La hierba que se come a la vaca…

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Estampa familiar vacuna
cerca de Cangas del Narcea
(Asturias, España)

Las algas microscópicas son la base del ecosistema marino y en este aspecto cumplen la misma función que la hierba para estas vacas…Del fitoplancton depende la supervivencia de una cadena alimentaria que abarca desde el plancton animal (zooplancton) hasta la ballena azul.

Prueba de ello son los acuarios permanentes en los que unas gambas sobreviven varios años en un recipiente sellado con bacterias y algas como único sustento.

Las gambas de la Ecosfera (Ecosphere)
http://www.inhabitots.com/ecospheres-eco-education-in-a-bottle/

 

En el agua de mar también podemos ver unas «gambas» microscópicas que saltan sin ton ni son…

Esos animalillos son copépodos, los habitantes más numerosos del zooplancton.
Miden entre 0.1-5 mm, aunque hay algunos parásitos de peces que alcanzan 32 cms !!

En este video vemos una muestra llena de copépodos procedente de un arrastre de red.
Ellos mismos serán protagonistas de un «mini-experimento» al final de esta entrada…

Muestra recogida el 27 de marzo de 2013.
Estación 14B, ría de Vigo (proyecto Radiales, IEO Vigo)
Fíjense si serán importantes los copépodos que incluso uno de ellos es amigo de Bob Esponja. Su nombre es «Plancton» y está muy bien hecho porque los copépodos tienen un solo ojo: el ojo medio naupliar. Por algo el creador de Bob Esponja (Stephen Hillenburg) es biólogo marino además de dibujante…
De izquierda a derecha y de arriba abajo: Pseudocalanus elongatus, Euterpina acutifrons, Agetus typicus, Oithona nana, Sheldon J. Plankton (Plancton), Acartia clausii y Oncaea media con huevos.
Las imágenes proceden de muestras de la ría de Vigo (proyecto Radiales).
Autora: Ana Miranda (IEO de Vigo).

 

Copépodos y gambas se parecen porque son crustáceos. Pueden ser herbívoros, omnívoros ó carnívoros, y aunque su dieta básica suele ser el fitoplancton también pueden capturar bacterias y zooplancton.

Sus largas antenas les sirven de «paracaídas» y sensores para detectar las algas y con sus apéndices anteriores forman un flujo de agua para llevarse el alimento a la «boca».

Karlodinium veneficum (VGO 1111).
Imagen aumentada 400 veces.

Vamos a dejar un momento a estos «cíclopes microscópicos» para presentar al pequeño matón de hoy.

Karlodinium es un género de dinoflagelados desnudos creado en el año 2000. Nombrado en honor al científico noruego Karl Tangen, agrupa varias especies antes incluidas en el género Gymnodinium.

Entre ellas destaca Karlodinium veneficum, un «fish killer» con distribución global, responsable de importantes pérdidas económicas por la muerte de peces y otra fauna acuática en estuarios y costas de EEUU, Australia, Namibia, etc. Su «localidad tipo» en la descripción original (1956) es Plymouth, Reino Unido.

Mide apenas 10 micras pero produce «karlotoxinas» poderosamente ictiotóxicas: hemolíticas y neurotóxicas. Dañan las branquias de los peces y alteran su capacidad de osmorregulación causándoles la muerte.

Pero las karlotoxinas de K. veneficum poseen también otras propiedades. En 2010 se las relacionó en la revista PNAS (Sheng y col.) con la capacidad para inmovilizar a sus presas (algas criptofíceas).

Tricocisto
microscopía TEM
Autor: G. Hansen
Disponible en:
http://tolweb.org/Dinoflagellates/2445
Existe otra especie menos estudiada, Karlodinium armiger, que aunque no posea karlotoxinas también produce neurotoxinas desconocidas.

Se describió en 2006 en el Mediterráneo (bahía de Alfacs, Tarragona). Lo de «armiger» viene de su aspecto «armado» por la cantidad de tricocistos que contienen sus células.

Los tricocistos recuerdan a «agujas microscópicas»: alargados y con aspecto cristalino, situados en la periferia celular y apuntando como lanzas al exterior. Se desconoce su función pero podría ser defensiva y/ó excretora…

Hay muchos dinoflagelados que comen otras algas, pero lo que convierte en excepcional a Karlodinium armiger es que también ataca y devora a los copépodos según acaban de publicar Berge y col (2012) en ISME, una revista del grupo Nature.

Lo nunca visto: la «hierba» que se come a la vaca…!!

 

Acartia tonsa es un copépodo que llega a medir 1.5 milímetros, unas 150 veces más que Karlodinium. Cuando la pusieron en contacto con algunas células de K. armiger (<1000 céls/mL) se las comió. Pero al aumentar la abundancia de K. armiger (>3.500 céls/mL) sus toxinas paralizaron al copépodo en 15 min.

En nuestro laboratorio no tenemos K. armiger pero sí K. veneficum. Así que hemos hecho un experimento «quick and dirty» mezclando varios copépodos (aquellos que «saltaban alegres» en el primer video) con un cultivo de Karlodinium veneficum (VGO 1111).
Media hora después el resultado es...»tiesos como la mojama»

En su trabajo, Berge y col. describen que algunas células de K. armiger se dirigen hacia el copépodo, primero a las antenas y la cola (telson), responsables de su movimiento y capacidad sensorial. Poco a poco, ya paralizado, cubren su cuerpo como un enjambre de abejas rabiosas y lo devoran vivo…en 2 días se lo zampan enterito !!

Por el contrario 4 cepas de K. veneficum no afectaron a los copépodos, aunque según la toxicidad de las cepas que se incluyan en otro ensayo, el resultado final podría ser otro bien diferente.Nuestro video sugiere que K. veneficum VGO 1111 paraliza a los copépodos, aunque solo fue una observación aislada, sin controles negativos ni réplicas. Para confirmarlo habría que diseñar un experimento controlado como el de T. Berge y col.

De hecho la última frase de su estudio es:«Ocurrence of similar carnivorous behaviour by other harmful algal species and specially strains of K. veneficum need more attention».

Agradecimientos
-A Ana Miranda y Gerardo Casas por la muestra de arrastre de la ría de Vigo.
-A Luisa Martínez por contarme lo del dibujante de Bob Esponja, demostrando su «poder» divulgativo en las charlas en colegios del proyecto Exper-i-Ciencia, organizadas por la delegación CSIC-Galicia y la Fundación Barrié.

Referencias:

-Ballantine D. Two new marine species of Gymnodinium isolated from the Plymouth area. JMBA 35:467-474 (1956).
-Berge T. y col. Marine microalgae attack and feed on metazoans. ISME 6:1926-1936 (2012).
-Place A.R. y col. Karlondinium veneficum–the little dinoflagellate with a big bite. Harmful Algae 14:179-195 (2012).
-Sheng y col. A dinoflagellate exploits toxins to immobilize prey prior to ingestion. PNAS 107:2082-2087 (2010).
-«Zoología de los invertebrados». Barnes RD. Ed. Interamericana, 5ª edición, 957 pp. (1989).

Las nubes, el DMS y los tiburones ballena

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Osos polares (Ursus maritimus) en Manitoba (Canadá).
Fuente: Wikimedia commons. Autor: Broken Inaglory.

La teoría CLAW sugiere que el dimetilsulfuro (DMS) liberado por el fitoplancton es la fuente más importante de núcleos de condensación de nubes sobre el océano.

Esto implica una conexión entre las microalgas y el clima. Las nubes reflejan la luz del sol y reducen el calentamiento del planeta, así que los aumentos de temperatura y luz serían contrarrestados por las algas y su DMS…

La teoría CLAW se llama así por las iniciales de los autores del artículo científico que la propuso (Charlson y col. 1987). La «L» es de Lovelock. Era una teoría «visionaria» que ha estimulado numerosos trabajos para profundizar en esa relación entre el clima, el DMS y las algas.

