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The Florida Red Tide

[Imagen de Portada: Andrew West/The News-Press/USA TODAY Network]

Toda esta gente no conoscian los tiempos por el sol ni la luna, ni tienen cuenta del mes y año, y mas entienden y saben las diferencias de los tiempos quando las frutas vienen a madurar y en tiempo que muere el pescado, y el aparescer de las estrellas en que son muy diestros y exercitados.

[Naufragios, Núñez Cabeza de Vaca, 1542]

Este es el primer testimonio de daños sobre fauna marina que podría relacionarse con proliferaciones tóxicas en el Golfo de México. Aunque esos peces también podrían haber muerto por otras causas naturales (estrés por cambios bruscos de temperatura o salinidad).

Dicho relato se refiere a nativos americanos en la isla de Malhado, un lugar impreciso en la costa de Texas (EEUU). Allí naufragó en 1528 la fallida expedición española de Pánfilo Narváez que pretendía explorar y conquistar Florida…pero ésa es otra historia.

El primer documento que relaciona muertes de peces con molestias respiratorias en humanos tal y como sucede en las proliferaciones tóxicas de Karenia brevis− es de Núñez Ortega (1879) y se refiere a un suceso en Veracruz (México) en 1875. También describe que dicho fenómeno era conocido desde antes en la región.

Concentraciones de Karenia brevis en la costa de Florida (julio-agosto 2018). Fuente: Florida fish and wildlife conservation commission.

Pero el primer informe que incluye peces muertos, molestias respiratorias y una marea roja en Florida se publicó en 1917 (H.F. Taylor).

A pesar de fuentes tan antiguas como las ya citadas (y otras muchas anteriores al siglo XX) 1917 sería el primer ejemplo con evidencias suficientes para señalar a Karenia brevis según Magaña y col. (2003).

Hoy en día, a 15 de agosto de 2018, persiste en el suroeste de Florida la marea roja de Karenia brevis: la más intensa y dañina en más de una década, aunque a este paso quizás supere la mayoría de registros históricos.

La marea roja tóxica de Karenia comenzó en el suroeste de Florida en octubre de 2017. Diez meses después el Fish and Wildlife Research Institute (FWRI) de Florida continúa recogiendo informes sobre muertes de fauna marina y molestias respiratorias en la población.

La magnitud del desastre ecológico y el impacto socio-económico han obligado al gobernador de Florida, Rick Scott, a declarar el 13 de agosto el estado de emergencia en 7 condados [Diario Las Américas, 13-VIII-2018].

Dicha declaración se suma a una anterior en otros 7 condados costeros de Florida, debido a las descargas de cianobacterias de agua dulce del lago Okeechobee. De este asunto tratamos el año pasado en Cianobacterias en la Costa del Tesoro y ya ven: en 2018 ha vuelto el problema.

Biólogos estudiando el tiburón ballena muerto en la isla de Sanibel el 22 julio (Florida). Autor: Florida Fish and Wildlife Conservation Commission. Fuente: nola.com

Pero hoy hablaremos de la marea roja de Florida: uno de los fenómenos más impactantes provocados por microalgas nocivas y recurrente casi todos los años.

El saldo actual del episodio tóxico 2017-2018 es devastador, sobre todo para los peces: miles de toneladas han arribado a las costas de Florida dejando estampas desoladoras en playas a menudo llenas de turistas.

Para darles una idea en lo que llevamos de agosto sólo en el condado de Lee se han recogido 1.200 toneladas de peces muertos además de otros animales [USA TODAY, 15-VIII-2018].

Entre los peces muertos por las brevetoxinas de Karenia destacan mújoles, bagres, peces globo, róbalos, truchas, roncos e incluso un mero gigante.

Pero también se han registrado numerosas muertes de crustáceos, anguilas, manatíes (80!), centenares de delfines, tortugas (400 en los últimos 9 meses), e incluso un joven tiburón ballena de 8 metros.

En el siguiente vídeo Andy Coetzee, de «Fishing for Giants«, descubre sábalos muertos, uno de ellos con una edad aproximada de 40 años.

Así resumía la situación Heather Barron, veterinaria en la clínica para la rehabilitación de vida salvaje en Florida: “Anything that can leave has, and anything that couldn’t leave has died. [National Geographic, 8-VIII-2018]”.

Diversas instituciones y programas de investigación como el Sarasota Dolphin Research Program, la Universidad de Florida, el Mote Marine Laboratory & Aquarium y por supuesto el FWC Fish and Wildlife Research Institute están trabajando en las recuperaciones, necropsias e identificaciones de mamíferos marinos y tortugas.

Algunos datos sobre Karenia brevis

Ilustración de Karenia brevis en la descripción original de Davis (1948).

