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La insólita criatura del Sr. Hertwig

Las plantas se orientan hacia la luz (fototropismo) gracias a las auxinas, unas hormonas que gobiernan el desarrollo y la diferenciación celular. Las algas en cambio poseen fototactismo: la intensidad y dirección de la luz estimula su movimiento gracias a los flagelos (que las propulsan) y fotoreceptores como las manchas oculares, presentes en algas verdes como Chlamydomonas, y euglenofíceas.

Euglena con la mancha ocular. Su color anaranjado lo producen carotenoides como anteraxatina, neoxantina y b-caroteno. Autor: C. Krebs. Fuente: http://www.photomacrography.net/

Pocos dinoflagelados tienen manchas oculares, apenas un 5% de especies (básicamente de agua dulce como Peridinium westii o Woloszynskia coronata). Sin embargo, muchos exhiben fototaxis positiva (les atrae la luz, igual que a las moscas) y se cree que poseen otros fotoreceptores en su membrana plasmática. ¿Cuáles? pues no parece que se sepa demasiado al respecto…

Las manchas oculares pueden ser glóbulos pigmentados con carotenoides en el interior de cloroplastos, vesículas, glóbulos libres en el citoplasma celular, o incluso gránulos rodeados de 3 membranas lo cual indica que pudieron evolucionar a partir de cloroplastos. Están situadas en la zona sulcal, en la base de los flagelos a los que transmiten el estímulo que produce la luz (a través del hipotético fotoreceptor de la membrana plasmática o en la base del flagelo longitudinal).

Woloszynskia coronata. Su mancha ocular es un glóbulo libre en el citoplasma. Autor: JD Dodge & JM Lewis. Fuente: Natural History Museum

No se conoce si el flagelo está directamente conectado a la mancha ocular ni cómo se transmite la excitación desde los pigmentos, pero se asume que la luz absorbida por éstos sirve de energía para el movimiento. El espectro de luz que produce fototaxis es similar en todos los dinoflagelados y la actividad máxima se observa entre 440-500 nm (azul-verde).

Además de las manchas oculares algunos dinoflagelados poseen estructuras mucho más complejas: los oceloides. Sus componentes recuerdan a un ojo microscópico: córnea, anillos del iris, lente y un cuerpo retinal. Incluso se ha llegado a especular que comparten un mismo origen con los ojos de los animales pluricelulares.

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a) Warnowia, b) Erythopsidinium, c) Nematodinium. Fuente: figura 4 de Gavelis y col. (2015)

 

Los oceloides aparecen únicamente en dinoflagelados heterótrofos de la familia Warnowiceae, como Erythropsidinium, Warnowia y Nematodinium. La naturaleza de sus componentes era desconocida hasta que en un artículo reciente, Gavelis y col (2015), diseccionaron células de Nematodinium con la intención de desvelar el origen de sus partes utilizando marcadores moleculares y microscopía electrónica.

Hicieron la «autopsia» a cinco células para separar los oceloides y aislar sus componentes, lo cual no deja de sonar increíble. En su trabajo comentan que tras reventar las células, la parte pigmentada (cuerpo retinal, de color marrón) era fácil de localizar. Pero las partes transparentes (lente y córnea) se perdieron en la preparación.

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Nematodinium y los componentes de su oceloide. Fuente: fig. 1 Gavelis y col (2015)

Sólo pudieron secuenciar el ADN de la región pigmentada y descubrieron que se trata de un cloroplasto. También averiguaron que pertenece al tipo «habitual», el de dinoflagelados con peridinina. La microscopía electrónica (FIB-SEM) demostró que este cloroplasto modificado está fusionado a una red de plástidos, también pigmentados (lo que plantea dudas sobre si Erythropsis conserva actividad fotosintética, por pequeña que ésta sea).

En cuanto a la lente y la córnea, la microscopía electrónica (en este caso TEM) de una célula intacta reveló que la córnea es una capa de mitocondrias conectadas en red a mitocondrias «normales» en el citoplasma. Sobre la lente no pudieron precisar nada concreto. Así que probablemente los oceloides están relacionados con las manchas oculares pero son un caso especial en el que varios orgánulos se diferencian y elaboran una estructura compleja con una nueva función.

¿Y para qué sirven los oceloides? considerando que hablamos de seres (en teoría) heterótrofos y que hay indicios de que capturan a otros dinoflagelados, es lógico pensar que los emplean para localizar a sus presas, detectando la bioluminiscencia o incluso luz polarizada de los núcleos (debida a los cromosomas condensados) en dinoflagelados.

Sólo son teorías porque no sabemos casi nada sobre su biología: se trata de criaturas extremadamente raras que nadie ha conseguido cultivar. Y son tan complejas que la descripción original de Erythropsidinium fue descartada (y casi vilipendiada!), tras una disputa científica de ésas que tanto nos gustan en este blog.

Dos especies de Erythropsis (hoy Erythropsidinium): E. cornuta (izda) y E. scarlatina (dcha). Fuente: Kofoid y Swezy (1921).

Todo comenzó en las vacaciones de Pascua de 1884 cuando Richard Hertwig, zoólogo alemán de 34 años (discípulo de Haeckel para más señas), aisló en la costa de Sorrento (Italia) una célula alucinante con una especie de tentáculo y algo parecido a un ojo microscópico. Al observarla en el microscopio se le cayó el tentáculo pero Hertwig trató de describir lo que quedaba tiñéndola con ácido ósmico.

R. Hertwig (1850-1937). Fuente: Wikipedia

A pesar de analizar una célula mutilada su descripción fue acertada y conservadora: la bautizó como Erythropsis agilis aunque no la relacionó con un dinoflagelado. Pero cuando su compatriota Carl Vogt (un veterano profesor alemán de 67 años) leyó el trabajo no tardó en indignarse y escribir una réplica declarando que aquéllo era los restos de un ciliado tipo Vorticella merendándose el ojo de una medusa medio podrida que había tenido la desgracia de caer en el ácido ósmico de Hertwig. Tal cual…

Hertwig redactó una contrarréplica para defenderse, pero Vogt volvió a la carga con un nuevo trabajo: «Un error científico», en el que hablaba del daño que provocaba a la ciencia la descripción de organismos usando evidencias dudosas. «El hombre yerra mientras vive«, escribió Vogt (y cuánta razón tenía !! la frase le vino que ni pintada años más tarde).

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Carl Vogt (1817-1895)                          Fuente: Wikipedia

Hoy nadie incluye poesías en un trabajo científico pero en el s.XIX se ve que sí. Vogt quería borrar a Erythropsis del mapa y preparando el terreno deslizó cuatro versos aparentemente inocentes [Trad. del alemán]: «Lo que fijas con osmio/es fácil de llevar a casa/y cuando, sudando, uno consigue dibujar la criatura/por fin puede proclamar su hermosura«.

