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¿Y tú de quién eres?

Imagen de portada: mar de Cortés (gob.mx)

Y tú de quién eres? De Marujita,

Y tú de quién eres? De Josefita, le dije yo a la vieja

(No me pises que llevo Chanclas, 1996)

Las especies exóticas son aquellas que no pertenecen al lugar donde se encuentran, como el plumero de la Pampa en Europa. Originaria de Sudamérica, Cortaderia selloana se hizo muy popular como planta ornamental en el continente europeo en el siglo XIX. En España los primeros plumeros «escapados» en la naturaleza se descubrieron en Santander (Guinea, 1953). Su facilidad de crecimiento y adaptación al medio desató una rápida expansión. A ella contribuyó el propio Estado al incluirlos en diseños paisajísticos de autopistas, carreteras, etc.

Desde 2013 el plumero de la Pampa forma parte del catálogo de especies exóticas invasoras, ya que reduce la biodiversidad y perjudica a los usos del terreno (tanto naturales como agrícolas), además de aumentar el peligro de incendio.

Distribución mínima de Cortaderia spp. en España (cuadrículas UTM de 10x10km). Información proporcionada por las CCAA y recopilada de Sanz Elorza et al. (2004), para «Estrategias de Gestión, Control y posible Erradicación del plumero de la Pampa (Cortaderia selloana) y otras especies de Cortaderia» (MITECO, 2018).

En el caso del fitoplancton hablar de especies exóticas (o alóctonas) es mucho más complicado. Un organismo microscópico no cambia el paisaje. Además, su detección no es trivial ¿cómo estar seguros de que no estuvo siempre allí? quizás nadie se lo encontró antes bien porque era escaso y/o bien porque no había estudios suficientes.

Tampoco es igual que un barco libere aguas de lastre sembrando organismos de un océano a otro, que la detección de una nueva especie se deba a una expansión/retroceso en el área de distribución por cambios ambientales. Si no estamos seguros de que una especie es nativa o introducida, lo suyo es llamarla criptogénica.

Las especies invasoras despiertan más interés cuando se trata de microalgas nocivas que causan problemas. Hoy hablaré de uno de estos casos…

En marzo de 1939 una marea roja coloreó la superficie del mar en el norte del Golfo de California. De hecho, aquellas aguas que hoy conocemos como Mar de Cortés, se denominaban antes Mar de Bermejo (en inglés Vermilion Sea) en honor a su color cuando prolifera el fitoplancton.

Los contajes celulares revelaron 1 millón de células por litro de un dinoflagelado que formaba cadenas. Aquellas muestras se fijaron con formaldehído durante un estudio oceanográfico a bordo de un magnífico y reluciente velero. Años después, Graham (1943) las examinó y anunció que se trataba de una nueva especie: Gymnodinium catenatum. Lo que me despista un poco es que el tal Graham comenta que primero lo identificaron como Gonyaulax catenella y luego como Gymnodinium sp. Pero la fuente original que cita (Gilbert & Allen 1943) siempre habla de G. catenella. 

E.W. Scripps, buque oceanográfico propiedad de la «Scripps Institution of Oceanography of the University of California», a bordo del cual se recogieron las muestras de 1939 en el Golfo de California. Fuente: library.ucds

Sea como fuere, nunca más se supo de Gymnodinium catenatum hasta que en 1976 reapareció al otro lado del Atlántico y mira tú por dónde…¡en Galicia!. Y lo hizo a lo grande, con una proliferación que provocó intoxicaciones por consumo de mejillón en varios países europeos, incluida España. Lo especial en G. catenatum es que se trata de la única especie entre los dinoflagelados desnudos (sin «armadura» de celulosa) que produce toxinas paralizantes.

La repentina aparición de esta especie en el noroeste de la península ibérica, sin registros previos a 1976, podría explicarse por la ausencia de muestreos. Nadie estudiaba el mar de forma regular para conocer el fitoplancton a pesar de que la región ya sostenía una intensa actividad acuícola. Y es que el problema de las biotoxinas ni se planteaba. Así que los únicos estudios rigurosos sobre fitoplancton databan de los años 50′ por Ramón Margalef en la Ría de Vigo.

Gymnodinium catenatum. Autor: Santiago Fraga (IEO Vigo).

¿Cómo saber entonces si G. catenatum es una especie autóctona o exótica como el plumero de la Pampa?