Pero las teorías no son valiosas únicamente por las respuestas que ofrecen sino por las preguntas que plantean y las nuevas hipótesis (y descubrimientos) que generan. La teoría CLAW es un buen ejemplo…

Nubes sobre la isla de Tristan da Cunha (Océano Atlántico)
Fuente: NASA. Disponible en Wikimedia commons.

La principal crítica hacia ella está en el comportamiento altruista de las algas: ¿en qué les beneficiaría producir DMS si luego tienen menos luz para la fotosíntesis? difícil de justificar en términos evolutivos…

Los autores de esta teoría aclaran que la nubosidad es beneficiosa porque reduce la radiación UV (letal para los microorganismos), y que el agua de lluvia es una fuente de nutrientes esenciales (nitrógeno…).
Pero esto no resulta convincente dada la complejidad del ecosistema marino. 

Hoy en día sabemos que las algas no producen DMS sino DMSP. Las algas liberan poco DMSP cuando están sanas, la mayor parte se produce cuando se rompen las células, por ataques virales ó depredación. Luego este DMSP se transforma en DMS que puede terminar en la atmósfera por la acción de bacterias u otras algas, pero éstas los consumen también como fuente de nutrientes (azufre).

Así que el DMS que llega a la atmósfera lo hace a través de distintos caminos y transformaciones biológicas. Esto explica por qué han fallado los intentos de relacionar directamente la abundancia del fitoplancton y el DMS. Sin embargo…

 

Un tiburón ballena (Rhyncodon typus), en aguas de Mozambique.
Autora: Catalina Perales Raya (IEO Tenerife).

El rastro que deja el DMSP en el mar atrae a depredadores tanto del fitoplancton como otros organismos superiores que «husmean» así su alimento.

Empleando técnicas que combinan análisis de imagen y microfluidos, se ha demostrado que varias especies de algas, bacterias y zooplancton son atraídas por el DMSP (Seymour y col. 2010).

Para estos microorganismos el DMSP/DMS sería como el rastro de la sangre para un depredador carnívoro…

Diversa fauna marina como los albatros, pingüinos, peces y tortugas también son atraídos por el DMS. Los tiburones ballena, que se alimentan de plancton, tienen un sentido del olfato muy desarrollado y son capaces de localizar proliferaciones esporádicas de fitoplancton y agregarse en ellas. Es muy probable que usen señales químicas como el DMS para detectar esos «blooms» de microalgas a distancias de hasta 2 km. 

En el caso de aves como albatros y petreles poseen también un «fino» olfato para el DMS que les permite orientar su vuelo y seguir un rastro que asocian con su alimento.

El ciclo de vida simplificado de un parásito como Parvilucifera
sinerae (adaptado de Garcés y col. 2013)

La «atracción» por el DMS llega incluso a los parásitos del fitoplancton. Éstos necesitan de células sanas que infectar para luego multiplicarse, igual que los virus.

El parásito rompe la célula «huésped» y libera una forma redonda (esporangio) llena de parásitos «durmientes» en su interior…Hasta que algún estímulo los «despierta» y salen hacia sus nuevas víctimas. Y sí, el DMS es una señal química que activa a un parásito de dinoflagelados, Parvilucifera sinerae (Garcés y col. 2013).

Pero volviendo a la teoría CLAW ¿qué hay de cierto en ella?

En el año 2011 la revista Nature la «finiquitaba» con un artículo titulado
«The case against climate regulation via oceanic phytoplankton sulphur emissions».

Cirros cerca de Aguilar de Campoo
(octubre 2012).
En él se concluye que dos décadas de estudios descartan que exista un control del DMS sobre la formación de nubes en el mar. Existen muchas otras fuentes de condensación de nubes en las que destaca la propia sal marina y materia orgánica. El DMS contribuye a la formación de nubes, sí, pero en la parte alta de la troposfera, que se extiende hasta 18 km de altitud, y en forma de sulfatos. Este sulfato desciende en la atmósfera después de ser transportado a largas distancias y favorece la condensación y formación de nubes…
Si la teoría CLAW no ha resistido el paso del tiempo es gracias a un mejor conocimiento del clima y la biogeoquímica del planeta motivados en gran medida por ella misma…!!

Referencias:

-Charlson RJ y col. Oceanic phytoplankton, atmospheric sulphur, cloud albedo and climate. Nature 326: 655–661 (1987).
-Garcés E y col. Host-released dimethylsulphide acitvates the dinoflagellate parasitoid Parvilucifera sinerae. ISME Journal 1-4 (2013).
-Martin RA. A review of behavioural ecology of whale sharks (Rhincodon typus). Fish. Res. 84:10-16 (2007).
-Quinn PK & Bates TS. The case against climate regulation via oceanic phytoplankton sulphur emissions. Nature 480:51-56 (2011).
-Seymour JR. Chemoattraction to dimethylsulfoniopropionate throughout the marine microbial food web. Science 329:342-345 (2010).
-Simó R. Production of atmospheric sulfur by oceanic phytoplankton: biogeochemical, ecological and evolutionary links. Trends Ecol. Evol. 16:287-294 (2001).

 

El mundo de las margaritas

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Dos margaritas (O Castro, Vigo).
Daisyworld (el mundo de las margaritas) es un modelo matemático. Se trata de un planeta imaginario donde solo hay flores, sin nubes y con un sol parecido al nuestro. Lo idearon A. Watson y J.E. Lovelock en 1983 para demostrar que los seres vivos regulan el clima del planeta. Dentro de unos márgenes (al fin y al cabo son margaritas).
Todo esto en el contexto de la teoría de Gaia, de la que hablaremos más tarde.
En Daisyworld las flores pueden ser blancas ó negras. Las negras absorben mucho calor del sol, mientras que las blancas reflejan la luz y el planeta se calienta menos. Un último detalle: en el mundo de las margaritas el sol aumenta paulatinamente su energía.
Esto es lo único real en el modelo: las estrellas a medida que envejecen aumentan su radiación y hace unos 3.000 millones de años «Lorenzo» brillaba un 25% menos. Pues bien, ¿qué pasa en daisyworld?

 

La simulación se puede ver en la web

Primero crecen las flores negras y luego, a medida que aumenta la energía del sol, las margaritas negras que viven en los trópicos empiezan a ser sustituidas por las blancas, que terminan por extenderse hacia las latitudes más altas.

Esta sucesión en las flores permite controlar la temperatura, pero finalmente, cuando el sol brilla con demasiada fuerza (1.5 veces su valor real) las margaritas blancas también mueren. Desprovisto de vida la temperatura del planeta se dispara…tal como muestra la gráfica.

