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Perlas microscópicas

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Imagen de portada: Lago Alchichica (México). Fuente: yosoypuebla.com

Es una perla
Nadie se fía
Es una perla
Una de mucho cuida’o

(La perla. Rosalía, 2026)

Uno de los temas más fascinantes sobre las microalgas es cómo obtuvieron la fotosíntesis. Hace 1600-2000 millones de años una célula eucariota «raptó» cianobacterias que luego integró como un orgánulo: los cloroplastos. Pero ¿qué cianobacterias eran? a pesar del conocimiento actual todavía persisten muchas incógnitas.

El registro fósil de los microorganismos es limitado y el primer eucariota fotosintético (¡o al menos el exitoso!) dió lugar a los cloroplastos primarios (archaeplastida) de algas rojas, verdes, plantas terrestres y glaucofíceas (un grupo de algas de agua dulce). Luego, sucesivas endosimbiosis entre eucariotas dieron lugar a los plástidos secundarios, terciarios y seguramente otros en diversos grupos como criptofíceas, haptofíceas y las líneas evolutivas de Alveolados y Estramenópilos (que incluyen a diatomeas y dinoflagelados, entre otras microalgas).

 

Árbol evolutivo de los seres eucariotas, destacando a los grupos fotosintéticos. Fuente: McGrath (2020).

En cuanto a su origen, los cloroplastos proceden de una cianobacteria tipo β (predominantes en agua dulce y estuarina) según las pistas del ADN obtenidas en >4000 genomas plastidiales. La única excepción conocida es la ameba de agua dulce Paulinella cromatophora, que va por libre con su cloroplasto «tipo α».

Pues bien. Hasta mediados de la década pasada se creía que el ancestro de los cloroplastos estaba relacionado con cianobacterias filamentosas -fijadoras de nitrógeno- como Nostoc y Anabaena.

Pero hoy en día tenemos otra candidata…

En la región mexicana de Los Llanos de Puebla se encuentra el «Archipiélago de los Axalapazcos»: seis lagos entre los cuales destaca el de Alchichica. Se trata de un lago cráter, formado al ascender el magma de un volcán e impactar con el manto freático generando vapor. Este, al acumularse, provocó una explosión y generó un inmenso cráter que se rellenó de agua entre hace 13,300 y 6,300 años. El lago o laguna de Alchichica alcanza una profundidad máxima de 60 m. Su temperatura promedio es de 15,5 ºC, con una salinidad de 13 (un tercio de la marina).

A estas características se añade un hecho especial: Alchichica tiene arrecifes!! en concreto trombolitos, estructuras de carbonato cálcico formadas por la precipitación al contactar el agua subterránea (menos mineralizada y rica en calcio) con la superficial (alcalina y carbonatada). Sobre ellas crecen microorganismos, principalmente cianobacterias, que construyen biopelículas y precipitan a su vez capas de carbonato de calcio y magnesio moldeando los trombolitos.

Podéis verlos en este vídeo…

Los trombolitos son un tipo de microbialitos (=depósitos organo-sedimentarios) entre los que se encuentran también los estromatolitos -la evidencia más antigua de vida sobre nuestro planeta-, producidos ambos por cianobacterias. En este blog ya citamos ejemplos fósiles, como los trombolitos del Everest, o «vivos», como los estromatolitos de Shark Bay en Australia.

Pues bien. A un grupo investigador de Francia y EEUU se le ocurrió mantener microbialitos del lago Alchichica en acuarios para estudiar sus comunidades microbianas. Y resultó que algunas cianobacterias empezaron a crecer en las paredes de los acuarios. Dominaban células en forma de bastón con un sorprendente citoplasma granuloso (Couradeu y col. 2018).

La precipitación de carbonato cálcico en cianobacterias es extracelular, pero esos gránulos resultaron ser precipitados amorfos de carbonato (similares a la benstonita, un carbonato que posee Ba, Ca, Mg y Sr), distintos a los extracelulares que forman los trombolitos. El primer caso de cianobacterias formadoras de carbonatos en su interior. Sí, –¡perlas microscópicas!-.

Aquellos investigadores supusieron que las podrían usar como lastre para su modo de vida bentónico tras dispersarse en el agua.

Célula de Gloeomargarita lithophora fotografiada mediante microscopía electrónica, con las perlas (partículas de carbonato) que acumula en su interior. Fuente: Benzerara y col. (2014).

En 2017 las describieron con el nombre de Gloeomargarita lithophora (que quiere decir «pegajosa», «perla» y «la que carga con piedras»; Moreira y col. 2017).

Varios estudios genéticos concluyen además que G. lithophora es la cianobacteria más próxima al antepasado de los cloroplastos. Esto ha llevado a proponer que las primeras microalgas bien pudieron desarrollarse en ambientes de agua dulce terrestre y no océanicos (Ponce-Toledo y col. 2017).

Para terminar, una curiosidad. Las perlas de G. lithophora incluyen estroncio (Sr). Su forma química en el medio acuático (Sr2+) es similar al Ca2+ y esto provoca que muchos organismos lo absorban en pequeñas cantidades como si fuese calcio. Sin embargo, el Sr no tiene ninguna función fisiológica conocida (exceptuando los esqueletos de los acantáridos, un grupo de protistas).

Esta capacidad convierte a G. lithophora en un posible agente de biorremediación natural para limpiar agua contaminada con Sr90 procedente de plantas nucleares. De hecho son muy eficaces retirando ese isótopo emisor de partículas β al que incorporan en sus perlas, capturando la radiactividad sin sufrir daños a corto plazo.

Gráfico resumen del estudio sobre biorremediación de radiactividad con G. lithophora. Fuente: Pamart y col. (2025).

Dedico esta entrada a mi compañera Patri Loures, técnica de laboratorio en nuestro grupo del IEO de Vigo.

Referencias:

  • Couradeau E., y col. An early-branching microbialite cyanobacterium forms intracellular carbonates. Science 336, 459–462 (2012).
  • McGrath C. Highlight: The Colorful History of Plastids, Genome Biol Evol. 12(7):991–992 (2020).
  • Moreira D., y col. Description of Gloeomargarita lithophora gen. nov., sp. nov., a thylakoid-bearing, basal-branching cyanobacterium with intracellular carbonates, and proposal for gloeomargaritales ord. nov. Int J Syst Evol Microbiol 67:653–658 (2017).
  • Pamart E. y col. Exploring the potential of Gloeomargarita lithophora for radionuclides bioremediation. J Hazard Mat. 492:138155 (2025).
  • Ponce-Toledo R.I., y col. An early-branching freshwater cyanobacterium at the origin of plastids. Curr Biol. 27:386–391 (2017).
  • Sibbald SJ, Archibald JM. Genomic Insights into Plastid Evolution. Genome Biol Evol. 12(7):978-990 (2020).

Cinco canciones de IZAL

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Imagen de portada: IZAL (fuente: El Correo)

En verano proliferan microalgas y festivales de música. Así que la entrada de hoy mezcla ambos asuntos en homenaje a un grupo que ya no encontraremos en ningún cartel: IZAL.

La banda liderada por Mikel Izal fue uno de los referentes del pop nacional de la última década. Llamadle pop o indie, lo cierto es que surfearon la ola levantada por grupos como Vetusta Morla o Love of Lesbian, construyendo su propio sonido y una carrera de éxito que interrumpieron en lo más alto.

Si queréis repasar su biografía musical os recomiendo este documental sonoro de Radio 3: «Izal: historia de una gran revolución».

IZAL publicó 5 álbumes de estudio entre 2012 y 2022. Los recorreré en orden cronológico, escogiendo una de mis canciones favoritas en cada uno de ellos, para contaros 5 historias.

En la portada de su primer álbum aparecía el mar recortado como dos rostros a punto de besarse…

  1. QUÉ BIEN («Magia y efectos especiales», 2012)

Qué bien que en mis pupilas siga entrando luz del sol…

Esto de las pupilas lo podrían decir algunas microalgas, en concreto dinoflagelados warnówidos que poseen un «oceloide» con estructuras análogas a una córnea, cristalino, iris y retina. Este fitoplancton tan raruno (de los géneros Erythropsidinium,Warnowia y Nematodinium), no se ha conseguido cultivar en el laboratorio.

Recientemente se ha descubierto que sus oceloides evolucionaron a partir de orgánulos preexistentes.

Así, la córnea consiste en una capa hecha de mitocondrias, la lente son vesículas apiladas y el cuerpo retiniano consta de plástidos interconectados. Dicho cuerpo es el núcleo central de una red de plástidos (como los que contienen peridinina), adquiridos mediante endosimbiosis con un alga roja.

Por tanto, estos dinoflagelados han modificado orgánulos como mitocondrias y plástidos con funciones metábolicas «clásicas» para construir un nuevo orgánulo más complejo. ¿Su función? los warnówidos son heterótrofos y se sospecha que los oceloides podrían facilitar la detección de presas, como otros dinoflagelados…

Precisamente nuestra colega del IEO de Vigo, María García Portela, trabajó con uno de estos dinoflagelados con oceloides, renombrándolo como Nematodinium parvum (García-Portela y col. 2023).

 

2. ASUNTOS DELICADOS («Agujeros de gusano», 2013)

Arrímate (arrímate)

Arrímate (arrímate)

La reproducción sexual de las microalgas es un asunto fascinante y aquí resumiré un estudio reciente sobre una especie planctónica que conocéis por sus mareas rojas y bioluminiscencia: Noctiluca scintillans.

Primero hay que recordar que las Noctilucas no son microalgas. Son heterótrofas, se alimentan de diversas presas del plancton y en su ciclo de vida alternan reproducción asexual (por fisión celular) y sexual («células madre» o gametocitos).

Lo que no se conocía eran los factores que llevan a las Noctilucas a «escoger» el sexo en lugar de dividirse sin más…

En otros dinoflagelados suelen ser cambios ambientales como la limitación por nutrientes, luz o temperatura. En Noctiluca, debido a la dificultad de mantener cultivos sanos en el laboratorio, no podíamos responder a esa cuestión.

Pues bien. Unos investigadores taiwaneses (Lee y col. 2021) tuvieron éxito cultivándolas y determinaron cuándo se transforman en gametocitos las células vegetativas de N. scintillans («trofontes», las responsables de las mareas rojas que tanto aparecen en este blog).

Sus conclusiones tienen lógica. Los «nutrientes» de Noctiluca son sus presas y han descubierto que cuando estas escasean, después de la proliferación masiva de trofontes, se desencadena la transformación en células sexuales capaces de liberar hasta 1024 gametos en apenas 20 horas.

Los gametocitos no flotan y a diferencia de los trofontes se hunden. Así que el final de los blooms de Noctiluca podría deberse entre otros factores (como la predación y dispersión por las corrientes) a que ellas mismas desaparecen al no encontrar presas suficientes y pasar al «modo sexual».

 

3. PEQUEÑA GRAN REVOLUCIÓN («Copacabana», 2015)

Bienvenida a casa
Pequeña gran revolución
Que con tus pasos marcas
Un nuevo rumbo en dirección…

Mi canción favorita de IZAL la asocio a un hecho crucial en la historia de la vida: «la gran oxidación». Hace 2.400 millones de años (m.a.) los niveles de oxígeno en la atmósfera aumentaron de forma brusca terminando con el efecto invernadero que provocaba la acumulación de metano.

La culpa la tuvo un invento de las cianobacterias: el fotosistema II, capaz de absorber la energía del sol oxidando el agua y liberando oxígeno como producto residual. Fue tan útil que lo copiarían las actuales microalgas y vegetales terrestres gracias a la endosimbiosis de sus ancestros con otras cianobacterias.