La respuesta no la encontraremos en el agua sino en el fondo del mar. Este organismo, como muchos otros dinoflagelados, forma quistes de resistencia durante su ciclo de vida que pueden permanecer en el sedimento durante décadas o siglos. En concreto, los quistes de G. catenatum y otras especies similares tienen un aspecto peculiar: son microreticulados. A mí me recuerdan a la Estrella de la Muerte, la estación espacial del Imperio Galáctico de la Guerra de las Galaxias…

La Estrella de la Muerte y un quiste microreticulado de Gymnodinium catenatum. La Estrella de la Muerte mide 160 kilómetros de diámetro (según starwars.com) mientras que los quistes alcanzan 35-56 micras de diámetro. Fuentes: starwars.fandom.com y Researchgate (Ribeiro, tesis doctoral, 2011).

Pues bien. En un estudio en la plataforma costera de Portugal, al oeste de la Península Ibérica, Ribeiro y col. (2012) estudiaron los quistes en sedimentos de hasta 150 años de antigüedad, incluyendo las «Estrellas de la Muerte» de 3 especies: G. catenatum, G. microreticulatum y G. nolleri.

En las muestras más antiguas no encontraron quistes de G. catenatum. Su primera presencia databa de 1889 ± 10 años, con una expansión hacia el norte a medida que progresaban en el tiempo. Los registros más antiguos estaban en la estación más al sur (Mira), mientras que en las muestras centrales (Lis) aparecía en 1933 ± 3 años, y al norte (en Douro, frente a Oporto), en 1951 ± 4 años. No me digais que no es hermoso este trabajo. Aquellos datos los interpretaron como una expansión natural, posiblemente desde el NO de África, aunque no descartaron una introducción accidental por la actividad humana.

 

Y es que en Tasmania (Australia) sí existen pruebas sólidas de una introducción reciente de G. catenatum por aguas de lastre (posiblemente de buques japoneses o coreanos), ya que sus quistes no aparecían en sedimentos anteriores a 1972. Y no solo G. catenatum: también se sospecha que especies tóxicas del género Alexandrium llegaron por ese motivo al sur de Australia y Nueva Zelanda durante el siglo XX. Todo encaja al combinar datos genéticos, perfiles tóxicos, datación de sedimentos, etc..

A pesar de ello, lo cierto es que resulta imposible confirmar estas hipótesis de manera irrefutable por lo que decía al principio: la propia naturaleza de los organismos y sus oscilaciones en el medio marino. Otros autores como Fernando Gómez se basan en ello para cuestionar que G. catenatum sea exótico en la Península Ibérica: «The abundance of G. catenatum seems to show important oscillations, and until this phenomenon is completely understood, this taxon should be considered as a cryptogenic species(Gómez, 2008).

Y en esa línea de lo que yo denominaría «sano escepticismo ficológico», F. Gómez termina ese artículo con la siguiente conclusión:

Instead of generating repetitive lists of doubtful non-indigenous species, direct studies by long-term monitoring plankton programs are essential to detect and evaluate the changes in the phytoplankton communities in the European Seas. (Gómez, 2008)

A las personas nos encanta hacer listas y clasificar para entender el mundo ¿verdad? pues los científicos hacemos lo mismo con nuestros objetos de estudio. En el caso de las especies invasoras elaboramos listas para conocer qué organismos debemos vigilar. ¿Con qué objetivo? pues el de contribuir a evaluar el estado del medio marino.

En la Unión Europea se publicó una Directiva marco sobre la estrategia marina (2008/56/CE) cuyo objeto era que los países miembros de la UE «arrimasen el hombro» para lograr o mantener un buen estado medioambiental del medio marino a más tardar ¡en el 2020!.

¿Y cómo se define ese buen estado? pues el artículo 3 habla de océanos y mares ecológicamente diversos y dinámicos, limpios, sanos y productivos. Y que la utilización del medio marino sea sostenible para proteger su uso y actividades por parte de las generaciones actuales y futuras. Es decir, que no tengamos que lamentar la pérdida irreversible de ecosistemas por la explotación que hace de ellos una sociedad de consumo tan loca como esta.

Para describir ese buen estado necesitamos, valga la redundancia, descriptores. La directiva europea establece un total de 11 y en este blog nos interesa sobre todo el nº2: «Las especies alóctonas introducidas por la actividad humana se encuentran presentes en niveles que no afectan de forma adversa a los ecosistemas.» El descriptor nº2 enlaza con el asunto de las listas de organismos exóticos a controlar en la UE. En España la directiva marco se traduce en el proyecto de Estrategias Marinas (EsMarEs) que divide a las aguas territoriales del país en 5 demarcaciones geográficas.

