empanada, con arroz, etc… No sé si eran ciguas pero un ceviche muy rico que tomé en Cartagena de Indias tenía caracoles.

Se supone que las ciguas no causan intoxicaciones aunque en el s.XVIII un biólogo (A. Parra) utilizó por primera vez el término ciguatera al describir una intoxicación por culpa de estos caracolillos…

Capurganá (si alguien ha ido al festival de la cigua,
cambio las palmeras por una foto de la fiesta…)
Fuente: http://www.capurgana.info/

La toxicidad, si la hay, debe ser muy rara. Es un bicho pequeño y habría que empacharse! Como en Olsen y col. (1984) donde uno de los autores sufrió síntomas leves de ciguatera tras zamparse varios menús con ciguas !!! La «buena noticia» es que la mortalidad por ciguatera es muy baja, menos del 1%…

Hola soy Dory, y dicen que tengo mala… Hola, soy Dory !!!

¿Cómo se llama la película?
La solución al final de esta entrada.

Dory es un poco desastre, ya la conocemos…
Es un pez cirujano azul (Paracanthurus hepatus). El cirujano azul no es carnívoro, como confesaba ella misma en «Buscando a Nemo«: Hola, me llamo Dory y creo que no he comido un pez en toda mi vida…

Los herbívoros de arrecife como Dory pueden ser vectores de ciguatoxinas, pero la carne del cirujano azul no se utiliza para consumo humano. Su fuerte aroma obliga a usarlo como cebo…

Y fue precisamente en un «pariente» de Dory, un pez cirujano rayado, donde se descubrió al responsable de la ciguatera.

Randall (1958) había relacionado la destrucción de arrecifes de coral con el aumento de casos de ciguatera y lo asoció al desarrollo de algas finas y microorganismos en los corales dañados. Señaló al pez cirujano rayado (Ctenochaetus striatus) como principal sospechoso para transmitir las toxinas desde los arrecifes a los peces carnívoros…

Ctenochaetus striatus (pez cirujano rayado)
en Wakaya (islas Fiji). Autor: Paul Asman & Jill Lenoble.
Disponible: Wikimedia commons

Este lindo pececito tiene dientes pequeños y móviles (su nombre en inglés se traduciría como «dientes de seda»). No puede arrancar trozos grandes de algas y se alimenta de algas más finas y de las microalgas que viven sobre ellas…

A partir de estas pistas, T. Yasumoto estudió en 1975 en la Polinesia francesa (islas Gambier) los contenidos estomacales tóxicos de Ctenochaetus striatus en busca del organismo responsable de la ciguatera. Esas muestras tóxicas las observó también al microscopio y encontró un nuevo dinoflagelado, conocido primero como Diplopsalis sp, y finalmente como Gambierdiscus toxicus.

Tanto hablar de Gambierdiscus y casi no lo hemos visto. Aquí está G. excentricus de la colección «CCVIEO» de fitoplancton tóxico (IEO de Vigo), una especie descrita en Canarias por nuestro grupo investigador (Fraga y col. 2011).

 
Gambierdiscus vive sobre muchas clases de macroalgas,
rojas, verdes y pardas como ésta: Padina pavonica,
en Monteferro (Nigrán, Pontevedra)

Las ciguatoxinas se conocieron antes que Gambierdiscus: se aislaron en peces (morenas) en los años 60′. Pero en el pez cirujano «de Yasumoto» se descubrió otra toxina minoritaria: la maitotoxina llamada así por el nombre tahitiano de dicho pez (maito).

La maitotoxina es la toxina marina más potente solo comparable a las palitoxinas de Ostreopsis y 100 veces más potente que la tetrodotoxina (ésa que hay que eliminar al preparar «fugu», un plato japonés a base de pez globo).

Por suerte la maitotoxina no suele aparecer en peces. Nota curiosa: G. toxicus resultó ser poco «tóxicus» y la producción de toxinas en cultivos no se demostró hasta finales de los 80′.

Poster avisando sobre los riesgos de la ciguatera,
dirigido a los pescadores en Florida (EEUU)
Autor: W.B. Stephan, Departamento de salud de Florida.
http://www.myfloridaeh.com/medicine/aquatic/ciguatera.html

El mecanismo de acción de las ciguatoxinas es abrir los canales de sodio y despolarizar las membranas celulares. Las consecuencias son daños/bloqueo del sistema nervioso. Por su parte las maitotoxinas causan la muerte celular al aumentar el flujo de calcio de forma descontrolada.

