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El pintor del Callao

Imagen de portada: Muelle de pescadores en el Callao [Autor: Juan Manuel Ugarte Eléspuru. Fuente: Google Arts & Culture]

Todos los patrones temen al “pintor del Callao”. Su pincel es la brisa y sus pigmentos están en el aire. Viene y va sin previo aviso, completando su trabajo normalmente durante la noche […] el Callao es el único lugar del mundo donde un barco puede pintarse por dentro y por fuera en una sola noche.

[Trad. del original: The capitals of Spanish America, W.E. Curtis, 1888]

El 29 de marzo nos manifestamos delante del Palacio de la Moncloa unos 120 investigadores de Organismos Públicos de Investigación (OPI) en nombre de la plataforma 5Sy6S.

Marina Albentosa (IEO Murcia), portavoz de 5Sy6S, leyendo la carta que entregamos al presidente Pedro Sánchez reclamando el cumplimiento de la Ley de la Ciencia para la homologación de retribuciones en la escala científica (Madrid, 29-III-2019).

Dicha plataforma, integrada por más de 500 investigadores de un colectivo superior a 800, reclama la homologación de retribuciones en la escala científica para todos los OPI.

Nos llamamos igual, hacemos el mismo trabajo, pero el Gobierno de España incumple la Ley de la Ciencia (aprobada en 2011 por el PSOE), según la cual desde 2014 la escala científica de los OPI tendría los mismos niveles en todas las instituciones y sistemas de evaluación de la productividad, en concreto los del CSIC.

Pero estamos en 2019 (con sentencia favorable del Tribunal Supremo desde 2018), y seguimos discriminados respecto a nuestros colegas del CSIC y Universidades. En el camino se han jubilado muchos compañeros y los derechos adquiridos desde 2014 permanecen en el limbo.

The “Callao Painter” is a highly distinctive, marine phenomenon and mystery. Someday, the scientific reason or reasons for the “Callao Painter” will become known.

[The Callao Painter, E.G. Mears, 1943]

En este mes de abril hay posibilidades de que se apruebe el Real Decreto que reconocerá la homologación, aunque solo desde 2018. Nuestra movilización pretendía llamar la atención al gobierno, con una carta dirigida al presidente, para que solucione este asunto antes de las elecciones generales.

Pues bien, durante el viaje en coche a Madrid charlamos de muchos temas incluyendo (como no!) al fitoplancton. Es lo que tiene juntar a varios investigadores: Paula Sánchez Marín, Santiago Fraga (ya jubilado), y yo, del IEO de Vigo.

Hablaba con Santi de una noticia que acababa de leer sin recordar todos los detalles: una mortandad masiva de moluscos bivalvos en una bahía del Perú por asfixia tras una proliferación del dinoflagelado Akashiwo sanguinea. Y al hilo de esto me comentó la historia de “el pintor del Callao” que protagoniza la entrada de hoy.

Un curioso fenómeno marino […] era el conocido como “el pintor del Callao“. Sus efectos eran dobles: surgía siempre asociado a un olor nauseabundo, y en los barcos la pintura blanca, en cualquier parte de la nave en contacto con el mar, se teñía de color chocolate. A veces también se coloreaba el agua […] los cuerpos de miríadas de peces parecidos a sardinas aparecían flotando en la superficie. No existía una explicación satisfactoria al fenómeno. Darwin ni siquiera lo menciona.

[Trad. del original: The life of Sir Albert Hastings Markham (1927)].

Circulación oceánica en el ecosistema de afloramiento del Perú. La corriente costera del Perú (PCC o corriente de Humboldt) es impulsada por los vientos alisios dominantes responsables del afloramiento. Fuente: Penven y col. (2005).

La explicación a “The Callao Painter” o simplemente “El Pintor(Raimondi, 1891), está en el ecosistema del afloramiento del Perú, una de las regiones más fértiles del océano gracias también al aporte de nutrientes de la corriente submarina de Perú-Chile (PCUC, que discurre hacia el sur entre 50-400 m. de profundidad).

La productividad primaria en el afloramiento del Perú alcanza 1000 mg carbono m-² s-¹: el triple que la corriente sudafricana de Benguela y 10 veces más que las Rías gallegas.

Por este motivo Perú y Chile concentran una de las áreas de pesca más importantes con un 20% de las capturas mundiales, principalmente sardinas, anchoas y caballas.

Pero esta elevada productividad primaria conlleva otros efectos: la sedimentación de enormes cantidades de fitoplancton deposita fangos ricos en diatomeas y su degradación ocasiona zonas de mínimos de oxígeno en el sedimento.