La gran oxidación supuso un enfriamiento del planeta y envenenó a las formas de vida que no podían tolerar esa subida de oxígeno que ocurrió en varias etapas. Tras un ascenso brusco («la gran oxidación») se produjo una estabilización del oxígeno hace 1.800 m.a., pero los océanos profundos continuaron anóxicos.

Fue hace 600-800 m.a. cuando volvió a aumentar llegando a los niveles actuales y oxigenando los océanos por completo. Los fotosistemas de las cianobacterias evolucionaron a partir de microorganismos fotosintéticos anaerobios pero la fotosíntesis y la respiración aerobias fueron una gran revolución y el primer paso hacia las formas de vida complejas.

No quedan burbujas de aire atrapadas de aquella época así que esto lo sabemos mediante restos geológicos y biológicos. Entre estos últimos se encuentran los estromatolitos (estructuras sedimentarias producidas por microorganismos como las cianobacterias) y biomarcadores que demuestran la existencia de oxígeno.

Las cianobacterias ya prosperaban antes de la gran oxidación y se han encontrado pruebas de incrementos previos puntuales (¡pequeños oasis!) de oxígeno. Pero se cree que fueron una serie de cambios ambientales y evolutivos (las formas multicelulares) los que desequilibraron la balanza a su favor, extendiendo su dominio y transformando para siempre nuestro planeta.

 

4. EL POZO («Autoterapia», 2018)

Y ahí afuera buscaremos al malo
Y los buenos nos tendrán que creer

Los mares son un pozo de dióxido de carbono y calor: absorben el 30% de las emisiones de CO2 y retienen el 90% del calor que estas generan. A la captura de ese CO2 contribuyen las praderas submarinas, manglares, arrecifes y microalgas.

La absorción del exceso de CO2 antropogénico tiene un coste en forma de acidificación de los océanos que puede afectar a la viabilidad de aquellas formas de vida que usan conchas y esqueletos de carbonato cálcico, como los invertebrados marinos.

Sin embargo, el potencial de los océanos para retener CO2 se podría aprovechar en nuestro favor para inyectar de forma intencionada este gas en las capas profundas. Allí podría permanecer retenido durante siglos contribuyendo a la reducción de este gas y sus efectos sobre el calentamiento global.

El propio IPCC publicó un informe acerca de esta estrategia en 2018. Pero el coste económico y sus consecuencias sobre las comunidades profundas, entre otros aspectos como las leyes y desarrollo de las tecnologías necesarias, plantean serios obstáculos a su puesta en marcha a gran escala.

Parece más razonable buscar otras vías, como la captura biológica de CO2 mediante p. ej. las microalgas, uno de los métodos más efectivos para este objetivo: fijan entre 10-50 veces más CO2 que las plantas terrestres y sus tasas de crecimiento son mucho más elevadas. Además, la biomasa que producen luego puede aprovecharse en aplicaciones alimentarias, cosméticas, farmacéuticas, biocombustibles, etc.

El obstáculo en este caso es cómo mantener cultivos masivos y rentables a escala industrial para que las microalgas lleguen a jugar un papel importante en las próximas décadas en la captura biológica de CO2.

 

5. FOTOGRAFIAS («Hogar», 2022)

Mientras dure todo esto, solo quiero ser sincero y no guardarme nada

Como seres visuales que somos, las imágenes son lo primero que suelen captar nuestra atención. En el caso de las microalgas, la belleza y diversidad de sus formas creo que atraen, por experiencia, al público general sin necesidad de otra información, más allá de la ciencia…

No podemos empatizar con el fitoplancton pero sí apreciar y reconocer el papel fundamental que cumple en los ciclos naturales y la vida del planeta.

Es fácil concienciar sobre la importancia de conservar y proteger ecosistemas terrestres y acuáticos con fotografías de animales en peligro de extinción como linces, ballenas u osos polares. En el caso del fitoplancton, aunque las especies también evolucionen y se extingan, nadie se va a creer que haga falta proteger a las diatomeas (por citar un grupo icónico por su importancia ecológica). Save the diatoms!!

En cambio, las alteraciones que sufre el plancton cuando se modifican las condiciones ambientales, debido al calentamiento global o vertidos de origen humano en zonas costeras, afectan realmente a la fauna y a los recursos marinos, con serias consecuencias sociales y económicas.

Para darnos cuenta del impacto de las microalgas sobre el planeta, las mejores imágenes no son las conseguidas con microscopios sino las que ilustran desde el espacio la inmensidad de sus proliferaciones, a lo largo y ancho del océano.

Bloom de fitoplancton (posiblemente cocolitofóridos) en el mar de Barents, 6 de julio 2016. Fuente: NASA Earth Observatory.

Referencias:

  • García-Portela M. y col. Studies on the complex Warnowiaceae (Dinophyceae) I. Lohmann’s Pouchetia parva refound and renamed Nematodinium parvum comb. nov. (=Warnowia parva). Phycologia 62(5): 421-435 (2023).
  • IPCC Special Report on Carbon dioxide Capture and Storage. Chapter 6: Ocean storage. 42 pp. (2018). Disponible en https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/03/srccs_chapter6-1.pdf
  • Lee J.L.-N. y col. Sexual reproduction in dinoflagellates—the case of Noctiluca scintillans and its ecological implications. Front. Mar. Sci. 8:7043 (2021).
  • Olejarz J. y col. The Great Oxygenation Event as a consequence of ecological dynamics modulated by planetary change. Nat. Commun. 12:3985 (2021).
  • Onyeaka H. y col. Minimizing carbon footprint via microalgae as a biological capture. CCST 1:100007 (2021).
  • Sessions A.L. y col. The continuing puzzle of the great oxidation event. Curr Biol. 19:R567-74 (2009).
  • Schirrmeister B.E. y col. Cyanobacteria and the Great Oxidation Event: evidence from genes and fossils. Paleontology 58:769-785 (2015).

El incidente Caruaru

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Imagen de portada: bloom de Microcystis aeruginosa (playa de São Lourenço do Sul). Fuente: Lemes y col. (2015)

El agua es parte esencial del cuerpo humano

Para ser exactos entre el 50-60% de nuestro peso. De ella y de las sustancias que contiene depende nuestra supervivencia. Como el plasma, parte líquida de la sangre que además de sales, nutrientes, etc., transporta desechos que debemos eliminar.

Y aquí es donde llegamos a los riñones, los órganos vitales que limpian la sangre filtrando unos 180 litros al día.

Su importancia la resume el dicho popular de que algo muy caro (o que necesita mucho esfuerzo) «cuesta un riñón«. La tarea básica de los riñones es la eliminación y regulación de líquidos. Nos libran de compuestos perjudiciales devolviendo a la sangre sustancias vitales (agua, glucosa, sal, etc.) para mantener en equilibrio a nuestro organismo.

Fuente: ALCER/BIZKAIA

En caso de insuficiencia renal (<10% de función renal) no queda más remedio que abordar terapias como diálisis o transplantes. Existen dos tipos de diálisis: hemodiálisis y diálisis peritoneal.

En la hemodiálisis un riñón artificial (dializador) cumple la función de depurar la sangre. Contiene un filtro con dos partes, una para la propia sangre y otra para un líquido de baño o lavado: el dializado.

La sangre y el dializado entran en contacto separados por una membrana. Al inicio del tratamiento se practica una cirugía menor al paciente como vía de acceso para el dializador.

La sangre circula en dirección contraria al dializado, que la limpia por difusión. Normalmente se hacen 3 sesiones de 4 horas de duración por semana.

Los elementos más importantes y de mayor tamaño de la sangre (células sanguíneas, proteínas, etc.) permanecen en la sangre que llega al dializador.

A través de la membrana se difunden productos de desecho como urea, creatinina (e iones como Na y K), que pasan al dializado y se eliminan. El líquido de lavado se puede modificar según las necesidades de cada paciente.

El incidente Caruaru

Caruaru es una ciudad minera en el estado de Pernambuco, en Brasil.

A comienzos de 1996, tras una larga sequía, la ciudad sufrió cortes en el suministro de agua corriente. Esto puso en dificultades a las dos clínicas de diálisis de Caruaru (privadas pero con subvención parcial del gobierno).

Embalse de Tabocas. Fuente: wikimedia commons.

El agua empleada en la diálisis procedía de la red de abastecimiento municipal, tomada del embalse de Tabocas a unos 40 km de distancia.

Tras su depuración previa para el suministro público, las clínicas de diálisis realizaban una purificación adicional pasándola a través de columnas de arena, carbón y resinas de intercambio iónico, antes de atravesar un filtro de microporos. Las columnas se regeneraban cada 3 días.

Pero algo cambió durante la sequía.

Al fallar el suministro público, entre el 13 y 17 de febrero, una de las clínicas recibió el agua desde Tabocas mediante camiones cisterna. El único tratamiento previo fue añadir altas concentraciones de cloro y luego la clínica elaboró el dializado usando el procedimiento habitual.

Esa clínica era el Instituto de Doenças Renais (IDR) y tenía 126 pacientes en su programa de hemodiálisis. En cuanto les practicaron la diálisis con aquella agua desarrollaron síntomas neurológicos (alteración visual, náuseas, vómitos, etc.), evidenciando daños hepáticos en el 89% de los pacientes.

La primera muerte se produjo el 20 de febrero. El 6 de marzo había 10 víctimas y clausuraron la unidad de diálisis trasladando a los pacientes a Recife. Pero el daño ya estaba hecho. El 4 de agosto habían fallecido 55 personas, con un recuento final de 60 víctimas.

Las muertes se produjeron por daños hepáticos o indirectamente por complicaciones como sepsis, sangrado gastrointestinal y problemas cardiovasculares.

¿Cuál fue el motivo? ¿qué tenía aquella agua?

Estructura de las microcistinas. Las abreviaturas indican los aminoácidos que incluyen. A, alanina; L, leucina; R, arginina; Y, triptófano. Fuente: Pérez-Morales y col. (2016).

Los análisis iniciales de suero sanguíneo buscaban contaminantes como metales pesados, pesticidas, cloraminas…y no detectaron nada anormal.

Pero cuando se planteó que pudiesen ser toxinas de cianobacterias, los resultados demostraron la presencia de microcistinas (-YR, -LR y -AR). La microcistina-LR es la más tóxica.

Las microcistinas son heptapéptidos cíclicos. Se conocen más de 200 variantes en la actualidad.

Provocan potentes efectos hepatotóxicos e inhiben proteínas fosfatasas en mamíferos con graves consecuencias (p.ej. daños al ADN y necrosis celular).

También son promotoras de tumores de hígado en animales de laboratorio. Un desastre total, vamos.

Los estudios patológicos en muestras de hígado de los pacientes afectados mostraron alteraciones idénticas a las observadas en animales domésticos y salvajes intoxicados con microcistinas (i.e., ruptura de placas celulares hepáticas y otras deformidades).

Las cianobacterias dominantes en el embalse de Tabocas son tropicales. El examen de las comunidades de fitoplancton en años anteriores demostró que las cianobacterias (Microcystis, Anabaena y Cylindrospermopsis) eran el componente dominante desde 1990. Su proliferación en cuerpos de agua como los embalses se debe a condiciones ambientales favorables (confinamiento, elevadas temperaturas) y un mayor aporte de nutrientes a menudo de origen antropogénico.