Se trata de un dinoflagelado descrito como Gymnodinium brevis después de un bloom en Florida en 1946-1947 (Davis, 1948). Luego pasó a ser Ptychodiscus brevis (Steidinger, 1979) y actualmente es Karenia brevis (Daugbjerg y col. 2000).

La historia de su nombre en honor a la ficóloga estadounidense Karen Steidinger, y una breve reseña sobre este organismo, la compartí en El agua amarga de Karenia.

Pero hoy les contaré más cosas de esta microalga.

Es una especie fotosintética desnuda y esto no es anecdótico: sus células son relativamente frágiles y se rompen fácilmente por la acción de las olas liberando sus toxinas en el agua y aerosol marino.

Sus óptimos de crecimiento en el laboratorio están entre 22-28 ºC y 30-34 unidades de salinidad. Toleran un rango amplio de luz, adaptadas para crecer a intensidades bajas pero soportando también la luminosidad que reina en la superficie del mar. K. brevis posee una composición pigmentaria inusual debida a cloroplastos terciarios adquiridos de haptofitas (en sustitución de los secundarios «canónicos» en dinoflagelados, donde la peridinina es el carotenoide principal).

Sus células miden 20-40 μm aunque en el medio natural se han observado hasta 90 μm. Se reproducen la mayor parte del tiempo asexualmente (por fisión binaria). También poseen fases sexuales en su ciclo de vida y forman células diploides (planozigotos), aunque la formación posterior de quistes de resistencia no ha sido demostrada.

No obstante, la existencia de dichos quistes ha sido sugerida por algunos investigadores y de ser así podrían jugar un papel importante en el inicio de los blooms. También se cree que K. brevis podría desarrollar parte de su ciclo de vida en el bentos ya que suele proliferar en aguas someras bien iluminadas. Pero como ven hacen falta más estudios sobre su ciclo de vida. 

En el siguiente vídeo pueden ver un cultivo de K. brevis que mantenemos en el centro oceanográfico de Vigo (IEO).

Karenia brevis es tan dañina porque…

…produce brevetoxinas. Se trata de neurotoxinas lipofílicas responsables del síndrome NSP: carecen de sabor, olor y son termoestables. Los daños que ocasionan se deben a su afinidad por los canales de sodio dependientes de voltaje. Actúan sobre el mismo dominio hidrofóbico al que se unen las ciguatoxinas y los síntomas que producen son similares, aunque menos peligrosos para las personas >> no hay casos de fallecidos por brevetoxinas <<

Estructura de las brevetoxinas tipo A. La PbTx-1 tiene como radical (R): CH2C(=CH2)CHO. Fuente: Hua y col. (1996).

Las brevetoxinas despolarizan las neuronas interfiriendo en la transmisión de los impulsos nerviosos. Esto ocasiona problemas respiratorios, cardíacos, y otra serie de daños como inmunodepresión y hemólisis (destrucción de los glóbulos rojos).

K. brevis produce 2 tipos de brevetoxinas, PbTx-1 y PbTx-2. Esta última se transforma en PbTx-3 al romperse las células y persiste en el agua y aerosol marino después de que los blooms de Karenia desaparezcan.

La parálisis provocada por las brevetoxinas impide a los manatíes nadar hacia la superficie para respirar y suelen morir ahogados. En instalaciones de rehabilitación como esta del Zoo de Tampa les colocan flotadores y chalecos para que puedan respirar hasta que se recuperan de la intoxicación por brevetoxinas. Fuente: Florida Fish and Wildlife Conservation Commission (The Washington Post, 17-VIII-2018)

Las brevetoxinas (y otros compuestos fosforilados producidos por K. brevis) tienen un potente efecto ictiotóxico. Ocasionan la muerte a peces pero además, por bioacumulación en la cadena trófica, a multitud de fauna marina incluyendo mamíferos, aves y tortugas, por absorción de toxinas en el agua, al inhalar aerosol marino y/o alimentarse de peces, marisco, plantas acuáticas y algas contaminadas.

Los síntomas en peces intoxicados incluyen giros violentos, natación en círculos, pérdida del equilibrio, parálisis respiratoria y muerte. En el caso de mamíferos como los manatíes la intoxicación no tiene por qué ser aguda y la muerte puede suceder varios días e incluso semanas después de la ingestión/inhalación de brevetoxinas.

Las brevetoxinas no son dañinas para el marisco pero por encima de 5.000 céls/L de K. brevis se considera que supera los niveles máximos permitidos de NSP y se prohíben su extracción y comercialización en Florida. Los síntomas de la intoxicación alimentaria por NSP en humanos son diarrea y malestar general durante unos 3 días.

