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Medusas invertidas y constelaciones boreales

Imagen de Portada: Un arco celeste [Autora: Noa Táboas. Fuente: Ceos Galegos]

El 8 de noviembre se presentó en el ICM-CSIC de Barcelona el libro de divulgación “100 Secrets Dels Oceans“, escrito por Esther Garcés y Daniel Closa. Y allí estuve, primero porque Esther me avisó, y luego porque a mí también me emocionaría contar en una ocasión así con colegas y amigos entre el público.

Devoré los 100 secrets. Me recordaron a las entradas de un blog y resultan muy amenos porque van al grano (2 páginas por secreto). De momento solo está disponible en catalán pero no conocer bien la lengua (como es mi caso) no impide entenderlo, engancharse y disfrutar de los secrets dels oceans…empezando por el de su propio origen.

Lo que no sabía es que este viaje me iba a proporcionar además un nuevo tema para el blog. Y fue gracias a una visita al día siguiente (con mi colega Nagore Sampedro como guía) a las instalaciones del ICM.

Para ser exacto descubrí a nuestras protagonistas de hoy en la Zona de Acuarios y cámaras Experimentales (ZAE, CMIMA). Allí me permitieron grabar el siguiente vídeo (gracias a Maxi y a otra persona de cuyo nombre no me acuerdo, perdón!).

Junto al acuario había una ficha explicativa con el título “Cassiopea sp.”

La simbiosis entre algas e invertebrados marinos es un tema fascinante y el de hoy es un caso muy curioso, acompañado de un lío taxonómico de proporciones astronómicas resuelto este mismo verano.

Un par de medusas invertidas del género Cassiopea. Fuente: L’aquarium (Barcelona).

Cassiopea es un género de cnidarios que poseen fase de medusa en su ciclo de vida (escifozoos). Agrupa a unas 10 especies válidas mediante criterios genéticos y como han podido comprobar hacen algo muuuuy raro: están al revés. Por eso se les llama medusas invertidas.

El motivo de que estén cabeza abajo agitando los pies (perdón, umbrela hacia abajo, brazos orales y tentáculos arriba) es muy sencillo: almacenan algas endosimbiontes en sus brazos. De ahí su tono verdoso y el hecho de que necesiten luz para sobrevivir!

Este simpático comportamiento explica también su nombre.

En la mitología griega, Casiopea fue castigada por Poseidón quien la ató a una silla en una posición que al rotar la bóveda celeste deja a la pobre Casiopea cabeza abajo la mitad del tiempo.

La constelación de Casiopea. Fuente: La bitácora de Galileo.

Así, la constelación de Casiopea parece una M o una W cuando la silla está al revés.

La imagen de la portada es como el juego de ¿dónde está Wally? Descubrirán a Casiopea a la izquierda de la capilla, atravesada por la nube de la Vía Láctea y cabeza abajo!

Las algas producen nutrientes esenciales para Cassiopea (p.ej. glucosa y glicerol), por eso les gusta poco nadar y prefieren estar en el fondo patas pa’rriba. Su hábitat característico son los fondos tropicales poco profundos, arenosos o fangosos en zonas de manglares.

¿Y cuáles son las algas de Cassiopea? Perrito piloto para quien acierte. Les adelanto que son dinoflagelados y aquí van 3 opciones:

(A) Symbiodinium, (B) Zooxanthella, (C) Brandtodinium.

El término zooxantelas se aplica coloquialmente a todas las algas simbiontes de invertebrados marinos, sea cual sea su naturaleza (dinoflagelados, diatomeas, etc).

Pero proviene de un género concreto, Zooxanthella, creado por K. Brandt en 1881 para la especie Zooxanthella nutricula, un alga simbionte del radiolario Collozoum inerme, que resultó luego ser un dinoflagelado. Antes que él, otros investigadores como Haeckel y Hertwig habían examinado aquellas “células amarillas” en el s.XIX, pero creían estar ante estructuras del propio animal o algas parásitas.

Luego se publicaron nuevos géneros de dinoflagelados simbiontes como Philozoon y Zoorhabdella aislados de cnidarios y foraminíferos (Geddes 1882; Rhumbler 1909), todavía válidos en la actualidad aunque no se sepa nada más sobre ellos.

Para los que contestasteis (A) Symbiodinium. Fuente: PSD.

Pues bien. En 1962 H.D. Freudenthal describió a las algas de Cassiopea como un nuevo género de dinoflagelados dando nombre a la primera especie: Symbiodinium microadriaticum. 

Así que la opción correcta era (A) pero ya verán que la historia no es tan sencilla.