La descomposición de dicha materia orgánica en condiciones de anoxia favorece la producción de sulfuro de hidrógeno (gas sulfhídrico: H2S) por la actividad de bacterias sulfato-reductoras.

A comienzos del s.XX algunas teorías achacaban el gas sulfhídrico a la actividad volcánica submarina, o bien a que los peces morían por enfermedad y que su descomposición ocasionaba el olor pestilente. Pero ya Ronald Currie cita en 1953 que las causas del “El pintor” se relacionan con dos fenómenos distintos: “El Niño” y la producción de gas sulfhídrico en el sedimento (análogo a las erupciones de azufre en las costas de Namibia afectadas por el afloramiento de Benguela).

Paisaje del puerto del Callao (Perú). Fuente: imagenesmy.com

Las plumas sulfurosas son visibles desde satélite, enturbian el agua de tonos turquesa/lechosos (debido a la formación de azufre coloidal por oxidación del H2S) y le proporcionan un olor nauseabundo…como de huevos podridos.

La aparición de H2S en superficie se asocia con erupciones espontáneas de metano (cargadas de gas sulfhídrico desde el sedimento) o con un flujo uniforme desde aquel, favorecidos por el ascenso de aguas profundas por el afloramiento.

Bloom de fitoplancton en la costa del Perú. Fuente: EarthObservatory, NASA.

La anoxia en el fondo y las plumas de sulfuro que ascienden en la columna de agua son responsables de la muerte de organismos bentónicos y peces en el Perú (igual que en Namibia).

Ello no quita que otro fenómeno natural como “El Niño” se asocie también con episodios de mortandades masivas de fauna marina (y liberación de gas sulfhídrico), descritos como “El pintor“.

Porque la invasión de aguas cálidas en la costa durante el fenómeno de “El Niño” también provoca la muerte y descomposición de miles de cadáveres de aves, mamíferos marinos y peces.

Las emanaciones sulfurosas asociadas a dichas muertes anticipan a menudo la aparición de mareas rojas (Sánchez & Delgado, 1996). 

Así pues, en las muertes de fauna marina y los efectos posteriores identificados como “El pintor” convergen dos asuntos relacionados con el ecosistema del afloramiento del Perú. Y ambos dependen de ciclos naturales opuestos porque las plumas de gas sulfhídrico no están coligadas con “El Niño”, sino todo lo contrario.

Vista de satélite (MODIS-Terra) de las plumas sulfurosas en las costas del Callao y Pisco. Fuente: (Ohde, 2018).

Thomas Ohde (2018) enfrentó imágenes de satélite del Callao (y más al sur, en Pisco), con datos de la Oscilación del Sur (cuya fase cálida se conoce como “El Niño”, en contraste con la fase fría de “La Niña”).

Durante “El Niño” se debilitan los vientos alisios que impulsan el afloramiento y sube la temperatura superficial del océano, mientras que con “La Niña” el afloramiento se intensifica. Entre ambos extremos suceden fases neutras.

Pues bien, Ohde concluyó que “La Niña” y las fases neutras entre 2001-2012 fueron responsables de niveles más bajos de oxígeno y de la intensificación de las plumas de azufre, mientras que durante “El Niño” éstas desaparecían tanto de las costas del Callao como más al sur, en Pisco.

Ejemplos de especies responsables de mareas rojas en la costa peruana: a) Olisthodiscus luteus, b) Gymnodinium splendens, c) Tripos (=Ceratium) furca, d) Prorocentrum micans, e) Prorocentrum gracile, f) Protoperidinium mendiolae, g) A. peruvianum, h) M. rubrum, i) Noctiluca scintillans. Fuente: Sánchez y Delgado (1996).

En el Perú, las mareas rojas son un fenómeno natural conocido desde antiguo y a ambos fenómenos (“El pintor” y las mareas rojas) se les conoce localmente como aguaje.

Sánchez & Delgado citan en su trabajo de 1996 que las primeras observaciones de mareas rojas se debieron precisamente a los estudios que buscaban explicar el fenómeno de El pintor…y que las especies formadoras de mareas rojas en Perú no suelen ser tóxicas.

Entre otras citan a los dinoflagelados Alexandrium peruvianum y Prorocentrum micans, rafidofíceas (Olisthodiscus luteus), el ciliado Mesodinium rubrum, silicoflagelados y diatomeas.

Ya en el siglo XXI en el litoral peruano se han descrito mareas rojas de especies tóxicas como Alexandrium minutum (Baylón y col. 2015).

Asimismo, desde 2003, se han registrado mareas rojas de otro dinoflagelado: Akashiwo sanguinea (Akashiwo significa marea roja en japonés), que ya ocasionaba proliferaciones en las costas este y oeste de Norteamérica.