Cianobacterias en el embalse de Salto Grande (Brasil). A) Microcystis sp., B,M) Cyanobium sp., C) Calothrix sp., D) Chroococcidiopsis sp., E) Romeria victoriae, F) Microcystis panniformis, G) Synechococcus nidulans, H) S. elongatus, I) Microcystis sp., J) Lyngbya sp., K,L) Leptolyngbya sp. Fuente: Genuário y col. (2016).

En el periodo previo y durante las intoxicaciones en febrero de 1996 no se recogieron muestras. Pero un primer estudio tras la intoxicación mostró poblaciones diversas entre marzo-mayo de 1996 incluyendo Aphanothece, Aphanizomenon, Chroococcidiopsis y Microcystis, entre otros géneros.

Años después se analizaron muestras recogidas a finales de marzo de 1996, demostrando que las cianobacterias representaban el 99% de la comunidad de fitoplancton, con más de 20 millones de células/litro (principalmente Aphanizomenon manguinii y dos especies de Oscillatoria).

Las principales productoras de microcistinas incluyen por supuesto a Microcystis, pero también Planktothrix, Oscillatoria, Anabaena y Aphanizomenon.

Las microcistinas son las únicas cianotoxinas para las que la OMS ha dictado pautas sanitarias, con límites de seguridad establecidos en agua potable de 1 μg/L/día de microcistina-LR (y un nivel medio de alerta de 20 μg/L).

Pues bien. En el suero de los pacientes intoxicados se detectaron hasta 10 μg/L de microcistinas y se estima que el agua en origen contenía hasta 19,5 μg/L.

En el material de las columnas de filtración de agua de la clínica IDR se descubrieron restos intactos y fragmentos de microalgas y cianobacterias, además de otras cianotoxinas (cilindrospermopsinas).

Los tratamientos de hemodiálisis empleaban unos 120 litros de agua por persona, así que ya se imaginarán que la concentración de cianobacterias y cianotoxinas en Tabocas fueron más que suficientes para causar intoxicaciones agudas en los infortunados pacientes del IDR.

El incidente de Caruaru planteó la necesidad de incluir a las cianotoxinas en el control del agua y mejorar las técnicas de tratamiento previas a la diálisis. A raíz de aquel suceso Brasil introdujo -en el año 2000- cambios legislativos incluyendo a cianobacterias y cianotoxinas en el control de calidad del agua para el consumo humano.

Agradecimientos: la historia de hoy surgió de una cita de Luiz Mafra durante su presentación «O que há de novo no outro lado do Atlântico? Estudos recentes sobre Microalgas Nocivas e Toxinas no litoral brasileiro» durante las sesiones online de la XIV Reunión Ibérica de Biotoxinas Marinas y Fitoplancton Nocivo, REDIBAL (29 y 30 de junio 2021).

Referencias:

  • Azevedo SM y col. Human intoxication by microcystins during renal dialysis treatment in Caruaru-Brazil. Toxicology 181-182:441-446 (2002).
  • Drobac D. y col. Effects of cyanotoxins in humans. Arh Hig Rada Toksikol 64:305-316 (2013).
  • Genuário DB y col. Cyanobacterial community and microcystin production in a recreational reservoir with constant Microcystis blooms. Hydrobiologia 779:105–125 (2016).
  • Jochimsen EM y col. Liver failure and death after exposure to microcystins at a hemodialysis center in Brazil. N Engl J Med 338:873-878 (1998).
  • Komárek J. Background of the Caruaru tragedy; a case taxonomic study of toxic cyanobacteria. Alg Studies 103:9-29 (2001).
  • Pérez-Morales A. y col. Estado actual del estudio de cianobacterias dulceacuícolas formadoras de florecimientos en el centro de México. p. 408-421. En: García-Mendoza E. y col. (eds.). Florecimientos Algales Nocivos en México. Ensenada, México. CICESE. 438 pp. (2016).
  • Pouria S. Fatal microcystin intoxication in haemodialysis unit in Caruaru, Brazil. Lancet 352:21–26 (1998).
  • Turner AD y col. Analysis of Microcystins in Cyanobacterial Blooms from Freshwater Bodies in England. Toxins 10:39 (2018).
  • Fuentes Web: National Kidney Foundation. Hemodiálisis, lo que necesita saber (2006).

Algas y bellas artes

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Imagen de portada: detalle de un mural de LIQEN (en Vigo).

Hoy toca hablar de representaciones artísticas de algas, sobre todo en la pintura pero también en otros medios.

Empezaré por un cuadro imprescindible en este blog: la marea roja de Carlos Sobrino Buhigas. Dicha obra aparecía en el trabajo «La purga del mar ó hematotalasia» (1918) de su hermano Ramón, quien describió por primera vez con acierto al responsable de una marea roja en Galicia (y que yo sepa, en España).

«La purga del mar ó hematotalasia en la ría de Pontevedra» (Sobrino, 1918).

Un artículo científico con un cuadro al óleo…ahí queda eso.

Carlos Sobrino Buhigas (Pontevedra, 1885-Vigo, 1978). Fuente: De Vida Gallega, Galiciana. Wikimedia commons.

De esta obra hablamos en varias entradas [1,2] porque en ella confluyen ciencia, arte y hechos históricos alrededor de las mareas rojas.

El cuadro de Sobrino se perdió y no hay forma de saber dónde está.

Seguro que muchas personas han intentado localizarlo, pero mientras preparaba esta entrada consulté al Museo del Prado, al Reina Sofía (MNCARS), a Museos de Galicia, A Fundación…

De momento me contestaron los tres primeros, aunque sólo para confirmar que no tienen registros del cuadro ni referencia en subastas pasadas…

La reproducción de este cuadro de Sobrino se incluyó también en «Arte e Ciencia en Galicia» (2013) de Francisco Díaz-Fierros Viqueira.

En 2017, coincidiendo con las actividades de divulgación que preparábamos para el centenario del centro oceanográfico de Vigo, escribí a Díaz-Fierros para preguntarle si había sabido algo de su paradero…

..pero tampoco. Aunque tuvo contacto con familiares nadie sabe nada...

La segunda obra de hoy la descubrí en la Pinacoteca Francisco Fernández del Riego, en Vigo.

Su autor es Antonio Fernández Gómez y representa a dos mujeres recogiendo algas entre las rocas.

Mulleres recollendo algas (Fernández Gómez, 1958). Óleo sobre tela.

Fernández Gómez pertenecía al mismo movimiento en el que también se inscribe Sobrino Buhigas: el «rexionalismo».

Os artistas galegos nacidos cara a 1870 son plenamente conscientes da escaseza de pintura no desenvolvemento da arte galega. Por isto aspirarán á creación dunha obra persoal que, antes que nada, sexa interpretación fidedigna da luz, a cor, a esencia do país. 

[…] En Galicia BELLO PIÑEIRO, SOBRINO BUHIGAS, IMELDO CORRAL buscan  unha pintura que transmita o diferente e auténtico ser de Galicia.

Siglo XIX e rexionalismo (Museo da Cidade «Quiñones de León»)

Santiago Ramón y Cajal menciona a Fernández Gómez en su libro «El mundo visto a los ochenta años: impresiones de un arteriosclerótico» (1934). En concreto en el capítulo La degeneración de las artes, donde pone de vuelta y media a la pintura de vanguardia.

Antonio Fernández Gómez (Goián, 1882-1970). Fuente: antoniofernandezpintor

Cajal se despacha a gusto con Picasso, Cézanne, Matisse, Kandinsky…seguro que no era su intención pero resulta muy divertido. Y a la vez interesante porque los mismos calificativos (pueriles, pintarrajeos, etc.) los aplicamos hoy en día a artistas que serán clásicos en el futuro.

Pues bien. En una nota a pie de página un Cajal ya desahogado dice: «Son de encomiar por belleza y fidelidad la honrada pintura tradicional, […] los paisajes de Fernández Gómez…«.

Lago Taihu afectado por una proliferación de cianobacterias. Fuente: CGTN

Saltemos ahora al s.XXI.

El lago Taihu, el tercero de China, situado en el delta del Yantsé, es muy importante para la acuicultura, turismo y suministro de agua en las poblaciones circundantes.

Pero la desbocada contaminación industrial y agrícola ha provocado que en los últimos 20 años estallen tremendos blooms de cianobacterias (Microcystis, Synechococcus y Cyanobium, entre otras), y de algas verdes.

Si buscan «lago Taihu» en internet descubrirán un montón de imágenes de sus aguas teñidas por la pasta verde de las microalgas…más que un lago parece un prado.

Las toxinas de cianobacterias en dicho lago causaron la «Crisis del agua potable de Wuxi» en 2007, dejando sin suministro de agua potable a más de 2 millones de personas en dicha ciudad durante una semana.

Aquel año el gobierno de China anunció a bombo y platillo un plan de 14.500 millones $ para limpiar el lago Taihu…

A Story of Qinglu shanshui hua. Fuente: OCULA

Pero aún hoy continúan los blooms y los daños medioambientales. No sólo por las toxinas que dañan a la fauna y flora del lago poniendo en riesgo la salud pública, sino además ¡por el pestazo de las cianobacterias!

El artista chino Wenda Gu quiso concienciar sobre este problema y partiendo de la tradición (la escuela pictórica Qinglu shanshui hua que usa tonos verdes y azules), sustituyó los pigmentos habituales por los de extractos de microalgas verdes.

Primero se liofilizaron las algas y las trataron previamente para eliminar cualquier rastro de toxicidad.

Luego se rehidrataron y las pusieron en manos de 1500 escolares (de entre 5-12 años) en una instalación en Shenzen (A Story of Qinglu shanshui hua).

Fuente: scgaskin.wordpress.com

Los niños usaron las algas para pintar lo que les apeteció sobre tiras de papel de arroz con el objetivo de elaborar finalmente un paisaje de 1500 m2.

La cosa apestaba. Sólo hay que ver a la niña de la foto…

Y eso es precisamente lo que quería Wenda Gu...

No atufar a los niños porque sí, sino reflexionar sobre el verde que asociamos a la naturaleza…

…pero que en este caso simboliza su deterioro por la acción irresponsable del hombre.

Y por último vamos con The Algae Society: Bioart Design Lab.

Se trata de un colectivo interdisciplinar que promueve la colaboración y experimentación artística con algas para:

«…crear nuevo conocimiento, nuevas ideas y nuevas formas de pensamiento que quizás se traduzcan en maneras de resolver problemas, pensando en el planeta como un sistema«, según una de sus integrantes (Jennifer Parker, Universidad California Santa Cruz).

Su primera exposición en España se tituló Drift & Migrate (Fluir y Migrar), en la Facultad de Bellas Artes de la Universidad Complutense de Madrid, 6-20 noviembre 2019 (cuando éramos felices y no lo sabíamos).

Para describir la exposición nada mejor que Tribuna Complutense:

¿Puede cumplir el arte algún papel en la lucha contra el cambio climático? Hay una respuesta afirmativa obvia: concienciar sobre lo que está ocurriendo, pero más allá de esa obviedad hay artistas que opinan que pueden trabajar en colaboración con los científicos para pensar juntos en soluciones que nos descubran quiénes somos y qué papel cumplimos en este planeta. Algunos de los artistas que piensan así han conformado el grupo The Algae Society.

[…] en la muestra hay 52 obras de 73 artistas, y todas ellas comparten un objetivo: «dar difusión al tema del cambio climático, sobre todo en lo relativo a la acidificación de los océanos, algo que está muy vinculado con las algas, porque lo que no se suele conocer es que más del 50% del oxígeno que respiramos proviene de ellas».

Jaime Fernández (Tribuna Complutense, 19 noviembre 2019).