En paralelo a esos versos reprodujo las ilustraciones comparadas de un ciliado tipo Vorticella con Erythropsis (no el dibujo de Hertwig, sino otro un poquito modificado que convenía mejor a sus propósitos). Pero no quedó satisfecho. Vogt publicó un nuevo trabajo: «De los hermanos Hertwig» donde reproducía el ocelo de una medusa y su parecido poco menos que «condenatorio» con el oceloide de Erythropsis. Al no existir ningún ejemplar vivo para confirmar o refutar a Hertwig, se impuso el arrebato ciego (y la poesía) del viejo profesor.

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La medusa Lizzia blondina. A este género creía Vogt que pertenecía el ocelo descrito por Hertwig. Autor: P. Schuchert. Fuente: World Hydrozoa Database

De nada sirvió que meses después un ruso, Metchnikoff, publicase una nota donde afirmaba haber visto en 1874 un organismo como el de Hertwig en una muestra de Madeira (lo había publicado en ruso!!). Hubo que esperar a 1904, cuando Pavillard descubrió en el Mediterráneo un Erythropsis intacto, para recuperar el género e incluirlo entre los dinoflagelados. Lo que debió disfrutar Hertwig no está en los escritos!!, aunque Vogt no vivió para verlo…

En la década siguiente se encontraron más Erythropsis en el Mediterráneo y en 1921 Kofoid & Swezy publicaron una lista de 10 especies aunque posiblemente exageraron un pelín (hoy en día sólo hay 4 especies aceptadas según Algaebase). Finalmente Erythropsis pasó a ser Erythropsidinium porque ya existía un género de plantas con ese nombre (Silva, 1960). Ése fue el único «error» de Hertwig !!

 

Agradecimientos: A Javier Sánchez por enviarme la entrada de Fogonazos, un blog imprescindible de divulgación (por Antonio Martínez Ron), y a Anke Kremp por la traducción de los versos de Carl Vogt.

Referencias:

-Gavelis GS y col. Eye-like ocelloids are built from different endosymbiotically acquired components. Nature 523:204-207 (2015).
-Gómez F y col. The molecular phylogeny of the ocelloid-bearing dinoflagellates Erythropsidinium and Warnowia (Warnowiaceae, Dinophyceae). J. Eukaryot. Microbiol. 56:440-445 (2009).
-Kofoid CA & Swezy O. The free-living unarmored dinoflagellata. Memoirs of the Univ. of California. Univ. of California Press, Berkeley. 5.
-Silva PC. Remarks on algal nomenclature III. Taxon 9:18-25 (1960).
-Web: Fogonazos, «La compleja historia del ojo más simple» (02/07/15).

El polen del mar

Manchas de polen frente al IEO de Vigo. Autor: F. Rodríguez

El 8 de abril contemplamos unas manchas amarillas en el mar, a pocos metros de nuestro laboratorio en Vigo.

Así que hice algunas fotos mientras que Pilar Rial, técnico de nuestro departamento, se adelantaba por curiosidad a recoger muestras de agua.

Regalos así, caídos del cielo, no pueden faltar en este blog…!!

La mancha de polen ampliada y un grano de polen recogido en la misma zona,
visto a 400 aumentos. Autor: F. Rodríguez

En el microscopio confirmamos que se trataba de polen de pino. En las últimas semanas cualquier superficie exterior estaba salpicada de un pertinaz polvo amarillo, aunque en el mar no recordaba haber visto nunca manchas como estas.

En La Voz de Galicia publicaron hace unos días imágenes espectaculares de nubes de polen sobre los pinares. En Galicia los pinos son más abundantes en el sur (Orense y Pontevedra) y los niveles máximos de su polen se concentran entre marzo y abril. El polen de pino es poco alergénico, posee dos sacos aeríferos y los granos que observamos tenían unas dimensiones máximas de 90×50 micras (=milésimas de milímetro).

Si algún ciudadano desea conocer los niveles actuales y el tipo de polen en la provincia de Pontevedra lo lleva crudo. Los recortes en la Xunta de Galicia se llevaron por delante a la red gallega de aerobiología en 2011, cuyos análisis se realizaban en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Santiago de Compostela desde 1993 (La Voz de Galicia, 3-abril-2011).

Supongo que nuestras autoridades decidieron que no era prioritario mantener este servicio de alerta público, a pesar de que facilitaba datos útiles tanto a los especialistas sanitarios como a los afectados por alergias al polen, que somos cerca de 8 millones en España…(en mi caso a las gramíneas).

Las redes de aerobiología (ó palinología) funcionan de manera muy desigual en nuestro país: hay comunidades autónomas con datos muy completos como Madrid y Cataluña. También existen webs muy bonitas –pero sin información de niveles de polen– como la de Castilla-La Mancha. Las series temporales de niveles de polen se pueden consultar en la web polenes.com del Comité de Aerobiología de la SEAIC (Sociedad Española de Alergología e Inmunología Clínica) ó en la Red de Aerobiología de España (REA). En la web de la SEAIC se muestra un mapa de España con enlaces a cada provincia, aunque no siempre existen datos ó la serie se interrumpió años atrás…

Pronóstico del polen para la primavera de 2015. Autor: SEAIC.
Fuente: El tiempo.com

En resumen: hay que bucear por fuentes y webs diversas para encontrar los datos que te interesan, y en ningún caso existen resultados actualizados para todas las provincias (ni mucho menos).

La SEAIC, junto a la farmacéutica Almirall, desarrolló una aplicación para móviles llamada Alergo Alarm, pero ya no está operativa y fue sustituida por otras como Polen Control (Almirall) y Alerta Polen (AstraZéneca), que también utilizan los datos recogidos por la red SEAIC.

Fuente: VShare market

Instalé Polen Control en mi móvil, pero tal y como esperaba no me sirvió de nada porque no hay datos públicos de polen para la provincia de Pontevedra, ni para el resto de Galicia.

Me dirigí por último a la web de la SGAIC (Sociedad Gallega de alergología e imunología clínica), para confirmar que el enlace a los niveles de polen conduce a una web inexistente.

«Vivamos como galegos» dice la publicidad y yo les invito a vivir de otra manera (no sé si mejor) y visitar las redes de aerobiología de Portugal y Francia, dos vecinos que nos dan sopas con onda en cuanto al seguimiento del polen.
La de Francia es espectacular, con datos de la composición y niveles de polen en casi todos los departamentos (equivalen a nuestras provincias).

La lluvia limpia de polen el aire, por eso está tan contenta.
Premio nacional de publicidad en 2014. Fuente: Gadisa



La palinología es la ciencia que estudia partículas diminutas como el polen y las esporas (pertenecientes a helechos, algas, musgos y hongos).
El polen y las esporas permiten trazar la aparición y evolución de las plantas terrestres. Los granos de polen más antiguos, hasta el momento, tienen unos 470 millones de años y se encontraron en Argentina (Rubinstein y col. 2010).

La conservación del polen en el registro fósil se debe a la esporopolenina, un biopolímero extremadamente inerte que forma parte de su cubierta exterior (exina) y del cual se desconocen su composición y estructura precisas. El motivo es que tanta estabilidad química dificulta enormemente su análisis.

