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Kill Fish

Aquellos de ustedes lo suficientemente afortunados para tener aún sus vidas ¡Llévenlas consigo!

Kill Bill (2003)

La industria del salmón en Noruega es un exitazo global: el «Inditex» de la acuicultura, primer productor del mundo con exportaciones a más de 150 países. Uno de sus principales clientes es España, que importó en el primer trimestre de 2022 nada menos que 24.112 toneladas. Esas cifras convierten al salmón en el segundo pescado más consumido en nuestro país, después de «Doña Merluza» (Statista). A mí también me chifla pero (¡oh! deformación profesional) siempre me acuerdo de las microalgas que amenazan su supervivencia.

Así que voy a sacar número en la pescadería y mientras me llega el turno os contaré una historia. Empiezo por el final…

Jaulas de salmón en Velfjorden (Brønnøy, Noruega). Autor: Thomas Bjørkan. Fuente: Wikimedia commons

En 2019 ocurrió la proliferación más letal de fitoplancton registrada en Noruega (¡y norte de Europa en general!).

Más de 8 millones de salmones muertos entre mayo y junio (14.500 toneladas; 300 millones US$) en el área de Lofoten y al norte, cerca de Tromsø. No era la primera vez que un bloom azotaba a la salmonicultura pero sí la peor. La responsable fue Chrysochromulina leadbeateri, una minúscula microalga (3-8 micras) del grupo de las haptofitas. Su fama le precede y como si fuera Othar (el caballo de Atila), allí por donde pasa no queda un salmón vivo…

Estas proliferaciones ictiotóxicas son esporádicas e impredecibles. Su naturaleza es diferente a las de dinoflagelados y diatomeas que generalmente, en Europa, suelen contaminar al marisco sin daños a otros seres vivos. Pero en el caso de Norteuropa (por analogía con Norteamérica ¿no?) las haptofitas ictiotóxicas son el peligro nº1 para la piscicultura.

La serie de catastróficas desdichas comenzó en primavera de 1988 con un bloom de Prymnesium polylepis (por aquel entonces Chrysochromulina polylepis), que dañó a poblaciones salvajes de bacalao, salmón y la salmonicultura. Y no solo murieron peces sino todo bicho viviente hasta 20 metros de profundidad: moluscos, equinodermos, ascidias, cnidarios, esponjas, incluso algas rojas sufrieron sus consecuencias. Apenas se salvaron mejillones, balanos y algunos moluscos menos expuestos…

Portada de Newsweek (agosto 1988) con peces muertos durante el bloom de P. polylepis (Fuente: EBay).

En total P. polylepis «se cargó» a 900 toneladas de salmón entre Noruega y Suecia. El bloom registró abundancias brutales (50-100 millones de céls/L), pero curiosamente no coloreó el mar. La explicación a que no hubiese mareas rojas es sencilla: C. leadbeateri estaba bajo la superficie, concentrada a varios metros de profundidad en una capa fina cerca de la picnoclina. Los efectos de aquel bloom solo tuvieron una consecuencia buena: la puesta en marcha del sistema de monitoreo de microalgas en Noruega.

Las condiciones que permitieron la proliferación de 1988 fueron una situación de calma inhabitual en el régimen de vientos + una fuerte estratificación en la capa superficial (debida a una mayor temperatura y baja salinidad por fuertes descargas de aguas continentales) + nutrientes elevados + el aumento estacional de luz y pocos predadores en el plancton. En el año 2000, un trabajo de Gjøsæter y col. repasó los daños y secuelas de aquella proliferación preguntándose lo siguiente: «HAS ANYTHING LIKE THIS HAPPENED BEFORE and IS IT LIKELY TO HAPPEN AGAIN

Y su respuesta fue: «, PERO ERAN MENORES, SIN DAÑOS OBSERVABLES y EL MEDIO NATURAL POSIBLEMENTE FAVORECERÁ BLOOMS EN EL FUTURO».

La situación a finales del s.XX era preocupante. En la década de los 90′, haptofitas ictiotóxicas como Prymnesium parvum y Chrysochromulina leadbeateri ocasionaron nuevas pérdidas, obligando a trasladar jaulas a otras áreas (o incluso profundidades) para minimizar daños. Las perspectivas no eran halagüeñas pero la realidad fue otra: se calmó la bestia y en el siglo XXI apenas hubo proliferaciones, siempre modestas y sin consecuencias.

