Listado de la etiqueta: La gran oxidación

Imagen de portada: IZAL (fuente: El Correo)

En verano proliferan microalgas y festivales de música. Así que la entrada de hoy mezcla ambos asuntos en homenaje a un grupo que ya no encontraremos en ningún cartel: IZAL.

La banda liderada por Mikel Izal fue uno de los referentes del pop nacional de la última década. Llamadle pop o indie, lo cierto es que surfearon la ola levantada por grupos como Vetusta Morla o Love of Lesbian, construyendo su propio sonido y una carrera de éxito que interrumpieron en lo más alto.

Si queréis repasar su biografía musical os recomiendo este documental sonoro de Radio 3: «Izal: historia de una gran revolución».

IZAL publicó 5 álbumes de estudio entre 2012 y 2022. Los recorreré en orden cronológico, escogiendo una de mis canciones favoritas en cada uno de ellos, para contaros 5 historias.

En la portada de su primer álbum aparecía el mar recortado como dos rostros a punto de besarse…

1. QUÉ BIEN («Magia y efectos especiales», 2012)

Qué bien que en mis pupilas siga entrando luz del sol…

Esto de las pupilas lo podrían decir algunas microalgas, en concreto dinoflagelados warnówidos que poseen un «oceloide» con estructuras análogas a una córnea, cristalino, iris y retina. Este fitoplancton tan raruno (de los géneros Erythropsidinium,Warnowia y Nematodinium), no se ha conseguido cultivar en el laboratorio.

Recientemente se ha descubierto que sus oceloides evolucionaron a partir de orgánulos preexistentes.

Así, la córnea consiste en una capa hecha de mitocondrias, la lente son vesículas apiladas y el cuerpo retiniano consta de plástidos interconectados. Dicho cuerpo es el núcleo central de una red de plástidos (como los que contienen peridinina), adquiridos mediante endosimbiosis con un alga roja.

Por tanto, estos dinoflagelados han modificado orgánulos como mitocondrias y plástidos con funciones metábolicas «clásicas» para construir un nuevo orgánulo más complejo. ¿Su función? los warnówidos son heterótrofos y se sospecha que los oceloides podrían facilitar la detección de presas, como otros dinoflagelados…

Precisamente nuestra colega del IEO de Vigo, María García Portela, trabajó con uno de estos dinoflagelados con oceloides, renombrándolo como Nematodinium parvum (García-Portela y col. 2023).

 

2. ASUNTOS DELICADOS («Agujeros de gusano», 2013)

Arrímate (arrímate)

Arrímate (arrímate)

La reproducción sexual de las microalgas es un asunto fascinante y aquí resumiré un estudio reciente sobre una especie planctónica que conocéis por sus mareas rojas y bioluminiscencia: Noctiluca scintillans.

Primero hay que recordar que las Noctilucas no son microalgas. Son heterótrofas, se alimentan de diversas presas del plancton y en su ciclo de vida alternan reproducción asexual (por fisión celular) y sexual («células madre» o gametocitos).

Lo que no se conocía eran los factores que llevan a las Noctilucas a «escoger» el sexo en lugar de dividirse sin más…

En otros dinoflagelados suelen ser cambios ambientales como la limitación por nutrientes, luz o temperatura. En Noctiluca, debido a la dificultad de mantener cultivos sanos en el laboratorio, no podíamos responder a esa cuestión.

Pues bien. Unos investigadores taiwaneses (Lee y col. 2021) tuvieron éxito cultivándolas y determinaron cuándo se transforman en gametocitos las células vegetativas de N. scintillans («trofontes», las responsables de las mareas rojas que tanto aparecen en este blog).

Sus conclusiones tienen lógica. Los «nutrientes» de Noctiluca son sus presas y han descubierto que cuando estas escasean, después de la proliferación masiva de trofontes, se desencadena la transformación en células sexuales capaces de liberar hasta 1024 gametos en apenas 20 horas.

Los gametocitos no flotan y a diferencia de los trofontes se hunden. Así que el final de los blooms de Noctiluca podría deberse entre otros factores (como la predación y dispersión por las corrientes) a que ellas mismas desaparecen al no encontrar presas suficientes y pasar al «modo sexual».

 

3. PEQUEÑA GRAN REVOLUCIÓN («Copacabana», 2015)

Bienvenida a casa
Pequeña gran revolución
Que con tus pasos marcas
Un nuevo rumbo en dirección…

Mi canción favorita de IZAL la asocio a un hecho crucial en la historia de la vida: «la gran oxidación». Hace 2.400 millones de años (m.a.) los niveles de oxígeno en la atmósfera aumentaron de forma brusca terminando con el efecto invernadero que provocaba la acumulación de metano.

La culpa la tuvo un invento de las cianobacterias: el fotosistema II, capaz de absorber la energía del sol oxidando el agua y liberando oxígeno como producto residual. Fue tan útil que lo copiarían las actuales microalgas y vegetales terrestres gracias a la endosimbiosis de sus ancestros con otras cianobacterias.

La gran oxidación supuso un enfriamiento del planeta y envenenó a las formas de vida que no podían tolerar esa subida de oxígeno que ocurrió en varias etapas. Tras un ascenso brusco («la gran oxidación») se produjo una estabilización del oxígeno hace 1.800 m.a., pero los océanos profundos continuaron anóxicos.