Quiste del dinoflagelado Protoperidinium conicum.
Autora: Isabel Bravo.

En lo que respecta a las algas, las formas de resistencia ó quistes de los dinoflagelados poseen también una cubierta muy resistente.

Por analogía con el polen se creía que podían contener esporopolenina. Error: en realidad se trata de un biopolímero diferente, la dinosporina, más cercana a la celulosa aunque tampoco se ha llegado a caracterizar su estructura.

Acritarco (Visbysphaera) del Silúrico (Gotland, Alemania).
Autor: Munnecke y col. 2012. Fuente: FAU.

Los quistes actuales pueden germinar y así revelar a la especie que los produce.

Pero existen unos microfósiles llamados acritarcos, formados por una sustancia similar a la esporopolenina, que no se corresponden con ningún organismo actual.
Los acritarcos más antiguos tienen entre 1.600 y 1.900 millones de años. Siempre aparecen en rocas de origen marino y su tamaño suele estar entre 15-80 micras, lo cual apunta a organismos unicelulares, seguramente microalgas.

Sus formas son variadas y algunas de ellas han sido luego reconocidas como algas verdes, por ejemplo prasinofíceas (Tasmanites).

Los acritarcos tienen marcas con distintos tipos de aberturas (circulares, lineales, en dos mitades, etc), indicando que algo salió de ahí y una de las hipótesis más extendidas es que podrían ser quistes de dinoflagelados.

Sin embargo, esta teoría tiene un problema: los primeros quistes con todas las características de los dinoflagelados aparecieron en el Triásico (250-200 millones de años), coincidiendo con la desaparición de los misteriosos acritarcos en el registro fósil…

Autor: Xulio Valeiras.

Addendum
Mi colega Xulio Valeiras (IEO, Vigo) me envió esta imagen tomada en el Golfo de Vizcaya en 2007 durante una campaña de pesca (proyecto PELACUS, a bordo del Thalassa), con una enorme mancha de polen seguramente también de pinos. Y que quizás pudo provenir de los extensos pinares de las Landas francesas.

Referencias:
-Bravo I & Figueroa RI. Towards an ecological understanding of dinoflagellate cyst functions. Microorganisms 2:11-32 (2014).
-Rubinstein CV y col. Early Middle Ordovician evidence for land plants in Argentina (Eastern Gondwana). New Phytologist 188:365-369 (2010).
-Traverse A. Paleopalinology, 813 pp. (2007).
-Web: Miracle (London’s Global University).

Como el viento

SINTEF (Foundation for Scientific and Industrial Research) es una organización privada de investigación fundada en 1950, con sede central en Trondheim, Noruega. Trabaja en estrecha relación con la Universidad de Ciencia y Tecnología (NTNU) de Trondheim y la Universidad de Oslo.

El éxito de organizaciones como SINTEF cuya actividad junto a instituciones públicas puede aportar beneficios a la sociedad provoca envidia sana…!!

En los veranos de 2002 y 2003 SINTEF
hizo dos pruebas de afloramiento artificial en el fiordo de Sogne.

 

Arnafjord, en el fiordo de Sogne  Aquí probaron la cortina de burbujas.
Fuente: www.visitnorway.com

La primera prueba fue en 2002: «la cortina de burbujas».

Su diseño consistía en tres tuberías agujereadas y situadas en paralelo a 40 metros de profundidad.

Las burbujas, generadas con un compresor de aire, levantaron una fuerte turbulencia aunque sin mezclar toda la columna de agua: sólo entre 40 y 10 m. de profundidad.

El diseño de la cortina de burbujas. Fuente: Fig. 2 de McClimans y col (2010).

Les recuerdo que la hipótesis detrás del afloramiento artificial es que las diatomeas, con mayores tasas de crecimiento y escasa movilidad son favorecidas por el aumento de nutrientes y la turbulencia en la columna de agua respecto a los dinoflagelados, incluyendo aquellos tóxicos (malos malísimos !!) como Dinophysis.

Efecto en los nutrientes y el fitoplancton
del afloramiento artificial (cortina de burbujas).
Fuente: Figs. 4 y 6 de Handa y col (2013).

Los resultados biológicos del experimento (Handa y col. 2013) contradijeron en parte la hipótesis inicial:
aumentó la biomasa del fitoplancton (40%), pero el crecimiento de las diatomeas fue insignificante respecto al de los dinoflagelados…!!

Y todo ello a pesar de la turbulencia y el aumento de nutrientes como silicatos, que vemos a la izquierda, y que usan específicamente las diatomeas.

Aún hay más: la biomasa no fue significativamente mayor que la de una estación de «control» cercana, donde sí ocurrió una proliferación de diatomeas de forma natural !!!

Ceratium tripos de la Ría de Pontevedra,.
Esto no es como el marisco,
en Noruega son iguales…!!

Lo positivo es que solo crecieron dinoflagelados no tóxicos del género Ceratium (C. furca y C. tripos). Algo parecido sucedió en uno de los ensayos del IMR (Aure y col 2007) que vimos en la entrada anterior…
así que a Ceratium parecen gustarle mucho estos afloramientos artificiales !!

Dinophysis acuminata
(Ría de Pontevedra)

Pero al cesar «el burbujeo» se cumplió la teoría:
los dinoflagelados dominaron aún más y se produjo un aumento en las poblaciones del género tóxico Dinophysis. Eso sí, las concentraciones estuvieron por debajo de las observadas en la estación de control.

Al menos no hubo sobresaturación de nitrógeno: uno de los posibles efectos negativos de las burbujas que podría dañar a cultivos de peces en jaulas.

 

La segunda prueba fue la descarga de agua menos densa en profundidad
para provocar su ascenso hacia la superficie…
Generador de la planta hidroeléctrica de Jostedal. Autor: Per Berntsen.
Esta foto forma parte de un proyecto fotográfico del mismo autor,
exhibido en la Galería Riis de Oslo en 2008. Fuente: Generator 4

El experimento se hizo en 2003 en Gaupnefjord aprovechando una canalización de la planta hidroeléctrica de Jostedal a 40 m. de profundidad.

Para mejorar la mezcla del agua dulce y su intrusión hacia superficie, se instaló una placa difusora en la salida de agua. En este caso la mezcla llegó hasta los 5-9 metros de profundidad.

Y el diseño del «invento» lo vemos en la figura siguiente…

El diseño de la placa difusora es del SINTEF. Fuente: Fig. 7 McClimans y col (2010)

Sus autores calculan que esta solución es más eficaz y barata que las burbujas. Si fuera tan fantástica ya debería ser del dominio público, pero los efectos biológicos del primer experimento tardaron 11 años en publicarse y de éste no pude encontrar absolutamente nada…!!

¿Y qué tal si probamos el afloramiento artificial en las rías gallegas
para reducir el impacto de las proliferaciones tóxicas?
La Voz de Galicia: 19-IX-2014.