Las cinco demarcaciones del medio marino español. Para cada una de ellas se ha de elaborar una estrategia marina, con un período de actualización de 6 años. Fuente: miteco.gob.es

El apoyo científico de las estrategias marinas ha sido proporcionado por el Instituto Español de Oceanografía (IEO), a través del cual se desarrollan las actividades de las estrategias marinas. El IEO realizó también la evaluación inicial y el desarrollo de los 11 descriptores de buen estado ambiental. Hoy en día el proyecto EsMarEs se encuentra al final de su segundo ciclo (2018-2024) y el IEO ya no es un organismo independiente sino que está integrado en el CSIC (Centro Nacional IEO-CSIC). En ello tuvo bastante que ver este proyecto cuya dimensión agravó aún más los problemas de capacidad de gestión del IEO que precipitaron esta decisión política. Pero esta es otra historia. Volvamos a la ciencia, a los quistes y a Gymnodinium catenatum.

Estudios recientes sobre la distribución de quistes en la Ría de Vigo (García-Moreiras y col. 2018), incluyendo muestreos en sedimentos de hasta 200 años de antigüedad solo encontraron quistes de G. catenatum en muestras posteriores a 1960. Esto encajaría con la teoría de Ribeiro y col. (2012) sobre la naturaleza invasora de esta especie.

Quistes de dinoflagelados en sedimento superficial de la Ría de Vigo: 1) Brigantedinium sp. ; 2,3) Gymnodinium catenatum ; 4) Gymnodinium microreticulatum ; 5,6) Dubridinium sp. ; 7, 8) Peridinium ponticum ; 9) Echinidinium aculeatum ; 10) Votadinium cf. reidii ; 11) cf. Lejeunecysta sabrina ; 12) Polykrikos kofoidii. Todas las barras = 10 μm. Fuente: García-Moreiras y col. 2023 (sciencedirect).

Además, otro trabajo reciente de los mismos autores en sedimentos modernos (no más allá de 6-12 años), describe por primera vez la distribución de quistes de dinoflagelados en toda la Ría de Vigo (García-Moreiras y col. 2023). En él concluyeron que G. catenatum predomina en la zona externa de la Ría, con mayor influencia oceánica: otra prueba más que relacionaría sus poblaciones con la entrada de aguas desde la plataforma costera de la península ibérica.

Así pues, todo apunta a que G. catenatum habría ampliado su distribución geográfica desde el sur hasta el noroeste peninsular a lo largo del s.XX.

Referencias:

  • Bellas J. The implementation of the Marine Strategy Framework Directive: Shortcomings and limitations from the Spanish point of view. Marine Policy, 50 (Part A):10-17. (2014).
  • García-Moreiras I. y col. Climatic and anthropogenic impacts on the Ría de Vigo (NW Iberia) over the last two centuries: a high-resolution dinoflagellate cyst sedimentary record. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 504, 201–218. (2018).
  • García-Moreiras I. y col. Organic-walled dinoflagellate cyst assemblages in surface sediments of the Ría de Vigo (Atlantic margin of NW Iberia) in relation to environmental gradients. Mar. Micropaleontol. 180:102217. (2023).
  • Gilbert J.Y. & Allen A.W. The phytoplankton of the Gulf of California obtained by the E.W. Scripps in 1939 and 1940. J. Mar. Res. 5(2): 89-110. (1943).
  • Gómez F. Phytoplankton invasions: Comments on the validity of categorizing the non-indigenous dinoflagellates and diatoms in European Seas. Mar. Poll Bull. 56:620-628. (2008).
  • Guinea, E. Geografía botánica de Santander: Excelentísima Diputación Provincial de Santander. 420 pp. (1953).
  • Graham H.W. Gymnodinium catenatum, a new dinoflagellate from the Gulf of California. Trans. Am. Microscop. Soc. 62:259–261. (1943).
  • Ribeiro S. y col. Reconstructing the history of an invasion: The toxic phytoplankton species Gymnodinium catenatum in the Northeast Atlantic. Biol Invasions 14:969-985. (2012).
  • Fuentes web: Estrategia de gestión, control y posible erradicación del plumero de la Pampa (Cortaderia selloana) y otras especies de Cortaderia. MITECO, 35 pp. (2018).

El anzuelo de Polykrikos

Las microalgas son organismos unicelulares que, aunque suelen aparecer como células individuales, pueden formar cadenas o agruparse en colonias (p.ej. Phaeocystis). Sin embargo, la evolución depara sorpresas como la del protagonista de hoy.

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Pseudocolonia de Polykrikos kofoidii con 4 zooides y 2 núcleos. Aislado en la ría de Vigo (10 septiembre 2015). Autor: F. Rodríguez

Polykrikos es un fascinante género de dinoflagelados. En él dominan las especies heterótrofas: los individuos son transparentes y el color pertenece a vacuolas digestivas con presas «a medio digerir».

La especie tipo del género es P. schwartzii. Aunque es difícil distinguirla de P. kofoidii, en la imagen izquierda (y sobre todo en este vídeo) me parece vislumbrar estrías verticales del zooide posterior (en el extremo inferior de la imagen), típicas en P. kofoidii.