En cuanto a la inhalación de aerosol marino, las personas que tengan patologías como asma, enfisema u otra clase de problemas respiratorios deben evitar visitar las zonas de costa afectadas para no poner en riesgo su salud.

¿Qué factores explican las mareas rojas de Karenia brevis?

Los blooms de K. brevis son más frecuentes en la zona este del Golfo de México, en particular entre Tampa Bay y Sanibel Island (Florida). El episodio actual no es una excepción, afectando a 150 km de la costa entre Anna Maria Island y Naples [The Guardian, 13-VIII-2018].

Promedio de abundancia (LOG) de K. brevis entre los periodos 1954-63 y 1994-2002. Datos referidos a la franja a 0-5 km de la costa entre Tampa Bay y Sanibel Island. Fuente: Fig. 11B, Brand & Compton (2007).

Las proliferaciones de K. brevis son un fenómeno natural en la región del Golfo de México, tal como sugieren los testimonios históricos sobre muertes de peces durante siglos, pero la influencia de las actividades humanas podría estar detrás del aumento observado en la costa oeste de Florida en las últimas décadas:

>>K. brevis fue 20 veces más abundante en promedio entre 1994-2002 que entre 1954-1963 (Brand & Compton 2007)<<

Los blooms de K. brevis en Florida se forman típicamente en otoño, coincidiendo con los máximos de precipitaciones anuales y descargas de aguas continentales.

Sin ir más lejos, como recordarán todos ustedes, en septiembre de 2017 el suroeste de Florida fue azotado por el violento huracán Irma. Y se cree que fenómenos como éste podrían estar relacionados con el desarrollo posterior de mareas rojas por el aporte extra de nutrientes procedente de aguas continentales, incluyendo aguas subterráneas submarinas (Hu y col. 2006).

No en vano K. brevis es también 20 veces más abundante en la franja a 0-5 km de la costa que a 20-30 km. La generación de frentes costeros de salinidad (y temperatura debido a la entrada de aguas más frías procedentes del norte del Golfo), se sospecha que pueden ser factores físicos que favorezcan la concentración de K. brevis en dicha región.

En el mantenimiento de un bloom los nutrientes desempeñan un papel esencial. No nutrients no party. Y la preocupación va in crescendo porque en las últimas décadas en Florida se observan blooms no sólo en otoño sino también en invierno y primavera, llegando a prolongarse en los episodios más graves hasta 18 meses!

Cuenca original del río Caloosahatchee (azul) y cuenca actual (rojo) tras su conexión con el lago Okeechobee en la década de 1960. Fuente: Brand & Compton (2007).

El aumento de la presión demográfica y de las descargas de aguas continentales con elevados niveles de nutrientes como el río Caloosahatchee (procedente del lago Okeechobee), podrían afectar no al inicio del bloom (que parece atender a factores físicos) pero sí a su estacionalidad, aumentando la duración e intensidad de las mareas rojas que llegan incluso a extenderse de un año a otro como sucede en el presente.

Unido a esto se da una circunstancia especial: la plataforma costera de Florida posee grandes depósitos de fosfatos y el ecosistema se encuentra limitado por nitrógeno. Esta particularidad favorece a cianobacterias fijadoras de nitrógeno atmosférico como Trichodesmium erythraeum.

Sus proliferaciones masivas en el Golfo de México podrían aportar una fuente de nitrógeno adicional para K. brevis y ambos fenómenos han llegado a relacionarse en estudios como «Saharan dust and Florida red tides: the cyanophyte connection» (Walsh & Steidinger 2001).

Pero sobre este asunto y la relación a su vez con el polvo del desierto del Sáhara no me extenderé porque ya se lo conté en Más respuestas sobre Trichodesmium.

El origen de las mareas rojas de Karenia brevis continúa siendo objeto de arduo debate en la actualidad. La periodista de National Geographic, Maya Wei-Haas se lo planteaba así a Donald Anderson, director de la U.S. National Office for Harmful Algal Blooms: Today, are Florida’s red tides human-caused or entirely natural?” La ambigua respuesta de Anderson fue: The answer is probably some of both.

Los efectos de la marea roja en Captiva (Florida). Autor: Cristóbal Herrera (EPA). Fuente: The Guardian.

Referencias:

-Aké-Castillo JA, Okolodkov YB, Rodríguez-Gómez CF, Campos-Bautista G. Florecimientos algales nocivos en Veracruz: especies y posibles causas (2002-2012), p. 133-146. En: A.V. Botello, J. Rendón von Osten, J. A. Benítez y G. Gold-Bouchot (eds.). Golfo de México. Contaminación e impacto ambiental: diagnóstico y tendencias. uac, unamicmyl, cinvestav-Unidad Mérida. 1174 p. (2014).
-Brand LE, Compton A. Long-term increase in Karenia brevis abundance along the southwest Florida coast. Harmful Algae 7:232–252 (2007).
-Brand LE, Campbell L, Bresnan E. Karenia: The biology and ecology of a toxic genus. Harmful Algae 14:156-178 (2012).