Fue hace 600-800 m.a. cuando volvió a aumentar llegando a los niveles actuales y oxigenando los océanos por completo. Los fotosistemas de las cianobacterias evolucionaron a partir de microorganismos fotosintéticos anaerobios pero la fotosíntesis y la respiración aerobias fueron una gran revolución y el primer paso hacia las formas de vida complejas.

No quedan burbujas de aire atrapadas de aquella época así que esto lo sabemos mediante restos geológicos y biológicos. Entre estos últimos se encuentran los estromatolitos (estructuras sedimentarias producidas por microorganismos como las cianobacterias) y biomarcadores que demuestran la existencia de oxígeno.

Las cianobacterias ya prosperaban antes de la gran oxidación y se han encontrado pruebas de incrementos previos puntuales (¡pequeños oasis!) de oxígeno. Pero se cree que fueron una serie de cambios ambientales y evolutivos (las formas multicelulares) los que desequilibraron la balanza a su favor, extendiendo su dominio y transformando para siempre nuestro planeta.

 

4. EL POZO («Autoterapia», 2018)

Y ahí afuera buscaremos al malo
Y los buenos nos tendrán que creer

Los mares son un pozo de dióxido de carbono y calor: absorben el 30% de las emisiones de CO2 y retienen el 90% del calor que estas generan. A la captura de ese CO2 contribuyen las praderas submarinas, manglares, arrecifes y microalgas.

La absorción del exceso de CO2 antropogénico tiene un coste en forma de acidificación de los océanos que puede afectar a la viabilidad de aquellas formas de vida que usan conchas y esqueletos de carbonato cálcico, como los invertebrados marinos.

Sin embargo, el potencial de los océanos para retener CO2 se podría aprovechar en nuestro favor para inyectar de forma intencionada este gas en las capas profundas. Allí podría permanecer retenido durante siglos contribuyendo a la reducción de este gas y sus efectos sobre el calentamiento global.

El propio IPCC publicó un informe acerca de esta estrategia en 2018. Pero el coste económico y sus consecuencias sobre las comunidades profundas, entre otros aspectos como las leyes y desarrollo de las tecnologías necesarias, plantean serios obstáculos a su puesta en marcha a gran escala.

Parece más razonable buscar otras vías, como la captura biológica de CO2 mediante p. ej. las microalgas, uno de los métodos más efectivos para este objetivo: fijan entre 10-50 veces más CO2 que las plantas terrestres y sus tasas de crecimiento son mucho más elevadas. Además, la biomasa que producen luego puede aprovecharse en aplicaciones alimentarias, cosméticas, farmacéuticas, biocombustibles, etc.

El obstáculo en este caso es cómo mantener cultivos masivos y rentables a escala industrial para que las microalgas lleguen a jugar un papel importante en las próximas décadas en la captura biológica de CO2.

 

5. FOTOGRAFIAS («Hogar», 2022)

Mientras dure todo esto, solo quiero ser sincero y no guardarme nada

Como seres visuales que somos, las imágenes son lo primero que suelen captar nuestra atención. En el caso de las microalgas, la belleza y diversidad de sus formas creo que atraen, por experiencia, al público general sin necesidad de otra información, más allá de la ciencia…

No podemos empatizar con el fitoplancton pero sí apreciar y reconocer el papel fundamental que cumple en los ciclos naturales y la vida del planeta.

Es fácil concienciar sobre la importancia de conservar y proteger ecosistemas terrestres y acuáticos con fotografías de animales en peligro de extinción como linces, ballenas u osos polares. En el caso del fitoplancton, aunque las especies también evolucionen y se extingan, nadie se va a creer que haga falta proteger a las diatomeas (por citar un grupo icónico por su importancia ecológica). Save the diatoms!!

En cambio, las alteraciones que sufre el plancton cuando se modifican las condiciones ambientales, debido al calentamiento global o vertidos de origen humano en zonas costeras, afectan realmente a la fauna y a los recursos marinos, con serias consecuencias sociales y económicas.

Para darnos cuenta del impacto de las microalgas sobre el planeta, las mejores imágenes no son las conseguidas con microscopios sino las que ilustran desde el espacio la inmensidad de sus proliferaciones, a lo largo y ancho del océano.

Referencias:

• García-Portela M. y col. Studies on the complex Warnowiaceae (Dinophyceae) I. Lohmann’s Pouchetia parva refound and renamed Nematodinium parvum comb. nov. (=Warnowia parva). Phycologia 62(5): 421-435 (2023).
• IPCC Special Report on Carbon dioxide Capture and Storage. Chapter 6: Ocean storage. 42 pp. (2018). Disponible en https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/03/srccs_chapter6-1.pdf
• Lee J.L.-N. y col. Sexual reproduction in dinoflagellates—the case of Noctiluca scintillans and its ecological implications. Front. Mar. Sci. 8:7043 (2021).
• Olejarz J. y col. The Great Oxygenation Event as a consequence of ecological dynamics modulated by planetary change. Nat. Commun. 12:3985 (2021).
• Onyeaka H. y col. Minimizing carbon footprint via microalgae as a biological capture. CCST 1:100007 (2021).
• Sessions A.L. y col. The continuing puzzle of the great oxidation event. Curr Biol. 19:R567-74 (2009).
• Schirrmeister B.E. y col. Cyanobacteria and the Great Oxidation Event: evidence from genes and fossils. Paleontology 58:769-785 (2015).