Sin embargo, hay especies mixótrofas como P. tanit (Reñé y col. 2014) y P. lebourae. Ésta última es bentónica y Kim y col (2015) demostraron que es mixótrofa obligada: albergan cloroplastos propios pero necesitan ingerir presas periódicamente. Ensayaron con bastante éxito un menú variado: desde pequeñas criptofíceas a otros dinoflagelados.

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Polykrikos lebourae después de ingerir al dinoflagelado Thecadinium kofoidii. Fuente: figura 1H de Kim y col (2015).

Pero lo que hace especiales a los dinoflagelados «polykrikoides« es su naturaleza pseudocolonial. Parecen células segmentadas (como una oruga), pero en realidad son varios individuos (zooides) que forman una pseudocolonia. En Polykrikos kofoidii constan de 4 zooides y 2 núcleos; en P. lebourae son 8 zooides y 4 núcleos.

Un dinoflagelado típico posee 2 flagelos y un cíngulo que divide a la célula en 2 mitades. Polykrikos posee múltiples cíngulos (uno por zooide), y un par de flagelos insertados en cada uno de ellos. Podemos contar los zooides gracias a los cíngulos (señalados por las muescas laterales de las pseudocolonias).

Si los dinoflagelados «normales» ya tienen ciclos de vida complejos, Polykrikos resulta especial. De hecho no fue hasta 2013 cuando Tillman y Hoppenrath lo describieron en un minucioso trabajo sobre cultivos de P. kofoidii. 

Por poner un ejemplo, antes de la reproducción vegetativa las pseudocolonias duplican su tamaño y nos encontramos con «autobuses» de 8 zooides y 4 núcleos. Al dividirse dan lugar a 2 pseudocolonias idénticas a la primera imagen de hoy (o como la de este vídeo).

Pero además, las pseudocolonias de 8 zooides pueden dividirse también en 4 subunidades (con 2 zooides y 1 núcleo). Los «mini-Polykrikos» son los gametos de la fase sexual, y parecen existir más de 2 tipos sexuales.

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Polykrikos kofoidii. Pseudocolonia con 8 zooides y 4 núcleos (ría de Vigo, 10 sept. 2015). Autor: F. Rodríguez. Los núcleos se ven mejor en vídeo.

En la imagen inferior se observan los 4 núcleos. En esta ocasión podría ser (quizás?) una pseudocolonia de P. schwartzii, con 8 zooides vivitos y coleando en este vídeo.

P. schwartzii? (ría de Vigo, 10 sept. 2015). Autor: F. Rodríguez.

Gymnodinium catenatum es un dinoflagelado formador de cadenas, cercano genéticamente a Polykrikos. Por ello es lógica la teoría de que este género desarrolló su naturaleza pseudocolonial a partir de una capacidad ancestral de formar cadenas (Hoppenrath & Leander, 2007).

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Adaptado de Hoppenrath & Leander (2007). Las pseudocolonias vegetativas de P. schwartzii tienen 8 zooides, así que durante la reproducción vegetativa llegan a tener 16 zooides y 8 núcleos !!

En las imágenes de Polykrikos pueden ver unas estructuras con forma de balas dentro de la célula. Son los nematocistos que actúan como anzuelos en la captura de presas. Polykrikos los utiliza en el extremo de un filamento que lanza como un sedal para pescar a sus presas. Cuando localiza una presa primero nada a su alrededor y luego le echa el anzuelo, así:

— «La pesca del dinoflagelado» —

Polykrikos kofoidii «pescando» al dinoflagelado Gymnodinium catenatum. El proceso entero dura apenas 1 minuto. Fuente: figura 12, Matsuoka y col (2000).

El filamento puede llegar a romperse. Si la presa tira mucho puede llevarse el nematocisto de recuerdo. Polykrikos ingiere distintos dinoflagelados pero no todos sostienen su crecimiento. Su «primo» G. catenatum parece uno de los más adecuados (o al menos inofensivo). También puede alimentarse de Alexandrium pero éstos son como las setas: algunas cepas se pueden comer pero otras resultan «venenosas» y causan lisis celular. Y si el alimento escasea intentan pescarse entre ellos, pero Matsuoka comenta que las pseudocolonias se repelen entre si.

En nuestro laboratorio ensayamos un menú «gourmet» con dinoflagelados tóxicos de las rías gallegas: Alexandrium minutum y Dinophysis (D. acuminata y D. acuta). Pero el cliente no quedó satisfecho, los ignoraron y un día después no quedó ni rastro de los Polykrikos. La próxima vez se lo pondremos más fácil y espero que ustedes lo vean…!!