Peces muertos en la costa de Sanibel Island. Autor: Ben Depp. Fuente: National Geographic.

-Daugbjerg N, Hansen G, Larsen J & Moestrup Ø. Phylogeny of some of the major genera of dinoflagellates based on ultrastructure and partial LSU rDNA sequence data, including the erection of three new genera of unarmoured dinoflagellates. Phycologia 39: 302-317 (2000).
-Davis CC. Gymnodinium brevis sp. nov., a cause of discolored water and animal mortality in the Gulf of Mexico. Bot. Gaz. 109:358–360 (1948).
-Hu C, Muller-Karger FE, Swarzenski PW. Hurricanes, submarine groundwater discharge, and Florida’s red tides. Geophys. Res. Lett 33:L11601 (2006).
-Hua Y, Lu W, Henry MS, Pierce RH, Cole RB. On-line liquid chromatography–electrospray ionization mass spectrometry fro determination of brevetoxin profile in natural “red tide” algae blooms. J. Chromatogr. 750:115–125 (1996).

Sanibel Island (2 de agosto). Autor: Andrew West/The News-Press/USA TODAY Network. Fuente: ABC News

-Magaña HA, Contreras C, Villareal TA. A historical assessment of Karenia brevis in the western Gulf of Mexico. Harmful Algae 2:163–171 (2003).
-Núñez Cabeza de Vaca, A. Naufragios (1542, 1555). Disponible en: Wikisource.
-Núñez Ortega, DA. Ensayo de una explicacion del origen de las grandes mortandades de peces en el Golfo de México. La Nat. 6:188–197 (1879).
-Pierce RH, Henry MS. Harmful algal toxins of the Florida red tide (Karenia brevis): natural chemical stressors in South Florida coastal ecosystems. Ecotoxicol. 17(7):623–631 (2008).
-Salceda M, Ortega A. Neurotoxinas: significado biológico y mecanismos de acción. Elementos 74:29 (2009). Disponible en elementos.buap.mx
-Steidinger KA. Collection, enumeration and identification of free-living marine dinoflagellates. En: Taylor DL & Seliger HW.  Toxic dinoflagellate blooms. Proceedings of the Second International Conference on Toxic Dinoflagellate Blooms, Key Biscayne, Florida, October 31-November 5, 1978 . pp. [i]-xviii, [1]-505. New York, Amsterdam, Oxford: Elsevier/North-Holland.
-Taylor HF. Mortality of fishes on the west coast of Florida, Rep. U.S.A. Commun. Fish. Doc. No. 848, 24 pp (1917).
-Walsh JJ, Steidinger KA. Saharan dust and Florida red tides: the cyanophyte connection. J. Geophys. Res. 106: 11597–11612 (2001).
-Página web: Neurologic Shellfish Poisoning (NSP). Disponible en: Marine Biotoxins (FAO).
-Página web: Red Tide Is Devastating Florida’s Sea Life. Are Humans to Blame?. Disponible en: National Geographic.
-Página web: Red Tide in Florida and Texas. Disponible en NOAA.

Más respuestas sobre Trichodesmium

Mi opinión personal, señor Aronnax, es la de que hay que ver en esta denominación de mar Rojo una traducción de la palabra hebrea «Edom», y si los antiguos le dieron tal nombre fue a causa de la coloración particular de sus aguas.
-Hasta ahora, sin embargo, no he visto más que agua límpida, sin coloración alguna.
-Así es, pero al avanzar hacia el fondo del golfo verá usted el fenómeno. Yo recuerdo haber visto la bahía de Tor completamente roja, como un lago de sangre.
-Y ese color ¿lo atribuye usted a la presencia de un alga microscópica?
-Sí. Es una materia mucilaginosa, de color púrpura, producida por esas algas filamentosas llamadas Tricodesmias, tan diminutas que cuarenta mil de ellas apenas ocupan el espacio de un milímetro cuadrado. Tal vez pueda verlas cuando lleguemos a Tor.
-No es ésta, pues, la primera vez que recorre el mar Rojo a bordo del Nautilus.
-No.

(Julio Verne, «20.000 Leguas de viaje submarino»)

 

Después de la entrada anterior no quería abandonar el asunto de la marea roja de Trichodesmium erythraeum en Canarias sin escribir sobre su ecología y aclarar que sus proliferaciones no suponen un peligro para las personas ni para la fauna marina. Ahora entraré a los detalles…

1) La ecología de T. erythraeum

Trichodesmium es un género de cianobacterias fijadoras de nitrógeno (diazótrofas), es decir, asimilan dicho elemento de la atmósfera (N2) al igual que hacen, p. ej., las bacterias simbiontes del género Rhizobium en las raíces de plantas leguminosas.