Symbiodinium es una Rock Starfamosa en el mundo entero por ser el alga simbionte en los arrecifes de coral, aunque pueden vivir también en forma libre. Si quieren saber más de ellas pueden revisar “la trilogía del coral”.

Symbiodinium es imprescindible para Cassiopea (también para los arrecifes tropicales, cuyo blanqueamiento significa que pierden sus algas y mueren si no las recuperan a tiempo). La fase de pólipo no avanza a medusa (estrobilación) si Cassiopea no incorpora a Symbiodinium. Los pólipos obtienen las algas del medio natural, no las heredan.

Durante décadas se creyó que sólo existía una especie de Symbiodinium en huéspedes tan variados como foraminíferos, radiolarios, ciliados, moluscos y esponjas.

Pero a finales del s.XX llegó la biología molecular para poner orden y revelar hasta 8 grupos moleculares y subgrupos varios. Así, los Symbiodinium se denominaron en su mayoría siguiendo letras (de la A a la I), para etiquetar los grupos moleculares a falta de una descripción válida a nivel de especie.

Symbiodinium natans (colección CCVIEO del IEO de Vigo). Aislado por Rosa Figueroa en muestreos en las Islas Canarias. Fuente: F. Rodríguez.

Un antiguo error taxonómico lo complicó todo. 

La descripción de Symbiodinium de Freudenthal (1962) no era válida según el código internacional de nomenclatura en algas (Código Melbourne) porque no incluyó holotipo (ejemplar tipo de la especie que sirve para realizar su descripción científica).

Y esto fue así hasta que alguien describió correctamente una especie de Symbiodinium validando de paso al género. Tal cosa sucedió en 2009, con la publicación de Symbiodinium natans a partir de una muestra de plancton en Tenerife (Hansen & Daugbjerg).

Y para complicarlo aún más en 2014 (Probert y col.) describieron un nuevo género de algas simbiontes, Brandtodinium (en honor a K. Brandt), para aclarar que los radiolarios poseen dinoflagelados distintos. Para mí que estaban hartos de tanto lío de nombres pero su Brandtodinium era al fin y al cabo la Zooxanthella nutricula descrita por Brandt en 1881.

Ya les dije que no era sencillo, pero por fin alguien ha desenredado todo este entuerto (de momento).

Filogenia molecular con los nuevos géneros de dinoflagelados simbiontes relacionados con Symbiodinium. Fuente: LaJeunesse y col. (2018).

LaJeunesse y col. (2018) publicaron en agosto un extenso trabajo en el que describen que los clados moleculares de Symbiodinium son en realidad géneros distintos.

El clado A sigue siendo Symbiodinium porque contiene a la primera especie válida descrita: S. natans (y también a S. microadriaticum, simbionte de Cassiopea).

Pero otros 6 clados moleculares han pasado ahora a tener nombres que recuerdan a elementos químicos de la tabla periódica: Breviolum, Cladocopium, Durusdinium, Effrenium, Fugacium y Gerakladium.

Todos comparten algo en común, pertenecer al orden taxonómico de los Suessiales. Además, LaJeunesse aporta un dato muy interesante: la antigüedad de estos dinoflagelados (según relojes moleculares) data del período Jurásico, coincidiendo con la rápida diversificación y crecimiento de los arrecifes de coral después de la extinción masiva del Triásico…esa que llevó a los dinosaurios a dominar la Tierra.

Y los dinoflagelados simbiontes como Zooxanthella nutricula, que pertenecen a otro orden distinto (Peridiniales), se incluyen en dicho género creado por K. Brandt en 1881, que sigue siendo válido a pesar de tanto zarandeo.

Referencias:

-Brandt K. Ueber das Zusammenleben von Thieren und Algen. Verhandlungen der Physiologischen Gesellschaft zu Berlin 1881-1882: 22-26 (1881).
-Freudenthal H.D. Symbiodinium gen. nov. and Symbiodinium microadriaticum sp. nov., a zooxanthella: Taxonomy, life cycle, and morphology. J. Protozool. 9:45–52 (1962).
-Geddes P. Further researches on animals containing chlorophyll. Nature 25:303-305 (1882).
-Hansen G. & Daugbjerg N. Symbiodinium natans sp. nov.: A ‘‘free-living’’ dinoflagellate from Tenerife (Northeast-Atlantic Ocean). J. Phycol. 45:251–263 (2009).
-LaJeunesse T. y col. Systematic Revision of Symbiodiniaceae Highlights the Antiquity and Diversity of Coral Endosymbionts. Curr. Biol. 28:1-11 (2018).
-Probert I. y col. Brandtodinium gen. nov. and B. nutricula comb. nov. (Dinophyceae), a dinoflagellate commonly found in symbiosis with polycystine radiolarians. J. Phycol. 50:388-399 (2014).
-Rhumbler L. Die Foraminiferen (Thalamophoren) der Plankton-Expedition. Ergebnisse der Plankton-Expedition der Humboldt-Stiftung 3(L.C.): 1-311 (1909).