Para hacernos una idea de la potencia de estas toxinas les propongo el siguiente juego: están encerrados en una habitación con tres salidas posibles (A, B y C). Pero cada salida la custodia una de estas serpientes…
¿Cuál eligirían…? cojan el látigo de Indiana Jones…

A y B) disponibles en Wikimedia Commons. C) http://www.oceanwideimages.com/categories.asp?cID=280

La elección menos mala sería A) la serpiente de coral, porque hay varias especies y todas (menos una) son menos venenosas que B) la cobra india (Naja naja).
Y la opción C ? peor que mal…es la serpiente más venenosa del mundo, el taipán de la costa (Oxyuranus scutellatus).

El LD50 del veneno del taipán es 9 microgramos/kg. El dato es una inyección intraperitoneal de ratón y significa que esa dosis mata al 50% de los ratones en 24 horas: 35 veces más potente que la cobra.

Pues bien. El LD50 de las ciguatoxinas (porque hay varias) es de 0.25-4 microgramos/kg y para las maitotoxinas es de 0.08-0.15 microgramos/kg…!!! En resumen: las ciguatoxinas pueden ser 1000 veces más potentes que el veneno de la cobra. Y las maitotoxinas hasta 100 veces más que la peor serpiente, el taipán.

Pese a todo hay una lectura positiva: las toxinas de Gambierdiscus son potentes fungicidas y al igual que otras toxinas marinas despiertan gran interés en biomedicina por sus posibles aplicaciones farmacológicas…!!
Y nada más, esto fue todo sobre la ciguatera…

Feliz verano a tod@s…!!

 

 

Referencias:
-Fraga S. y col. Gambierdiscus excentricus sp. nov. (Dinophyceae), a benthic toxic dinoflagellate from the Canary Islands. Harmf. Algae 11:10-22 (2011).
-Friedman MA y col. Ciguatera fish poisoning: treatment, prevention and Management. Mar. Drugs 6:456-479 (2008).
-Olsen DA y col. Ciguatera in the Eastern Caribbean. Mar. Fish. Rev. 46:13-18 (1984).
-Randall JE. A review of ciguatera, tropical fish poisoning, with a tentative explanation of its cause. Bull. Mar. Sci. Gulf. Caribb. 8:236-267 (1958).
-Yasumoto T y col. Finding of a dinoflagellate as a likely culprit of ciguatera. Bull. Jap. Soc. Sci. Fish. 43: 1021-1026 (1977).
-Yasumoto T y col. A turning point in ciguatera study. Toxic Phytoplankton Blooms in the Sea 455-461 (1993).
-Página web: http://www.seanthomas.net/oldsite/ld50tot.html

Pimientos chili contra la ciguatera

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Aitutaki: la laguna más bella del mundo…?
Autor: Ewan Smith. Fuente: http://turamavision.com

Aitutaki es una isla-atolón absurdamente bella, tal como anuncia una página web. Pertenece a las Islas Cook del Sur y fue escenario en 2006 de la edición USA del concurso «Survivor».

La parte emergida al fondo a la derecha está rodeada por una laguna de arrecifes. Parece un lugar virgen pero estuvo habitada varios siglos atrás. Allen y col. (2002) estudiaron los restos de los asentamientos polinesios para conocer la evolución de sus técnicas de pesca, las presas y la importancia relativa de la pesca.

En una isla como ésta es lógico pensar que la pesca fuese la actividad dominante a lo largo del tiempo…pero los restos arqueológicos en Aitutaki indican lo contrario: la pesca fue a menos y cada vez capturaban peces más pequeños…

Disponible en: http://luxurylifedesign.blogspot.com.es/2013/03/aitutaki-cook-islands.html

Esta es la 3ª razón por la que Rongo y col. (2009) relacionan las migraciones polinesias con la ciguatera.

Las excavaciones arqueológicas en Aitutaki abarcan los siglos X a XVII.

En el s.X se elaboraban anzuelos a base de concha de ostras «de labios negros» (Pinctada margaritifera: pearl-shell hooks en inglés). Y en el s.XV el material dominante pasó a ser la concha de un gasterópodo (Turbo setosus: turban shell hooks).