Los cierres en la extracción de marisco principalmente por las toxinas de Dinophysis son un problema que trae de cabeza a la industria acuícola.
Los cierres prolongados y súbitos que ocasionan estas proliferaciones han levantado voces tanto hacia el programa de seguimiento de fitoplancton y biotoxinas de la Xunta de Galicia, como hacia los investigadores para que desarrollen (desarrollemos) nuevas herramientas de predicción y mitigación de los episodios tóxicos.

La teoría del afloramiento artificial es tentadora pero ya ven ustedes que los resultados son impredecibles en un sistema natural. También fueron escépticos los miembros del panel sobre «Ocean Fertilization» de la IOC-UNESCO en 2010: «[…] it seems more likely that artificial upwelling will become a tool to study marine ecosystem responses to nutrient perturbations and changes in mixing regimes […]».

Las rías son muy distintas a los fiordos, y en especial a las zonas internas con fuerte estratificación en verano, profundas y resguardadas, donde se ha ensayado el afloramiento artificial.

La ría de Vigo, vista desde el monte Galiñeiro.

Las rías no necesitan fertilización, contamos con una naturaleza generosa al respecto y una larga época de afloramiento entre abril y septiembre. Se trata de cuencas poco profundas y muy dinámicas en las que el agua se renueva completamente en pocos días, y donde el viento juega un papel primordial (casi en tiempo real) sobre la circulación del agua. Por ello las condiciones oceanográficas, aunque siguen patrones estacionales establecidos, pueden cambiar de un día para otro, como el viento…

Ya lo cantó DePedro:
«Como el viento»
Fuente: notedetengas

El afloramiento artificial que produjéramos, con burbujas ó agua dulce, no tendría las características de un afloramiento natural de aguas frías ricas en nutrientes. Sería otra cosa: aumentar la turbulencia en los primeros 10-20 metros buscando «molestar» a los dinoflagelados y favorecer a las diatomeas. La renovación natural del agua junto a nuestro afloramiento provocaría no sabemos muy bien qué y los cambios en la comunidad de fitoplancton se alargarían poco más que el propio experimento.

Como investigador me pica la curiosidad, pero tengo la sensación de que sería igual de inútil que las presas de arena que hacíamos de niños en la playa para frenar el avance del mar.

El ensayo no causaría daños ambientales, aunque sería partidario de la opción «jacuzzi» porque introducir agua dulce en profundidad me parece agresivo. Y antes de lanzarse al medio natural habría que hacer ensayos a pequeña escala y estudiar los posibles efectos usando modelos, etc…

Después de planificar los medios materiales, el personal necesario, elegir un lugar y no infringir ninguna ley ¿habría dueños de bateas dispuestos a que les burbujeen alrededor y ver los efectos en sus mejillones?
En el año 2008 ya hubo una primera reunión en Galicia, una toma de contacto con investigadores noruegos, pero no se pasó de ahí dada la patente complejidad e incertidumbre sobre el tema.

El quid de la cuestión es si alguien cree que merece la pena embarcarse en esto sabiendo que existe la altísima probabilidad de que sea un experimento con gaseosa (nunca mejor dicho), una inversión a fondo perdido.

Tendría que ser dinero público y los costes en nuestro caso no los asumiría una empresa como SINTEF ni el plan nacional de I+D+I.

Unicamente un consorcio europeo del famoso programa Horizonte 2020


Referencias:
-McClimans y col. Controlled artificial upwelling in a fjord to stimulate non-toxic algae.
Aq. Eng. 42: 140-147 (2010).
-Handa A. y col. Artificial upwelling to stimulate growth of non-toxic algae in a habitat for mussel farming. Aq. Res. 45:1798-1809 (2013).
-La Ría de Vigo: una aproximación integral al ecosistema marino de la Ría de Vigo. González-Garcés A. y col (Eds). 414 pp. (2008).
-Ocean fertilization: a scientific summary for policy makers. IOC-UNESCO 20 pp (2010). http://unesdoc.unesco.org/images/0019/001906/190674e.pdf

La nariz del Concorde

El Concorde voló por última vez el 26 de noviembre de 2003. Ahora sólo podemos verlo en museos como el de Le Bourget (Francia), Seattle (EEUU), ó en el aeropuerto Charles de Gaulle donde conservan un prototipo al aire libre…y donde recuerdo haberlo visto en activo una única vez.

 

Aterrizaje del último vuelo del Concorde, en Bristol (UK).
Autor: Adrian Pingstone

El Concorde era la mejor publicidad de British Airways y AirFrance. Fiable y raudo como una bala: unía París con Nueva York en 3hrs y 1/2.

Pero también era un lujo asiático deficitario: un sueño de los 60′ que se dio de bruces con la crisis del petróleo en los 70′. Aún así, en su retirada tuvo más culpa el único accidente que sufrió en 27 años.
Sucedió el 25 de julio de 2000, al despegar de París rumbo a Nueva York.

El despegue en llamas del Concorde (25/7/2000)
Autor: Toshihiko Sato, AP.

Luego se supo que en la pista quedó una pieza de titanio de un DC-10 que impactó y reventó un neumático del Concorde. Con tan mala suerte que un trozo golpeó el depósito de combustible y éste se incendió antes de despegar.

Ya en el aire se fundió el ala izquierda y se desplomó sobre un hotel en Gonesse, sin que los pilotos pudieran aterrizar de emergencia en Le Bourget.
Perecieron 113 personas (incluyendo 4 del hotel) y no hubo supervivientes.

En 2012 una sentencia judicial absolvió a Continental Airlines (propietaria del DC-10) de responsabilidad criminal, pero le condenó a pagar el 70% de las indemnizaciones.

El Tupolev 144 en Le Bourget (1975). Autor: M. Gilliand.
Fuente: Wikimedia commons.

B.A.C. y Sud-Aviation construyeron 14 unidades del Concorde. Éste tuvo en sus inicios un competidor ruso: le apodaron «Concordski» por su parecido.

Y es que la historia de los aviones supersónicos y el espionaje entre ambos fabricantes daría para un guión de película !!

El Tupolev 144, como así se llamaba, tenía mayor tamaño y velocidad, pero sólo llevó pasajeros de 1975 a 1978 debido a deficiencias propias y 2 accidentes.

Aquí vemos las «orejitas» del Concordski.
Fuente: Skyscrapercity.com

La carrera por el avión supersónico precipitó al Concordski hacia el desastre. En su interior el ruido era ensordecedor y los pasajeros separados por 2 asientos no podían ni hablar entre sí !!

El vuelo inaugural con la prensa internacional fue una verbena de alarmas y fallos de sistemas a bordo, si hacemos caso a la Wikipedia…

El Concorde tenía un morro tan alargado que había que bajarlo en las maniobras de despegue y aterrizaje para que los pilotos pudieran ver la pista. Luego durante el vuelo ya le podían enderezar la nariz…!!