 

Mis anémonas y otros animales

Anémonas, en Nigrán (Pontevedra)…luego contamos más cosas sobre ellas.

Las anémonas son animales que viven sobre las rocas de la zona intermareal.

Protagonizan el blog de hoy porque tienen algas endosimbiontes
y porque son vecinas muy fotogénicas que visito en el verano.

Las anémonas son cnidarios y para darnos cuenta de la biodiversidad que esconde esta “palabreja” hay que aclarar que los cnidarios son un phylum.

¿Y qué es un phylum pues el “escalón” taxonómico superior al nivel de clase, como los mamíferos.

Los cnidarios agrupan 8 clases distintas de animales…y entre ellos, además de anémonas, encontramos otros seres tan “famosos” como los corales y las medusas…

La medusa Aequorea victoria (fuente: Wikipedia).
De ella se aisló la primera GFP en 1962.

Las medusas han “revolucionado” la investigación en biociencia tras el descubrimiento en los años 60′ de las GFP (proteinas verdes fluorescentes). Las propiedades fluorescentes de estas proteínas permiten seguir el desarrollo celular, por ejemplo en el caso de neuronas, tumores, y un largo etc por explorar para el avance de la medicina. Es por algo que en 2008 recibieron el Nobel de Química el japonés O. Shimomura y los estadounidenses M. Chalfie y R.Y. Tsien por sus trabajos pioneros con las GFP

http://brainwindows.wordpress.com/category/gfp/

Cuando leemos alguna noticia tan curiosa como la de un ratón, un mono ó un gato fluorescentes (hablamos siempre de investigación en ciencias de la salud)…pues los han obtenido gracias a las GFP, cuyo uso se ha extendido en la última década, y no son tóxicas…

Pero aparte de la ciencia, las GFP han tenido aplicaciones más “ociosas”, como las de crear peces fluorescentes, en las que “cebritas” (también guppys, barbos, etc) son convertidas en “luciérnagas” (Glofish® http://www.glofish.com/) para capricho de quien sea partidario de meterlas en su acuario…
Yo me sigo quedando con mis lindos guppys “no-bioluminiscentes”.

¿A qué viene tanto hablar de medusas y ratones fluorescentes en un blog de algas…?
Ahora lo cuento, pero volvamos a las anémonas…siento poner tanto tentáculo pero es que me encantan las “ortiguillas”…

Anemonia sulcata variedad smaragdina (arriba) y rustica (debajo).
En el intermareal de Monte Lourido y Monte Ferro (Nigrán, Pontevedra).

…Las anémonas tienen también  GFP’s y otras proteínas no fluorescentes relacionadas todas ellas con la descubierta en Aequorea victoria.

El color verde de la anémona (Anemonia sulcata var. smaragdina) en la imagen superior se debe a GFP’s
y sus extremos púrpuras poseen otras proteínas “no fluorescentes”, derivadas de las GFP’s.

La taxonomía de estas anémonas es controvertida, pero las diferencias entre formas con distintos colores no justifican crear nuevas especies…Y ahora sí llegamos a las algas, porque en las anémonas viven algas endosimbiontes…se llaman “zooxantelas” y son dinoflagelados.

Se trata de parientes cercanos de los dinoflagelados que viven en los corales, del género SymbiodiniumPor curiosidad: a diferencia de las anémonas, las actinias no tienen zooxantelas. Y con este “tomate de mar” termino la primera entrada de una “trilogía” en honor a Gerald Durrell.
Actinia fragacea (Playa de AreaFofa, Nigrán). Antes conocida
como la variedad “fresa” de Actinia equina

 

Referencias:
Leutenegger, A et al. Analysis of fluorescent and non-fluorescent sea anemones from the Mediterranean Sea during a bleaching event. J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 253: 221-234 (2007).
-Shimomura O. et al. Extraction, purification and properties of aequorin, a bioluminescent protein from the luminous hydromedusan, Aequorea. J. Cell. Comp. Physiol. 59: 223-29 (1962).
-The GFP site http://gfp.conncoll.edu/GFP-1.htm