En la web Algae Society hay imágenes y vídeos de proyectos relacionados con proliferaciones de algas y mareas rojas, pero a mí la que más me gustó fue A collaboration with algae de Juniper Harrower, recreando la visión de células al microscopio con aceites de extractos de algas.

Con ella les dejo…

Referencias:

  • Arte e Ciencia en Galicia: a ilustración científica e técnica. Díaz-Fierros Viqueiro F. USC 139 pp. (2013).
  • El mundo visto a los ochenta años: impresiones de un arteriosclerótico. Ramón y Cajal S. 170 pp. (1934).
  • Feng L. y col. Dominant genera of cyanobacteria in Lake Taihu and their relationships with environmental factors. J. Microbiol. 54:468-476 (2016).
  • Liu Y. y col. Cyanobacteria-/cyanotoxin-contaminations and eutrophication status before Wuxi Drinking Water Crisis in Lake Taihu, China. J. Environ. Sci. 23:575-581 (2011).
  • Sobrino R. La purga del mar o hematotalasia. Mem. de la R. Soc. Esp. de Hist. Nat. X:407-458 (1918).
  • Fuentes web: ainsuadoinsua.blogspot.com

Una hucha con sorpresa

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Imagen de portada: Sinophysis canaliculata. Autoras: M. García-Portela/I. Pazos

En verano de 2008, recién llegado al IEO de Vigo, asistí a la charla de una estudiante de doctorado: Laura Escalera Moura. Ella también acababa de llegar -en su caso de una estancia en la Universidad de Hiroshima.-

Cabo Muroto (Kochi, Japón). Fuente: tripadvisor

La tesis de Laura se centraba en dinoflagelados tóxicos del género Dinophysis pero las muestras del cabo Muroto le reservaban una sorpresa de nombre muy similar: Sinophysis.

En concreto Sinophysis canaliculata, una especie bentónica descubierta en 1999 en islas tropicales del Índico.

Lo de «canaliculata» le viene por un corte en la zona central de la célula que recuerda a la ranura de una hucha.

Aunque en vez de monedas está llena de otras «cosas» como veremos a continuación.

La describieron a partir de células aisladas de algas sobre corales muertos en la isla de La Reunión y explicaron que era «heterotrophic, lacking any chloroplasts» (Quod y col. 1999).

Y el cuento quedó así…

Sinophysis canaliculata. Fuente: Quod y col. (1999).

…hasta que en 2008 Laura y sus colegas japoneses iluminaron las Sinophysis bajo un microscopio de epifluorescencia y en el interior de las huchitas se encendió una pléyade de bolitas naranjas.

Sinophysis canaliculata. Fuente: Escalera y col. (2011).

Ese tipo de fluorescencia revelaba que S. canaliculata poseía ficoeritrinas, unos pigmentos propios de cianobacterias fotosintéticas.

¿Restos de alimento? ¿endosimbiontes? ¿qué diantres de cianobacterias eran?

Para responder a esas preguntas estudiaron las Sinophysis usando microscopía electrónica de transmisión (MET) y genética.

Con la primera técnica vieron las tripas de las Sinophysis mediante secciones celulares. Con la segunda el objetivo era averiguar el nombre y apellidos de las cianobacterias.

Las imágenes de MET demostraron que las cianobacterias estaban libres o rodeadas por una membrana doble –y no en vacuolas digestivas– confirmando así que eran endosimbiontes y no restos de comida.

Imagen MET de Sinophysis canaliculata. Los endosimbiontes (Cy) están señalados con flechas. Fuente: Escalera y col. (2011).

La genética sin embargo no pudo señalar ni el género de las cianobacterias. Nadie en el mundo mundial las había aislado antes, libres o endosimbiontes, para examinarlas con detalle y darles un nombre. Probaron a cultivarlas fuera del huésped, pero sin éxito (Escalera y col. 2011).

Y el cuento continuó así…

…hasta que en 2015, muestreando en charcas costeras de Canarias encontramos unas Sinophysis rosadas entre los dinoflagelados bentónicos de varias islas (entre ellas Lanzarote de donde procede este vídeo).

Por aquel entonces otra estudiante de doctorado en nuestro grupo del IEO de Vigo (María García Portela), se puso manos a la obra con ellas.

Una por una llegamos a juntar 400 Sinophysis para averiguar si eran tóxicas o no (y fue que no: al menos los resultados salieron negativos).

Sinophysis canaliculata. Fuente: García-Portela y col. (2017).

Usando microscopía de epifluorescencia y electrónica de barrido (MEB) confirmó que se trataba de S. canaliculata y que poseía cianobacterias en su interior.

Y los resultados genéticos concluyeron que eran iguales a las de Laura.

Que fuesen iguales en Japón y en Canarias apoya que dichas cianobacterias sean endosimbiontes específicos de S. canaliculata…

…aunque su relación es temporal.

A pesar de que teníamos muchos individuos, estos languidecían a ojos vista y no se dividían: subsistían para morir en pocos meses.

Lo mismo les ocurre a especies fotosintéticas de Dinophysis cuando no tienen a su presa (Mesodinium) para reponer los cloroplastos temporales que se degradan (en este caso de criptofíceas).

Existen dinoflagelados tropicales como Ornithocercus, Histioneis o Citharistes, que también poseen cianobacterias endosimbiontes o ectosimbiontes (en estructuras exteriores).

Curiosamente todos ellos son Dinophysiales como Sinophysis y Dinophysis.

Ornithocercus (A,B), Citharistes (C,D), Histioneis (E,F), Amphisolenia (G), Rhizosolenia (H). Fuente: Gavelis & Gile (2018).

Dichos dinoflagelados, al igual que S. canaliculata, obtienen gracias a sus simbiontes una fuente vital de energía y en varios casos se ha demostrado que además fijan nitrógeno atmosférico, una habilidad muy útil en los desiertos oceánicos…

Estos ejemplos de simbiosis cianobacteria-eucariota son fascinantes para comprender cómo puede evolucionar desde el contacto inicial hasta una integración total en el huésped como cloroplastos.

La «hucha» de Sinophysis canaliculata en todo su esplendor. Fuente: García-Portela y col. (2017).

Una de las hipótesis, fijándonos en esos dinoflagelados (o diatomeas) con cianobacterias externas, es que el proceso podría comenzar así y luego ser integradas en la célula (en vez de la ingestión directa que solemos dar por sentada en dinoflagelados).

En el caso de S. canaliculata todo son incógnitas…

No sabemos si sus endosimbiontes fijan nitrógeno ni cómo llegan al interior de su huésped.

Uno de sus lados (tecas) es plano (como habrán observado en el vídeo) y justo ahí poseen el canal que da nombre a la especie. Quién sabe…¡quizás les sirva para zamparse entre otras presas a las cianobacterias!

En una web llamada AQUASYMBIO encontré una ilustración muy bonita en la que pone que nosotros dijimos (García-Portela y col. 2017) que Synechocystis sp. es el endosimbionte de Sinophysis canaliculata.

AQUASYMBIO

Pero no es cierto. Synechocystis no está lejos genéticamente de los endosimbiontes de S. canaliculata, incluso su aspecto es similar…pero son propias de agua dulce.

Nosotros sugeríamos que podrían pertenecer al orden Chroococcales (endosimbiontes en algunas diatomeas y que pueden vivir epilíticas en zonas tropicales).

Así que les escribí al buzón para notificar cambios a la web, comentándoles tanto esto como que los primeros en identificarlas no fuimos nosotros sino Escalera y col. (2011).

Y el cuento termina así, de momento…

Referencias:

  • Escalera L. y col. Cyanobacterial endosymbionts in the benthic dinoflagellate Sinophysis canaliculata (Dinophysiales, Dinophyceae). Protist 162:304–14 (2011).
  • García-Portela M. y col. Morphological and molecular study of the cyanobiont-bearing dinoflagellate Sinophysis canaliculata from the Canary Islands (Eastern Central Atlantic). J. Phycol. 53:446-450 (2017).
  • Gavelis G.S. & Gile G.H. How did cyanobacteria first embark on the path to becoming plastids?: lessons from protist symbioses. FEMS Microbiol. Lett. 365, fny209 (2018).
  • Quod J.P. y col. Sinophysis canaliculata sp. nov. (Dinophyceae), a new
    benthic dinoflagellate from western Indian Ocean islands. Phycologia 38:87–91 (1999).

La banda amarilla del Everest

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Imagen de portada: La cumbre del Everest [Fuente: Pinterest].

Alfred Wegener presentó en 1912 su hipótesis sobre la deriva de los continentes, décadas antes de comprender los mecanismos que la regían y de que se enunciase la teoría de la tectónica de placas.

Epicentros de terremotos. Autor: NASA. Fuente: denali.gfsc.nasa

Las zonas de colisión entre placas son «puntos calientes» de actividad sísmica y a lo largo de ellas se distribuyen los epicentros de los seísmos más importantes registrados en el planeta.

El choque entre placas es responsable también de las simas oceánicas más profundas y del levantamiento de cordilleras como la americana (desde Norteamérica hasta los Andes), los Alpes, el Atlas y el Himalaya.

Esta última formación surgió tras la colisión entre la placa India y la Euroasiática hace 55 millones de años.

La placa India llegó desde el sur, separándose de la africana y antártica, a medida que el lecho del antiguo mar de Tetis se hundía bajo la corteza continental.

Placas tectónicas mayores. Fuente: USGS

La colisión de placas dejó tras de sí el actual océano Índico levantando de paso la cordillera más elevada del mundo. Pero el mar de Tetis no desapareció sin dejar rastro.

Porque el Himalaya surgió precisamente por la elevación de su lecho. Las rocas más densas de la corteza oceánica se hundieron en los límites entre placas pero aquellas más ligeras, cargadas de sedimentos y fósiles marinos, se elevaron.

Sobre ellas actuaron presiones enormes que las transformaron en rocas metamórficas en distinto grado (debido al calor por la presión y el engrosamiento de la corteza). Así se formó el Himalaya…

Para ilustrarlo mejor vamos a utilizar el Everest (Qomolangma en tibetano o Sagarmatha en nepalí).

Los minerales que integran su base soportaron mayor presión y temperatura por lo que se fundieron eliminando cualquier resto de fósiles marinos. Se trata de rocas metamórficas como esquistos, gneis y granito.

Sin embargo, en niveles superiores (desde unos 6.900 metros de altitud y hasta la cumbre del Everest) se conservaron fósiles de hasta 400 millones de antigüedad. Depósitos marinos que hoy contemplan el mundo desde su mismo techo. Del lecho al techo, si me permiten el chiste malo.

Principales formaciones rocosas del Everest. YB es la banda amarilla (Yellow Band). Fuente: volcanocafe y earthsciences.

En una cota por encima de 8.000 metros, se encuentra la banda amarilla del Everest. En 2005 un grupo de investigadores japoneses publicaron un estudio sobre la geología de su cumbre y de la banda amarilla.

Aprovecharon que uno de los coautores había coronado el Everest y recogido preciosas muestras hasta sólo 6 metros de la cima (y no en ella porque se encontraba cubierta de hielo).

La disposición de estratos en la banda amarilla sugiere que los sedimentos calizos que la formaron se depositaron en una plataforma continental bastante inclinada. Su grosor es de 172 metros.

La banda amarilla está formada por arenisca sedimentaria de fondos marinos someros, que se transformó en distintas rocas metamórficas: mármol, filita (con moscovita y biotita), y semi-esquistos.

Debido al metamorfismo la banda amarilla no conserva apenas fósiles, pero a pesar de ello se aciertan a distinguir rastros de crinoideos, ostrácodos, braquiópodos y trilobites.

Clases de microbialitos según su entramado interno. Fuente: Riding (2011).