Se trata de uno de los principales fijadores de nitrógeno en el mar, con un papel destacado en los ciclos biogeoquímicos de los océanos por los nutrientes que liberan durante y al final de sus proliferaciones. Fijar nitrógeno atmosférico supone una ventaja competitiva para Trichodesmium en aguas oligotróficas (pobres en nutrientes) sobre la gran mayoría de organismos fotosintéticos que sólo asimilan nitrógeno disuelto en agua (p.ej. a partir de nitratos, amonio o urea).

La fijación de nitrógeno es posible gracias a una enzima nitrogenasa y dado que el oxígeno la inactiva, la fotosíntesis (productora de oxígeno) y la fijación de N2 deben estar separadas física (en células especializadas) y/o temporalmente (fotosíntesis diurna y fijación de N2 nocturna).

(a) Colonias de Trichodesmium, (b) La zona con los diazocitos, fijadores de nitrógeno, señalada por el paréntesis blanco (c) Tricomas de Trichodesmium: las zonas claras son aquellas que han consumido más reservas de carbono (d) Inmunolocalización de la proteína NifH asociada con la expresión de la enzima nitrogenasa, marcando los diazocitos (e) La zona homogénea entre las flechas indica también los diazocitos. Fuente: Fig. 2 de Bergman y col. (2013)

El caso de Trichodesmium es especial porque fija N2 durante el día en unas células denominadas diazocitos. La diferenciación temporal es sutil en este caso: sus tasas de fotosíntesis se reducen hacia el mediodía, mientras que aumentan las de fijación de nitrógeno. Así, Trichodesmium dispone de una fuente inagotable de nitrógeno y las limitaciones de nutrientes para su crecimiento vienen más bien del fósforo y el hierro.

El fósforo es escaso en la superficie del océano abierto, pero las colonias de Trichodesmium pueden migrar en la columna de agua gracias a vacuolas de gas que llegan a soportar presiones como las que reinan a 100-200 m de profundidad. En superficie las colonias asimilan (y acumulan) carbono y nitrógeno. Con dicho «lastre» de material de reserva se hunden y capturan el fósforo más abundante en profundidad.

A medida que su metabolismo consume las reservas acumuladas, las colonias de T. erythraeum se vuelven más ligeras y ascienden de nuevo a la superficie continuando así el ciclo de asimilación de nutrientes, fotosíntesis y fijación de nitrógeno.

T. erythraeum contiene grandes cantidades de hierro y se le supone muy eficiente a la hora de capturar dicho elemento, imprescindible además para la fijación de nitrógeno.

Pero el hierro es un elemento muy escaso en el océano que limita también la fotosíntesis. De ahí los famosos (aunque fallidos) experimentos de fertilización con hierro que pretendían aumentar la productividad del mar y contrarrestar de paso el calentamiento global (Ice Age I y II).

En los océanos ocurren fertilizaciones naturales de óxidos de hierro gracias al polvo del desierto depositado por la acción del viento. El efecto de la arena del Sáhara en Canarias se considera uno de los factores que contribuyen a las proliferaciones de Trichodesmium, tal como nos explicaba Nereida Rancel en la entrada anterior. Pero sus efectos se hacen notar en otras zonas mucho más remotas, al otro lado del Atlántico: en el Golfo de México. Pinchen si no en la siguiente animación de la NASA y alucinen cómo alcanzan dicha región las partículas de polvo del Sáhara.

La animación muestra el grosor de las partículas de aerosol entre 4-11 de julio 2016, destacando la capa de aire del Sahara que contiene el polvo del desierto (en naranja/marrón). Autor: NASA/GSFC. Fuente: The Weather Channel

Los aportes significativos de hierro en dicha región durante el verano, procedentes del polvo del Sáhara contribuirían a explicar los «blooms kilométricos» de Trichodesmium registrados en las costas de Florida desde los últimos 50 años. el polvo en suspensión también origina amaneceres y atardeceres brumosos en la región…

Asimismo, en el golfo de México ocurren cada año blooms de Karenia brevis, un dinoflagelado tóxico endémico en dicha zona del mundo. Sus proliferaciones tóxicas suelen teñir el mar y causan graves perjuicios para la fauna marina, actividades pesqueras y turísticas. Se conocen desde hace más de 60 años y suelen coincidir con proliferaciones de ¿imaginan quien? Sí, Trichodesmium erythraeum.

