Entradas

Cuadernos de bitácora

/2 Comentarios/en /por

Imagen de portada: Carta de navegación del s.XIII ó Rosa de los Vientos. Fuente: Alamy (Museo Naval, Ministerio de Marina, Madrid).

En mis manos tengo un artículo de Timothy Wyatt (1979), con una revisión de observaciones sorprendentes en el océano, a partir de registros de buques que se remontan al s.XVIII. Me lo regaló él mismo porque es así de majo y sabía que me iba a interesar. Mucho.

Dicho artículo, –más bien nota breve-, explica que los buques del almirantazgo británico anotaban ya desde 1790 observaciones inusuales en sus cuadernos de bitácora o diarios de a bordo.

Antigua sede del Almirantazgo británico (Londres), departamento gubernamental responsable de la Marina Real británica hasta 1964. Autor: Diliff. Fuente: Wikimedia commons.

Desde 1835 el sistema se estandarizó y pasó a llamarse «Remark Book«. En 1855 la Meteorological Office siguió su ejemplo solicitando que dichos fenómenos fuesen también consignados por otros barcos de forma voluntaria.

Aparentemente, dichos registros (que incluyen mareas rojas entre otras muchas cosas), podrían continuar hasta el presente. Al menos así sucedía en 1979 y estoy seguro de que mantienen la serie histórica, aunque no he podido encontrar pruebas que lo atestigüen.

Así que hablaremos sólo de los registros hasta 1979. Incluyen dos categorías: 1) coloración y 2) bioluminiscencia en el mar. En muchas ocasiones no se recogían muestras, sólo observaciones, así que la naturaleza de estos fenómenos era cuando menos incierta y sujeta por tanto a toda clase de hipótesis…

1) Sobre la coloración se habla de mareas verdes y rojas, incluyendo estas una gama diversa desde el rosado a tonos marrones, pasando por amarillos y naranjas.

Karenia mikimotoi aislada del bloom de Kachemak (Alaska, 2013). Fuente: Vandersea y col. (2020).

Más extrañas son las descripciones de aguas grises, plateadas, blancas ¡e incluso de azules distintos al normal del mar!

Por citar un episodio reciente, en 2013 se registró una marea «ámbar» en Alaska, que denominaron «Beer tide«.

El responsable fue un dinoflagelado tóxico: Karenia mikimotoi (Vandersea y col. 2020).

Las mareas rojas parecen más habituales en latitudes bajas, mientras que las verdosas abundan en latitudes altas.

Uno de los primeros registros de coloración en el mar de dicha serie histórica data de 1768, a cargo de Joseph Banks.

Banks era naturalista a bordo del H.M.S. Endeavour durante la campaña capitaneada por James Cook al «mar del Sur», en la que mapeó y reclamó para la corona británica la actual Nueva Zelanda y costa este de Australia.

H.M.S. Endeavour. Fuente: arstechnica.com

Pues bien, Banks observó «largas extensiones amarillentas en la superficie del mar«, que los marineros asociaban con puestas de peces. Su descripción y las latitudes bajas coinciden con un bloom de cianobacterias (Trichodesmium erythraeum), conocidas popularmente como «serrín marino» (sea sawdust).

Bloom de «serrín marino»: Trichodesmium erythraeum en Tenerife (julio 2017). Autor: J. Reyes.

Dicho «serrín«, según explicó un marino al propio Banks, se hallaba habitualmente en el estómago de ballenas en las costas de San Salvador (Bahía, Brasil).

Fuente: Librería Rayuela

Y miren ustedes por dónde, también se cita este fenómeno en un capítulo de Moby Dick: Brit.

En nuestro rumbo al nordeste de las Crozetts caímos en vastas praderas de brit, esa sustancia amarilla y minúscula de que se alimenta sobre todo la ballena franca. Durante leguas y leguas onduló en torno a nosotros, de modo que teníamos la impresión de navegar entre infinitos campos de trigo maduro y dorado.

Moby Dick (H. Melville, 1851)

El propio Darwin también documentó una proliferación de «serrín marino» de Trichodesmium tras zarpar precisamente de Bahía en 1832 durante la expedición del H.M.S. Beagle.

Y luego también describió con todo lujo de detalles una marea roja del ciliado Mesodinium frente a las costas de Chile (entre Concepción y Valparaíso).

L. Herfort recogiendo muestras de una marea roja de Mesodinium rubrum. Fuente: CMOP.

En el mismo relato, Darwin menciona coloraciones rojas debidas a crustáceos en la región de la Tierra del Fuego (que los balleneros denominaban «Whale food«; krill ¿verdad?), así como otras debidas a bolas gelatinosas de distintos aspectos y que no se atrevió a relacionar con ningún animal.