En este vídeo del museo de Le Bourget pueden ver esa bajada de «nariz»…

Y dirán ustedes: ¿a qué viene tanto rollo sobre el Concorde en un blog de algas?
Tengo dos buenas razones:
1) me fascina su historia y 2) su nariz
Fuente: Chang y col. (2004)

Ajaaaá !!! La célula que recuerda a la nariz del Concorde es Karenia concordia, un dinoflagelado tóxico.
En la descripción original de 2004, Chang y col. justificaron así la etimología de su nueva especie:
«Latin name concordia refers to dorsoventrally arching cells giving it the droop-nose look of the Concord aircraft». Trad.: «el nombre latino de concordia hace referencia al arqueamiento dorsoventral de las células que recuerda al morro inclinado del avión Concorde.»

K. concordia.
Fuente: Web NIWA

Aunque de supersónica solo tiene el nombre. Chang y col. dicen que se mueve despacito en comparación a otras especies de su género…!! 

K. concordia fue aislada y descrita tras un bloom tóxico en 2002, en la isla norte de Nueva Zelanda.

Se trata de una especie productora de neurotoxinas (brevetoxinas) y junto con otras especies del género Karenia ocasionaron en 2002 la muerte a decenas de miles de peces y 8500 orejas de mar de acuicultura. Al mismo tiempo ocurrieron mareas rojas de Noctilucas que no causaron daño alguno. Fueron una víctima más, ya que se encontraron muchas Noctilucas muertas en la misma zona donde proliferaban las Karenias, mientras que en aguas sin Karenias engordaban a base de diatomeas, etc…

Además se cree que fue K. concordia la que produjo en 1993 molestias respiratorias a 180 personas que inhalaron aerosol marino durante una proliferación en esta región.
Los blooms de K. concordia se han repetido entre 2009 y 2011, pero en 2009 el motivo no fue natural: una tubería vertió aguas residuales (= a exceso de nutrientes) al puerto de Wellington durante 3 meses.

Polyprion oxygeneios. Fuente: Zoochat

En 2010 K. concordia proliferó junto a otras especies dañinas como Heterosigma akashiwo, provocando mortandades masivas de chernas en jaulas (Polyprion oxygeneios), en el centro de acuicultura del NIWA (National Institute of Water and Atmospheric Research) en Wellington.

Y precisamente allí, en Wellington, tendrá lugar del 27 al 31 de octubre de este año la XVI Conferencia Internacional sobre Fitoplancton TóxicoSe trata de la cita más importante sobre este tema y tiene lugar cada 2 años. 

En este congreso científicas y científicos de todo el mundo presentarán las últimas novedades en todo lo que incumbe al estudio de microalgas tóxicas, incluyendo el descubrimiento de nuevas especies, como lo fue Karenia concordia en su momento…!!

Referencias:
Blog de Javier Ortega Figueiral.
-Historia de la Aviación. Parragon Books, 384 pp (2007).
-Chang FH & Ryan KG. Karenia concordia sp. nov. (Gymnodiniales, Dinophyceae), a new non-thecate dinoflagellate isolated from the New Zealand northeast coast during the 2002 harmful algal bloom events. J. Phycol. 43:552-562 (2004).
-Chang FH & Mullan AB. Extended blooms of Karenia concordia and other harmful algae from 2009 to 2011 in Wellington Harbour, New Zealand. Proceedings of XV ICHA Conference.

Un mar de espuma

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

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

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

 

Separador de albumina.
Fuente: reefcorner.com

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Referencias:

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

La marea roja vista desde dentro

Título de la foto: «Un arrecife flotante»
Autor: Jorge Hernández Urcera
Premio ACUIFOTO 2013
categoría Acuicultura y medio ambiente
Fuente: web Fundación OESA

Esta semana ha sido y continúa siendo noticia la proliferación tóxica (mal llamada marea roja) que afecta de forma masiva a las rías gallegas. De 54 polígonos de bateas controlados por el INTECMAR  a día de hoy están cerrados 43 !!

Solo quedan 11 polígonos abiertos, 6 de ellos están en la ría de Vigo. La prohibición afecta no solo al mejillón en batea sino también a la mayoría de moluscos infaunales (los que viven enterrados: almejas, berberechos…) y epifaunales (p.ej. vieira).

Las culpables de este episodio tóxico son las toxinas diarreicas (ácido okadaico y sus derivados) producidas por dinoflagelados del género Dinophysis.

No se preocupen, las fotos y videos de lo que se mueve dentro de esta «marea roja» las veremos luego…!!

Dinoflagelado del género Protoperidinium
(ría de Pontevedra, 8 octubre 2013)

Los dinoflagelados son «veraneantes tardíos»…gustan de esta época a comienzos de otoño después de la temporada de afloramiento.

Las condiciones ambientales que han provocado la proliferación de Dinophysis las podemos «rastrear» en páginas web de acceso público, como la del Instituto Español de Oceanografía.

Fíjense en el aumento de la temperatura del agua en las rías baixas en tan solo una semana…

Esta gráfica se realiza semanalmente a partir de los datos del termosalinómetro del buque oceanográfico
JM Navaz (IEO) en su viaje de 2 días para el muestreo de seguimiento del fitoplancton tóxico
a cargo del INTECMAR (Vilaxoán, Xunta de Galicia).
Fuente: C.O. de Vigo (http://www.vi.ieo.es/general/principal.aspx?web=condiciones_salinas.aspx)

El desencadenante de estas proliferaciones tóxicas es la entrada de ése agua cálida al interior de las rías desde la plataforma ó zonas costeras cercanas (Portugal), al relajarse el afloramiento del verano.
El fenómeno fue descrito por primera vez por Fraga y col (1988) para explicar la proliferación de Gymnodinium catenatum en esta misma época.

Brevemente: el viento sur desplaza agua superficial oceánica (calentita y estratificada) hacia la costa, poblaciones de fitoplancton incluidas. Así que las rías se calientan y concentran las células que pueden seguir multiplicándose (ó no…) en un espacio limitado, rico en nutrientes (y presas microscópicas). La situación opuesta sucede en primavera-verano, con viento norte y afloramiento de aguas oceánicas profundas y frías. La alternancia entre afloramiento/hundimiento se representa mediante el «Indice de afloramiento«, con valores positivos = afloramiento y negativos = hundimiento.

 

Indice de afloramiento en las rías baixas, calculado mediante dos métodos distintos.
En azul son los datos a partir de la boya en Cabo Silleiro (viento real), y en rojo calculados
a partir de la presión atmosférica (datos FNMOC, EEUU) en el C.O. de Vigo.
Fuente: Observatorio Oceanográfico da Marxe Ibérica (RAIA)
http://www.indicedeafloramiento.ieo.es/afloramiento.html

 

Esta gráfica muestra el promedio de ese índice en las rías baixas para los 12 meses del año actual y en octubre vemos el cambio al hundimiento. En concreto sucedió en los primeros días de octubre y la consecuencia nos llega pocos días después con la proliferación de Dinophysis.

