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La hierba que se come a la vaca…

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Estampa familiar vacuna
cerca de Cangas del Narcea
(Asturias, España)

Las algas microscópicas son la base del ecosistema marino y en este aspecto cumplen la misma función que la hierba para estas vacas…Del fitoplancton depende la supervivencia de una cadena alimentaria que abarca desde el plancton animal (zooplancton) hasta la ballena azul.

Prueba de ello son los acuarios permanentes en los que unas gambas sobreviven varios años en un recipiente sellado con bacterias y algas como único sustento.

Las gambas de la Ecosfera (Ecosphere)
http://www.inhabitots.com/ecospheres-eco-education-in-a-bottle/

 

En el agua de mar también podemos ver unas «gambas» microscópicas que saltan sin ton ni son…

Esos animalillos son copépodos, los habitantes más numerosos del zooplancton.
Miden entre 0.1-5 mm, aunque hay algunos parásitos de peces que alcanzan 32 cms !!

En este video vemos una muestra llena de copépodos procedente de un arrastre de red.
Ellos mismos serán protagonistas de un «mini-experimento» al final de esta entrada…

Muestra recogida el 27 de marzo de 2013.
Estación 14B, ría de Vigo (proyecto Radiales, IEO Vigo)
Fíjense si serán importantes los copépodos que incluso uno de ellos es amigo de Bob Esponja. Su nombre es «Plancton» y está muy bien hecho porque los copépodos tienen un solo ojo: el ojo medio naupliar. Por algo el creador de Bob Esponja (Stephen Hillenburg) es biólogo marino además de dibujante…
De izquierda a derecha y de arriba abajo: Pseudocalanus elongatus, Euterpina acutifrons, Agetus typicus, Oithona nana, Sheldon J. Plankton (Plancton), Acartia clausii y Oncaea media con huevos.
Las imágenes proceden de muestras de la ría de Vigo (proyecto Radiales).
Autora: Ana Miranda (IEO de Vigo).

 

Copépodos y gambas se parecen porque son crustáceos. Pueden ser herbívoros, omnívoros ó carnívoros, y aunque su dieta básica suele ser el fitoplancton también pueden capturar bacterias y zooplancton.

Sus largas antenas les sirven de «paracaídas» y sensores para detectar las algas y con sus apéndices anteriores forman un flujo de agua para llevarse el alimento a la «boca».

Karlodinium veneficum (VGO 1111).
Imagen aumentada 400 veces.

Vamos a dejar un momento a estos «cíclopes microscópicos» para presentar al pequeño matón de hoy.

Karlodinium es un género de dinoflagelados desnudos creado en el año 2000. Nombrado en honor al científico noruego Karl Tangen, agrupa varias especies antes incluidas en el género Gymnodinium.

Entre ellas destaca Karlodinium veneficum, un «fish killer» con distribución global, responsable de importantes pérdidas económicas por la muerte de peces y otra fauna acuática en estuarios y costas de EEUU, Australia, Namibia, etc. Su «localidad tipo» en la descripción original (1956) es Plymouth, Reino Unido.

Mide apenas 10 micras pero produce «karlotoxinas» poderosamente ictiotóxicas: hemolíticas y neurotóxicas. Dañan las branquias de los peces y alteran su capacidad de osmorregulación causándoles la muerte.

Pero las karlotoxinas de K. veneficum poseen también otras propiedades. En 2010 se las relacionó en la revista PNAS (Sheng y col.) con la capacidad para inmovilizar a sus presas (algas criptofíceas).

Tricocisto
microscopía TEM
Autor: G. Hansen
Disponible en:
http://tolweb.org/Dinoflagellates/2445
Existe otra especie menos estudiada, Karlodinium armiger, que aunque no posea karlotoxinas también produce neurotoxinas desconocidas.

Se describió en 2006 en el Mediterráneo (bahía de Alfacs, Tarragona). Lo de «armiger» viene de su aspecto «armado» por la cantidad de tricocistos que contienen sus células.

Los tricocistos recuerdan a «agujas microscópicas»: alargados y con aspecto cristalino, situados en la periferia celular y apuntando como lanzas al exterior. Se desconoce su función pero podría ser defensiva y/ó excretora…

Hay muchos dinoflagelados que comen otras algas, pero lo que convierte en excepcional a Karlodinium armiger es que también ataca y devora a los copépodos según acaban de publicar Berge y col (2012) en ISME, una revista del grupo Nature.

Lo nunca visto: la «hierba» que se come a la vaca…!!