Los anzuelos de ostras eran muy resistentes gracias al nácar y servían para capturar grandes peces en el exterior de la laguna. Los otros, de caracol, eran más frágiles y difíciles de fabricar. El dominio del anzuelo de caracol desde el s.XV coincide con el descenso de ostras en las islas Cook, el cambio del largo período de PDO positiva a negativa, y una enorme caída de la pesca en Aitutaki. Los restos óseos que estudiaron Allen y col. (2002) indican que los peces fueron sustituidos en la dieta por pollos, perros, cerdos y ratas.

La evolución de los anzuelos utilizados en Aitutaki.
Autor: Allen y col. (2002). Fuente: web «The Nansen Initiative».
Pertenece a la charla de Teina Rongo durante la reunión «Human mobility,
natural disasters and climate change in the Pacific»,
celebrada el pasado 21-24 mayo 2013 en Rarotonga (Islas Cook del Sur).

La PDO negativa aumentaría la temperatura del océano en las islas Cook del Sur y el impacto de la ciguatera, como ya vimos en la entrada anterior…

La pesca de Aitutaki se centró entonces en especies pequeñas y más «seguras» (p.ej peces halcón y sobre todo Epinephelus merra = Mero panal), evitando capturar las especies de la laguna más peligrosas de ser ciguatéricas (p.ej. pargos). Hoy en día se siguen conociendo y pescando esas mismas especies «seguras» con cañas de bambú…!!

Mero panal. Autor: Jon Hanson.
Fuente: Wikimedia commons

Rongo y col. (2009) piensan que la reducción de la pesca y el dominio de especies pequeñas a partir del s.XV se debe no sólo al cambio en el tipo de anzuelo sino a evitar la ciguatera, agravada con la PDO negativa.
Estos autores sugieren que a partir del s.XV la ciguatera pudo causar una oleada de emigración desde las Cook del Sur hacia Nueva Zelanda, igual que a finales del siglo XX. Sí, es una teoría, pero no me negarán que sugerente y bien razonada…!!

En cualquier caso el polinesio es un pueblo que ha convivido con la ciguatera desde hace siglos. Así que poseen muchos remedios tradicionales para tratar de combatirla.

En 1992 Bourdy y col. publicaron en Journal of Ethnopharmacology una lista de recetas contra la ciguatera que ellos mismos documentaron en 10 años de investigaciones en la Polinesia (Vanuatu y Nueva Caledonia).

En su lista citan hasta 64 especies vegetales; entre ellas llama la atención (mamma mía !!) una receta consistente en «tragarse un puñado de pimientos chili crudos…!!

Otros remedios menos «agresivos» son cocer la piel de un melón y beber el líquido como purgante…ó cortar 3 hojas de papaya, cocerlas en 1/2 litro de agua y beber 3 veces al día el «mejunje» resultante para impedir los vómitos, con beneficios cardíacos y también depurativos.

Heliotropium foertherianum. Autor: Mark Marathon
Fuente: Wikimedia commons

Los remedios tradicionales han servido en el laboratorio para intentar aislar compuestos que alivien los síntomas de la ciguatera. Por citar un ejemplo, en 2012 se publicó un estudio sobre los efectos del Heliotropo (Heliotropium foertherianum) para reducir el efecto de las ciguatoxinas, gracias al ácido rosmarínico que contienen los extractos de hojas (Rossi y col. 2012).

Pero para quedarnos «de piedra» tenemos que leer la revista «The American Journal of Clinical Hypnosis». En ella Laser & Shenefelt (2012) publicaron la rápida recuperación de un paciente que no conseguía aliviar sus síntomas de quemazón en pies y manos: le «refrescaron hipnóticamente» la memoria y adiós muy buenas…!!

Nada más por hoy…solo una pista sobre la próxima entrada, capítulo III (y final) de la ciguatera…

 

Referencias:

-Allen MS. Resolving long-term changes in Polynesian marine fisheries. As. Persp. 31:183-204 (2002).
-Bourdy G. y col. Traditional remedies used in the Western Pacific for the treatment of ciguatera poisoning. J. Ethnopharmacol. 36:163-174 (1992).
-Laser ED & Shenefelt PD. Hypnosis to alleviate the symptoms of ciguatera toxicity: a case study. Am. J. Clin Hypn. 54:179-183 (2012).
-Rongo y col. Did ciguatera prompt the late Holocene Polynesian voyages of discovery? J. Biogeogr. 36: 1423-1432 (2009).
-Rossi F. Protective effect of Heliotropium foertherianum (Boraginaceae) folk remedy and its active compound, rosmarinic acid, against a Pacific ciguatoxin. J. Ethnopharmacol. 143: 33-40 (2012).