2) Sobre la bioluminiscencia, los registros históricos de buques británicos que comenta Tim Wyatt distinguen seis clases de observaciones, a cada cual más curiosa:

  • 1: Bioluminiscencia producida por el barco al romper el mar o por animales nectónicos (organismos que nadan activamente).
  • 2: Destellos o manchas estables de luz.
  • 3: Bioluminiscencia ocasionada por plancton de gran tamaño.
  • 4: «Erupciones» de luz.
  • 5: Mares de leche o aguas blancas.
  • 6: «Ruedas» fosforescentes.

Según parece, los fenómenos de bioluminiscencia se concentran con mayor frecuencia en tres grandes áreas: el Golfo de Guinea (entre 25ºN y 10ºS), el mar Arábigo y el mar de China, hasta Tailandia. Aunque las observaciones varían en el tiempo acompañando a los cambios en las rutas de navegación.

Las «erupciones» de luz se describen como rayos de luz que surgen a cierta profundidad, y que forman luego manchas luminosas en superficie. Su origen es desconocido...

Imagen de satélite de un mar de leche. Fuente: Miller y col. (2007).

Los mares de leche son extensiones inmensas que llegan a cubrir la superficie del mar, hasta el horizonte, de un manto blanco brillante o grisáceo.

El ronsel que deja el barco y los objetos que flotan en el mar parecen negros en contraste.

La capa iluminada parece ser muy fina y hoy en día sabemos que su origen son bacterias marinas. De ello hablamos en «Desayuno para Richard Parker»…y en esta otra entrada, aprovechando que Verne mencionó un «Milky sea» en 20.000 leguas de viaje submarino.

Lo que es seguro es que aquellos que pasan largas temporadas en el mar consiguen avistar fenómenos sorprendentes que a los «de tierra» nos resultan tan poéticos y evocadores como un sueño de verano.

¿Y ustedes? ¿qué es lo más sorprendente que han descubierto en el mar?

Referencias:

  • Darwin, C. The Voyage of the Beagle. London: JM Dent & sons (1906).
  • Miller S.D. y col. Detection of a bioluminescent milky sea from space. PNAS 102:14181-14184 (2007).
  • Vandersea M. y col. An extraordinary Karenia mikimotoi «beer tide» in Kachemak Bay Alaska. Harmful Algae 92:101706 (2020).
  • Wyatt T. Global Patterns of Discolored Water and Related Events in the Nineteenth and Twentieth Centuries. Taylor, Seliger, eds. Toxic Dinoflagellate Blooms, pp. 262-268 (1979).

Dinophysis que inundas las Rías

/0 Comentarios/en /por

En esta entrada seguiremos hablando de Dinophysis, ese género de dinoflagelados mixótrofos y tóxicos que vampiriza como draculines microscópicos al desdichado Mesodinium.

Polígonos de bateas cerrados (rojo) y abiertos (azul) en las Rías Bajas (23-III-2018), por motivo de toxinas lipofílicas, es decir, Dinophysis. Fuente: INTECMAR (Xunta de Galicia)

Desde marzo ya está dando la lata en Galicia porque sus poblaciones, en concreto D. acuminata, impiden la extracción de mejillón en la mayoría de cultivos en batea de las Rías Baixas.

Lo bueno es que estamos en temporada baja y el trastorno aún no es grave. Pero si su presencia continúa siendo abundante y se prolonga en la primavera, los perjuicios para los productores podrían ser importantes después de un 2017 tranquilo.

A día de hoy los niveles de toxinas lipofílicas (ácido okadaico: AO) superan los máximos legales (160 µg equivalentes AO/Kg vianda), en numerosos polígonos de bateas.

De ahí el rojo que invade el mapa del estado de zonas de producción que publica INTECMAR (Xunta de Galicia), responsable del control de biotoxinas y seguimiento del fitoplancton nocivo en Galicia.

Concentración de Dinophysis acuminata (células/litro) en las Rías Baixas, 19-25 marzo 2018. Fuente: INTECMAR

La abundancia de Dinophysis acuminata, la especie productora de dichas toxinas, oscila entre 100-5000 células/litro en la mayoría de muestras recogidas en las rías de Vigo, Pontevedra, Arousa y Muros-Noia.

Esas densidades son suficientes para provocar el cierre de las explotaciones. No obstante, en un litro de agua ese número de células es ridículo y no produce ni asomo de marea roja.

Si observaran una de dichas muestras sólo verían agua transparente y copépodos blancuzcos saltando como pulgas.

A pesar de ello, en la prensa local se describe la situación con titulares como «La marea roja inunda la ría de Vigo» (La Voz de Galicia, 21-III-2018).

Pero Dinophysis no prolifera solamente en Galicia, ni mucho menos.