 

Referencias:

-Hoppenrath, M. & Leander, B. S. Character evolution in polykrikoid dinoflagellates. J. Phycol. 43:366–77 (2007).
-Kim S. y col. Obligate mixotrophy of the pigmented dinoflagellate Polykrikos lebourae (Dinophyceae, Dinoflagellata). Algae 30:35-47 (2015).
-Matsuoka, K. y col. Observation of the feeding behaviour and growth rates of the heterotrophic dinoflagellate Polykrikos kofoidii (Polykrikaceae, Dinophyceae). Phycologia 39:82–6 (2000).
-Reñé A. y col. Polykrikos tanit sp. nov., a new mixotrophic unarmoured pseudocolonial dinoflagellate from the NW Mediterranean Sea. Protist 165:81-92 (2014).
-Tillmann U. & Hoppenrath M. Life cycle of the pseudocolonial dinoflagellate Polykrikos kofoidii (Gymnodiniales, Dinoflagellata). J. Phycol. 49:298-317 (2013).

Nuevas historias de Noctilucas

Noctiluca scintillans es un dinoflagelado enorme que puede medir hasta 2 milímetros. Es observable a simple vista, tal como muestra este vídeo donde aparecen Noctilucas aisladas en la ría de Vigo.

Marea roja en Almuñécar (Granada), con toda la pinta
de ser Noctilucas. Fuente: El Correo de Andalucía (16-VI-2014)

Su nombre no suele aparecer en la prensa pero este verano las mareas rojas de Noctiluca fueron noticia a lo largo de la península ibérica. 

Además protagonizan la entrada más leída de este blog así que ya tardábamos en hablar sobre ellas.

Y que mejor para empezar que observar una Noctiluca viva, aislada en la playa del Vao
(Vigo), el pasado 9 de septiembre.

Noctiluca scintillans es una especie que puede producir mareas rojas o verdes según el tipo de células que proliferen. Primero hablaremos de las Noctilucas rojas, las más comunes en todo el mundo entre el ecuador y latitudes medias. Las que tenemos en Galicia por ejemplo…

Playa de Cesantes, ría de Vigo. Autor: M. Moralejo.
Fuente: La Voz de Galicia (5-IX-2014)

En agosto y septiembre se produjeron mareas rojas en las rías gallegas que trascendieron a los medios de comunicación.

Y en la ría de Vigo se cerraron el 4 de septiembre 10 playas por precaución después de que un bañista se quejase de picores.

En La Voz de Galicia, al día siguiente de las mareas rojas de Noctiluca, se publicaron frases tan confusas como:  «Según fuentes de Salvamento, se trata de la conocida «purga de la marea», una floración de algas que se produce cada año en fechas cercanas a septiembre.» «[…] En verano, cuando hay altas temperaturas y las aguas profundas vienen cargadas de nutrientes, las algas unicelulares pueden crecer de una manera brusca y soltar toxinas que tiñen el agua.» (La Voz de Galicia, 5-IX-2014).

Ay Josús…!! Aquí se mezclan las mareas rojas con las toxinas y una pizca de cultura popular. Todo viene de asociar las mareas rojas con las algas tóxicas, cuando éstas rara vez producen color en las rías. 
Tradicionalmente los pescadores llamaban «purga de mar» a las mareas rojas, pero lo de la «purga de la marea» no tengo el gusto. 
Y las toxinas marinas (por favor…!!!) no tiñen el agua. Lo que tiñe el agua son compuestos coloreados (pigmentos), que poseen algas fotosintéticas y algunas heterótrofas, como este Gyrodinium (dinoflagelado heterótrofo aislado en la ría de Pontevedra en octubre de 2013).

En las fotos que han circulado en los periódicos se aprecia el característico color anaranjado-rojizo de las proliferaciones de Noctiluca, de aspecto aceitoso que podría confundirse con un vertido. Ése color lo producen carotenoides como la cantaxantina (quizás también astaxantina; Balch & Haxo 1984), que Noctiluca debe obtener de su alimentación al igual que moluscos, crustáceos…y flamencos !!

La causa de estas mareas rojas fue seguramente Noctiluca scintillans ya que justo unos días antes nos avisaron de una de estas manchas en una playa de Alcabre (Vigo). Cuando llegamos quedaban hilillos de color naranja en el agua formados, no por plastilina, sino por bolitas flotantesNoctilucas.

Hay que insistir en que Noctiluca no es tóxica ni sus mareas rojas tienen relación con episodios tóxicos (mal llamados mareas rojas). Las células de Noctiluca son heterótrofas (no hacen fotosíntesis) y se alimentan de todo lo que encuentran a su paso (bacterias, algas, huevos de peces y copépodos, etc). Sólo en el caso de ingerir muchas algas tóxicas podrían acumular toxinas aunque no está demostrado, que yo sepa.