Los dinoflagelados son los reyes del mar en estas condiciones porque pueden nadar y mantenerse en la capa superior mientras que otras algas como las diatomeas necesitan del afloramiento para evitar su caída a zonas profundas. En esta época de otoño las proliferaciones tóxicas son un proceso natural, más o menos intenso según las condiciones ambientales. El verano y comienzo del otoño han sido especialmente cálidos

–Todo ayuda—



…En otoño de 2005 sucedió una intensa proliferación de Dinophysis acuta en las rías gallegas
(tal como ha sido el caso este año), una especie ligada a esta época de finales del verano-otoño.
Pues bien, Escalera y col (2010) demostraron que la acumulación de D. acuta en las rías se produjo debido al transporte pasivo de células (principalmente desde el sur, en la costa portuguesa), y no por la división activa de D. acuta en las rías…

Y ya sin más les presento a los protagonistas de esta proliferación tóxica

Las fotos y videos siguientes pertenecen a una muestra concentrada de la ría de Pontevedra (Bueu, estación P2), recogida por el B/O J.M. Navaz el pasado 8 de octubre.

Empezamos por los «buenos»…

Dinoflagelados del género Tripos (antes Ceratium): fotosintéticos y no tóxicos.
 
T. furca
T. tripos
Dos células de T. fusus en proceso de división
¿quieren ver cómo nadan? pues aquí tienen un vídeo de Tripos fusus y furca (antes Ceratium)

 

 Ahora vamos con Protoperidinium: heterótrofos y tampoco tóxicos.
 
P. divergens…ó parecido…

Protoperidinium no realiza fotosíntesis así que se alimenta de otros seres microscópicos. Por lo visto le encantan los Ceratium y en esta muestra «se pusieron las botas…». En este vídeo le vemos después de capturar a un Tripos fusus...y también cómo se «pelean» luego tres Protoperidinium por lo que podría ser un huevo de zooplancton…!!

Y por fin llegamos a las tóxicas: Dinophysis
Dinophysis acuta
Dinophysis acuminata (la pequeñita al lado de D. acuta)
Dinophysis caudata

 

La anécdota…Dinophysis tripos


Mesodinium rubrum

Y este es un Mesodinium, que saltaba «perdido» en la misma muestra. Es un pequeño ciliado fotosintético del cual se alimenta Dinophysis. Su única presa conocida por el momento. Las especies responsables de la toxicidad en esta proliferación son principalmente D. acuta y D. acuminata. Por poner un ejemplo, en esta muestra de la estación P2 INTECMAR daba las siguientes concentraciones integradas desde 0 a 20 metros: D. acuta 6000 céls/litro, D. acuminata 3320 céls/litro y D. caudata 160 céls/litro.

Llegamos al último vídeo, con D. acuta, D. acuminata y algún Ceratium invitado
El distinto color de Ceratium y Dinophysis se explica por el tipo de cloroplastos y pigmentos.
Ceratium es un dinoflagelado «típico» con cloroplastos dorados (con peridinina).
Dinophysis tiene cloroplastos «rojizos» procedentes de Mesodinium.
Con ambos «dinos» les dejo…
Y con el deseo de que las condiciones oceanográficas cambien rápidamente
y este episodio tóxico
desaparezca cuanto antes !!
 
Agradecimientos:
-A la tripulación del J.M. Navaz por recogernos esta muestra de la estación P2, y a Gonzalo y Suso del C.O. de Vigo por las aclaraciones sobre el índice de afloramiento.
Referencias:
-Escalera y col. Bloom dynamics of Dinophysis acuta in an upwelling system: in situ growth versus transport. Harmful Algae 9: 312-322 (2010).
-Fraga y col. Influence of upwelling relaxation on dinoflagellates and shellfish toxicity  in Ría de Vigo, Spain. Est. Coast. Shelf Sci. 27: 349-361 (1988).
 
 
 
 
 

 

La roja fue la primera

 

Bangiomorpha pubescens
http://evolution.berkeley.edu/

Y no hablo de fútbol, sino de sexo. Porque en los fósiles del alga roja Bangiomorpha pubescens (isla de Somerset en el Artico de Canadá) se halló la primera prueba de reproducción sexual en nuestro planeta.

Bangiomorpha es además el primer eucariota conocido: sus fósiles tienen 1.200 millones de años…tres veces menos que los estromatolitos de Shark Bay (3.500 millones de años).

En Bangiomorpha había diferenciación sexual masculina y femenina, tal como en sus descendientes actuales del género Bangia…y se trataba de un organismo multicelular.Un estudiante muy atento durante unas charlas en el colegio Serra-Vincios me preguntó: las algas (unicelulares) ¿tienen géneros?

Este Gyrodinium instriatum
no sabría decirte si es chico ó chica

Pues masculino y femenino, no, pero sí tienen reproducción sexual. Por raro que suene, se puede decir que algunas células se «sienten atraídas» y se unen para reproducirse sexualmente, después de una fusión celular. Esas células especiales son gametos.

Los gametos solo tienen una copia del material genético (haploides) y al fusionarse, igual que nuestros espermatozoides y óvulos, forman zigotos (diploides).

En la imagen inferior podemos comparar el tamaño de dos dinoflagelados (Dinophysis tripos y un quiste de Fragilidium) con el óvulo y espermatozoides humanos.

 

El óvulo mide 150 micras de diámetro y los espermatozoides solo 5.
Dinophysis tripos (izquierda) mide 110 micras de longitud.

Los gametos en las algas pueden ser distintos de las células «normales» vegetativas.

En algunos dinoflagelados, por ejemplo, los gametos son más pequeños…Y pueden ser iguales ó de distinto tamaño, como sucede en humanos. Aunque no haya «chicos y chicas», por eso de la atracción se suelen llamar células «positivas» y «negativas» (+/-).
Gymnodinium catenatum

Todavía se desconocen los ciclos de vida completos de numerosas especies, porque las plantas y por extensión las algas, son más complicadas que nosotros en este aspecto…!!

Si tenemos un cultivo originado a partir de una sola célula vegetativa, solo tendremos un tipo de gametos (+) ó (-). Hay especies que aún así pueden tener reproducción sexual (Alexandrium taylori), lo cual no deja de ser curioso…pero muchas otras especies necesitan gametos de signo opuesto (Lingulodinium polyedrum).
Todo esto es una simplificación, ya que en algunos dinoflagelados como Gymnodinium catenatum ó Noctiluca scintillans encontramos cultivos con una u otra estrategia. Aún hay más (como diría Super Ratón): la reproducción sexual en las algas puede incluir más de 2 tipos de gametos (p.ej. en G. catenatum y G. nolleri).
El ciclo de vida típico de un dinoflagelado.

La célula que resulta de la fusión de los gametos (2 y 3) suele ser un quiste de resistencia (4) en el caso de los dinoflagelados. Este quiste, como ya vimos en otra entrada, es inmóvil y cae al sedimento. Al despertar (5) inicia un nuevo ciclo de vida; una célula móvil (1) que luego se divide y da lugar a las células vegetativas normales. Éstas se dividen asexualmente, que es el modo por el cual crecen las poblaciones de fitoplancton. Así que la reproducción sexual es importante ya que puede marcar el inicio y final de las proliferaciones.En el siguiente vídeo podemos ver cómo «danzan» los supuestos gametos del dinoflagelado Fragilidium, más pequeños, alrededor de un quiste.