 

Acartia tonsa es un copépodo que llega a medir 1.5 milímetros, unas 150 veces más que Karlodinium. Cuando la pusieron en contacto con algunas células de K. armiger (<1000 céls/mL) se las comió. Pero al aumentar la abundancia de K. armiger (>3.500 céls/mL) sus toxinas paralizaron al copépodo en 15 min.

En nuestro laboratorio no tenemos K. armiger pero sí K. veneficum. Así que hemos hecho un experimento «quick and dirty» mezclando varios copépodos (aquellos que «saltaban alegres» en el primer video) con un cultivo de Karlodinium veneficum (VGO 1111).
Media hora después el resultado es...»tiesos como la mojama»

En su trabajo, Berge y col. describen que algunas células de K. armiger se dirigen hacia el copépodo, primero a las antenas y la cola (telson), responsables de su movimiento y capacidad sensorial. Poco a poco, ya paralizado, cubren su cuerpo como un enjambre de abejas rabiosas y lo devoran vivo…en 2 días se lo zampan enterito !!

Por el contrario 4 cepas de K. veneficum no afectaron a los copépodos, aunque según la toxicidad de las cepas que se incluyan en otro ensayo, el resultado final podría ser otro bien diferente.Nuestro video sugiere que K. veneficum VGO 1111 paraliza a los copépodos, aunque solo fue una observación aislada, sin controles negativos ni réplicas. Para confirmarlo habría que diseñar un experimento controlado como el de T. Berge y col.

De hecho la última frase de su estudio es:«Ocurrence of similar carnivorous behaviour by other harmful algal species and specially strains of K. veneficum need more attention».

Agradecimientos
-A Ana Miranda y Gerardo Casas por la muestra de arrastre de la ría de Vigo.
-A Luisa Martínez por contarme lo del dibujante de Bob Esponja, demostrando su «poder» divulgativo en las charlas en colegios del proyecto Exper-i-Ciencia, organizadas por la delegación CSIC-Galicia y la Fundación Barrié.

Referencias:

-Ballantine D. Two new marine species of Gymnodinium isolated from the Plymouth area. JMBA 35:467-474 (1956).
-Berge T. y col. Marine microalgae attack and feed on metazoans. ISME 6:1926-1936 (2012).
-Place A.R. y col. Karlondinium veneficum–the little dinoflagellate with a big bite. Harmful Algae 14:179-195 (2012).
-Sheng y col. A dinoflagellate exploits toxins to immobilize prey prior to ingestion. PNAS 107:2082-2087 (2010).
-«Zoología de los invertebrados». Barnes RD. Ed. Interamericana, 5ª edición, 957 pp. (1989).

Histeria con la Pfiesteria

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Un magnífico documental
muy de actualidad a su pesar.

En «Bowling for Columbine» Michael Moore evoca la cultura del miedo en la prensa: noticias «apocalípticas» que llenan los titulares y que luego desaparecen sin más…

Una de esas noticias hablaba de las «abejas asesinas» que en el año 2000 iban a invadir los EEUU desde Surámerica.

La famosa «killer bee» (en Chile)
Autor: J.M. Podlech
Fuente: Wikimedia commons

Eran abejas europeas que escaparon en los años 50′ de un experimento en Brasil cuando las cruzaban con cepas africanas.

La abeja híbrida no es más venenosa, pero crecen más rápido que sus congéneres naturales y son más «sensibles» a cualquier amenaza. En la prensa norteamericana se les dio el apodo de «killer bees» como si fuesen «Gremlins» mojados pero, a diferencia de éstos, su ataque rabioso nunca llegó…

Moore también pudo hablar de un alga llamada Pfiesteria piscicida. Este dinoflagelado heterótrofo fue bautizado en el verano de 1997 como «the cell from hell», «the coming plague» y «el SIDA de los peces», entre otras lindezas. Su historia es la siguiente:

Pfiesteria shumwayae.
Fuente: Wikimedia commons

Un periodista norteamericano llamado Brad Bell oyó rumores de peces enfermos en una pequeña localidad llamada Shelltown, al sur de Maryland. Hasta allí se dirigía cuando recibe una llamada de un portavoz del depto. de recursos naturales de Maryland que le dice: «Brad, cuando te encargues de esta historia, no digas que es Pfiesteria, no queremos alarmar a la población«.

Esta frase fue como agitar un trapo rojo delante de un toro: Bell pensó que querían ocultar el tema y continuó su viaje al puerto pesquero de Shelltown.

Allí los pescadores le pusieron al tanto de lo ocurrido y Pfiesteria saltó a la «fama»…

Aquel verano de 1997 murieron miles de peces en estuarios de Chesapeake Bay, con graves daños económicos para la acuicultura. Hubo varios casos de personas afectadas por un síndrome consistente en pérdida de memoria, confusión, quemazón en la piel, dolor de cabeza, vómitos, etc. Y de ahí a la «histeria informativa» no quedaba nada.