En este vídeo pueden ver una de las Noctilucas que aislamos en Alcabre después de tragarse una cadena de células del dinoflagelado Gymnodinium catenatum, productor de toxinas paralizantes.

La capacidad de movimiento de Noctiluca es mínima y cuando vemos las mareas rojas en superficie se trata de la fase final de su proliferación que se desarrolla antes en la columna de agua. El propio movimiento del agua crea zonas de convergencia donde se concentran las Noctilucas y su flotabilidad las lleva a acumularse en superficie y teñir el agua…

En el caso de proliferaciones masivas (no como las de las rías, afortunadamente) la degradación de sus células consume mucho oxígeno y llega a ocasionar la muerte de peces. Y en algunas personas (esto no lo sabía!!) el amonio de sus células puede producir una ligera sensación de picor en la piel.

A comienzos de septiembre me llegó un mensaje al blog (gracias Tati !) para comentarme que había bioluminiscencia en la playa del Vao, en Vigo. Y claro, lo fui a comprobar en persona…!!

La playa del Vao, Vigo (septiembre 2014).

Las noches del 8 y 9 de septiembre hizo una temperatura genial, con bajamar entre las 22-23 hrs y una suave brisa. Me metí en el agua y al caminar se veía un halo azul desde el fondo a la superficie. Cuanto más profundo y más agitación la bioluminiscencia era mayor.

Pero agitar el agua no es la única forma de provocar «ardora» en el mar. Este blog está en condiciones de asegurar que en el caso (hipotético, pero puede suceder…) de que hagan pipí se van a llevar la sorpresa de su vida porque les delatará una constelación de «destellos» azules tipo «LIFE OF PI».
En las muestras de agua que recogí la segunda noche dominaban dinoflagelados bioluminiscentes como Ceratium, Protoperidinium y por supuesto Noctilucas !!

Y el 23 de septiembre el diario «El Progreso de Lugo» publicó estas fotos de la marea roja
de Noctiluca de día y de noche con el halo azul bioluminiscente en la orilla, en San Cibrao (Lugo).
En esta noticia sí las citó por su nombre el periodista Antonio López. Las fotos son de Jose Mª Álvez.















Y ahora hablemos de las Noctilucas verdes…

La forma roja de Noctiluca es la más extendida pero en una zona concreta del mundo como el sureste asiático (Mar Arábigo, Filipinas, Vietnam, Tailandia, Indonesia…), las Noctilucas pueden ser verdes.
Es la misma especie pero con un alga verde endosimbionte: la pedinofícea Pedinomonas noctilucae.
Las Noctilucas verdes. Autor: K. Furuya. Fuente: Harrison y col. (2011).

Las algas endosimbiontes no son permanentes y en el laboratorio las Noctilucas verdes terminan por perder su «invernadero interior» y mueren en cuestión de semanas…el récord lo tienen Furuya y col (2006), que las mantuvieron hasta 2 años !! El hecho de que no podamos cultivar las algas endosimbiontes en forma libre sugiere que la dependencia es mutua y Noctiluca les proporciona factores de crecimiento vitales.

Un bloom de Noctilucas verdes en el Mar Arábigo.
Imagen satélite MODIS. Autor: N. Kuring (NASA)

Existe un aumento aparente de las proliferaciones de Noctiluca en varias zonas del mundo y una de las razones que se esgrimen es el exceso de nutrientes (eutrofización) que aumenta la producción del fitoplancton que les sirve de alimento.

Como ejemplo, este 9 de septiembre Rosário-Gomes y col. publicaron en Nature Communications un trabajo sobre la aparición de blooms de Noctilucas verdes en el Mar Arábigo desde comienzos del s.XXI.

En el mar Arábigo existen zonas pobres en oxígeno (entre 120-1500 m de profundidad) de origen natural, debido a la gran producción de fitoplancton (diatomeas) en la época invernal: la del monzón.
Pero ésas poblaciones típicas de diatomeas de invierno están dejando paso a proliferaciones de Noctilucas verdes. Los blooms de Noctilucas se asocian con aguas hipóxicas, cuyo aumento parece inexorable en los últimos años, llegando casi a la superficie del mar en algunas zonas. Parece que el endosimbionte de las Noctilucas les permite fijar carbono en aguas hipóxicas de manera mucho más eficiente (3 veces más) que las diatomeas, a las cuales recordemos que se las zampa.  La combinación de ambos factores parece darles una gran ventaja y hace posible que proliferen de forma masiva…

Una salpa: Cyclosalpa affinis. Autor: P.J. Bryant
Fuente: Nat. Hist. of Orange County (CA, EEUU).