Sobre la banda amarilla se encuentra el último estrato: caliza prácticamente inalterada con fósiles de ostrácodos, trilobites y crinoideos en un lecho sedimentario de unos 60 metros de grosor, formado por trombolitos. ¿Hein? ¿trombo-qué?

Traducción de trombolito: sedimentos atrapados en un biofilm de cianobacterias. Sí, han leído bien. La cumbre del Everest, el techo del mundo, alberga estructuras originadas por cianobacterias marinas.

Los trombolitos son un tipo de microbialito: depósitos organo-sedimentarios, generalmente de carbonato cálcico.

Estromatolitos (Shark Bay, Australia). Fuente: lifeder.com

Quizás les suenen otras estructuras relacionadas, los estromatolitos.

Ambas se diferencian en que los estromatolitos tienen estructuras laminadas en su interior mientras que los trombolitos son irregulares, grumosos.

Los estromatolitos son los fósiles más antiguos del mundo, las primeras evidencias de vida sobre La Tierra (3500 millones de años).

Trombolitos fósiles en Flower’s Cove (Terranova, Canadá). Fuente: tripadvisor.

Su abundancia y diversidad se redujeron enormemente desde los últimos 1000 m.a. y hoy en día para contemplarlos «vivos» hay que subirse a un avión con destino a Australia o Bahamas.

Los trombolitos aparecen más tarde en el registro fósil (desde hace 1200 m.a.), y además de los que coronan el Everest podemos admirar restos fósiles a nivel del mar en lugares como Terranova (Canadá) o Almería (España).

Los trombolitos «vivos» son escasos hoy en día y se encuentran en lagos salobres de Australia y en Columbia Británica (Canadá).

¿Cómo se forman los trombolitos?

Para empezar, las cianobacterias no son organismos que fabriquen estructuras calcáreas de manera obligatoria (como los cocolitofóridos, p.ej.).

Provocan la precipitación de carbonatos al absorber CO2 durante la fotosíntesis, y el resultado final depende de que las condiciones ambientales sean favorables (alto estado de saturación del carbonato en el agua), así como de las tasas de precipitación, sedimentos depositados y la comunidad microbiana del biofilm.

Formación de cristales de carbonato cálcico en cianobacterias filamentosas. Fuente: Riding (2011).

La calcificación en cianobacterias es extracelular.

Los cristales de carbonato se forman en la vaina mucilaginosa que protege a las células debido a la absorción activa de bicarbonato (HCO3–).

Este se transforma intracelularmente en CO2, liberando hidroxilos (OH–) al medio.

Dicho proceso aumenta el pH alrededor de las células induciendo la precipitación de carbonato cálcico (tal como muestra la figura anterior).

Scytonema. Fuente: conncoll.edu

La aparición de trombolitos en el registro fósil coincide con una caída significativa en los niveles de CO2 hace 1200 m.a. y el consiguiente desarrollo de mecanismos de concentración de CO2 en cianobacterias, responsables del proceso de absorción activa de bicarbonato.

¿Qué cianobacterias los forman?

En los trombolitos modernos encontramos cianobacterias filamentosas como Scytonema.

Y entre los fósiles destacan Angusticellularia, Botomaella y Girvanella.

Volviendo al Everest para terminar…

(a-d) microfotografías de rocas en la cima del Everest. (e-f) en la banda amarilla. Fuente: Sakai y col. (2005).

Para ilustrar los fósiles marinos de la cumbre y el metamorfismo en la banda amarilla, lo mejor es una imagen de las muestras recogidas por Mr. Sawada ¡¡el intrépido investigador que se ganó con creces la firma como coautor de Sakai y col. (2005)!!

En ella pueden observar restos de crinoideos (C), trilobites (T), ostrácodos (O) y pellets fecales (P), en rocas de la cima (a-d).

Y en contraste las muestras de la banda amarilla (e-f), alteradas por el metamorfismo (e: mosaico de calcita; f: cuarzo-moscovita).

Referencias:

-Riding R. Calcified cyanobacteria. Encyclopedia of Geobiology. Encyclopedia of Earth Science Series, Springer. pp. 211-223 (2011).

-Riding R. Microbialites, Stromatolites and Thrombolites. Encyclopedia of Geobiology. Encyclopedia of Earth Science Series, Springer. pp. 635-654 (2011).

-Sakai H. y col. Geology of the summit limestone of Mount Qomolangma (Everest) and cooling history of the Yellow Band under the Qomolangma detachment. The Island Arc 14:297-310 (2005).

Bola 8 rosa

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Imagen de portada: [las bacterias de Bouzas. Autor: Diego Muñoz]

En el billar de bola 8 hay 15 bolas numeradas: 7 son de un color, 7 de dos colores y por último la bola negra, la nº8. Cada jugador debe meter sus 7 bolas de color y por último la bola 8 para ganar la partida. Spoiler: pierde quien entrone antes de tiempo la bola 8.

Carátula del episodio «Pink 8 ball» (bola rosa en español), de la pantera rosa. Fuente: Pinterest.

Si pensamos en bolas de colores como datos y en la bola 8 como la conclusión a partir de ellos, yo soy el que cogió el taco y metió la nº8 al inicio de la partida !

«Pink 8 ball» era además el título de un episodio de la pantera rosa, y me parece una metáfora muy adecuada porque es una historia desafortunada por mi parte.

Todo comenzó el pasado 3 de julio cuando una periodista del Faro de Vigo, Sandra Penelas, me contactó para consultar mi opinión sobre unas manchas rosadas en la playa do Adro, en el barrio vigués de Bouzas.

Se trata de una cala urbana protegida del oleaje, encajonada entre un paseo y el relleno de Bouzas, abierta a una bahía poco profunda.

Manchas rosadas en Bouzas (7 julio 2019). Autor: F. Rodríguez.
Manchas rosadas en Bouzas (7 julio 2019). Autor: F. Rodríguez.
Manchas rosadas en Bouzas (7 julio 2019). Autor: F. Rodríguez.

En bajamar la zona inferior de la playa es fangosa, y cubriendo los restos de algas (y Zosteras) acumuladas florecían manchas rosadas como éstas, de aspecto pastoso/filamentoso.

El 3 de julio estaba en Madrid, así que solo pude contestar que necesitaría un microscopio antes de opinar sobre aquello. Es la primera vez que (yo al menos) veo estas manchas en las rías gallegas. Así lo recogió el Faro de Vigo: «La playa de Bouzas amanece cubierta por un manto rosado», 3-VII-2019.

Al día siguiente fui a Bouzas y avisé a mi colega José Luis Garrido, del IIM-CSIC, experto en pigmentos de microalgas, para recoger muestras. El olor era nauseabundo. Eso ya nos pudo alertar de que había más algas en descomposición de lo habitual, en concreto cianobacterias cuyo contenido en azufre despide un característico olor a huevos podridos.

Pero en bajamar no huele bien tampoco y aunque era intenso no le concedimos importancia al pestazo. Había marcas en el fango de que habían limpiado la playa, pero se formaron charquitos rosados que pude muestrear.

Una vez en el laboratorio, examiné las muestras en un microscopio invertido y para empezar descubrí que bullían de vida: numerosos ciliados y microalgas (dinoflagelados y clorofíceas) campaban a sus anchas entre un amasijo pulverulento de «algo» rosado.

Mi primera idea fue descartar que fuesen cianobacterias, así que las observé con un microscopio de epifluorescencia, que posee una lámpara de mercurio para excitar unos pigmentos característicos llamados ficoeritrinas y detectar su emisión en el naranja. Pero nada: la oscuridad total.

Las iluminé con otro filtro para observar la fluorescencia roja de la clorofila a, y en ese momento se iluminaron las demás microalgas…y las que llevaba el microzooplancton (como el del vídeo), en su panza.

Las manchas de Bouzas vistas a 400 aumentos, con un dinoflagelado invitado. Autor: F. Rodríguez.

Entre aquellos restos había diminutas colonias de una cianobacteria, Merismopedia, distinguibles porque adoptan forma de cuadrícula. Pero no relacioné aquel amasijo con congéneres suyas.

Merismopedia tampoco emitía fluorescencia y aún así no caí en la cuenta de lo que tenía delante de los ojos. Así que avisé a José Luis de que las manchas rosadas no tenían origen biológico y abandoné dicha hipótesis.

Fuente: Bauhaus

Al creer que era un vertido comenté la información entre mis colegas dedicados al estudio de la contaminación marina en el IEO de Vigo. Y le dieron vueltas al misterio…

Sólo en un caso lo relacionaron con algo: un compuesto para eliminar óxido, de uso habitual en barcos (ferronet). El color ciertamente era similar, aunque no encajaba que los microorganismos estuviesen tan felices rodeados de ferronet.

Al día siguiente, la noticia publicada por el Faro, basada en mi opinión, fue que se trataba de un vertido desconocido de origen no biológico (Faro de Vigo, 5-VII-2019). Incluso la TVG se acercó a entrevistarme al laboratorio.

Cuando venían de camino recibí un email de una persona que había leído la noticia. En su mensaje adjuntaba imágenes de manchas rosadas por vertidos después de la Holi Life nocturna de Moaña, el 15 de junio. Las habían vertido al mar durante las labores de limpieza, para indignación de esta ciudadana. Y no era para menos: no parecía de recibo, aunque la respuesta de la alcaldesa de Moaña fue, según esta persona, que se trataba de una sustancia inocua (maíz con colorante).

En el puerto de Moaña, después de la Holi Life del 15 de junio. Autora: Raquel Rodríguez Rivas

El color y el aspecto encajaban con las manchas de Bouzas, aunque un poco más intensas, todo sea dicho.

Cuando llegó la TVG mantuve mi versión inicial y además les mostré las fotos de la fiesta hindú moañesa. Así pues, el viernes 5 de julio yo ya había metido la bola 8 sin saberlo. En concreto la bola 8 rosa.

En la TVG, aquella misma mañana, entrevistaron a mi colega Manuel Garci (IIM-CSIC) quien apuntó que las manchas rosadas aparecían todos los años y debían proceder de la degradación de algas, un fenómeno habitual en el interior de las rías. Pero no vi la emisión (aquí tienen el enlace).

Después de la visita de la TVG, un colega del IEO de Vigo, Pedro Pousa, me comentó que conocía las manchas rosadas de Bouzas y su aparición recurrente durante el verano.

Viernes por la tarde. Me llega un mensaje al móvil de alguien llamado Diego Muñoz: «En serio no veis un bloom de cianofíceas??». Y adjuntaba fotos con el mismo aspecto de lo que había visto el día anterior.

Las bacterias de Bouzas. Autor: Diego Muñoz
Las bacterias de Bouzas. Autor: Diego Muñoz

Mi respuesta fue que no las había relacionado con microalgas, sin fluorescencia y con ese aspecto pastoso…pero al mismo tiempo él seguía insistiendo en que eran cianobacterias. Incluso que albergaba pistas sobre el género. Y yo estaba dándome cuenta gracias a él de que tenía una venda en los ojos: esas partículas tenían aspecto de diminutas colonias y recapitulando detalles todo encajaba. Lamenté no haberlas compartido antes con otros colegas, pero ya era demasiado tarde.

Le comenté que necesitaría más muestras para corroborarlo y que estaríamos en contacto. Y así fue: el domingo 7 de julio a las 13:30 la bajamar dejaba en Bouzas un manto extenso de manchas rosadas y recogí nuevo material.

Pink lake, en Australia. Fuente: GeologyIn.