Una razón para dejar el paraíso

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El planeta prohibido
(Fred M. Wilcox, 1956)
Uno de sus protagonistas
era Leslie Nielsen.
Es una historia que se repite en el cine: los protagonistas descubren un lugar maravilloso, un jardín del Edén. Pero aquel paraíso esconde un terrible secreto y se convierte en la peor de sus pesadillas…un ejemplo clásico sería «Forbidden Planet».
…Otro más actual sería la isla flotante de «Life of Pi» que me viene de perlas para hablar del paraíso de hoy: la Polinesia.
La isla flotante de «Life of Pi» (Ang Lee, 2012).
La película más «bioluminiscente» de la historia del cine.
Fuente: nature.desktopnexus.com
La Polinesia son cerca de mil islas en el Pacífico «desparramadas» en un gigantesco triángulo cuyos vértices están en Hawaii (EEUU), Nueva Zelanda y la isla de Pascua (Chile). Luego les pongo unas fotos ahora que estamos todas y todos pensando en las vacaciones…ejem.

 
Areas culturales del Pacífico.
Autor: Kahuroa. Fuente: Wikimedia commons

Sus habitantes, los polinesios, llegaron del sureste asiático y la Melanesia. Colonizaron las islas occidentales hace unos 3.000 años y desde allí fueron extendiéndose gracias a su dominio de la navegación, al resto de la Polinesia.

Entre los años 1.000-1.450 la red de navegación e intercambios culturales fue muy intensa y en esa época los polinesios se desplazaron desde la islas de la Polinesia francesa (centro-este) hacia los «vértices del triángulo» (N. Zelanda, Hawaii e Isla de Pascua) en oleadas migratorias masivas.

¿Pero qué fue lo que empujó a aquellas gentes a lanzarse al mar rumbo a lo desconocido? ¿dejar sus islas así sin más? cuesta creer que no tuviesen un buen motivo…

 

Una playa de Rarotonga (Islas Cook)
a la que no me importaría ir este verano…!!
Fuente: http://www.awesomeislands.com/2011/07/rarotonga.html

 

Los polinesios conocían muy bien el arte de la pesca tanto pelágica como en los arrecifes y su dieta básica era el pescado una vez escaseaban los recursos terrestres, limitados por fuerza.
Pero los peces de aquel paraíso ocultaban un terrible secreto: la ciguatera.
La ciguatera es endémica en Polinesia, una enfermedad que afecta anualmente en todo el mundo a 25.000-500.000 personas por el consumo de peces ciguatos, que acumulan las toxinas producidas por dinoflagelados del género Gambierdiscus.
Dibujo original de Gambierdiscus toxicus (vista ventral)
en Adachi & Fukuyo (1979).

Las toxinas llegan a los peces por vía alimentaria. Las especies que viven en los arrecifes coralinos ingieren «de paso» al dinoflagelado porque los sustratos duros en los que se alimentan y las macroalgas son el hábitat de Gambierdiscus.

Los peces «ciguatos» son variados: pez ballesta, meros, barracudas y sobre todo un gran carnívoro como es la morena…

Morena gigante. Autor: Jan Messersmith
http://www.messersmith.name/wordpress/tag/moray-eel/

La ciguatera produce trastornos neurológicos, gastrointestinales, e incluso parálisis y muerte.
Además, quienes la sufren una vez quedan sensibilizados y las recaídas son aún peores…!!

El nombre de Gambierdiscus procede de las islas Gambier, en la Polinesia francesa, donde fue descrita la primera especie Gambierdiscus toxicus (Adachi & Fukuyo 1979), aislada por el profesor japonés T. Yasumoto en 1975.
A la vista de todo esto, Teina Rongo y col. propusieron en 2009 una nueva hipótesis para los viajes polinesios: escapaban de la ciguatera. Y para ello se basan en 1) la historia reciente de la región, 2) datos climáticos y 3) restos arqueológicos…vayamos por partes.