Los autores de este trabajo sugieren que las proliferaciones de Noctilucas podrían distorsionar la cadena trófica del plancton con consecuencias negativas para la pesca de la región, ya de por sí en declive (seguramente por la sobrepesca).

La cadena trófica clásica que va desde las diatomeas a las larvas de peces por medio de los copépodos sería sustituída por otra cadena con las Noctilucas verdes, que son el plato favorito de medusas y salpas, una parte minoritaria en la dieta de los peces. Es una hipótesis…

Y si quieren ver a una salpa merendándose Noctilucas verdes no se pierdan el enlace a este espectacular vídeo con el que despido a las Noctilucas…hasta el verano que viene !!

 

Referencias:

-Balch WM, Haxo FT. Spectroscopical properties of Noctiluca miliaris Suriray, a heterotrophic dinoflagellate. J. Plankton Res. 6: 515-525 (1984).
-Furuya K. y col. Vegetative growth of Noctiluca scintillans containing the endosymbiont Pedinomonas noctilucae. Afr. J. Mar. Sci. 28:305–308 (2006).
-Hansen PJ. Green Noctiluca scintillans: a dinoflagellate with its own greenhouse. Mar. Ecol. Prog. Ser. 275:79-87 (2004).
-Harrison PJ y col. Geographical distribution of red and green Noctiluca scintillans. Chin. J. Ocean. Limnol. 29:807-831 (2011).
-Rosário Gomes y col. Massive outbreaks of Noctiluca scintillans blooms in the Arabian Sea due to spread of hypoxia. Nature Comm. 5: art. 4862 (2014).

El alga tóxica del 76

Semanario Mundo, 11-XII-1976.
Vuelve al ataque la «pulga de mar»…
Nueve días después de las primeras intoxicaciones (26-X-76), la Jefatura Provincial de Sanidad de Pontevedra recogió muestras de plancton en Bueu y la ría de Vigo. Las enviaron fijadas en Lugol al Instituto de Investigaciones Pesqueras (Barcelona, hoy ICM-CSIC). Allí las analizó Marta Estrada, quien elaboró un informe el 16 de diciembre del 76.

En este blog tenemos de todo (y si no, se «soborna» a quien lo tenga a cambio de una cerveza), así que aquí os enseño parte del informe de Marta: los contajes de dinoflagelados.

Los contajes son número de células por cada 50 mL de agua de mar.

En su informe Marta subrayaba el dominio de un dinoflagelado formador de cadenas. Pero en las muestras había sobre todo diatomeas, lo cual sugería que las condiciones en el mar ya no eran las mismas que habían originado la marea roja tóxica.

Gymnodinium catenatum,
en vivo al microscopio óptico.

Aquel dinoflagelado formador de cadenas era la misteriosa alga tóxica de 1976. ¿Pero de qué especie se trataba?

Nunca se había descrito en aguas españolas y para colaborar en su identificación se enviaron muestras al taxónomo alemán Malte Elbrächter (actualmente en el Alfred Wegener Institute (AWI) de Bremerhaven).

Elbrächter confirmó el nombre de la especie a partir de su parecido con  un dinoflagelado causante de intoxicaciones en Mazatlán (Golfo de California, México): Gymnodinium catenatum.
Así que de Gonyaulax nada de nada…!! en los contajes de plancton podemos ver que aparecieron solo 2 células, señaladas con un círculo.
Gymnodinium catenatum
fijado con Lugol.
Gymnodinium catenatum es un dinoflagelado desnudo fotosintético. Puede formar cadenas de hasta 50 individuos y las células alcanzan unas 40 micras de diámetro (milésimas de milímetro).
Para traducir su tamaño a algo más cotidiano…¿verdad que parecen garbanzos? pues cada célula es un garbanzo a escala 1:300 aproximadamente…
Un aspecto sorprendente de Gymnodinium catenatum es la gran velocidad con la que nada. Fraga (1989) calculó una velocidad de hasta 1,5 metros/hora para una cadena de 8 células a 23ºC. Y cuanto más largas sean las cadenas, más rápido se mueven…!!
Como prueba, este vídeo de un cultivo de G. catenatum aislado en Baiona (Ría de Vigo).

¿Por qué se produjo la proliferación de G. catenatum en otoño de 1976?
La actividad humana siempre es sospechosa de aportar su «granito de arena», pero es la propia naturaleza de la costa y rías gallegas la que gobierna el crecimiento y cambios estacionales del fitoplancton. Esto se conoce desde los años 50′, gracias a los estudios de oceanografía y ecología de Fernando Fraga y Ramón Margalef, entre otros…
Autor: Bruno Boa de Jesús.
Paisaje desde el C.O. de Vigo

Las rías forman parte de un sistema de afloramiento que llega hasta el noroeste de Africa. Entre abril y septiembre predominan vientos del norte que traen cielos claros e impulsan el afloramiento de agua profunda fría y rica en nutrientes hacia el interior de las rías.