En la Tierra también disfrutamos de una temperatura media muy inferior a la que le correspondería si no existiese la vida. Y la capacidad del planeta para regular el clima también es limitada. Lovelock discute en uno de sus últimos libros «La venganza de la Tierra» sobre cómo hemos declarado la guerra al planeta, reduciendo su capacidad para regular el clima. Una visión apocalíptica y un libro muy recomendable.
Porque su mensaje básico es que hemos cruzado ya un punto de no retorno. Por muchos esfuerzos que hagamos por ser «verdes y ecologistas» la Tierra seguirá aumentando su temperatura hasta alcanzar un nuevo punto de equilibrio.
Luces nocturnas en Asia y Australia.
Disponible en la web Earth Observatory (NASA)
Gaia era la diosa griega de la Tierra. En los años 70′ surgió la hipótesis Gaia en la que J.E. Lovelock y Lynn Margulis propusieron que nuestro planeta es un «super-organismo» que autoregula el clima y la química para que éstos sean adecuados para la vida. No dijeron que la Tierra esté efectivamente viva. Pero sí que se comporta como si lo estuviera.
Gaia son las formas de vida y la geoquímica del planeta que interaccionan y se ajustan a los cambios en el medio ambiente de cada época, manteniendo un equilibrio dinámico…
Puesta de sol en Marte.
Disponible en la web de la NASA
http://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_feature_347.html
En contraste tenemos el equilibrio químico «inmutable» de planetas «muertos» como Marte.
Lovelock trabajó para la NASA a mediados del s.XX. Su trabajo era idear algún instrumento que permitiese detectar si había vida en Marte. Y él pensó en analizar la composición de la atmósfera.
Sugirió que si existiese vida «marciana» tendría que haber allí algo de oxígeno y metano.
En aquella época no se detectaron, pero hoy sabemos que existen trazas de ambos y no se puede descartar totalmente una fuente biológica !!
¿A qué viene todo esto en un blog de algas? Ahora vamos con ellas…
Hace ya unos cuantos años (parece que fue ayer) pude oler un cultivo masivo de la haptofita Emiliania huxleyi que mantenía mi colega J.L. Garrido en el Instituto de Investigaciones Marinas de Vigo (CSIC).
Todos los días sale el sol compEmiliania huxleyi.
Autor: Sergio Seoane.
Su “perfume” por así decirlo, recordaba a los huevos podridos y provenía del azufre, en concreto del DMS (dimetil sulfuro). Casi todas las algas lo producen, aunque para ser correctos habría que decir que lo que fabrican es en realidad un precursor del DMS, el DMSP (dimetilsulfoniopropionato). Los mayores productores de DMSP del fitoplancton son cocolitofóridos como Emiliania, pequeños flagelados como Phaeocystis y diversos dinoflagelados.

El DMS es la fuente natural de azufre a la atmósfera más abundante en el océano. La “presentación en sociedad” del DMS se la debemos principalmente ¿adivinan a quién? Sí, otra vez a James E. Lovelock.Él propuso en 1972 su importancia en el ciclo del azufre. De la atmósfera vuelve a los continentes mediante la lluvia y vuelve a ser utilizado por plantas y animales para fabricar las proteínas, por ejemplo.

Pues bien. En 1987 se publicó en Nature un trabajo titulado «Oceanic phytoplankton, atmospheric sulphur, cloud albedo and climate». Lo firmaban Charlson y col. (Lovelock entre ellos). En él relataban que el DMS estaba relacionado con la formación de nubes y con el clima. Las nubes aumentan el albedo (la luz que refleja la Tierra, como las margaritas blancas) así que el aumento de fitoplancton controlaría el calentamiento del clima a través del DMS.
¿Qué sabemos hoy de esto, sigue siendo verdad ó no…?
…lo sabremos en la próxima entrada.
Mientras, aquí les dejo una sentencia de Lovelock «…un ascenso del nivel del dióxido de carbono a 500 ppm, ascenso que ya es inevitable, irá acompañado de un profundo cambio climático«. El último dato que ofrece en su web el Observatorio del Mauna Loa (enero 2013), es de 395 ppm, que aumentan a un ritmo lento pero constante de 2 unidades cada año…
Referencias
-Lovelock J.E. La venganza de la Tierra. Ed. Planeta, 249 pp (2006).
-Simó, R. Production of atmospheric sulfur by oceanic plankton: biogeochemical, ecological and evolutionary links. Trends. Ecol. Evol. 16: 287-294 (2001).
-Watson A & Lovelock J.E. Biological homeostasis of the global environment: the parable of Daisyworld. Tellus 35B: 284-289 (1983).

Centauros del fitoplancton

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Para ver este centauro hay que ir
al Louvre. Es una copia romana de
un original griego. Fuente: Wikimedia commons

En la mitología griega, los centauros (y centáurides, si eran femeninas) eran unos seres híbridos,
bastante belicosos, mitad hombre – mitad caballo.

Créanme si les digo que en el fitoplancton también hay centauros microscópicos, aunque éstos no tienen patas…Son las «dinotomeas«. Así las bautizaron Imanian y col. (2010) para resaltar su doble naturaleza: un dinoflagelado con una diatomea endosimbionte.

Pero antes de seguir con las dinotomeas, tenemos que recordar una característica especial de los dinoflagelados: algunas especies poseen cloroplastos terciarios (de «tercera mano»), robados a otras algas eucariotas. Y las dinotomeas son un caso aparte dentro de este «selecto club» de especies.

 

Esquema evolutivo del superphylum Alveolata. El cloroplasto se perdió
en los ciliados, y en los parásitos «Apicomplexa» queda un apicoplasto, no fotosintético. En dinoflagelados ha habido varias sustituciones del plástido secundario original.
.Modificado de Yoon y col. (2005).

La endosimbiosis terciaria empieza con un dinoflagelado que captura a otro alga. No sabemos cómo, pero en un proceso gradual elimina lo redundante con su propia célula, excepto los plástidos. Éstos se integran en el huésped con libertad limitada, dependientes del núcleo del dinoflagelado. Algo así como un adolescente que vive aún en casa de sus padres.

Pero en las dinotomeas el panorama es distinto. El endosimbionte sigue dentro: es una diatomea «reducida».

A pesar de haber perdido su movilidad y pared celular, la diatomea endosimbionte conserva una membrana que le separa del dinoflagelado, con su citoplasma, núcleo, retículo endoplasmático, mitocondrias y cloroplastos.

La naturaleza no es perfecta, todo es redundante con su huésped excepto los cloroplastos. Por si fuera poco, las diatomeas son diploides y los dinoflagelados haploides. Aún así ambos núcleos cohabitan en la misma célula… ¿alucinante, verdad?

Kryptoperidinium foliaceum.
Visto con luz UV y teñido con calcoflúor
para ver sus tecas..
Autora: Rosa Figueroa.

El huésped es un dinoflagelado marino ó de agua dulce, de los géneros Kryptoperidinium, Durinskia, Galeidinium y Gymnodinium, entre otros…

El endosimbionte una diatomea del grupo de las pennadas (o sea, alargadas), excepto en Peridinium quinquecorne y Peridiniopsis spp. (de agua dulce), que poseen diatomeas endosimbiontes céntricas, relacionadas con Chaetoceros. Éstos últimos se cree que han sustituido su diatomea pennada endosimbionte.

Por curiosidad: en P. quinquecorne, antes de la llegada de los estudios moleculares, se pensaba que su endosimbionte era un alga crisofícea. En 2010, Imanian y col. analizaron el genoma plastidal de Durinskia y Kryptoperidinium, concluyendo que en el caso de la primera existían muchas similitudes con la diatomea Phaeodactylum tricornutum.

Phaeodactylum tricornutum.
Autor: Bradbury J
Fuente: Wikimedia commons
Fragilariopsis cylindrus.
Fuente: ASU. School of Life Sciences
http://askabiologist.asu.edu/plankton-gallery

Sin embargo, en 2012, los mismos autores han analizado el genoma mitocondrial del endosimbionte de Durinskia baltica y K. foliaceum y encuentran en ambos casos una coincidencia muy alta con la diatomea Fragilariopsis cylindrus. De hecho, las mitocondrias del endosimbionte apenas sí se han modificado respecto a diatomeas de vida libre, son completamente funcionales y conservan genes duplicados con los de su huésped.

¿Y cómo es el ciclo de vida de las dinotomeas? ¿Cómo se divide una célula con 2 núcleos? un lío, seguro…

Imagen de epifluorescencia donde vemos los 2 núcleos.
A la derecha el del dinoflagelado, con sus cromosomas,
y a la izquierda el de la diatomea.
Autora: Rosa Figueroa.

Pues en K. foliaceum Figueroa y colaboradores (2009) demostraron que su ciclo de vida incluye reproducción sexual. Al fusionarse los gametos, durante un tiempo coexisten 2+1=3 núcleos en la célula resultante: 2 del dinoflagelado al unirse + 1 del endosimbionte, que quizás se fusione antes.

El núcleo del endosimbionte ha perdido la capacidad de realizar mitosis, es decir, de repartir el material genético en 2 mitades iguales para cada célula hija. Sus cromosomas nunca son visibles y tampoco parece hacer meiosis, necesaria para la formación de gametos…

En su lugar, cuando la dinotomea comienza la división celular, el núcleo endosimbionte también lo hace, pero un poco retrasado en el tiempo.