Karenia brevis: imagen al microscopio electrónico (Fuente: myfwc)
 y óptico (40X. Autor: F. Rodríguez)

De hecho varios estudios recientes argumentan que dicha coincidencia no es casual y establecen una estrecha relación entre ambos organismos.

Esta teoría fue propuesta por Walsh & Steidinger (2001) en un trabajo cuyo título parece una novela de intriga: «Saharan dust and Florida red tides: the cyanophyte connection«. 

Según dichos autores el nitrógeno atmosférico fijado por T. erythraeum sería liberado en el agua como amonio y nitrógeno orgánico disuelto (aminoácidos), aportando una nueva fuente de nutrientes para bacterias y microalgas, estimulando las proliferaciones de K. brevis en la región.

¿Y cómo de importantes son esas cantidades de nutrientes? Pues considerables. En un estudio reciente  (Lenes y col. 2010) usaron datos de blooms de T. erythraeum entre 1960-2008, estimando que los nutrientes aportados por sus colonias al ecosistema marino equivaldrían al 100% del nitrógeno y fósforo necesarios para desarrollar los blooms de K. brevis.

2) Las mareas rojas de T. erythraeum no son peligrosas.

Como hemos visto, en las costas de Florida las mareas rojas de Trichodesmium son un fenómeno habitual que sucede todos los años. Dado su aspecto los marineros anglosajones las conocían como «sea sawdust» (serrín marino). No están asociadas con la contaminación ni vertidos de origen humano, se trata de fenómenos naturales en la región. Llegan a ser visibles desde el espacio dado que se extienden a lo largo de varios kilómetros, y no se consideran nocivas porque nunca han originado efectos perjudiciales sobre la salud de las personas ni la vida marina.

Por este motivo Trichodesmium tampoco aparece en la lista de especies de microalgas y cianobacterias nocivas de la UNESCO que pueden consultar aquí.

No obstante, es cierto que los trabajos en cultivos y muestras naturales de varias especies de Trichodesmium (incluyendo T. erythraeum), demuestran que suelen producir toxinas. El perfil es variable según los estudios pero suele incluir microcistinas, al igual que muchas otras cianobacterias de agua dulce. Esto no supone un riesgo para la salud ni la fauna marina porque dichas toxinas no ocasionan daños por contacto directo con la piel. Las intoxicaciones por microcistinas y otras toxinas de cianobacterias sí son un riesgo para la salud cuando proliferan en aguas continentales usadas para la ganadería o el consumo de agua potable.

Las precauciones que debemos tomar con mareas rojas de cianobacterias como Trichodesmium surgen de que pueden ocasionar (en algunos casos) dermatitis, picores o escozor debido a niveles elevados de amonio en agua. Pero esto tampoco es exclusivo de Trichodesmium y puede suceder también con otras mareas rojas como p.ej. las de Noctiluca scintillans, un dinoflagelado heterótrofo no tóxico.

Clorofila detectada con el OrbView-2 SeaWIFS (1 agosto 2004), mostrando la corriente advectiva arrastrando las poblaciones de T. erythraeum desde la zona de afloramiento costero hacia las Islas Canarias. Fuente: Fig. 1C de Ramos y col. (2005)

En la región de Canarias no había registros de proliferaciones masivas de T. erythraeum hasta que en agosto de 2004 se observó mediante imágenes de satélite una proliferación en la costa noroccidental de África (Ramos y col. 2005). Alcanzó varias islas del archipiélago y los análisis de toxinas de dichos autores indicaron sólo la presencia de niveles bajos de microcistinas (0.1-1 μg/g peso seco).

Les citaré otro ejemplo con datos de toxinas. A lo largo de las costas de Brasil se registran habitualmente mareas rojas de Trichodesmium, asociadas con la corriente costera del Brasil que llegan a alcanzar 100 km de longitud.

A pesar de su extensión y frecuencia nunca se han registrado efectos negativos sobre la salud pública, excepto en un caso aislado de 1963 en la costa de Pernambuco (Satô y col. 1966). En un estudio reciente (Proença y col. 2009) analizaron las toxinas en muestras naturales de 2007 durante proliferaciones de T. erythraeum en las costas del Estado de Bahía, encontrando niveles bajos de análogos de saxitoxinas y microcistinas (9-300 μg/g peso seco), que creen podrían proceder, al menos en parte, de otras especies tóxicas presentes en el agua.

Dichos valores son mucho más elevados que los medidos en T. erythraeum en Canarias pero Proença y col. (2009) concluyeron que las proliferaciones de T. erythraeum no entrañaban riesgo alguno para la salud, por los motivos que explicábamos antes. La agencia medioambiental del Estado de Sao Paulo desaconseja habitualmente el baño en playas afectadas por mareas rojas de Trichodesmium, para evitar casos de dermatitis o exposición al aerosol marino de otras proliferaciones potencialmente tóxicas que puedan ocurrir asociadas a Trichodesmium.