1) La historia reciente…

El «hilo de Ariadna» para Rongo y sus colaboradores. En los años 90′ el 18% de los habitantes en las Islas Cook del sur emigraron a Nueva Zelanda y Australia debido a la ciguatera. Rarotonga es su isla principal y el 71% de sus habitantes ya no comen pescado. Ni poco ni mucho, ni verlo…

Rarotonga
Fuente: http://www.aroapalms.com/

A mediados de los 80′ se comenzaron  a registrar intoxicaciones por ciguatera y llegaron a afectar a 17 de cada 1000 personas (récord mundial) en Rarotonga entre 1993-2006.

El poco pescado disponible se encareció tanto que obligó a la importación masiva de alimentos industriales. El aumento del coste de la vida llevó a emigrar a muchas familias con pocos recursos y que se alimentaban antes de pescado local. Y dicho sea de paso, la salud de la población ya no fue la misma después del cambio en los hábitos alimenticios…

2) Datos climáticos:

Durante la época de las migraciones polinesias, los datos paleoclimáticos indican que el clima del Pacífico estuvo dominado por el fenómeno de «La Niña» y una anomalía PDO (Pacific Decadal Oscillation) negativa. La PDO es algo así como dos patrones de circulación en el Pacífico con anomalías de temperatura positivas y negativas en el océano. Un fenómeno de algún modo similar (y relacionado) con el ENSO, pero que oscila cada 3 décadas en lugar de cada pocos años…

Anomalía PDO en el s.XX. Azul: negativa. Rojo: positiva.
Fuente: web cses.washington.edu (Climate Impacts Group)

Cuando la PDO es negativa, las islas Cook del norte y la Polinesia francesa tienen aguas más cálidas, favorables para el desarrollo de Gambierdiscus.

Con PDO positiva las aguas cálidas se desplazan a las islas Cook del sur (Rarotonga). Los datos de PDO en los últimos 70 años y los casos de ciguatera en las islas del norte y del sur parecen coincidir con esto: a mediados de los 80′ la PDO cambió de negativa a positiva justo cuando la «explosión» de ciguatera en Rarotonga…

Así que Rongo y col. sugieren que el periodo prolongado de PDO negativa pudo disparar la ciguatera en la Polinesia francesa y obligar a sus habitantes a emigrar a otros territorios con aguas más frías, como los de Nueva Zelanda ó Rapa Nui…

Ahora tocaría hablar de 3) restos arqueológicos…pero me voy a liar con otros asuntillos como los remedios polinesios contra la ciguatera, etc…y esto merece una segunda parte !

Reproducción de la Kon Tiki (a la izquierda)
en el parque de la península de la Madalena
(Santander, España)

Así que hoy terminaré con una historia, la del explorador noruego Thor Heyerdahl que quiso demostrar una conexión entre los pueblos de Surámerica y la Polinesia en épocas prehistóricas. Para ello construyó una balsa primitiva, el Kon-Tiki, con la que probar que el viaje era factible.

En 1947 la Kon-Tiki recorrió 8.000 km en 101 días para llegar desde Callao (Perú) a las islas Raroia. Años después se han encontrado objetos y símbolos en Perú que únicamente se conocen en otra parte del mundo: Rapa Nui, la isla de Pascua.
Puede que Heyerdahl no estuviera tan desencaminado, aunque un científico dijo de él tras su hazaña viajera: «…no ha probado nada más allá de lo que ya sabíamos, que los noruegos son buenos marineros…»

 

Referencias:

-Adachi R. & Fukuyo Y. The thecal structure of a marine toxic dinoflagellate Gambierdiscus toxicus gen. et sp. nov collected in a ciguatera-endemic area. Bull. Jap. Soc. Sci. Fis. 45: 67-71 (1979).
-Rongo T. y col. Did ciguatera prompt the late Holocene Polynesian voyages of discovery? J. Biogeogr. 36: 1423-1432 (2009).
-Norwegian maritime explorers and expeditioners over the past thousand years. Index Publishing AS, 175 pp. (1999).