Tilapia con úlceras
(supuestamente) por Pfiesteria
Autor: Vogelbein y col.
Fuente: Wikimedia commons

Enseguida se movilizaron recursos económicos para investigar «todo lo que usted siempre quiso saber» sobre Pfiesteria. Aunque sus efectos dañinos ya se habían descrito varios años antes en un acuario con tilapias, esta era la primera vez que «mataban» a gran escala.
Como pirañas, poco más ó menos…

Sin embargo, los resultados y fotos de peces con úlceras por Pfiesteria procedían siempre de acuarios y el medio natural, nunca de cultivos controlados en laboratorio.

El delirio con la Pfiesteria alcanzó su clímax con la publicación de un ciclo de vida con 24 fases diferentes, incluyendo formas ameboides…algo nunca visto en ningún dinoflagelado ni cualquier otro ser vivo de este planeta. Además, se supone que para completar este «agotador» ciclo de vida tenía que haber peces presentes y tratarse de cepas tóxicas.

No es un cuadro de Dalí, es el ciclo de vida  dePfiesteria piscicida
sugerido por Burkholder y colaboradores.
Fuente: Wikimedia commons

Afortunadamente, en 2002 se empezó a poner un poco de cordura en todo esto.

Litaker y colaboradores re-describieron el ciclo de vida de Pfiesteria utilizando un cultivo de laboratorio y nuevas herramientas de biología molecular. Y no encontraron ni rastro de las amebas ni de los quistes «marcianos». En realidad Pfiesteria se ajustaba al ciclo típico de vida en muchos dinoflagelados.

Su trabajo fue contestado por el grupo de Burkholder, pero esas críticas fueron desmontadas una por una en una nueva réplica del grupo de Litaker.

Brevoortia tyrannus
(sábalo = Menhaden en inglés)
El hongo A. invadans infestando tejidos
del pobre sábalo.
Fuente: NOAA magazine
http://www.noaanews.noaa.gov/stories2006/s2609.htm

Y la puntilla vino en 2006 cuando se publicó que el hongo Aphanomyces invadans era el auténtico responsable de las úlceras observadas año tras año en peces, principalmente sábalos, en los estuarios de Carolina del Norte.

Pfiesteria también estaba allí, por eso se le echó la culpa durante tanto tiempo, pero no era muy abundante en realidad. Todo apunta a que los peces no morían por culpa del hongo, que solamente los debilita. Se calcula que en un 95% de casos el responsable de las muertes masivas de peces es la escasez de oxígeno en los estuarios…y en un 5% restante el dinoflagelado tóxico Karlodinium veneficum.

Si Pfiesteria fuese un «Gremlin» sería como éste,
no es malo mientras no se demuestre lo contrario…

La toxicidad de Pfiesteria ha sido puesta en duda durante mucho tiempo aunque en 2007 se describieron toxinas en un cultivo de Pfiesteria piscicida: compuestos orgánicos asociados con metales.

Pero a día de hoy, no hay evidencias de que Pfiesteria haya causado nunca lesiones ó la muerte a ningún pez, ni daño a persona alguna. Como el propio Litaker comentó en 2002: «las fases vitales de Pfiesterias tóxicas que no existen no pueden ser tóxicas…».

Agradecimientos:
A Wayne Litaker por enviarme información incluyendo sus artículos y el documento titulado «Fish lesions and Pfiesteria«.

Referencias:
-Burkholder JM & Glasgow HB. Pfiesteria piscicida and other Pfiesteria-like dinoflagellates: behavior, impacts and environmental controls. Limnol & Oceanogr. 42: 1052-1075 (1997).
-Litaker W. y col. Life cycle of the heterotrophic dinoflagellate Pfiesteria piscicida (Dinophyceae). J. Phycol. 38: 442-463 (2002).
-Litaker W. y col. Reply to the comment on the life cycle and toxicity of Pfiesteria piscicida revisited. J. Phycol. 38:1268-1272 (2002).
-Moeller PD y col. Metal complexes and free radical toxins produced by Pfiesteria piscicida. Environ. Sci. Technol. 41:1166-1172 (2007).
-Chesapeake Quarterly Online (http://mdsg.umd.edu/CQ/V06N1/)
-Vandersea MW y col. Molecular assays for detecting Aphanomyces invadans in ulcerative mycotic fish lesions. Appl. Environ. Microbiol. 72: 1551-57 (2006).