El tamaño del núcleo endosimbionte es variable según las condiciones del cultivo, lo cual plantea dudas sobre su importancia para la dinotomea. De hecho existen cepas de K. foliaceum en las que el núcleo endosimbionte ya ha desaparecido.

Conclusión:
Tan seguro es que las dinotomeas volverán a ser dinoflagelados como que los centauros no existen. Y de unicornios, como decía Silvio, había uno y se perdió…!!

 

Referencias
-Figueroa R y col. The life history and cell cycle of Kryptoperidinium foliaceum, a dinoflagellate with two eukaryotic nuclei. Protist 160:285-300. (2009).
-Horiguchi T y col. Serial replacement of a diatom endosymbiont in the marine dinoflagellate Peridinium quinquecorne (Peridiniales, Dinophyceae). J Phycol Res 54:193-200 (2006).-Imanian B y col. The complete plastid genomes of two «Dinotoms» Durinskia baltica and Kryptoperdinium foliaceum. PlosOne 5:e10711 (2010).
-Imanian B y col. Tertiary endosymbiosis in two «Dinotoms» has generated little change in the mitochondrial genomes of their dinoflagellates hosts and diatom endosymbionts. PlosOne 7:e43763 (2012).

 

Una clorofila nueva…

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Una clorofila nueva…!!!

La entrada de hoy es breve, casi un telegrama ó buscando un símil más actual, un «twiteo». Pero uno importante.

Y si no que se lo digan a Min Chen (y colaboradores) cuando «triunfaron» en 2010 publicando en Science «A Red Shifted Chlorophyll» (Una clorofila desplazada al Rojo)

Este trabajo anunciaba el descubrimiento de una nueva clorofila: la  f.

Las clorofilas se designan con las letras del abecedario a medida que son descubiertas y ésta es la sexta jamás descrita…60 años después de la anterior. ¿Y dónde descubrieron la clorofila f ? lejos.

«Baby» wombats. No son tan inofensivos como parecen…!
Autor: Peterdownunder (Wikimedia commons)
¿Cuánto de lejos? pues donde corren y vuelan los seres más extraños del planeta: en Australia.

Allí viven animales con nombres tan surrealistas como los quolls, possums, kookaburras, wallabies…y mis favoritos: los wombats.

Y en Australia se descubrió la extraña clorofila f, concretamente en Shark Bay.

¿Recuerdan la entrada sobre los fósiles de estromatolitos y las cianobacterias de Shark Bay?

Pasen y lean si les apetece: Los-fosiles-mas-antiguos-del-mundo

Mientras, espero con los wombats…

 
Estromatolito en Hamelin Pool (Shark Bay).
Autor: C. Eeckhout (Wikimedia Commons)
Chen y col. cultivaron una muestra de estromatolitos de «Hamelin Pool» con luz cercana al infrarrojo.
Hicieron un extracto en metanol de dicha muestra y encontraron una mezcla de chls a, d y una clorofila desconocida, la f…!!

Aislaron varios cultivos de esa muestra, y en los análisis de pigmentos de una cianobacteria filamentosa encontraron solo clorofilas a y f.

Así absorben el espectro de luz visible (y sus colores) las distintas clorofilas:

La clorofila f prefiere el «rojo», una parte del espectro
de luz visible que se creía poco útil en fotosíntesis.

Los estromatolitos tienen un ambiente lumínico especial debido a las múltiples capas de cianobacterias que crecen en ellos.

Esto provoca una competencia «feroz» por la intensidad y calidad de luz.
Es decir, la luz se extingue a medida que es absorbida por las células y sus pigmentos, pero las longitudes de onda no se absorben por igual.

La chl f aprovecha esos tonos de luz roja que no absorben las demás clorofilas. Se trata de una clorofila especializada en el rojo superando el «récord» que ostentaba la clorofila d…

Imágenes de microscopía confocal (A,B) y electrónica de transmisión (C)
de Halomicronema hongdechloris (Fig.1, Chen y col. 2012)

En septiembre de 2012, otra vez Chen y col. describieron la cianobacteria con clorofila f: una especie nueva llamada Halomicronema hongdechloris.

Esta cianobacteria produce clorofila f únicamente si se ilumina con luz enriquecida en el rojo. Con luz normal (blanca) la chl f deja de ser útil para Halomicronema y solo produce clorofila a.

Fin del twiteo…!!!

Referencias:

-Chen M y col. A Red Shifted Chlorophyll. Science 329: 1318-1319 (2010).
-Chen M y col. A cyanobacterium that contains chl f – a red absorbing photopigment. FEBS Letters 19: 3249-3254 (2012).

 

Histeria con la Pfiesteria

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Un magnífico documental
muy de actualidad a su pesar.

En «Bowling for Columbine» Michael Moore evoca la cultura del miedo en la prensa: noticias «apocalípticas» que llenan los titulares y que luego desaparecen sin más…

Una de esas noticias hablaba de las «abejas asesinas» que en el año 2000 iban a invadir los EEUU desde Surámerica.

La famosa «killer bee» (en Chile)
Autor: J.M. Podlech
Fuente: Wikimedia commons

Eran abejas europeas que escaparon en los años 50′ de un experimento en Brasil cuando las cruzaban con cepas africanas.

La abeja híbrida no es más venenosa, pero crecen más rápido que sus congéneres naturales y son más «sensibles» a cualquier amenaza. En la prensa norteamericana se les dio el apodo de «killer bees» como si fuesen «Gremlins» mojados pero, a diferencia de éstos, su ataque rabioso nunca llegó…

Moore también pudo hablar de un alga llamada Pfiesteria piscicida. Este dinoflagelado heterótrofo fue bautizado en el verano de 1997 como «the cell from hell», «the coming plague» y «el SIDA de los peces», entre otras lindezas. Su historia es la siguiente:

Pfiesteria shumwayae.
Fuente: Wikimedia commons

Un periodista norteamericano llamado Brad Bell oyó rumores de peces enfermos en una pequeña localidad llamada Shelltown, al sur de Maryland. Hasta allí se dirigía cuando recibe una llamada de un portavoz del depto. de recursos naturales de Maryland que le dice: «Brad, cuando te encargues de esta historia, no digas que es Pfiesteria, no queremos alarmar a la población«.

Esta frase fue como agitar un trapo rojo delante de un toro: Bell pensó que querían ocultar el tema y continuó su viaje al puerto pesquero de Shelltown.

Allí los pescadores le pusieron al tanto de lo ocurrido y Pfiesteria saltó a la «fama»…

Aquel verano de 1997 murieron miles de peces en estuarios de Chesapeake Bay, con graves daños económicos para la acuicultura. Hubo varios casos de personas afectadas por un síndrome consistente en pérdida de memoria, confusión, quemazón en la piel, dolor de cabeza, vómitos, etc. Y de ahí a la «histeria informativa» no quedaba nada.

Tilapia con úlceras
(supuestamente) por Pfiesteria
Autor: Vogelbein y col.
Fuente: Wikimedia commons

Enseguida se movilizaron recursos económicos para investigar «todo lo que usted siempre quiso saber» sobre Pfiesteria. Aunque sus efectos dañinos ya se habían descrito varios años antes en un acuario con tilapias, esta era la primera vez que «mataban» a gran escala.
Como pirañas, poco más ó menos…

Sin embargo, los resultados y fotos de peces con úlceras por Pfiesteria procedían siempre de acuarios y el medio natural, nunca de cultivos controlados en laboratorio.

El delirio con la Pfiesteria alcanzó su clímax con la publicación de un ciclo de vida con 24 fases diferentes, incluyendo formas ameboides…algo nunca visto en ningún dinoflagelado ni cualquier otro ser vivo de este planeta. Además, se supone que para completar este «agotador» ciclo de vida tenía que haber peces presentes y tratarse de cepas tóxicas.