Akashiwo sanguinea (izda), Gavia pacifica muerta y manchada con espuma de A. sanguinea (centro) y un león marino nadando en una marea roja de A. sanguinea. Fuente: A primer on California marine harmful algal blooms (Mc Garaghan y col.)

Se trata de un organismo no tóxico aunque nocivo porque puede provocar el taponamiento de branquias y muerte tanto de peces como de bivalvos y aves marinas (porque la espuma de sus proliferaciones perjudica a la impermeabilidad del plumaje), y también por anoxia en el fondo tras la descomposición de los blooms.

Y dicha causa, la anoxia, fue precisamente la que provocó la muerte de bivalvos que recordé durante el viaje a Madrid y que dio pie a esta entrada.

En concreto se trató de una mortandad masiva de conchas de abanico (Argopecten purpuratus) y varazones de peces (rayas, pámpanos, lenguados, etc) asociadas a una marea roja de Akashiwo sanguinea en la bahía de Sechura en marzo de 2019, según un reciente informe del Instituto del Mar del Perú (IMARPE).

Imágenes de la bahía de Sechura, con los peces y conchas de abanico muertos tras la proliferación de Akashiwo sanguinea. Fuente: IMARPE.

Este suceso no es novedoso y repite otro similar acaecido en 2015-2016, con mareas rojas de A. sanguinea en diferentes zonas del litoral peruano, responsables también de muertes de conchas de abanico en esta misma bahía y más al sur, en la de Paracas, cerca de Pisco (Sánchez y col. 2015).

También en Paracas, en el año 2000, se registraron muertes por anoxia de conchas de abanico, atribuidas a los efectos de una marea roja del dinoflagelado Prorocentrum micans y las descargas de materia orgánica procedente de efluentes de la industria pesquera.

Pero no todo va a ser negativo

A pesar de que en algunos casos resulte nocivo, el fitoplancton es la base de la cadena alimentaria de la cual dependen todos estos recursos marinos y, por ejemplo, la propia Akashiwo sanguinea fue identificada en los años 70′ (Lasker, 1975) como una presa importante para la supervivencia de las larvas de anchoa de California (Engraulix mordax).

Referencias:

-Baylón M. y col. Primer reporte del dinoflagelado potencialmente tóxico Alexandrium minutum Halim 1960 en el litoral peruano. Rev. Peru. biol. vol.22, nº1, Lima (2015).
-Bode A. y col. Phytoplankton biomass and production in shelf waters off NW Spain: spatial and seasonal variability in relation to upwelling. Hydrobiologia 341:225 -234 (1996).
-Cabello R. y col. Procesos naturales y antropogénicos asociados al evento de mortalidad de conchas de abanico ocurrido en la bahía de Paracas (Pisco, Perú) en junio del 2000. Rev. peru. biol. 9:94-110 (2002).
-Currie R. The Callao Painter. Weather 8:308–311 (1953).
-Lasker R. Field criteria for survival of anchovy larvae: the relation between inshore chlorophyll maximum layers and successful first feeding. Fish. Bull. NOAA 73:453-462 (1975).
-Mears E.G. The Callao Painter. Scientific Monthly 57:331–336 (1943).
-Ohde T. Coastal Sulfur Plumes off Peru During El Niño, La Niña, and Neutral Phases. Geophys. Res. Let., American Geophysical Union 45:7075-7083 (2018).
-Ohde T. & Dadou I. Seasonal and annual variability of coastal sulphur plumes in the northern Benguela upwelling system. PLoS ONE 13(2): e0192140. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0192140 (2018).
-Penven P. y col. Average circulation, seasonal cycle, and mesoscale dynamics of the Peru Current System: A modeling approach. J. Geophys. Res. 110:C10021, doi:10.1029/2005JC002945 (2002).
-Raimondi A. Fenómeno llamado “El Pintor”. Bol. Soc. Geogr. de Lima, Tomo I, Lima.
-Sánchez S. & Delgado E. Mareas rojas en el área del Callao (12ºS) 1980-1995. Inf. Prog. Inst. Mar Perú – Callao (mimeo). nº44:19-37 (1996).
-Sánchez S. y col. Floraciones algales en aguas costeras del mar peruano Paita-Ilo (Enero-Marzo 2015). Laboratorio de fitoplancton y producción primaria. IMARPE (2015).
-Web: IMARPE registra mortandad de concha de abanico Argopecten purpuratus y varazón de peces en bahía de Sechura. Disponible en IMARPE.

 

Un mar de espuma

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

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

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

 

Separador de albumina.
Fuente: reefcorner.com

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Referencias:

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