No me hizo falta nada más para saber que Diego estaba en lo cierto, las diminutas bolas rosas llenaban la muestra, los filtros para pigmentos se teñían de un rosado que recuerda a ciertas lagunas en las que proliferan algas como Dunaliella salina y Haloarchaeas.

En cuanto a manchas rosadas de cianobacterias, pueden aparecer cuando dominan pigmentos hidrosolubles como las ficoeritrinas (que pueden teñir incluso el mar), o al degradarse las células y perder pigmentos lipofílicos como la clorofila, que es lo que parece ocurrir en Bouzas.

Algunos ejemplos de aguas rosadas pueden ser las proliferaciones de Plantothrix o Trichodesmium, como demuestran las imágenes del bloom de Canarias en 2017.

Bloom de Plantothrix agardhii-rubescens. Fuente: Sulis y col. (2014).

Las proliferaciones masivas de cianobacterias suelen suceder en masas de agua dulce confinadas y salobres, como estuarios. Pero también colonizan a menudo y tapizan todo tipo de superficies: sedimentos intermareales, zonas rocosas y macroalgas.

Sus colores habituales en vivo son muy variables según las especies y su estado fisiológico: verdeazul/marrón/dorado/rojo/rosado. Algunos de los casos más espectaculares de proliferaciones de cianobacterias los hemos citado en este blog: Los Grandes Lagos y Florida.

El origen de estas manchas rosadas de verano en Bouzas es una incógnita. La hipótesis de que procedan de agua dulce o salobre y que las poblaciones colapsen y se descompongan en el mar me pareció al inicio la más probable. Pero también sería posible que proliferen en el sedimento y colapsen en la zona intermareal de Bouzas, quedando al descubierto sólo en la bajamar. Todo esto sin olvidar que los nutrientes suelen jugar un papel fundamental en la partida. El tiempo (y los estudios) dirán.

No conozco todavía a Diego personalmente, pero después de conversar con él me explicó que cursó estudios de biología y que su afición por recolectar y observar muestras al microscopio le viene de lejos. Aunque ya se lo dije en persona y por escrito, vuelvo a reiterarle desde aquí mi agradecimiento.

La última noticia publicada en el Faro de Vigo por Sandra Penelas (La agudeza ciudadana desvela el «misterio» de Bouzas, 9-VII-2019), hace justicia con la solución y con la necesaria aclaración en los medios. La nota curiosa fue que Diego es ortopeda de profesión y, por casualidad junto a la noticia, insertaron publicidad de un scooter de mobilidad desmontable !!

La caracterización de las cianobacterias de Bouzas continuará y espero que la publiquemos todos los que aquí he citado (y otros colegas), en no demasiado tiempo para dejar constancia del hecho.

Referencias:

-Oren A. Salts and brines, in Ecology of Cyanobacteria II: Their Diversity in Space and Time, ed Whitton A. B., editor. (Dordrecht: Springer), pp. 401–426 (2012).

-Sulis A. y col. Trophic state and toxic cyanobacteria density in optimization modeling of multi-reservoir water resource systems. Toxins 6:1366-1384 (2014).

Música y humor por un océano mejor

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Hoy toca entrada ligera con cuatro historias sobre música, vídeos y humor relacionadas con el fitoplancton, de la mano de NATURE, unos surfistas, el ICM y la BBC.

1>>> Nos sobran razones para estar agradecidos al plancton.

A las bacterias, al fitoplancton, al zooplancton: a todos ellos muchas gracias. Y las cinco razones por las que según la revista NATURE deberíamos darle gracias al plancton se resumirían en:

  1. El aire que respiramos.

  2. Estar calentitos por la noche y llenar el depósito del coche.

  3. Las construcciones que hemos realizado gracias a él.

  4. Los alimentos que pone en nuestra mesa.

  5. Nuestra propia existencia.

Si quieren averiguar qué argumentos esconden esas 5 razones aquí tienen el vídeo de NATURE con una narración planctónica la mar de simpática.

2>>> Citizens for clean water (C4CW) es una asociación sin ánimo de lucro con sede en Stuart (Florida, EEUU). La crearon un grupo de surfistas en 2013, después de una contaminación bacteriana en aguas continentales y de las proliferaciones de cianobacterias que afectaron en años posteriores a las costas de Florida. ¿Se acuerdan? hablamos de ellas en Cianobacterias en la Costa del Tesoro.

Protesta organizada por C4CW en julio 2016 (Stuart, Florida) a raíz de la proliferación de cianobacterias del lago Okeechobee y su descarga en aguas continentales y costeras. Fuente: MyPalmBeachPost.com

Pues bien. C4CW organiza protestas con el objetivo de que las autoridades mejoren la calidad del agua, y actividades educativas para promover un estilo de vida más respetuoso con el medio acuático. Y no sólo eso. También compusieron una canción con todo el cachondeo del mundo: «The blue-green algae song«, para denunciar las proliferaciones de cianobacterias del lago Okeechobee. Es tan tronchante que el mensaje pierde fuerza pero lo perdido en seriedad lo gana en viralidad, eso seguro !!

Para que la puedan cantar a gusto les dejo la letra. Buena onda y déjense llevar por nuestros amigos surfistas:

…If manatees could talk they’d say hail no, hail no, hail no, hail no/ they would say hail no to the blue-green algae that’s making plants not grow/ the fishermen are pissed/ and so are the squids, the squids, the squids, the squids/ because the ocean once was beautiful and now it looks like shit/ we don’t want to swim/ in a body of water full of toxins/ so go away/ blue-green algae you can’t stay/ listen to my words/ the fish and the birds will they smell like turds?/ and it breaks our heart, our hearts!/ that the ocean smells like farts/ ooh!, surfers are crying, animals are dying/ the government is lying and the algae is multiplying/ blue-green algae get the hell out of here

3>>> Investigadores del Institut de Ciències del Mar (CSIC) de Barcelona, en colaboración con la plataforma La Ciència al teu Món, diseñaron Sea Dance.

Se trata de una instalación interactiva que ya comenté en ICHA17 (Brasil).

El ecosistema marino de Sea Dance. Fuente: ICM-Divulga.

El juego consiste en ir seleccionando distintos componentes del plancton y ponerse a bailar para que un detector de movimiento aumente su presencia en el ecosistema.

Si alguno de los componentes del plancton aumenta o disminuye en exceso tienes que decidir qué organismos debes introducir o eliminar para que el ecosistema funcione como es debido.

Con ello entendemos las relaciones entre los organismos del ecosistema planctónico, para conseguir que se desarrollen de manera controlada hasta alcanzar un estado de equilibrio. Y entonces ganas la partida!

Esther Garcés (ICM-CSIC) con el Sea Dance en el MardeMares. Fuente: twitter (@FestMardeMares)

Sea Dance está pensado para todos los públicos, especialmente los más jóvenes, que conocerán así los organismos que forman el ecosistema marino mientras se divierten al ritmo de la música.

Al comienzo el ritmo no tiene ton ni son, pero a medida que equilibras el ecosistema surge la armonía también en la música.

El vídeo promocional lo pueden disfrutar en el siguiente enlace.

Sea Dance está disponible para su instalación en eventos de divulgación científica. El más reciente, que yo sepa, fue el Festival MardeMares en el Aquarium Finisterrae (octubre 2017, A Coruña). Para más información pueden consultar la web ICM-Divulga.

4>>> Para terminar, lo más impactante. La nueva serie documental de la BBC dedicada a los océanos: Blue Planet II.

Para su banda sonora han juntado a dos de mis artistas favoritos que pertenecen además a mundos musicales completamente distintos: Hans Zimmer, compositor alemán de gigantescas bandas sonoras como «Piratas del Caribe», «Inception» o «Interstellar», y el grupo británico Radiohead.

A partir de la canción «Bloom» de Radiohead han elaborado «(Ocean) bloom«, que acompaña al tráiler de Blue Planet II con el que despido esta entrada, narrado por la voz de la naturaleza: Sir David Attenborough.

La primera vez que lo vi me dejó boquiabierto, ojiplático como diría una amiga mía, y espero que a ustedes les produzca la misma emoción !!

 

Sobre los errores en las proliferaciones de Canarias

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(Imagen de portada: Jannoon028-Freepik.com)

Un buen título es importante. Por eso he cambiado el original (Mensaje en una botella) por este otro que hace referencia directa al tema de la entrada, sugerido por mi colega Esther Garcés del ICM-CSIC.

Divulgar ciencia, ya sea voluntariamente u obligados por las circunstancias, es algo que todos los investigadores hacemos en algún momento (Ciencia en Común). Soy entusiasta de ello y consumo bastante divulgación en los ratos de ocio, hecha por periodistas, maestros, científicos y aficionados que comparten su experiencia y conocimiento en medios públicos de comunicación.

Me gusta pensar que pertenezco a ese club que es la divulgación de todos y para todos. Por eso mismo sé muy bien lo difícil que resulta elaborar un texto sobre un tema de ciencia. No en vano solo escribo de microalgas (sí, también de cianobacterias) para no equivocarme demasiado. Dar un paso más allá me parece inútil, primero porque la divulgación es un aspecto más de mi trabajo y segundo porque no aportaría nada a lo que ya escriben los divulgadores de otros campos.

Dentro de mi campo de estudio apenas araño en la superficie de un tema tan vasto como el fitoplancton. Y no es que yo sea especialmente tonto (que también, pero ese es otro asunto) sino que esa palabra, fitoplancton, encierra un infinito campo de investigación que no dará tiempo a abarcar así explote el Sol y abrase los planetas en 2000 o 3000 millones de años (me gusta mucho la astronomía, hasta aquí mi divulgación del Sistema Solar).

Por ello, escuchar y leer todo lo que se ha vertido a los medios de comunicación este verano sobre las proliferaciones de Trichodesmium erythraeum en Canarias deja patidifuso a cualquiera que trabaje en un laboratorio y se dedique a la investigación, incluidos yo y mi gato (C.A.T. Sheldon). Sí, porque mi gato también es investigador. Una vez quiso investigar si podía pescar dentro del acuario tropical y saltó sobre la tapa de cristal, con el resultado de varios peces volando y otros tantos huesos rotos. 

Nunca máis: be water my friend es solo un eslogan

Entre los divulgadores que más sigo en España les confieso que admiro enormemente al periodista Antonio Martínez Ron, autor de Fogonazos entre muchísimas otras cosas más. Pues bien, en la «Cátedra de Cultura Científica de la Universidad del País Vasco», Martínez Ron publicó Veinte consejos para interpretar resultados y publicaciones científicas, resumiendo y adaptando un artículo de Nature (esa prestigiosa revista…) con el título Policy: twenty tips for interpreting scientific claims (Sutherland y col. 2013).