No es un cuadro de Dalí, es el ciclo de vida  dePfiesteria piscicida
sugerido por Burkholder y colaboradores.
Fuente: Wikimedia commons

Afortunadamente, en 2002 se empezó a poner un poco de cordura en todo esto.

Litaker y colaboradores re-describieron el ciclo de vida de Pfiesteria utilizando un cultivo de laboratorio y nuevas herramientas de biología molecular. Y no encontraron ni rastro de las amebas ni de los quistes «marcianos». En realidad Pfiesteria se ajustaba al ciclo típico de vida en muchos dinoflagelados.

Su trabajo fue contestado por el grupo de Burkholder, pero esas críticas fueron desmontadas una por una en una nueva réplica del grupo de Litaker.

Brevoortia tyrannus
(sábalo = Menhaden en inglés)
El hongo A. invadans infestando tejidos
del pobre sábalo.
Fuente: NOAA magazine
http://www.noaanews.noaa.gov/stories2006/s2609.htm

Y la puntilla vino en 2006 cuando se publicó que el hongo Aphanomyces invadans era el auténtico responsable de las úlceras observadas año tras año en peces, principalmente sábalos, en los estuarios de Carolina del Norte.

Pfiesteria también estaba allí, por eso se le echó la culpa durante tanto tiempo, pero no era muy abundante en realidad. Todo apunta a que los peces no morían por culpa del hongo, que solamente los debilita. Se calcula que en un 95% de casos el responsable de las muertes masivas de peces es la escasez de oxígeno en los estuarios…y en un 5% restante el dinoflagelado tóxico Karlodinium veneficum.

Si Pfiesteria fuese un «Gremlin» sería como éste,
no es malo mientras no se demuestre lo contrario…

La toxicidad de Pfiesteria ha sido puesta en duda durante mucho tiempo aunque en 2007 se describieron toxinas en un cultivo de Pfiesteria piscicida: compuestos orgánicos asociados con metales.

Pero a día de hoy, no hay evidencias de que Pfiesteria haya causado nunca lesiones ó la muerte a ningún pez, ni daño a persona alguna. Como el propio Litaker comentó en 2002: «las fases vitales de Pfiesterias tóxicas que no existen no pueden ser tóxicas…».

Agradecimientos:
A Wayne Litaker por enviarme información incluyendo sus artículos y el documento titulado «Fish lesions and Pfiesteria«.

Referencias:
-Burkholder JM & Glasgow HB. Pfiesteria piscicida and other Pfiesteria-like dinoflagellates: behavior, impacts and environmental controls. Limnol & Oceanogr. 42: 1052-1075 (1997).
-Litaker W. y col. Life cycle of the heterotrophic dinoflagellate Pfiesteria piscicida (Dinophyceae). J. Phycol. 38: 442-463 (2002).
-Litaker W. y col. Reply to the comment on the life cycle and toxicity of Pfiesteria piscicida revisited. J. Phycol. 38:1268-1272 (2002).
-Moeller PD y col. Metal complexes and free radical toxins produced by Pfiesteria piscicida. Environ. Sci. Technol. 41:1166-1172 (2007).
-Chesapeake Quarterly Online (http://mdsg.umd.edu/CQ/V06N1/)
-Vandersea MW y col. Molecular assays for detecting Aphanomyces invadans in ulcerative mycotic fish lesions. Appl. Environ. Microbiol. 72: 1551-57 (2006).

El Niño no viene esta Navidad

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lotería-del-niño-2012Cada año en España se celebra el sorteo de lotería de «El Niño» coincidiendo con el día de Reyes…un día de regalos para los niños y también para sus padres si compraron algún boleto premiado…!!

En cambio, el fenómeno oceanográfico de «El Niño» ni toca todos los años ni es un regalo, pero se llama así porque en fechas navideñas alcanza su máxima intensidad. «El Niño» trastorna las pesquerías del afloramiento de Perú, pero sus efectos sobre el clima se hacen sentir en todo el planeta.
Por citar algunos ejemplos, «El Niño» provoca lluvias extremas en latitudes tropicales al oeste de Norteamérica y Sudamérica, y sequías en Australia, Brasil y el sur de Africa. Intensifica los ciclones en el Pacífico y debilita los del Atlántico.
Sus consecuencias sobre el clima, agricultura y pesca fueron especialmente intensas en el invierno de 1997-98. En aquel año también se registraron muertes de coral en el Pacífico por altas temperaturas y el tráfico del canal de Panamá se limitó por el descenso del nivel de las aguas. «El Niño» de 1997 fue el más intenso en 150 años, basta con echar un vistazo al informe UNESCO http://www.unesco.org.uy/phi/biblioteca/bitstream/123456789/468/1/el+ni%c3%b1o+1998-2.pdf
El último «El Niño» sucedió en 2009-10 y estas Navidades no volverá. Al menos eso anuncia en su web la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration, de los EEUU).
Así queda entonces el Belén de 2012 (no homologado porque la mula y el buey siguen ahí y también faltan los Reyes Magos andaluces…!!).
Vamos a resumir «El Niño» en 2 gráficos. El primero muestra los valores de temperatura superficial el 12 de diciembre 2012 en el Pacífico. Observen bien el azul (frío) en Sudamérica y los tonos cálidos en el oeste (Indonesia y Australia). Ese azul significa afloramiento y nutrientes = fitoplancton = mucha pesca y marisco para las cenas de Navidad !!
Esta imagen y la siguiente son obtenidas por satélites
geoestacionarios (orbitan a la misma velocidad de la Tierra)
GOES. La NOAA tiene 2 activos y otros 2 en standby.

 

La imagen siguiente muestra las anomalías de temperatura en el Pacífico en julio de 1997 cuando ya comenzaba un intenso «El Niño» >>>>
Queda claro no? se calienta el agua en la costa de Perú y Ecuador…el afloramiento rico en nutrientes desaparece y con él se van el fitoplancton, las anchoas y los gambones…!!
Los cambios en las pesquerías afectan en cadena al resto de la fauna marina, tanto aves como mamíferos. Durante «El Niño» de 1982 se calcula que murieron el 85% de aves marinas en Perú….
…y en las focas de Weddell (Antártida) se han observado descensos de la natalidad cada 4-6 años relacionados con el ciclo de «El Niño».
No me digan que no es una monada
esta foca de Weddell
«El Niño» y «La Niña» son los extremos opuestos del ciclo ENOS (El Niño-Oscilación Sur).»El Niño» es un fenómeno oceánico, pero atmósfera y océano están intimamente ligados.
En los años 50′ se comprobó que «El Niño» se relacionaba con cambios en la presión atmosférica del Pacífico. Esto es lo que se llama la «Oscilación Sur» y se calcula como la diferencia de presión atmosférica este-oeste del Pacífico: Tahití vs Darwin (Australia).Cuando el Indice de la Oscilación Sur tiene valores negativos prolongados (presiones bajas en Tahití y altas en Darwin) esto se corresponde con temperaturas elevadas en el océano y anuncia la llegada de «El Niño».Lo contrario es la situación de «La Niña» y la consecuencia es que se intensifica el afloramiento de Perú. Pero las anomalías positivas de «La Niña» son más débiles que las de «El Niño» y también duran menos, 1-2 meses, frente a los 12-18 de «El Niño». «El Niño» ocurre de forma irregular cada 3-7 años y se desconocen los mecanismos exactos que lo provocan…pero vamos a intentar describirlos…
Situación normal en el Pacífico. Fuente: NOAA

Las zonas tropicales del océano Pacífico están afectadas por vientos alisios de componente NE y SE a ambos lados del ecuador…es decir, soplan hacia el oeste. El ecuador, como todos sabemos, recibe mucha luz así que la temperatura superficial es elevada.