El afloramiento estimula el crecimiento de diatomeas, los mejillones engordan en las bateas y todo esto tiene un impacto económico de valor incalculable.

El afloramiento también produce nieblas marítimas en el verano, ya que al ascender las aguas frías y entrar en contacto con el aire caliente, lo enfrían y saturan de humedad…
Refrescan el ambiente pero en el Centro Oceanográfico de Vigo las sufrimos «en silencio» porque encienden en pleno agosto las atronadoras señales acústicas del RadioFaro de Canido…!!

De octubre a marzo dominan los vientos de componente sur, que arrastran aguas superficiales desde el océano al interior de las rías.

La transición entre ambos períodos (marzo-abril y septiembre-octubre) produce inestabilidad en el mar y proliferaciones de fitoplancton. En la transición al final del verano los dinoflagelados cobran ventaja: migran verticalmente para ir hacia la luz durante el día y hacia aguas profundas en busca de nutrientes durante la noche. Sin embargo, las diatomeas, que en primavera y verano son las «reinas de las rías«, sedimentan mucho más rápido y disminuye su abundancia al cesar el afloramiento.

En este gráfico podemos ver el indice de afloramiento en el mes de septiembre de 1976. Las barras positivas indican afloramiento (favorable a las diatomeas), y las negativas hundimiento (dinoflagelados)…
En el gráfico pongo las condiciones meteorológicas descritas en el boletín del Servicio Meteorológico Nacional de 1976 (Ministerio del Aire). La alternancia de lluvias y altas temperaturas en septiembre es una buena receta para estabilizar y calentar las rías…
En verano: viento NE y afloramiento.
En invierno: viento SO y hundimiento.
Pitcher y col. (2010)
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079661110000133

Lo importante es el hundimiento a finales de septiembre porque introduce aguas cálidas desde el océano y el sur, «inoculando» poblaciones oceánicas en las rías. Así llegan dinoflagelados como Gymnodinium catenatum. Proliferan «al calor» de las rías, los mejillones filtran esta «sopa tóxica» y a mediados de octubre del 76′ empiezan las intoxicaciones.

Todo esto queda resumido en esta imagen de satélite. En verano vemos la costa «azul», debido al agua fría aflorada. Mientras, en invierno, el hundimiento desplaza el agua cálida de la plataforma costera hacia las rías. Lo que sí trajo de bueno la marea tóxica de G. catenatum de 1976 fue la creación de la red de vigilancia de mareas rojas en Galicia, en enero de 1977.
Portada de La Voz de Galicia (13-I-1982), con Ana Miranda
y Santi Fraga en primer plano, en el muestreo de la joven red
de vigilancia de mareas rojas del IEO.
Los comienzos fueron difíciles y los medios precarios.
Primero el IEO, y luego la Xunta de Galicia a partir de 1992 (Centro de Control do Medio Mariño, hoy INTECMAR, Vilaxoán) han sido los responsables de monitorear la oceanografía, el fitoplancton tóxico y las biotoxinas en Galicia. En esto tampoco valen recortes si lo que queremos es evitar que se repitan intoxicaciones como las de aquel «annus horribilis» de 1976.
Agradecimientos: Nuevamente A Santi Fraga por el material documental de la época para poder escribir esta entrada.Referencias:

-Estrada M. Informe sobre la composición del fitoplancton en las muestras de las rías de Vigo y Bueu remitidas por la Jefatura Provincial de Sanidad de Pontevedra. Manuscrito no publicado.
-Estrada M. y col. Gymnodinium catenatum (Graham) en las rías gallegas (NO de España). Inv. Pesq. 48:31-40 (1984).
-Fraga S. y col. Influence of upwelling relaxation on dinoflagellates and shellfish toxicity in Ria de Vigo, Spain. Est. Coast Shelf Sci. 27:349-361 (1988).
-Fraga S. y col. Chain-forming dinoflagellates: an adaptation to red tides. Red Tides: biology, environmental science and toxicology. Elsevier (1989).
-Lorenzo LM y col. Across-shelf variability of phytoplankton composition, photosynthetic parameters and primary production in the NW Iberian upwelling system. J. Mar. Sys. 54:157-173 (2005).
-Varela M. Upwelling and phytoplankton ecology in Galician (NW Spain) rías and shelf waters. Bol. Inst. Esp. Oceanogr. 8:57-74 (1992).