No tiene desperdicio y viene muy a cuento de lo sucedido en Canarias, empezando por este extracto del original:

Los llamamientos a una mayor integración de la ciencia en la toma de decisiones políticas han sido un asunto recurrente durante décadas. Sin embargo, existen serios problemas en la aplicación de la ciencia a la política […]
Una sugerencia para mejorar las cosas es animar a más científicos a involucrarse en la política. Ello, aunque loable, no es realista […] Otra propuesta es ampliar el papel de los principales asesores científicos, aumentando su número, disponibilidad y participación en los procesos políticos. Ninguno de estos enfoques trata del problema central de la ignorancia científica entre muchos de los que votan en los parlamentos.
¿Podríamos enseñar ciencia a los políticos? Es una idea atractiva, pero ¿qué político ocupado tiene tiempo suficiente? En la práctica, los responsables políticos casi nunca leen documentos o libros científicos. La investigación que incumbe al tema del día […] es interpretada para ellos por asesores o abogados. Y rara vez, o nunca, existe un experimento controlado, con doble ciego, aleatorizado, replicado, bien diseñado y con suficiente número de muestras para extraer conclusiones inequívocas sobre dicho tema particular.
En este contexto, sugerimos que la prioridad inmediata es mejorar la comprensión de los responsables políticos de la naturaleza imperfecta de la ciencia. Las habilidades esenciales son poder interrogar inteligentemente a expertos y asesores, y entender la calidad, limitaciones y sesgos de la evidencia.
Nosotros lo denominamos habilidades científicas interpretativas. Estas habilidades son más accesibles que las necesarias para comprender la ciencia fundamental en sí misma, y ​​pueden formar parte del amplio conjunto de habilidades de la mayoría de los políticos.
Con este fin, sugerimos 20 conceptos que deben formar parte de la educación de los funcionarios, políticos, asesores políticos, periodistas, y de cualquier otra persona que tenga que interactuar con la ciencia o los científicos. Los políticos con un sano escepticismo de los defensores científicos podrían simplemente preferir armarse con este conjunto de conocimientos críticos. [Trad. del original]

Qué bien explicado. Los 20 consejos serían largos de enumerar y me voy a centrar solamente en tres de ellos tal como los resumía Martínez Ron:

7. Extrapolar más allá de los datos es arriesgado. Los patrones encontrados dentro de un determinado rango no tienen por qué funcionar fuera de él. Observar un fenómeno en un ámbito y asumir que se da en otros ámbitos es un error común.

16. Cuidado con las generalizaciones. Un ejemplo claro son las conclusiones que se sacan de un experimento en ratones respecto a lo que puede suceder en humanos.

17. Los sentimientos influyen en la percepción de riesgo. A pesar de los datos objetivos, la percepción del riesgo puede obedecer a factores psicológicos y sociales. En EEUU, por ejemplo, se sobrevalora el riesgo de vivir junto a una central nuclear y se subestima el de tener un arma en casa.

Trasladando todo esto al asunto de Trichodesmium en Canarias: cualquier persona puede buscar en la web información sobre cianobacterias y toxinas, descargar artículos científicos o pseudocientíficos y elaborar una historia. Con la orientación que cada uno desee a condición de extrapolar, generalizar y dejarnos llevar por los sentimientos.

Pero eso no es comunicar información científica. Cualquier mensaje que combine esas tres condiciones tan humanas podrá despertar mucha adhesión, pero no por ello dejará de ser falaz o cuando menos equivocado.

–Veamos los tres consejos aplicados al caso de Canarias–

Edo Bar-Zeev y Eyal Rahav, los científicos israelíes autores del trabajo sobre el bloom de Trichodesmium en Israel. Fuente: Diario de avisos

7. Extrapolar más allá de los datos es arriesgado.

En las noticias que relacionan tajantemente los vertidos urbanos con las proliferaciones de Trichodesmium se defiende la existencia de dicha asociación no con datos de Canarias, sino con un artículo en invierno en el Mediterráneo oriental (Rahav y col. 2017) del que ya hablé en una entrada anterior.

Extrapolar dichas evidencias directamente a Canarias es un ejemplo perfecto del riesgo sobre el que avisa este consejo. Basta leer la oportuna entrevista a dichos autores en Diario de Avisos (30-VIII-2017)

16. Cuidado con las generalizaciones.

Cierto, las microcistinas son toxinas muy potentes. Su presencia (y la de otras cianotoxinas) plantea un serio riesgo para la salud de personas y animales en fuentes de agua de uso agrícola y potable contaminadas por cianobacterias tóxicas. Es decir, proliferaciones en aguas continentales que enseguida relacionamos con la eutrofización (porque además en muchos casos es así). Pero Trichodesmium no es una cianobacteria de agua dulce.

Produce microcistinas y un informe interno del BEA que citaba algunos efectos de dichas toxinas («una exposición continuada a esta cianobacteria puede promover el desarrollo de tumores primarios de hígado a medio-largo plazo»), ha servido para denunciar que existe un grave riesgo sanitario guardado en secreto.

Por este motivo se ha cargado también, injustamente, contra los autores de dicho informe realizado a partir de muestras recogidas en el mar de Las Calmas (El Hierro).

Fórmula química de la microcistina-LR. Autor: Anton Lebedev. Fuente: 123RF

En mi opinión, el error en dicho documento (fechado el 23-24 junio) era hablar de exposición a «esta cianobacteria» en lugar de «microcistinas«, generalizando dichos efectos a Trichodesmium y dejando abierta la interpretación a que dichos síntomas se han registrado en humanos. Lo cual es falso.

No olvidemos tampoco que en aquel momento las proliferaciones eran apenas una anécdota: nadie imaginaba que iban a durar tanto tiempo ni alcanzar tales dimensiones físicas y mediáticas. Yo solo veo un error en un informe interno oficial, sin la información ni el contexto necesarios en una comunicación pública. A posteriori, cuando se ha consultado a los autores, estos han corregido y contextualizado la información de dicho informe (Diario de Avisos, 27-VIII-2017).

Un informe público oficial es otro asunto: debe contener elementos científicos presentados con reflexión y profundidad, con datos locales para que la información sea lo más veraz y completa posible. Aún es pronto y dicho informe no está disponible. Tal como ha explicado Javier Arístegui (ULPGC, director del SITMA) el debate sobre las proliferaciones de Trichodesmium debe ser científico (Canarias7: 31-VIII-2017). Dicho artículo menciona que el Gobierno ha encargado al propio Arístegui un informe científico con el que abrir ese debate basado en datos no en opiniones.

Mientras tanto, no existen estudios científicos que asocien las proliferaciones marinas de Trichodesmium con esos terribles síntomas en humanos. Al menos yo no los conozco y el libro Toxic Cyanobacteria in Water: A guide to their public health consequences, monitoring and management de la Organización Mundial de la Salud (OMS, 1999) que consulté, a propósito para esta entrada, tampoco los menciona. Tampoco en publicaciones posteriores como Guidelines for safe recreational water environments (OMS, 2003 y 2009).

Fuente: NHBS

En un libro reciente, Toxic and Harmful Microalgae of the World Ocean (UNESCO; Lassus y col. 2016) se resumen los efectos sobre personas y fauna marina expuestas a proliferaciones de Trichodesmium a lo largo del mundo, así como sus toxinas. En el caso de las personas menciona un misterioso síndrome en bañistas citado en Brasil en 1963: «la fiebre de Tamandaré» que Proença y col (2009) pusieron en duda sobre su naturaleza y relación con Trichodesmium. En Asia destaca un caso en Kuwait en 2000, con un bloom que ocasionó molestias tales como náuseas, fuertes olores, tos e irritación en los ojos. Y finalmente Oceanía (Australia) donde también se han registrado molestias en bañistas.

Las proliferaciones anuales de cianobacterias tóxicas que se desarrollan en verano en playas de Europa, concretamente en el Báltico en la región de Gdansk (Polonia) son un tema diferente a Trichodesmium del que ya hablamos en una entrada anterior. Suelen ocurrir cuando el agua supera los 20ºC y llegan a ocasionar prohibiciones de baño y cierres por precaución en playas afectadas por proliferaciones masivas (p.ej. Nodularia, Dolichospermum y Aphanizomenon).

Las autoridades de cada país son responsables de decretar las limitaciones del baño o cierres de playas y aguas recreativas, así como de informar a la población sobre la existencia y naturaleza de dichas proliferaciones. Las aguas de baño se controlan regularmente y las decisiones de los gestores políticos, tanto en Polonia como en los demás países de la UE, deben seguir la Directiva Europea sobre las aguas de baño (2006/7/EC) que en su artículo 8 «Riesgos debidos a cianobacterias» dice lo siguiente:

1. Cuando el perfil de las aguas de baño indique propensión a la proliferación de cianobacterias, se llevará a cabo un control adecuado que permita la identificación oportuna de los riesgos para la salud.
2. Cuando se produzca proliferación de cianobacterias y se haya determinado o presumido la existencia de un riesgo para la salud, se adoptarán inmediatamente medidas de gestión adecuadas con el fin de prevenir la exposición a aquéllas, que incluirán la información al público.

La ingestión de grandes cantidades de agua (o continuada a lo largo del tiempo) o espuma de cianobacterias representan un riesgo en aguas continentales para personas y animales, pero no en el mar por razones obvias. En este caso, las limitaciones del baño o incluso cierres de playas en los casos más graves son las únicas medidas disponibles, dado que la mitigación de las proliferaciones en zonas costeras es algo todavía en fase de estudio, sin éxitos ni precedentes a gran escala.

Los datos disponibles sobre los efectos de microcistinas y otras cianotoxinas están descritos en los libros de la OMS antes citados y pertenecen a ensayos en animales (tal como aclaró Emilio Soler en referencia al informe interno del BEA) por vía oral y/o inyecciones directas. Dichos ensayos suelen usar ratones (también cerdos), en dosis elevadas y/o prolongadas en el tiempo, para estudiar toda clase de efectos y establecer p.ej. los niveles tolerables de cianotoxinas.

Cabe destacar que para muchas cianotoxinas no existen datos suficientes para dichos cálculos: solo encontré valores de «Ingesta Diaria Tolerable» (dosis diaria a lo largo de toda la vida sin efectos adversos en personas) para microcistinas-LR (las más tóxicas, de Microcystis aeruginosa).

Pero también se han realizado ensayos con cianobacterias tóxicas de agua dulce en humanos.

Pilotto y col (2004) estudiaron en un grupo de 114 voluntarios los efectos de la aplicación directa sobre la piel de parches con cultivos de cianobacterias, tóxicos y no tóxicos, de los géneros Microcystis y Cylindrospermopsis, entre otras. Al comienzo del artículo citan lo siguiente: «En relación a las actividades recreativas en agua contaminada con cianobacterias, el contacto dérmico es una importante vía de exposición. Sin embargo, la naturaleza de los informes sobre reacciones alérgicas y dermatológicas son esporádicos y bastante anecdóticos» [Trad. del original]

Los resultados de su trabajo mostraron que alrededor del 20% de las personas desarrollaban reacciones leves en la piel en contacto con las cianobacterias, resueltas sin tratamiento al cesar la exposición. Y el porcentaje bajaba al 15% si excluían a las personas que también reaccionaban a cianobacterias no tóxicas.

Emisario submarino. Fuente: aguasresiduales.info

17. Los sentimientos influyen en la percepción de riesgo. 

Las proliferaciones han afectado a las costas de varias islas occidentales y todo apunta a condiciones ambientales favorables durante el verano. Aún así, la posible (al menos no descartable todavía) influencia de los emisarios submarinos, junto al aspecto desagradable, el mal olor y la persistencia de los blooms de Trichodesmium, han provocado un sentimiento de indignación y la percepción de una relación directa entre proliferaciones y emisarios.

Esta percepción ha crecido además por la falta de reflejos de las autoridades a la hora de elaborar un comunicado oficial, publicado finalmente el 11 de agosto, mientras crecía la confusión, opiniones cruzadas y alarmas infundadas durante el verano. A pesar de todo, dada la novedad de este asunto en Canarias, por muchas explicaciones que hubiese habido creo que la polémica habría alcanzado dimensiones parecidas. Sin datos locales e informes científicos todo este debate entretiene el asunto del verano pero resulta estéril.

El tiempo y los datos darán y quitarán razones.