Los alisios empujan el agua cálida superficial hacia el oeste, provocando que afloren aguas frías profundas en Sudamérica y el hundimiento de aguas cálidas en el Pacífico oeste. La consecuencia es que el oeste tiene las temperaturas oceánicas más altas del planeta, mientras que el este del Pacifico es la zona ecuatorial más fría.

Otro efecto del desplazamiento de agua por el viento es que el mar en Indonesia está 0.5 metros más elevado que en Perú. Esto es la situación normal ó «neutral».

Situación de «El Niño» según perfiles
de temperatura en el Pacífico
(noviembre de 1997). Fuente: NOAA
http://www.pmel.noaa.gov/tao/elnino/nino_profiles.html

En los años de «El Niño», la intensidad de los alisios disminuye y esto hace que se relaje el afloramiento de Perú y se reduzca la diferencia de temperaturas entre el este y el oeste del Pacífico.

«La Niña» es un fenómeno que suele suceder justo después, debido al aumento de los vientos alisios que intensifican el afloramiento por encima de lo normal.

Una vez que «La Niña» se va, vuelven las condiciones neutrales…tal y como sucede en el invierno actual.

Pero hubo una época pasada en la que «El Niño» era permanente en el Pacífico. Sucedió durante el Plioceno (hace 3-5 millones de años) cuando el clima era más cálido que en nuestros días.

Lo publicaron en Science (Wara y col., 2005) y en sus conclusiones avisan: el ciclo actual en el Pacífico es inestable a largo plazo. El aumento de temperaturas no puede continuar indefinidamente sin afectar al sistema del Pacífico tropical y podría devolvernos «El Niño» en el futuro, pero esa vez vendría para quedarse….

 

Referencias
-Centro Internacional para la Investigación del Fenómeno del Niño (CIIFEN, http://www.ciifen-int.org/)
-El Niño theme page, NOAA (http://www.pmel.noaa.gov/tao/elnino/nino-home.html)
-Wara MW y col. Permanent El Niño-like conditions during the Pliocene warm period. Science 309:758-761 (2005).

 

 

 

La salamandra de Carolina del Sur

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Synechococcus elongatus y Danio rerio (pez cebra)
Esta entrada es un pelín larga pero incluye una pausa café. Porque este blog no repara en gastos !!

Al grano: el tema de hoy surge a partir de un extraño trabajo publicado en Plos One en 2011.

Se titula «Towards a synthetic chloroplast» y trata de lo siguiente: introducir cianobacterias de agua dulce (Synechococcus elongatus) en células animales, concretamente embriones de pez cebra y células de mamíferos. Y ver luego qué pasa…

Pero antes tenemos que hablar sobre endosimbiosis y salamandras…

Las algas eucariotas proceden de una célula heterótrofa convertida en «máquina fotosintética» gracias a la endosimbiosis de una cianobacteria (los actuales cloroplastos). Nuestras células animales obtienen energía de las mitocondrias endosimbiontes (de origen bacteriano). Los cloroplastos en células animales son ciencia-ficción, de momento…

O mejor dicho: un asunto de bioingeniería.

Sabemos que existen algas simbiontes en animales invertebrados…lo hemos visto en anémonas, corales, moluscos, etc. Pero en el caso de los seres vertebrados parece imposible y la razón parece estar en su sistema inmune.

 

Linfocito humano. Una célula que
interviene en el sistema inmune adquirido.
Fuente: Wikimedia commons.

Los invertebrados solo tienen sistema inmune innato. Mientras, los vertebrados tenemos un sistema inmunológico complejo con defensas innatas y adquiridas.

El sistema inmune innato es más primitivo, su reacción es general y la intensidad de su respuesta es siempre la misma.

La inmunidad adquirida produce una reacción específica para cada agente patógeno. Aumenta de intensidad tras cada exposición porque tiene «memoria» y esto le permite ser más eficaz a la hora de reconocer y destruir células ajenas ó extrañas a nuestro cuerpo.

Así que es difícil que esta doble defensa «abra la puerta» a ningún alga. Pero como en todo, hay clases. Existen vertebrados con un sistema inmune «más torpe». Hablemos un poco de los anfibios…

La rana Xenopus laevis y un tritón de California.
Fuente: Wikimedia commons.

Las salamandras y tritones son anfibios urodelos: sus adultos tienen cola. Las ranas y sapos son anfibios anuros, o sea, los adultos no tienen cola.

Los urodelos adultos son capaces de regenerar sus patas y cola perdidas. Los anuros solamente pueden regenerarlas hasta la metamorfosis de renacuajo a adulto…

El sistema inmune adquirido parece jugar un papel importante en la regeneración.
Las ranas adultas desarrollan un sistema inmune más eficaz después de la metamorfosis y esto coincide con la pérdida de su capacidad de regeneración…

Los linfocitos emigran masivamente del tejido dañado antes de comenzar la regeneración de una extremidad. Este mecanismo de «inmunosupresión» evita el rechazo de los nuevos tejidos. Si cortamos la pata a una rana desde renacuajo a adulto vemos que con el paso del tiempo es incapaz de regenerarla completamente…pobre bicho, qué tortura !!

Pero el sistema inmune de las salamandras adultas es menos eficaz y mantienen la capacidad de regenerar sus extremidades amputadas.

…Pausa café…?

 

Humm… seguimos…
Ambystoma maculatum.
Fuente: Wikimedia commons
La salamandra moteada (Ambystoma maculatum) tiene el honor de ser el anfibio «oficial» del estado de Carolina del Sur. Yes: en EEUU cada estado tiene su propio anfibio. No le demos más vueltas al motivo porque lo desconozco. Quien lo sepa que me lo diga. Supongo que estarán protegidas…

Esta salamandra vive en las zonas orientales de Norteamérica y entre sus dominios está el territorio de Carolina del Sur.Suelen vivir bajo tierra excepto en primavera, cuando se aparean y depositan sus huevos en charcas estacionales.

Esta salamandra tiene la clave de la entrada de hoy: sus huevos parecen verdes porque están cubiertos de clorofíceas (Oophila amblystomatis).

Hasta hace poco se pensaba que era una curiosa forma de ectosimbiosis. Las algas favorecen el desarrollo de los huevos gracias a la producción de oxígeno en la fotosíntesis, y éstas a su vez podrían aprovechar el nitrógeno liberado por los embriones.Pero en un trabajo reciente (Kerney y col. 2011 en PNAS) han descubierto que esta asociación podría ser el primer caso de endosimbiosis entre un alga y un vertebrado.
A y B: embriones de Ambystoma maculatum.
C: en rojo la autofluorescencia de Synechococcus elongatus.
D: células de Synechococcus en el cráneo de la salamandra.
Fuente: Kerney y col (2011)
http://www.pnas.org/content/early/2011/03/29/1018259108

Las algas están físicamente dentro del embrión, se extienden a diferentes tejidos a lo largo del desarrollo y en estado adulto siguen vivas dentro de la salamandra, sin luz. Los embriones no tienen sistema inmune y en las salamandras adultas es «ineficaz» en comparación a otros anfibios. Esto podría explicar su tolerancia hacia las algas simbiontes…

La mayoría de estas clorofíceas están en contacto directo con el citoplasma de las células de la salamandra. Otras recuerdan a quistes, también intracelulares. La naturaleza exacta de esta sorprendente relación y la posibilidad de que las salamandras transmitan las algas a su descendencia se desconoce.

 

Embriones de pez cebra (A,B) con Synechococcus
(fluorescencia roja) y lo mismo sucede en macrófagos
de ratón (D). Fuente: Agapakis y col. (2011)
http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0018877

Y con esto volvemos al trabajo «Towards a synthetic chloroplast» de Agapakis y col. (2011). ¿Recuerdan?