Colonia y célula individual de Volvox
http://www.botany.hawaii.edu/

Sobre el origen del sexo y los géneros masculino y femenino se han descubierto muchas pistas en las colonias del género Volvox: un organismo microscópico que pertenece al grupo de las algas verdes.

Volvox es muy especial porque marca la transición entre algas unicelulares y multicelulares: forma colonias con células diferenciadas pero también células individuales cuando germinan sus zigotos.

Volvox posee gametos masculinos y femeninos distintos, tal como sucede en humanos…
y su pariente más cercano entre las algas unicelulares es la clorofícea Chlamydomonas reinhardtii.

Nozaki y col. en 2006 descubrieron que los gametos masculinos en Volvox proceden de gametos del tipo negativo en Chlamydomonas, el tipo dominante en esta especie…
Pero es el único caso conocido y puede que sea la excepción !! 

Referencias:

-Butterfield NJ. Bangiomorpha pubescens n. gen., n. sp.: implications for the evolution of sex, multicellularity, and the Mesoproterozoic/Neoproterozoic radiation of eukaryotes. Palaeobiology 26: 386-404 (2000).
-Figueroa R. The significance of sexuality and cyst formation in the life-cycles of four marine dinoflagellate species. Tesis doctoral, 154 pp (2005).
-Herron MD, Michod RE. Evolution of complexity in the Volvocine algae: transitions in individuality through Darwin’s eye. Evolution 62: 436-451 (2007).
-Nozaki H, et al. Males evolved from the dominant isogametic mating type. Current Biology 16,24: R1018 (2006).

Bahía fosforescente

Parece un besugo, pero es un pargo
Imagen disponible en http://www.pescasubrj.br

Al suroeste de la isla de Puerto Rico hay un municipio llamado Lajas, en el cual se encuentra el poblado costero de La Parguera. Se llama así por los pargos, abundantes en la pesca de esta región.

Aparte de otros atractivos turísticos que no tengo la suerte de conocer, en La Parguera existe un fenómeno natural espectacular: una bahía fosforescente. Tal cual, ése es su nombre, en inglés «Phosphorescent Bay». Y no es la única en Puerto Rico.

La mala noticia es que la contaminación parece haber reducido la bioluminiscencia de esta bahía, y son otras dos, en Vieques y en Fajardo, las que mejor conservan sus encantos luminosos…de momento.

Bahía Mosquito, en Vieques (Puerto Rico).
Autor: Travis Hlavka.
http://liferoo.com/entry-comment/599/#photo-225

La bioluminiscencia en estas bahías de Puerto Rico es un reclamo turístico ya que la podemos observar a lo largo de todo el año. Viendo estas imágenes ya me tarda en salir el avión…! 

Esta belleza es posible gracias al clima subtropical, los nutrientes de los manglares que rodean la bahía, y el estrecho canal que limita la comunicación con el océano. Los responsables de esta fosforescencia son los dinoflagelados, en concreto Pyrodinium bahamense.
Pyrodinium es un género con una sola especie. Aunque hay 2 variedades, con distribución geográfica separada: en el Atlántico se encuentra Pyrodinium bahamense var. bahamense y en el Pacífico Pyrodinium bahamense var. compressum. Como el propio nombre indica, el Pyrodinium del Pacífico tiene forma «comprimida«, como si lo hubiesen «pisado»…
Imágenes de Microbewiki (compressum), Marine Species Portal (bahamense) y GoogleMaps.

Pero todo cuento de «hadas» tiene su lado oscuro, porque Pyrodinium es un dinoflagelado productor de toxinas paralizantes: saxitoxinas. Es la especie que afecta a más personas por síndrome paralizante, hasta el punto de causar más muertes que ningún otro dinoflagelado en el mundo por dichas toxinas.

Un lindo pez globo….
Por citar uno de los muchos ejemplos tanto en el Sudeste Asiático como Centroamérica: en 1987 en Guatemala, 187 personas fueron hospitalizadas por comer almejas contaminadas y 26 fallecieron. La muerte se produce por parálisis respiratoria entre 2 a 24 hrs después de la intoxicación.
Da miedo, sí.

Hasta hace poco se pensaba que sólo era tóxico el «compressum» del Pacífico, pero en 2002 se descubrió que la variedad «bahamense» del Atlántico tropical, aislada en Florida, también producía saxitoxinas.
Y se supo después de varios casos de intoxicación por causa de comer peces globo…

La laguna bioluminiscente de Vieques.
Autor: Frank Llosa.
http://www.anfrix.com

Pero lo que hay que aclarar es que no pasa absolutamente nada por bañarse en una mancha de Pyrodinium. Sus toxinas, igual que sucede con cualquier otro alga tóxica, tienen que acumularse en la cadena alimentaria a través del pescado ó marisco. Así es como pueden llegar a una concentración peligrosa para las personas.

Si bebemos un poco de Pyrodinium mientras chapoteamos en el agua fosforescente lo único que nos va a sentar mal es la propia agua salada…!!



Referencias:

-Azanza RV, Taylor FJ. Are Pyrodinium blooms in the South East Asian region recurring and spreading? a view at the end of the millennium. Ambio 30:656-664 (2001).
-Biology, epidemiology and management of Pyrodinium red tides. Proceedings of the Management and Training Workshop Bandar Seri Begawan, Brunei Darussalam. Eds. Hallegraeff & McLean (1989).
-Usup G. et al. Biology, ecology and bloom dynamics of the toxic dinoflagellate Pyrodinium bahamense. Harmful Algae 14:301-312 (2012).

Enterrados vivos

Una experta en hibernación:
la marmota.

Muchos seres vivos pasan por periodos de dormancia a lo largo del año para sobrevivir a épocas con poco alimento ó bajas temperaturas…como las marmotas, que hibernan desde antes del invierno hasta la primavera.

Esto supone una ventaja adaptativa y se ha relacionado en mamíferos con su capacidad para sobrevivir al impacto del meteorito de Chicxulub que acabó con los dinosaurios y el 75% de la vida hace 65 millones de años.

En las microalgas también existen células en estado de vida «suspendida». En particular en los dinoflagelados y diatomeas, que alteran su forma y reducen su actividad para convertirse en «bellas durmientes» en el fondo del mar.
Arriba: células vegetativas de la diatomea Chaetoceros radians. Abajo, las esporas
de resistencia de la misma especie. Disponible en http://micro.sakura.ne.jp/bod/marine.htm

En el caso de las diatomeas forman esporas de resistencia que pueden ser parecidas ó distintas a las células «normales». Esas esporas acumulan reservas de energía antes de hundirse en el sedimento, a la espera de que las condiciones ambientales cambien (más luz, nutrientes, temperatura…) y poder retomar su vida.