La de 2019 batió todos los récords. La hipótesis más probable apunta a que se produjeron múltiples proliferaciones de C. leadbeateri en diferentes fiordos.

Área afectada por los blooms de C. leadbeateri en 2019. Fuente: HAN.

Los daños fueron históricos como comenté antes. Pero el crecimiento de la salmonicultura en Noruega en las últimas décadas también ha sido enorme. De 170.000 toneladas de salmón en 1990 se ha pasado a casi 1,5 millones en 2021. Así que es probable que el mayor impacto del bloom en 2019 se deba sobre todo al aumento de granjas y no a una expansión geográfica real de C. leadbeateri. Además, a diferencia de 1988, en 2019 no se observaron muertes en poblaciones de peces salvajes. Estos tienen la ventaja de poder escapar de las toxinas nadando a mayor profundidad…no como sus pobres congéneres enjaulados.

Chrysochromulina leadbeateri: (A-B) microscopio óptico, (D) SEM y (C) TEM. (E-F) TEM de las escamas exteriores (20.000 aumentos). Fuente: John y col. (2022).

Las concentraciones máximas de C. leadbeateri fueron menores a las de P. polylepis en 1988 (20-30 millones de céls/L). Pero tanto da…apenas 1-2 millones de céls/L bastan para alterar el comportamiento de los peces. Y las concentraciones superiores a 2–3 millones de céls/L resultaron letales según observaciones en aquellos días. De hecho, en las granjas afectadas hubo un breve periodo de movimiento anómalo de los salmones seguido de una brusca mortalidad. Literalmente lo describieron como una «lluvia de peces muertos«.

Cajas con salmones muertos por el bloom de C. leadbeateri en 2019. Pertenecían a la empresa Northern Lights Salmon, en Sør-Troms. Autor: Northern Light Salmon. Fuente: HAN.

Existen muchas incógnitas sobre estas proliferaciones ictiotóxicas. Para empezar no hay una explicación sobre los mecanismos que provocan la mortalidad y la naturaleza de las ictiotoxinas de C. leadbeateri. En organismos similares como P. polylepis se ha demostrado que son inespecíficas y que además de dañar a peces e invertebrados también inhiben la actividad del plancton: desde bacterias hasta potenciales predadores (ciliados, copépodos) y microalgas.

Los efectos de dicha toxicidad confieren una ventaja competitiva que favorecería el desarrollo de blooms monoespecíficos. Del mismo modo, en el caso de P. polylepis, tampoco se conoce la estructura de sus toxinas (aunque se cree que son lípidos y/o ácidos grasos con actividad hemolítica).

¿Cuál será la evolución de estos blooms en el futuro? Pues pinta regular. Las tendencias climáticas en la región predicen aumento de lluvias y temperaturas en verano. Esto favorecería las condiciones de estratificación y nutrientes que han estimulado las proliferaciones de haptofitas ictiotóxicas en el pasado. Dichos organismos pueden desplazarse gracias a sus flagelos en una columna de agua estratificada, dominando así sobre otros componentes del plancton de mayor tamaño y escasa movilidad como las diatomeas. Así pues, este clima «más amable» aumentaría el riesgo de condiciones favorables para el desarrollo de estos blooms, y la posibilidad de que se extiendan a zonas subárticas y árticas en las próximas décadas.

Esta última frase enlaza con el tema de la próxima entrada, en la que…Por fin, ¡mi número! un par de lomos de salmón, bien coloraos si puede ser, por favor, jajaja

Referencias:

  • Gjøsæter J. y col. A long-term perspective on the Chrysochromulina bloom on the Norwegian Skagerrak coast 1988: a catastrophe or an innocent incident? Mar. Ecol. Prog. Ser. 207: 201–218 (2000).
  • John U. y col. A comparative approach to study inhibition of grazing and lipid composition of a toxic and non-toxic clone of Chrysochromulina polylepis (Prymnesiophyceae). Harmful Algae 1:45-57 (2002).
  • John U. y col. Spatial and biological oceanographic insights into the massive fish-killing bloom of the haptophyte Chrysochromulina leadbeateri in northern Norway. Harmful Algae 118:102287 (2022).
  • Samdal I.A. & Edvardsen B. Massive salmon mortalities during a Chrysochromulina leadbeateri bloom in Northern Norway. Harmful Algal News 64:4-5 (2020).
  • Fuentes web: The Health Situation in Norwegian Aquaculture 2019. Norwegian Veterinary Institute report series nr 5b/2020. Enlace: https://www.vetinst.no/

 

 

 

Alfombra roja

Imagen de portada: furnitureworld

Como celebrities que son, las microalgas pueden llegar en una alfombra roja. Lo de alfombra es por las capas finas (desde centímetros hasta ∼3 metros de espesor). Y lo de roja porque suelen dominar organismos de la línea evolutiva roja como diatomeas o dinoflagelados, entre otros.