Inyectaron Synechococcus en embriones de peces cebra para recrear lo que ocurre en la salamandra moteada. Y los embriones de pez cebra no sufrieron daños aparentes a pesar de convivir con Synechococcus. No sabemos lo que sucede en los peces adultos porque el experimento duró 12 días…

Luego modificaron genéticamente Synechococcus con invasina y listeriolisina para conferirle dos «superpoderes«: capacidad invasiva y resistencia a los lisosomas (estómagos celulares).

Gracias a esas alteraciones, Synechococcus pudo invadir células animales y macrófagos (celulas del sistema inmunitario) e incluso dividirse dentro de ellas. ¿Cómo se han quedado…? yo al menos de piedra !!

Conclusión: en un futuro quizá podamos diseñar endosimbiosis «a la carta» entre algas y animales superiores. ¿Con qué objetivos y condiciones?…espero asistir al debate algún día.

Referencias:

-Agapakis CM. Towards a synthetic chloroplast. Plos One 6:e18887 (2011).
-Costa M. Estudio de la respuesta inmune y expresión génica del mejillón mediterráneo, Mytilus galloprovincialis. Tesis doctoral. U. Vigo, 294 pp (2008).
-Kerney y col. Intracellular invasion of green algae in a salamander host. PNAS 108:6497-6502 (2011).
-Mescher AL & Neff AW. Limb regeneration in amphibians: immunological considerations. Sci. World J. 6:1-11 (2006).

 

ICHA15 (Corea, 2012)

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El centro de convenciones CECO, donde se hizo la Conferencia.
Hoy toca hablar de la XV Conferencia internacional sobre fitoplancton tóxico, celebrada cada 2 años con el apoyo de la ISSHA (International Society for the Study of Harmful Algae). La primera edición tuvo lugar en Boston (EEUU) en 1974, y la última sede ha sido Changwon (Corea del Sur), entre los días 29 octubre y 2 noviembre 2012.

En ella participamos unas 500 personas de más de 40 países, tanto investigadores como estudiantes, incluido el firmante de esta entrada. El coste de la inscripción, alojamiento y viaje se financia con los proyectos de investigación, pero existe un programa de becas de la ISSHA que reduce los costes para los estudiantes.

 

La sala principal de conferencias
El calendario de actividades es intenso e incluye, aparte de las charlas, sesiones póster y reuniones de grupos de trabajo. Luego tenemos las «pausas café» y las conversaciones y reuniones informales fuera de las salas «auto-organizadas» a lo largo de los días!!

Por poner un ejemplo, en los 5 días que duró la reunión se celebraron un total de 144 conferencias, distribuidas en 31 sesiones de mañana y tarde.

Las sesiones abarcaron temáticas muy distintas, relacionadas con el control y mitigación de algas tóxicas, cambio climático, biotoxinas, diversidad genética, taxonomía, ecología, algas bentónicas, cianobacterias, y un largo etcétera…

Al comienzo de las sesiones matinales y de tarde se celebra una charla plenaria en la que un experto nos ofrece su visión sobre cada tema. Luego, los conferenciantes invitados presentan sus trabajos.
La sala principal imponía «respeto», por así decirlo…!!

El libro de actas ó proceedings de la conferencia recoge finalmente la mayoría de estudios presentados…en esta ocasión la organización se compromete a publicarlo en apenas 6 meses.

El baile de los abanicos…la organización estaba en todo !!
Autor: Patricio Díaz

 

Entre los conferenciantes y autores de pósters se conceden premios y existe un galardón especial en reconocimiento a una carrera investigadora que en esta ocasión fue para el taxónomo danés
Ojvind Moestrup. Conocer o volver a encontrar a colegas de profesión es igualmente enriquecedor e interesante desde el punto de vista del trabajo y a nivel personal.
El único «problemilla» es que las charlas se imparten en dos salas de forma simultánea. Así que tienes que elegir de antemano las charlas que te interesan consultando el programa de la reunión. Esto produce un paseo continuo de gente entre salas al final de cada conferencia.

La organización fue fantástica, la eficiencia a la hora de tener controlado hasta el más mínimo detalle, impresionante. Pongo un ejemplo: en la cena de bienvenida los asistentes contratados por la organización (con sus famosas chaquetas verdes) sujetaban  unos carteles con flechas a lo largo del camino entre el centro de conferencias y un salón anexo. Era imposible perderse.

 

Fuera del programa, tuvimos una tarde libre en la que los organizadores nos llevaron hacia la costa, en el sur. Fueron dos horas en autobús hasta Tongyeong, donde subimos a un ferry rumbo a una pequeña isla cercana. El paisaje es un archipiélago de pequeñas islas con bahías que se abren y ocultan según avanzamos, un lugar fantástico para…la acuicultura. La región está llena de jaulas de peces y cultivos de ostras en «long-line». El área que cubren estas instalaciones es enorme tal como vemos en la imagen.
Aquí vemos jaulas de peces al fondo,
fotografiadas desde el ferry

Solamente hay un problema, como no, las proliferaciones de algas tóxicas. En Corea el problema tiene nombre y apellidos: Cochlodinium polykrikoides.

Se trata de un dinoflagelado formador de cadenas. Sus proliferaciones producen mortandades masivas de peces, aunque se desconoce el mecanismo y la toxina responsable.

Para eliminar las proliferaciones de Cochlodinium y otras algas tóxicas, en Corea y Japón se emplea un método que consiste básicamente en echar arcilla al mar para destruir y hundir las células de fitoplancton. Durante el trayecto en ferry nos hicieron una demostración que consistió en lo siguiente:

Una barcaza con plataforma carga arcilla desde dos embarcaciones cercanas. En la barcaza, a golpe de manguera, iban arrojando dos personas la arcilla por la borda.

 

Por detrás, un barco bastante más grande de la policía usaba dos aspersores para acelerar la dispersión y floculación de la arcilla. En el mar pudimos ver una marea roja, pero no de algas sino de arcilla…!!
Cochlodinium y el resto del fitoplancton es arrastrado al fondo con la «nieve marina» de arcilla…pero las células son igualmente dañadas.

El inconveniente que plantea este método es su impacto medioambiental: la liberación de metales y otras sustancias en el medio marino, por no decir de las consecuencias que puede tener para el fondo echar cientos ó miles de toneladas de arcilla cada año…no imagino hacer algo parecido en las rías gallegas…!!

Pero este sistema está implantado en Japón y Corea como una herramienta estratégica para proteger los cultivos marinos, con gran éxito. Solo en 1996 las pérdidas en Corea se redujeron de 100 millones de dólares a tan solo 1 !! Otros países como China, Australia, Suecia y EEUU también han investigado los efectos de este método, aunque no lo hayan aplicado de manera oficial…!!
En resumen, y aunque suene tópico, fueron cinco días muy interesantes e inolvidables gracias a los colegas y a los organizadores de la reunión.

Una oportunidad no solo de compartir ciencia, sino también de conocer culturas y gentes lejanas…tan curiosas por conocernos como nosotros a ellos !!Para terminar algo más personal, una foto de grupo en el ferry…falta mucha gente, pero desde aquí mando saludos a todos y espero que nos veamos pronto en otra ocasión…!

De izquierda a derecha: Raffaele, Lourdes, Davide, Marc y yo.
Un buen «poupourri» de investigadores, postdocs y doctorandos
bajo las luces de neón siempre presentes everywhere…!!
Referencias:
-Kim D & Oda T. Possible factors responsible for the fish-killing mechanisms of the red tide phytoplankton, Chattonella marina and Cochlodinium polykrikoides. Coast Env. Ecosyst. East China Sea  245-268 (2010).
-Sengco MR & Anderson D.  Controlling harmful algal blooms through clay flocculation.  J. Eukaryot. Microbiol. 51: 169-172 (2004).

El alga tóxica del 76

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Semanario Mundo, 11-XII-1976.
Vuelve al ataque la «pulga de mar»…
Nueve días después de las primeras intoxicaciones (26-X-76), la Jefatura Provincial de Sanidad de Pontevedra recogió muestras de plancton en Bueu y la ría de Vigo. Las enviaron fijadas en Lugol al Instituto de Investigaciones Pesqueras (Barcelona, hoy ICM-CSIC). Allí las analizó Marta Estrada, quien elaboró un informe el 16 de diciembre del 76.