En Canarias las medidas de precaución por parte de las autoridades locales han ido en el mismo sentido: la recomendación era no bañarse pero no han existido prohibiciones de acceso o baño en ninguna playa (El Día, 29-VII-2017), a diferencia de lo que ha sucedido en playas del Mediterráneo afectadas por proliferaciones de Ostreopsis, un dinoflagelado potencialmente tóxico que sí puede ocasionar molestias respiratorias por exposición al aerosol marino (enlace).

Costa de Punta del Hidalgo, al norte de la Isla de Tenerife. Autor: F. Rodríguez

La nota curiosa sobre Trichodesmium erythraeum proviene de estudios en regiones tropicales, donde varios autores sugieren que algunas de sus toxinas podrían estar relacionadas con la ciguatera o síntomas similares (Kerbrat y col. 2011), incluyendo a otras cianobacterias cercanas genéticamente como Hydrocoleum lyngbyaceum (Laurent y col. 2008).

Se trata sólo de una teoría basada sobre todo en estudios bioquímicos en cianobacterias y peces, pero podría plantear nuevas hipótesis de investigación en un tema como la ciguatera que preocupa en la actualidad en las Islas Canarias.

La conclusión es: como normal general ante una marea roja mientras no se identifique al organismo responsable, la precaución y desconfianza instintivas ante las manchas en el agua son siempre buenas consejeras y debemos evitar el contacto directo en la medida de lo posible hasta que ésta se disperse…

Referencias:

-Bergman B. y col. Trichodesmium–a widespread marine cyanobacterium with unusual nitrogen fixation properties. FEMS Microbiol Rev 37:286–302 (2013)
-Kerbrat AS y col. First Evidence of Palytoxin and 42-Hydroxy-palytoxin in the Marine Cyanobacterium Trichodesmium. Mar. Drugs 9:543-560 (2011)
-Laurent D. y col. Are cyanobacteria involved in Ciguatera Fish Poisoning-like outbreaks in New Caledonia? Harmful Algae 7:827–838 (2008)
-Lenes JM & Heil CA. A historical analysis of the potential nutrient supply from the N2 fixing
marine cyanobacterium Trichodesmium spp. to Karenia brevis blooms in the eastern Gulf of Mexico. J. Plankton Res. 32:1421-1431 (2010)
-Proença LAO y col. Screening the toxicity and toxin content of blooms of the cyanobacterium Trichodesmium erythraeum (Ehrenberg) in northeast Brazil. J Venom Anim Toxins incl Trop Dis. 15:204-215 (2009)
-Ramos AG y col. Bloom of the marine diazotrophic cyanobacterium Trichodesmium erythraeum in the Northwest African Upwelling. MEPS 301:303-305 (2005)
-Satô S. y col. On the mechanism of red tide of Trichodesmium in Recife north eastern Brazil, with some considerations of the relation to the human disease Tamandaré Fever. Trabhs Inst Oceanogr (Univ Recife) 5:7-49 (1966)
-Walsh, J. J. and Steidinger, K. A. Saharan dust and Florida red tides: the cyanophyte connection. J Geophys Res Oceans 106:11597-11612 (2001)
-Web: MOTE Marine Laboratory & Aquarium

Un medicamento inesperado

Antes de nada, mi gato y yo les deseamos a todas y todos un muy feliz año !!
Bueno, vamos al tema de hoy…
porque mientras buscaba en la botica casera un remedio para el resfriado
me encontré entre aspirinas y paracetamoles con esta sorpresa…!!

El prospecto decía lo siguiente…

PROPIEDADES:
La información y el entretenimiento son principios activos de la Divulgamina,
un fármaco de reconocida eficacia para divulgar temas de interés sobre ciencias marinas.
La respuesta, preventiva ó curativa, se presenta a los pocos minutos de su administración.
Ocasionalmente puede provocar cierta somnolencia.

CONTRAINDICACIONES:
No se conocen. ¿Incompatibilidades con el alcohol? tampoco, todo lo contrario.

POSOLOGÍA:
Los vídeos pueden administrarse uno detrás de otro y repetirlos tanto como se quiera,
pero se aconseja verlos en este orden…

 

(Duración: 1’06». Muséum national d’Histoire naturelle, Francia, 2013)
Monísimo el caballito de mar entre las Posidonias…
(Duración: 3’10». Parte del documental «Red Tide: The mistery of the poisoned mermaids«.)
(Dir.: Julien Naar, Francia, 2010)
¿Qué sonido produce una célula nadando…?
Nadie lo sabe, pero aquí Karenia sisea como una serpiente de cascabel

 

(Duración: 5’49». Divulgare, Universidad de Vigo, España, 2011)
Magnífico documental sobre la bioluminiscencia de Noctiluca scintillans. 
Mención honorífica en los premios Prismas Casa de las Ciencias 2011
y vídeo del mes en el concurso On Zientzia.