¿Quieren saber dónde y cómo se forman? Pues lean sin prisas (1x) para no perderse nada y recordar este día para siempre jamás. Ah, y tengan un chicle a mano.

¡El fitoplancton no es una nube homogénea de células!

Sus poblaciones se distribuyen de forma heterogénea –que no al azar– debido a factores que regulan el crecimiento y pérdidas (por dispersión o muerte) como el movimiento del agua, nutrientes, salinidad, temperatura, luz, predadores, etc.

Las microalgas se localizan en la capa superior iluminada donde es posible la fotosíntesis, formando agregados aquí y allá, en superficie o a decenas de metros de profundidad.

Las capas finas de fitoplancton son un tipo de agregados, generalmente en zonas costeras aunque también en el océano.

Su permanencia y extensión son muy variables: desde horas a semanas y abarcan unos pocos kilómetros ¡o centenares! (p.ej. entre el Mar del Norte y el Báltico).

Las capas finas se distinguen de los máximos de clorofila profundos en que estos pueden alcanzar decenas de metros de espesor y los cambios en la concentración de fitoplancton no son tan bruscos como en ellas.

Formación de capas finas en respuesta a perfiles verticales de velocidad y cizallamiento en el océano. Fuente: Fig. 2 en Basterretxea y col. (2020).

Suelen asociarse a gradientes de densidad (estratificación por temperatura o salinidad) y de cizalla vertical. Este palabro lo explicaré con un chicle.

El chicle (de clorofila por supuesto y mascado para que estire mejor) será el fitoplancton, y sus manos la velocidad del agua. Sujétenlo por los extremos con ambas manos en posición vertical. Opcional >> piensen en el rumor del mar para meterse en el papel.

Ahora, con la mano de arriba, estiren el chicle hacia un lado (pero sujétenlo firme por abajo). Algo así es la cizalla vertical: un gradiente de velocidades (rápidas en superficie y lentas en profundidad) a resultas del cual puede formarse una capa fina. En la figura siguiente lo denominan Straining (a).

En ella se ilustran varios mecanismos físicos y biológicos para explicar la observación de capas finas en el medio natural.

Mecanismos propuestos para la formación de capas finas. Fuente: Fig. 2 de Durham y col. (2012).

Veamos. Tanto diatomeas como dinoflagelados pueden migrar en la columna de agua, pero estos últimos propulsan además sus células mediante flagelos.

Gracias a ello pueden desplazarse a profundidades con niveles adecuados de nutrientes produciendo capas finas si todos se dirigen hacia allí (b). Una consecuencia curiosa de estas migraciones es que la cizalla vertical de la que hablamos puede representar una trampa.

Las células se orientan en sus migraciones día/noche según la gravedad. Si el movimiento horizontal es demasiado intenso este las desviará y su trayectoria entrará en bucle. Han caído en una trampa girotáctica (d) que también puede contribuir a formar capas finas.

Otras posibilidades son un crecimiento in situ muy intenso (e), acumulación en zonas donde la flotabilidad de las células es neutra (c), así como intrusiones de masas de agua con máximos de fitoplancton (f).

Autor: A, B (F. Rodríguez), C (Bente Edvardsen: UIO).

La acumulación de fitoplancton en capas finas tiene implicaciones importantes para el ecosistema.

Suponen una despensa llena que atrae al resto de la cadena trófica (copépodos, zooplancton gelatinoso y peces), aunque en algunos casos el zooplancton parece «evitarlas» cuando las forman especies tóxicas.

Y con las especies tóxicas ya se imaginarán el problema. Los máximos de capas finas pueden pasar desapercibidos en muestreos de monitoreo de fitoplancton nocivo y desencadenar episodios tóxicos inesperados.