En este blog tenemos de todo (y si no, se «soborna» a quien lo tenga a cambio de una cerveza), así que aquí os enseño parte del informe de Marta: los contajes de dinoflagelados.

Los contajes son número de células por cada 50 mL de agua de mar.

En su informe Marta subrayaba el dominio de un dinoflagelado formador de cadenas. Pero en las muestras había sobre todo diatomeas, lo cual sugería que las condiciones en el mar ya no eran las mismas que habían originado la marea roja tóxica.

Gymnodinium catenatum,
en vivo al microscopio óptico.

Aquel dinoflagelado formador de cadenas era la misteriosa alga tóxica de 1976. ¿Pero de qué especie se trataba?

Nunca se había descrito en aguas españolas y para colaborar en su identificación se enviaron muestras al taxónomo alemán Malte Elbrächter (actualmente en el Alfred Wegener Institute (AWI) de Bremerhaven).

Elbrächter sugirió el nombre de la especie a partir de su parecido con  un dinoflagelado causante de intoxicaciones en Mazatlán (Golfo de California, México): Gymnodinium catenatum. Tiempo después, en 1984, un trabajo liderado por la propia Marta Estrada confirmó la identificación de dicha especie en las Rías Baixas a partir de muestras recogidas en 1981 (Estrada y col. 1984).
Así que de Gonyaulax nada de nada…!! en los contajes de plancton podemos ver que aparecieron solo 2 células, señaladas con un círculo.
Gymnodinium catenatum
fijado con Lugol.
Gymnodinium catenatum es un dinoflagelado desnudo fotosintético. Puede formar cadenas de hasta 50 individuos y las células alcanzan unas 40 micras de diámetro (milésimas de milímetro).
Para traducir su tamaño a algo más cotidiano…¿verdad que parecen garbanzos? pues cada célula es un garbanzo a escala 1:300 aproximadamente…
Un aspecto sorprendente de Gymnodinium catenatum es la gran velocidad con la que nada. Fraga (1989) calculó una velocidad de hasta 1,5 metros/hora para una cadena de 8 células a 23ºC. Y cuanto más largas sean las cadenas, más rápido se mueven…!!
Como prueba, este vídeo de un cultivo de G. catenatum aislado en Baiona (Ría de Vigo).

¿Por qué se produjo la proliferación de G. catenatum en otoño de 1976?
La actividad humana siempre es sospechosa de aportar su «granito de arena», pero es la propia naturaleza de la costa y rías gallegas la que gobierna el crecimiento y cambios estacionales del fitoplancton. Esto se conoce desde los años 50′, gracias a los estudios de oceanografía y ecología de Fernando Fraga y Ramón Margalef, entre otros…
Autor: Bruno Boa de Jesús.
Paisaje desde el C.O. de Vigo

Las rías forman parte de un sistema de afloramiento que llega hasta el noroeste de Africa. Entre abril y septiembre predominan vientos del norte que traen cielos claros e impulsan el afloramiento de agua profunda fría y rica en nutrientes hacia el interior de las rías.

El afloramiento estimula el crecimiento de diatomeas, los mejillones engordan en las bateas y todo esto tiene un impacto económico de valor incalculable.

El afloramiento también produce nieblas marítimas en el verano, ya que al ascender las aguas frías y entrar en contacto con el aire caliente, lo enfrían y saturan de humedad…
Refrescan el ambiente pero en el Centro Oceanográfico de Vigo las sufrimos «en silencio» porque encienden en pleno agosto las atronadoras señales acústicas del RadioFaro de Canido…!!

De octubre a marzo dominan los vientos de componente sur, que arrastran aguas superficiales desde el océano al interior de las rías.

La transición entre ambos períodos (marzo-abril y septiembre-octubre) produce inestabilidad en el mar y proliferaciones de fitoplancton. En la transición al final del verano los dinoflagelados cobran ventaja: migran verticalmente para ir hacia la luz durante el día y hacia aguas profundas en busca de nutrientes durante la noche. Sin embargo, las diatomeas, que en primavera y verano son las «reinas de las rías«, sedimentan mucho más rápido y disminuye su abundancia al cesar el afloramiento.

En este gráfico podemos ver el indice de afloramiento en el mes de septiembre de 1976. Las barras positivas indican afloramiento (favorable a las diatomeas), y las negativas hundimiento (dinoflagelados)…
En el gráfico pongo las condiciones meteorológicas descritas en el boletín del Servicio Meteorológico Nacional de 1976 (Ministerio del Aire). La alternancia de lluvias y altas temperaturas en septiembre es una buena receta para estabilizar y calentar las rías…
En verano: viento NE y afloramiento.
En invierno: viento SO y hundimiento.
Pitcher y col. (2010)
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079661110000133

Lo importante es el hundimiento a finales de septiembre porque introduce aguas cálidas desde el océano y el sur, «inoculando» poblaciones oceánicas en las rías. Así llegan dinoflagelados como Gymnodinium catenatum. Proliferan «al calor» de las rías, los mejillones filtran esta «sopa tóxica» y a mediados de octubre del 76′ empiezan las intoxicaciones.

Todo esto queda resumido en esta imagen de satélite. En verano vemos la costa «azul», debido al agua fría aflorada. Mientras, en invierno, el hundimiento desplaza el agua cálida de la plataforma costera hacia las rías. Lo que sí trajo de bueno la marea tóxica de G. catenatum de 1976 fue la creación de la red de vigilancia de mareas rojas en Galicia, en enero de 1977.
Portada de La Voz de Galicia (13-I-1982), con Ana Miranda
y Santi Fraga en primer plano, en el muestreo de la joven red
de vigilancia de mareas rojas del IEO.
Los comienzos fueron difíciles y los medios precarios.
Primero el IEO, y luego la Xunta de Galicia a partir de 1992 (Centro de Control do Medio Mariño, hoy INTECMAR, Vilaxoán) han sido los responsables de monitorear la oceanografía, el fitoplancton tóxico y las biotoxinas en Galicia. En esto tampoco valen recortes si lo que queremos es evitar que se repitan intoxicaciones como las de aquel «annus horribilis» de 1976.

Agradecimientos: Nuevamente a Santi Fraga por el material documental de la época para poder escribir esta entrada. *NOTA de 2026: agradecimientos a Yolanda Pazos que en el congreso REDIBAL de 2026 recordó que Elbrächter no había confirmado (como escribí en la entrada original) sino sugerido la identificación de G. catenatum (tal como indican Estrada y col. 1984). No citó este blog estando yo mismo presente pero me di por aludido ya que habló de «falsedades que circulan en redes de divulgación». Juzguen ustedes mismos…

Referencias:

-Estrada M. Informe sobre la composición del fitoplancton en las muestras de las rías de Vigo y Bueu remitidas por la Jefatura Provincial de Sanidad de Pontevedra. Manuscrito no publicado.
-Estrada M. y col. Gymnodinium catenatum (Graham) en las rías gallegas (NO de España). Inv. Pesq. 48:31-40 (1984).
-Fraga S. y col. Influence of upwelling relaxation on dinoflagellates and shellfish toxicity in Ria de Vigo, Spain. Est. Coast Shelf Sci. 27:349-361 (1988).
-Fraga S. y col. Chain-forming dinoflagellates: an adaptation to red tides. Red Tides: biology, environmental science and toxicology. Elsevier (1989).
-Lorenzo LM y col. Across-shelf variability of phytoplankton composition, photosynthetic parameters and primary production in the NW Iberian upwelling system. J. Mar. Sys. 54:157-173 (2005).
-Varela M. Upwelling and phytoplankton ecology in Galician (NW Spain) rías and shelf waters. Bol. Inst. Esp. Oceanogr. 8:57-74 (1992).