Los dinoflagelados por su parte, tienen formas de resistencia también llamadas «quistes», que pueden ser de varios tipos.Los quistes temporales son formas de transición en respuesta a estrés ambiental y su duración es breve. Por ejemplo, al aislarlos en el laboratorio, muchos dinoflagelados tecados forman este tipo de quistes en los que la célula se libera de sus placas de celulosa y se convierte en una forma cocoide inmóvil.

Pyrocystis. Autor: F. Rodríguez

Los quistes vegetativos, aunque inmóviles, son activos metabólicamente. En algunos dinoflagelados incluso son la forma más habitual en su ciclo de vida, como por ejemplo en Symbiodinium (dinoflagelados simbiontes que viven en los corales), ó en el hermoso género de vida libre Pyrocystis.

En cambio, los quistes de reposo se forman tras la fusión sexual de dos células y pueden permanecer latentes durante años y décadas. Si nadie perturba su «sueño», los quistes seguirán enterrados vivos en el sedimento, y esto sucede en las zonas costeras de casi todo el planeta. Luego, al despertar de forma simultánea estos quistes pueden servir como la «mecha» que dispare una proliferación de dinoflagelados, aparentemente desde «la nada».

 

Quiste «Spiniferites» típico del
género de dinoflagelados Gonyaulax.
Imagen: Graham Williams.

Aunque también pueden seguir enterrados para siempre jamás. Dado que su cubierta celular es muy resistente el registro fósil conserva numerosos quistes de dinoflagelados desde hace 200 millones de años.

Hasta hace poco se pensaba que el límite de tiempo que resisten «viables» los quistes era como mucho de unos 50 años. Pero en 2011, Lundholm y colaboradores publicaron un trabajo en el que germinaron quistes de dinoflagelados con un siglo de antigüedad !!

En la revista Nature Communications, podemos consultar gratis los primeros resultados en 2011 y observar un quiste centenario y la célula germinada del dinoflagelado Pentapharsodinium dalei. http://www.nature.com/ncomms/journal/v2/n5/full/ncomms1314.html

Muestrearon en Suecia, en el fiordo Koljö, indicado en esta imagen de Google Maps. Los quistes permanecieron intactos durante un siglo, condenados en el fondo porque en el fiordo Koljö no hay apenas «bichos» que remuevan y devuelvan los quistes a la superficie.

La falta de oxígeno también fue importante para la conservación de los quistes en el sedimento…pero una vez en el laboratorio, las condiciones adecuadas de luz, nutrientes y temperatura despertaron a los quistes y dieron lugar a células completamente normales.

Ejemplos de quistes en dinoflagelados, aislados en Galicia (Autora: Isabel Bravo). A) Protoperidinium conicum. B) Protoperidinium sp. C) Alexandrium minutum. D) Protoperidinium oblongum.
E) Alexandrium tamarense.

El impacto del meteorito de Chicxulub tuvo la potencia de mil millones de bombas atómicas como la de Hiroshima y se piensa que los incendios que provocó en todo el planeta oscurecieron el sol hasta 9 meses, sin una luz normal al menos hasta una década después.

Los efectos fueron devastadores sobre el clima y la circulación de los océanos. El descenso de temperaturas y la falta de luz y alimentos provocó la extinción masiva de la vida…

En el mar la vida planctónica también se extinguió en su mayor parte…

Excepto para las diatomeas y dinoflagelados cuyas esporas y quistes descansaron en el fondo ajenas a todo, soñando con aquella canción de REM…

It’s the end of the world as we know it (and I feel fine…)…

 

 

Referencias:

A classification of living and fossil dinoflagellates. Fensome RA, Taylor FJR, Norris G, Sarjeant WAS, Wharton DI, Williams GL. Micropaleontology Special Publication Number 7, American Museum of Natural History. (1993).
-Lundholm N, Ribeiro S, Andersen TJ, Koch T, Godhe A, Ekelund F & Ellegaard M. Buried alive – germination of up to a century-old marine protist resting stages. Phycologia 50(6): 629-640. (2011).

Más rarito que un perro verde

Lepidodinium chlorophorum. Autor: F. Rodríguez

Así es el protagonista de esta entrada, un dinoflagelado desnudo llamado Lepidodinium. Es rarito no por desnudo, sino por ser verde, y para entenderlo mejor vamos a contar la historia desde el principio…

Las algas eucariotas y plantas terrestres descienden de una célula heterótrofa que «capturó» a una cianobacteria hace millones de años.

Esa endosimbiosis primaria creó el primer eucariota fotosintético, y con él a dos tipos originales de microalgas: las «rojas» y «verdes»…más una tercera de la que no hablaremos.

A partir de la línea verde (clorofíceas) evolucionaron las plantas terrestres, mientras que la línea roja se extendió y diversificó en el medio acuático.

Igual que una canción de éxito descargada por miles de internautas, los cloroplastos de la línea roja fueron también los preferidos por distintas células heterótrofas que los «recapturaron» para crear nuevas algas como las diatomeas y dinoflagelados.

¿Y que pasó con las algas verdes? pues siguieron evolucionando pero sus cloroplastos fueron «pirateados» en muy pocas algas nuevas…
Gyrodinium instriatum 

En esta historia los dinoflagelados merecen un capítulo aparte, porque algunos volvieron a cambiar «de traje» robando nuevos cloroplastos a otras algas como las diatomeas y las haptofíceas…

…y así llegamos a Lepidodinium, el único género (con 2 especies conocidas) que robó sus cloroplastos a un alga verde. En la imagen de la derecha vemos un dinoflagelado «dorado» típico (Gyrodinium instriatum), mientras que en la imagen inferior aparece Lepidodinium chlorophorum.
Lepidodinium chlorophorum,
con cloroplastos «terciarios» de la línea verde.

¿Y por qué cambia el color de los dinoflagelados que vemos aquí?

Porque los cloroplastos de las algas verdes, como los de Lepidodinium, tienen pocos pigmentos «dorados» (carotenoides), y domina el verde de las clorofilas. Mientras, en las algas derivadas de la línea roja los carotenoides son más abundantes…

Es la misma razón por la cual los árboles de hoja caduca cambian del verde al amarillo-anaranjado en otoño…en las hojas, al secarse, se degradan antes las clorofilas y quedan a la vista los carotenoides.

 

El matraz de la izquierda contiene un cultivo de Lepidodinium, y el de la derecha un dinoflagelado «dorado» típico. Al filtrar los cultivos por separado sobre un papel comprobamos que sus colores se parecen al de las hojas de este ficus…!!

Y para terminar esta entrada, lo mejor.

Lepidodinium fue co-protagonista de una foto galardonada en 2009 con el «Hilda Canter-Lund», los premios anuales de fotografía que otorga la British Phycological Society.
http://www.brphycsoc.org/Hilda_Canter-Lund_Prize.lasso

El autor de la imagen fue un zoólogo, el Dr. Mario Sironi. En ella podemos ver una «marea verde» de Lepidodinium, agitada por el paso de una ballena franca austral y su cría cerca de la costa de la península Valdés, en Argentina…