El debate debe ser científico y también político porque la responsabilidad de la gestión presente y futura de asuntos como este recae en las autoridades. La comparecencia pública del próximo jueves 7 en el Parlamento (Canariasahora, 4-IX-2017) forma parte de las necesarias explicaciones que hasta ahora sólo han llegado tarde y parcialmente a través de la prensa nacional e internacional y el comunicado oficial del pasado 11 de agosto.

Sobre el debate científico, me encantaría ver un espacio de televisión con un grupo de expertos discutiendo sobre las proliferaciones de Trichodesmium con el informe científico sobre la mesa, abierto a la participación del público. Tengo una pregunta para usted, versión ciencia !!

Adenda: aquí les dejo el enlace al informe científico «Sobre la presencia de Trichodesmium spp.
en aguas de Canarias en el verano de 2017″, firmado el 2 de septiembre y elaborado por los investigadores A.G. Ramos, J. Arístegui y M. Benavides, publicado a posteriori de esta entrada.

Referencias:

-Guidelines for safe recreational water environments. Vol. 1 (2003) y addendum a Vol. 1 (2009). Disponibles en la web de la OMS
-Pilotto L. & col. Acute skin irritant effects of cyanobacteria (blue-green algae) in healthy volunteers. Aust. N. Z. J. Public Health 28:220-224 (2004)
-Sutherland WJ & col. Policy: Twenty tips for interpreting scientific claims. Nature 503:335-337 (2013).
-Toxic and harmful microalgae of the world ocean. Lassus P. & col. (Eds.). IOC-UNESCO. Manuals and guides. Vol.: 68. 523 p. (2016)
-Toxic cyanobacteria in water. A guide to their public health consequences, monitoring and management. Chorus I. & Bartram J. (Eds.). WHO, UNESCO, UNEP. 400 p. (1999). Disponible en la web de la OMS.

Cianobacterias en la Costa del Tesoro

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La proliferación de Trichodesmium en Canarias me ha recordado otro incidente de enorme impacto mediático, social y político. Sucedió a mediados de 2016 al otro lado del Atlántico, en Florida (EEUU). En este caso fueron cianobacterias de agua dulce las que llegaron al mar. Ahora verán cómo, pero ya les adelanto que eran tóxicas y que se montó un buen lío !!

El lago Okeechobee es el mayor de Florida con 1890 km2 y su nombre significa «agua grande» en la lengua de la tribu hitchiti (gracias Wikipedia). Pronunciado en gallego (de la tribu gallega de Galicia) significa «Oh, quee lluevee«, muy apropiado como veremos.

Esquema de la entrada y salida del agua en el lago Okeechobee. Autor: Riley D. Champine, NG Staff. Fuente: USGS, USDA, NASA, U.S. Army Corps of Engineers, South Florida Water Management District

A pesar de su extensión la profundidad media del lago es de 2.7 metros. El Okeechobee está clasificado como cuerpo de agua potable de clase I. Sus afluentes son principalmente el río Kissimmee desde el norte y su desagüe natural era la región de los Everglades, hacia el sur.

Y digo era porque el lago posee un sistema de diques que lo circundan casi por completo para regular el nivel del agua, bloqueando su comunicación natural con los Everglades.

El sistema actual de diques (Herbert Hoover) se construyó reforzando otros anteriores para evitar catástrofes por lluvias e inundaciones a causa de tormentas y huracanes. No en vano uno de ellos costó en 1928 la vida de al menos 2500 habitantes en la región.

Durante la época de lluvias el nivel del lago puede subir peligrosamente y la única forma de regular su volumen es descargando millones de litros hacia las costas este y oeste, a través de canales a los ríos Caloosahatchee y St. Lucie. Si pinchan en la imagen verán a qué me refiero.

El Okeechobee está sometido a una gran presión antropogénica y eutrofización por vertidos de origen urbano y ganadero al norte, y agrícolas al sur (caña de azúcar). Si a esto le añadimos el estancamiento del agua y condiciones ambientales propicias a mediados de año (altas temperaturas + luz en un lago extenso y somero) tenemos la receta perfecta para la proliferación de cianobacterias.

Entre noviembre 2015 – mayo 2016 se registró una cantidad excepcional de lluvia, con el invierno más húmedo en las series históricas de muchas ciudades del sur de Florida. Esto hizo que el Cuerpo de Ingenieros de la Armada de EEUU se viera obligado a rebajar el nivel del lago desde finales de enero (varios meses antes de lo habitual) para salvaguardar los diques que protegen los terrenos vecinos del Okeechobee. Además, debido a la antigüedad de los diques, mantienen el nivel del agua por debajo de lo normal por precaución.

Microcystis aeruginosa. La barra indica 20 micras. Fuente: Rosen y col. (2017)

El 13 de mayo los ingenieros comunicaron la presencia de un bloom de «microalgas» que cubría 85 km2 en el Okeechobee. En junio, con el bloom «viento en popa a toda vela«, las operaciones de regulación del agua provocaron la descarga de aguas verdosas (color guacamole) cargadas de cianobacterias en los estuarios y costas de Florida.

El 1 de julio se comenzó a reducir la descarga del lago pero para entonces el mal ya estaba hecho. En el lago, a finales de julio el bloom llegó a cubrir 1/3 de la superficie total (619 km2).

La proliferación estuvo dominada por Microcystis aeruginosa. Su presencia ya estaba documentada en el lago desde comienzos de los 80′ y suele ser habitual en los blooms de cianobacterias del Okeechobee.

Aspecto del bloom en el estuario del St. Lucie (Stuart, 11 julio). Autor: Joe Raedle (GETTY). Fuente: National Geographic

Junto a ella aparecían otras cianobacterias en menor proporción (hasta 26 especies) según un informe de Rosen y col. (2017) incluyendo a los géneros Dolichospermum, Nostoc y Pseudanabaena. Tanto Microcystis como los demás géneros son productores potenciales de diversas toxinas como las microcistinas, saxitoxinas, anatoxinas, etc.

Estas y otras cianotoxinas impiden los usos agrícolas y potables del agua en las reservas continentales donde proliferan, ya que pueden representar un serio peligro para la salud. Otro ejemplo de esto son los blooms de Microcystis en la región de Los Grandes Lagos.

Los vientos predominantes arrastraron las cianobacterias hacia el canal del este, transportándolas sobre todo al río St. Lucie y de ahí a la costa atlántica, conocida como Treasure Coast. La enorme masa de cianobacterias vertida al mar extendió el bloom varios kilómetros hacia el océano abierto.

Vistas del canal y estuario de St. Lucie afectados por el bloom de cianobacterias (24 junio). Autor: Eric Hasert (Treasure Coast Newspapers). Fuente: State of Florida Response to 2016 South Florida Algal Bloom.

En la costa el impacto socioeconómico fue enorme debido a las pérdidas del sector turístico por el aspecto y el olor del agua, así como la alarma sobre la salud de las personas y los ecosistemas marinos.

Pero no crean que era la primera vez: ya van 8 desde 2004, aunque la de 2016 ha sido la peor.

La coordinación y comunicación de la situación no funcionó como en ocasiones anteriores, desbordadas las autoridades por las dimensiones del problema.

Florida declaró el estado de emergencia en 4 condados registrando muertes de peces, marisco, de al menos un manatí y molestias en personas. Y en años anteriores también se observaron daños en la flora y fauna de los estuarios asociados a estas descargas de cianobacterias.

Central Marine (Stuart). Autor: Greg Lovett (The Palm Beach Post, 29 junio). Fuente: State of Florida Response to 2016 South Florida Algal Bloom.

Eso sí, el Departamento de Protección Medioambiental de Florida creó una página web para hacer pública la información en tiempo real sobre la evolución e impacto del bloom.

La web incluía datos de análisis bisemanales de las condiciones del agua, estado de las playas, análisis de toxinas (microcistinas, cilindrospermopsinas y anatoxina-a).

En este vídeo la CBS resumía el panorama, con imágenes impactantes incluyendo a un manatí, y la visión de la costra formada por las cianobacterias de agua dulce, putrefactas tras morir en el mar.

Pruebas para eliminar el bloom de cianobacterias en una «marina» del río St. Lucie (11 julio). Joe Raedle (GETTY). Fuente: National Geographic

Ante la gravedad de la situación se llevaron a cabo iniciativas no permitidas para mitigar el bloom. Desconozco cuáles en concreto, aunque en la web podemos encontrar imágenes como esta.

El riesgo de métodos tan «expeditivos» radica en el posible aerosol que puede provocar con el consiguiente riesgo sanitario para las personas. Antes de intentar nada es importante realizar pruebas a pequeña escala para evitar que el remedio sea peor que la enfermedad.

Para regular este tipo de iniciativas y estudiar las mejores opciones se creó un comité oficial que recibiría y estudiaría propuestas para mitigar el bloom.

Y así fue: recibieron 52 proyectos incluyendo métodos mecánicos (bombas de succión, skimmers, barreras flotantes…), biológicos (biopolímeros, fertilizantes para promover crecimiento microbiano…), químicos (agentes floculantes, bactericidas…) o combinaciones de varios de ellos.

Los miembros del comité oficial se decantaron por métodos mecánicos, pero el bloom se dispersó antes de que pudiesen poner en marcha iniciativas piloto. No obstante, la idoneidad de dichos métodos sigue en estudio.

Los humedales de los Everglades son la salida natural del Okeechobee. También han sufrido una progresiva destrucción e impacto ambiental por la influencia de las actividades humanas. Fuente: FloridaEverglades

El problema es que no hay experiencia suficiente en el caso de una proliferación costera con estas dimensiones. Muchos de ellos están pensados para mitigar los efectos sobre volúmenes más pequeños en aguas continentales (estanques, lagos), o en el oceáno abierto donde los efectos directos sobre las poblaciones no suponen un quebradero de cabeza.

¿Cuál es la solución a todo este despropósito medioambiental?

Por un lado está claro que la solución fundamental reside en mejorar la calidad de las aguas del Okeechobee. Pero además no hay otra forma de regular el agua que no sea vertiéndola al mar. Aunque existen alternativas.

En 2014, después de una situación similar en el verano anterior, los votantes de Florida decidieron aprobar por un 75% una enmienda a la constitución del estado para dedicar 1/3 de los ingresos por transacciones inmobiliarias para comprar y recuperar tierras al sur del lago.

Protestas el 2 de julio de 2016 solicitando la compra de tierras para solucionar el problema del Okeechobee. La imagen la twiteó el propio Sheriff del Condado de Martin. Fuente: Twitter @MartinFLSheriff

El objetivo: construir en ellas un depósito de almacenamiento y filtrado de agua que podría ser vertida a los Everglades, recuperando en parte el curso natural del agua a través del continente.

Las quejas por parte de la sociedad vienen de que a pesar de la decisión popular no se han ejecutado dichos planes, y así lo dejaron patente en esta imagen 3500 personas cerca de Stuart, pidiendo que se compren las tierras de una vez.

No existe un único culpable de esta situación y a pesar del clamor popular parece casi imposible llegar a un acuerdo a corto plazo entre los sectores económicos implicados.

Como conclusión me quedo con una frase de Larry Brand, biólogo marino de la Universidad de Miami, en un artículo de National Geographic (26-VII-2016): No matter which way that water goes, it creates problems. It is a case of who screams the loudest.

Referencias:

-Rosen B.H. y col. Cyanobacteria of the 2016 Lake Okeechobee and Okeechobee Waterway Harmful Algal Bloom. Disponible en USGS
-Slimy Green Beaches May Be Florida’s New Normal. Disponible en: National Geographic
-State of Florida Response to 2016 South Florida Algal Bloom. Disponible en epa.gov
-Why toxic algae blooms like Florida’s are so dangerous to people and wildlife. Disponible en: The Conversation