 

 

 

El agua amarga de Karenia

Karen Steidinger

Karenia brevis. Así se llama «el alga de Karen Steidinger», un género nuevo de dinoflagelados bautizado en el año 2000 en su honor. K. Steidinger es una ficóloga y oceanógrafa estadounidense retirada en 2003, aunque sigue colaborando en el Florida Institute of Oceanography (Univ. of South Florida).

Su larga y prolífica carrera mereció un artículo especial en la revista Continental Shelf Research en 2008. Cuando pedí el artículo a su co-autora (Pat Tester), ésta me respondió (cito con su consentimiento): «It is my pleasure to provide a pdf of the Dedication of Dr. K.A. Steidinger. She is such a wonderful friend and combines her strong knowledge of taxonomy and ecology better than anyone I know».

Una dedicatoria así es el mejor premio, aunque la Dra. Steidinger también recibió en 2003 uno de los mayores reconocimientos a su trabajo con el «Lifetime Achievement Award» de la sociedad ficológica norteamericana.

Volviendo a Karenia brevis, es una especie «mundialmente» famosa por sus proliferaciones endémicas en el golfo de México. Esto quiere decir que sólo ocurren en esta zona del mundo, a pesar de que pensemos que el ancho mar no tiene fronteras…!!

Karenia brevis al microscopio electrónico y óptico (400X).
La primera imagen está disponible en
http://myfwc.com/research/redtide/

Karenia es uno de esos dinoflagelados que «robó» sus cloroplastos a otras algas (haptofitas). Tiene forma «aplanada» y al moverse recuerda a una moneda girando. Pero más que en palabras, la podemos ver en imágenes.

En el primer vídeo K. brevis avanza en línea recta, primero lentamente y luego «a todo gas»…o mejor dicho «a todo flagelo». En el segundo vídeo podemos ver a otra célula girando sobre si misma…y luego le da un «paralís«.

 

 

Abundancia de Karenia brevis (9 marzo 2012)
en la costa del estado de Florida actualizado semanalmente por el FWRI.
Fish Wildlife Research Institute (EEUU)
http://myfwc.com/research/redtide/events/status/statewide/

Karenia brevis produce unas neurotoxinas llamadas «brevetoxinas», cuyos efectos en la fauna marina y humanos llevaría un buen rato enumerar, cojo carrerilla y cito algunos…

Mortandades masivas en peces, y también en mamíferos marinos (delfines y manatíes) aves y tortugas, etc…así como intoxicaciones alimentarias en humanos (síndrome neurotóxico, gastroenteritis), irritaciones de la piel, picor en los ojos, problemas respiratorios (neumonía, bronquitis y asma) por inhalación del aerosol marino, etc…

Las brevetoxinas se liberan en agua y aire al romperse las frágiles células de Karenia debido al oleaje, por ejemplo…y es entonces cuando pueden ser letales para la fauna marina. En humanos todos los síntomas son reversibles…pero aparte de la salud, también afecta al turismo, cierres en la pesca y venta de marisco…

http://earthobservatory.nasa.gov/NaturalHazards/view.php?id=9137

En México, a estas proliferaciones tóxicas también se les conoce con el nombre de «agua amarga» ó «agují». Desde el s.XVII existen citas de mareas tóxicas en el golfo de México, la más antigua (y fiable) data de 1648, por un historiador y monje franciscano (Fray Diego López de Cogolludo) que describió un olor pestilente en la ciudad de Mérida por la gran cantidad de peces muertos que arribaban a la costa.

En esta última imagen, del Earth Observatory de la NASA, vemos la mancha que produjo una proliferación de Karenia brevis (> 1 millón de células/litro) en la costa de Florida en febrero de 2002…Y en 2005, pero en la costa mexicana de Tabasco, se detectaron hasta 8 millones de células por litro. Así que los picores de la salsa que lleva el mismo nombre no son nada al lado de de las «mareas rojas» de Karenia

Referencias:

-Borbolla ME, Colín FA, Vidal MR, Jiménez MM. Marea roja de Tabasco, 2005, Karenia brevis. Salud en Tabasco 12: 425-433 (2006).
Magaña HA, Contreras C, Villareal TA. A historical assessment of Karenia brevis in the western Gulf of Mexico. Harmful Algae 2:163–171 (2003).
Tester, P.A. and D.F. Millie. Dedication to Dr. Karen A. Steidinger. Cont. Shelf Res. 28:3-10 (2008).