En las capas finas podemos encontrar especies potencialmente tóxicas de diatomeas (género Pseudo-nitzschia), dinoflagelados (Dinophysis, Prorocentrum, Alexandrium, etc) o haptofíceas (Chrysochromulina, Prymnesium).

Una de las alfombras rojas más tristemente famosa fue la de Prymnesium polylepis en 1988 en Noruega y Suecia (estrechos de Skagerrak y Kattegat), que arrasó a los juveniles de bacalao de la región, 900 toneladas de pescado de piscicultura y poblaciones bentónicas (excepto mejillones).

Salmones muertos tras el bloom de C. leadbeateri en 2019. Autor: Northern Light Salmon. Fuente: salmonbusiness

En 2019 -esta vez Chrysochromulina leadbeateri-, batió todos los récords con pérdidas de 80 millones de euros y 13.000 toneladas de peces muertos en Noruega.

El estudio de las capas finas se intensificó a partir de los 90′ gracias al desarrollo de tecnologías para muestreos verticales de alta resolución, tanto en Europa como en EEUU.

En el caso de las rías gallegas, los primeros trabajos se realizaron gracias a los instrumentos desarrollados por el grupo de Patrick Gentien (IFREMER, Brest), utilizados en la tesis doctoral de Lourdes Velo Suárez (2009) en el IEO de Vigo (asociada al proyecto europeo HABIT).

En aquella tesis (y publicaciones asociadas) se describieron capas finas en la Ría de Pontevedra -principalmente de Pseudo-nitzschia– en la interfase (picnoclina, ∼10 m de profundidad), entre aguas superficiales cálidas y masas de agua afloradas frías y ricas en nutrientes.

Capas finas de Pseudo-nitzschia en la Ría de Pontevedra (3 junio 2005). (A–E) Temperatura (rojo) y salinidad (azul); (F–J) densidad (negro) y clorofila a (verde). Fuente: Fig. II.9, Velo-Suárez y col. (2008).

Capas finas asociadas, por cierto, con estabilidad y máximos de cizalla vertical.

En la actualidad el proyecto REMEDIOS (con 2 subproyectos de física y plancton liderados por UdV (B. Mouriño) e IEO (E. Nogueira)) aborda los procesos de mezcla en las Rías y su papel en el inicio, mantenimiento y declive de las proliferaciones de fitoplancton.

RolE of Mixing on phytoplankton bloom initiation, maintEnance and DIssipatiOn in the galician ríaS. Fuente: remedios.com

Entre sus objetivos se incluye el estudio de capas finas de fitoplancton: frecuencia, distribución espacial y mecanismos responsables de su formación.

En un trabajo final de máster asociado a dicho proyecto, Esperanza Broullón Mandado (2018) ya anticipó resultados sobre capas finas de Pseudo-nitzschia y Dinophysis en las Rías de Vigo y Pontevedra.

Entender cómo se forman y la relación entre capas finas y proliferaciones tóxicas –gracias a proyectos como REMEDIOS tiene un enorme interés de cara a la gestión y mitigación del impacto socioeconómico de dichos episodios en el sector acuícola.

Referencias:

  • Basterretxea G. y col. Phytoplankton orientation in a turbulent ocean: a microscale perspective. Front. Mar. Sci. 7:185 (2020).
  • Broullón E. Relación entre capas finas y densidad de fitoplancton tóxico en las Rías de Pontevedra y Vigo. Trabajo Final de Máster (UC). pp. 30 (2018).
  • Durham W.M. & Stocker R. Thin phytoplankton layers: characteristics, mechanisms and consequences. Annu. Rev. Mar. Sci. 4:177–207 (2012).
  • Gjøsaeter J. y col. A long-term perspective on the Chrysochromulina bloom on the Norwegian Skagerrak coast 1988: a catastrophe or an innocent incident? Mar. Ecol. Prog. Ser. 207:201-218 (2000).
  • Ryan J.P. y col. Phytoplankton thin layers caused by shear in frontal zones of a coastal upwelling system. Mar. Ecol. Prog. Ser. 354:21-34 (2008).
  • Velo-Suárez L. Proliferaciones de fitoplancton tóxico en capas finas. Tesis Doctoral (UdV). pp. 202 (2009).
  • Velo-Suárez L. y col. Thin layers of Pseudo-nitzschia spp. and the fate of Dinophysis acuminata during an upwelling-downwelling cycle in a Galician Ría. Limnol. Oceanogr. 53:1816-1834 (2008).