Prohibido comer murciélagos

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Los Grandes Lagos. Autor: SEAWIFS project, NASA.
Fuente: Wikimedia commons
Los Grandes Lagos están situados en la frontera de Canadá y EEUU.
Sus aguas se comunican por un sistema fluvial que desemboca en la costa este, en Canadá.
El lago Erie es uno de los cinco Grandes Lagos, concretamente el nº4. Sus aguas vierten al río Niágara cuyas famosas cataratas están a medio camino del lago Ontario. Tras el Ontario llegamos al río San Lorenzo, con el estuario más grande del mundo…

 

Pues bien. Entre julio y octubre de 2011 sucedió en el Erie una proliferación masiva de cianobacterias tóxicas: Microcystis aeruginosa. No era la primera vez que proliferaban pero marcaron un récord de abundancia y duración en el tiempo…el triple que en años anteriores (Michalak y col., PNAS 2013).
El «bloom» de Microcystis en el Erie
visto por el satéltite Landsat-5. 9 octubre 2011.
Fuente: Earth Observatory (NASA).

El «caldo de cultivo» para esta proliferación fue la acumulación de nutrientes procedentes de tierras cultivadas y los factores climáticos favorables: invierno con grandes nevadas y fuertes lluvias que arrastraron la contaminación, más un largo y cálido verano de aguas tranquilas.

Es la «eutrofización» artificial: un aporte de nutrientes antropogénicos que «abona» el crecimiento de algas, favorecidas por un entorno restringido como lagos y embalses.
Pero hay más…se cree que los mejillones cebra que invaden también el Erie juegan a favor de Microcystis. Su intensa actividad filtradora contribuye a que las aguas del lago sean más transparentes y se alimentan de fitoplancton, pero evitan filtrar a Microcystis…

Michalak y col. concluyen que las circunstancias ambientales del lago Erie agravarán el problema de Microcystis aeruginosa en el futuro, a no ser que alguien tome (costosas) medidas para evitarlo…

Cuál es el problema con Microcystis? que las cianobacterias son la mayor «fábrica» de toxinas en agua dulce, igual que los dinoflagelados en el mar. Microcystis aeruginosa produce microcistinas, unas sustancias hepatotóxicas que pueden causar daños graves en el hígado: son responsables de la muerte de ganado (también de perros nadando…) y fauna silvestre en embalses y ríos contaminados por esta cianobacteria «all over the world».

Pero existen otros muchos géneros de cianobacterias que producen distintas neurotoxinas y hepatotoxinas: saxitoxinas en Aphanizomenon (igual que algunos dinoflagelados), anatoxinas en Anabaena, y cilindroespermopsinas en Cylindrospermopsis. Algunas de ellas poseen varias clases de toxinas y en el mar tenemos a Nodularia que sintetiza nodularina (hepatotóxica).

A: Anabaena spherica. B: Nodularia spumigena.
C: Aphanizomenon flosaquae. D: Microcystis aeruginosa.
E: Cylindrospermopsis raciborskii. Fuente: A-C, Wikimedia commons,
D-E, http://cianobacterias.tripod.com/imagenes.htm

El problema de las cianobacterias no es solo su posible toxicidad, afectan al ecosistema acuático de muchas maneras: olor pestilente, consumo de oxígeno y aguas anóxicas cuando sedimentan y se pudren, llegando a causar la muerte de peces…

Un ejemplo en Galicia lo tenemos en el embalse das Cunchas, en Ourense, contaminado también por Microcystis aeruginosa.

Y al igual que en el Erie, en 2011 sufrió una proliferación masiva de Microcystis que inutilizó las aguas para cualquier uso.

 

En el caso «das Cunchas», el motivo es la contaminación por purines de las granjas en el río Limia unida a los calores veraniegos.
Se da la circunstancia especial de que el embalse das Cunchas conserva en sus orillas los restos de un campamento romano «Aqvis Querquennis» además de surgencias termales de uso público. Estas imágenes del embalse y la zona termal pertenecen al año 2010, cuando tuve la suerte de descubrir este lugar…

 

Hoy en día el uso del embalse está prohibido y las surgencias termales están inundadas todo el año. Es una pena: un entorno de gran interés cultural y de recreo que no podemos disfrutar por la contaminación.

La lenta reacción de las autoridades y el coste económico de las medidas ambientales no ayudan a paliar el problema de ésta y otras zonas afectadas por cianobacterias.

Pero existe una Directiva Marco del Agua europea que «deberíamos» cumplir y un dictamen de mayo pasado del tribunal de justicia europeo anuncia que España incumple sus obligaciones en este asunto. En las próximas semanas saldrá una sentencia definitiva de la UE que podría acarrear una grave multa económica si España no pone medios para mejorar la salud ambiental de sus cuencas hidrográficas (El Mundo, 30/5/2013).

Por dar un ejemplo, Francia ha sido condenada en abril de 2013 a pagar 7 millones de euros al departamento bretón de «Côtes d’Armor» por los gastos provocados en la limpieza y tratamiento de toneladas de algas verdes que invaden la costa cada año, por los vertidos descontrolados de fertilizantes agrícolas (http://www.lemonde.fr/planete/article/2013/04/15/algues-vertes-l-etat-condamne-a-payer-7-millions-d-euros-aux-cotes-d-armor_3160231_3244.html).

Y para terminar…una historia curiosa de ésas que nos encantan en este blog.

Cyca circinalis (falsa palma del Sagú)
donde fue aislado el BMAA.
Fuente: Wikimedia commons.
Autor: Tato Grosso.
Bastantes cianobacterias, además de las toxinas que citaba antes, producen un aminoácido neurotóxico (BMAA) cuyo nombre completo les ahorraré. El BMAA fue aislado en 1967 en cicadáceas de la isla de Guam. Las cicadáceas son plantas primitivas parecidas a palmeras, nativas de Asia, Africa y Oceanía. Tienen cianobacterias simbiontes en sus raíces que producen BMAA.
Las cianobacterias son muy beneficiosas para las plantas ya que pueden fijar nitrógeno aportando nutrientes a su huésped…que se lo pregunten a los manglares, por ejemplo.

Pues bien, a finales de los años 90′ el botánico Paul Alan Cox visitó la isla de Guam (en las Marianas, océano Pacífico) buscando sustancias anti-cancerígenas en sus bosques. Allí entró en contacto con la comunidad indígena de los «chamorros», conocida tiempo atrás por sufrir una enfermedad neurodegenerativa mortal: complejo parkinson-demencia-esclerosis lateral amiotrófica. Tenían la costumbre de comer tortillas de semillas de cicadáceas, pero los chamorros las machacaban y lavaban con agua para eliminar las toxinas…de hecho daban a beber el agua a sus gallinas y si éstas sobrevivían, entonces cocinaban las tortillas.

Pero los chamorros consumían también carne de murciélagos frugívoros y éstos a su vez comen semillas de cicadáceas concentrando enormes cantidades de BMAA en su cuerpo. Los murciélagos se comen cocidos en crema de coco, con cabeza y alas…!!

Pteropus mariannus, conocido
como «zorro volador», uno de los
murciélagos que cocinaban
los chamorros…

El equipo de Paul A. Cox sugirió que el BMAA era la causa de la grave enfermedad de los chamorros, pero no fue hasta 2002 cuando una colega suya, Sandra Banak de la California State University, le llamó (a las 2 de la madrugada !!) para confirmarle que la carne de los murciélagos de Guam contenía 10.000 veces más BMAA que las cianobacterias, 3 veces más que las cicadáceas…un ejemplo de biomagnificación de toxinas en la cadena trófica, causa de la grave enfermedad entre los indígenas.

Esta historia que parece exótica y anecdótica, ha alimentado la investigación sobre BMAA en la última década con resultados sorprendentes y a la vez inquietantes. No me extenderé más y les remito si están interesados al documento «The emerging Science of BMAA» (2012), disponible en la web.

Pero volviendo a los lagos de norteamérica, un estudio epidemiológico en New Hampshire (EEUU) reveló que la población alrededor del lago Mascoma (donde abundan las proliferaciones de cianobacterias) tenía un riesgo 25 veces mayor a la media de sufrir esclerosis lateral amiotrófica…

P.A. Cox y sus colaboradores no bromean al respecto «we encourage water managers to take a closer look to cyanobacterial blooms«…pues que así sea…!!

 

Referencias:

-De Hoyos Alonso C. y col. Problemas de las cianobacterias en aguas de recreo y aguas de consumo. Ingeniería Civil 151: 63-69 (2008)
-Holtcamp W. The emerging science of BMAA. Environmental Health Perspectives 120, 3: 110-116 (2012). http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3295368/pdf/ehp.120-a110.pdf
-Michalak AM y col. Record setting algal bloom in lake Erie caused by agricultural and meteorological trends consistent with expected future conditions. PNAS doi 10/10.703/pnas.1216006110 (2013).