Sus floraciones son habituales en numerosas costas de todo el mundo, especialmente en regiones de latitudes medias en Europa, Asia, Sudámerica y más recientemente Norteamérica.

Floración de Dinophysis acuta en una muestra de la región de Aysén del General Carlos Ibáñez del Campo (Chile). Autor: Patricio Andrés Díaz.

Aquí tienen por ejemplo la imagen de una muestra obtenida a mediados del pasado mes de febrero durante una campaña en Aysén (Chile).

La muestra se recogió mediante arrastre de red para concentrar las células y en este caso se trataba de una floración de Dinophysis acuta.

En la entrada anterior discutía sobre los cleptoplastos de Dinophysis, robados a Mesodinium, de los cuales obtiene energía mediante la fotosíntesis. Pero además de esta presa, Dinophysis también necesita asimilar nutrientes disueltos en el agua. Sin embargo, su caso es especial. Verán…

Mientras que en muchos organismos fotosintéticos cabe esperar una relación directa entre nutrientes disueltos y crecimiento, la mixotrofía de Dinophysis rompe esa lógica. Apenas existen trabajos relacionando su abundancia con la distribución de nutrientes y nuestro conocimiento sobre este tema es aún escaso y reciente.

El crecimiento del fitoplancton necesita de un balance entre condiciones físicas (luz, turbulencia) y químicas (nutrientes).

Los distintos grupos de algas poseen estrategias adaptativas y óptimos de crecimiento en rangos diferentes de condiciones ambientales.

El «mandala» clásico de Margalef (1978) clasificaba los organismos que prefieren condiciones turbulentas y ricas en nutrientes, como las diatomeas (oportunistas: estrategas de la r), frente a los dinoflagelados que tienden a proliferar en ambientes más estables y pobres en nutrientes (especialistas: estrategas de la K).

«Mandala» de Margalef en el que se representa la transición de diatomeas a dinoflagelados productores de «mareas rojas». Fuente: Glibert (2016)

Un caso paradigmático son los episodios de afloramiento donde las aguas oceánicas profundas ascienden hacia la costa cargadas de nitratos, fosfatos y silicatos, estimulando las floraciones de primavera de diatomeas en el hemisferio norte. Esto es lo que se denomina «producción nueva» y la fuente de nitrógeno asociada es el nitrato.

Luego, el agotamiento de los nutrientes y una mayor estabilidad en la columna de agua favorecen la sucesión de grupos del fitoplancton. La descomposición de la materia orgánica disuelta y particulada producida en la etapa previa estimula la actividad del bucle microbiano, que recicla los nutrientes dentro del ecosistema planctónico.

Dichas condiciones favorecen el desarrollo de otros grupos como los dinoflagelados y en este caso hablamos de «producción regenerada». Las fuentes de nitrógeno asociadas son amonio y urea.

En este contexto ecológico cabría esperar que Dinophysis (en lo que respecta a la asimilación de nutrientes) se comporte como un dinoflagelado. Y así parece ser.

En muestras naturales (Northport, Nueva York), enriquecidas con distintos nutrientes inorgánicos y orgánicos (Hattenrath-Lehmann y col. 2015), la abundancia de Dinophysis acuminata aumentó en 13 de 14 experimentos. Los efectos positivos fueron más intensos en el caso del amonio, pero también se observaron correlaciones con adiciones de vitamina B12 y materia orgánica aislada de aguas residuales.

Por el contrario, las muestras enriquecidas con nitratos, urea o fosfatos no arrojaron tendencias claras. Dado que se trataba de muestras naturales no pudieron descartar que el efecto de los nutrientes fuese directo o indirecto, a través de interacciones con otros organismos presentes como Mesodinium.

Los estudios en cultivos de Dinophysis confirman su preferencia por el amonio.

Dos trabajos posteriores sobre cultivos de D. acuminata han revelado las preferencias de dicha especie a la hora de asimilar nutrientes inorgánicos y orgánicos (Hattenrath-Lehmann y Gobler, 2015; Tong y col. 2015). Lo resumiré en pocas palabras:

Dinophysis acuminata no utilizó nitratos ni fosfatos tanto en experimentos en los que 1) se le añadía el ciliado Mesodinium o 2) se le mantenía en ayunas.

(Tong y col. 2015)

Los cultivos de D. acuminata (con o sin presa) crecieron más rápido con adiciones de amonio, aminoácidos (glutamina), o materia orgánica aislada de aguas residuales. Las adiciones de nitrato sólo tuvieron efectos positivos cuando tenían mucha presa disponible (Mesodinium rubrum).

(Hattenrath-Lehmann y Gobler, 2015)

Dinophysis acuminata merendándose a Mesodinium rubrum en la portada de abril de Scientific American. Fuente: Scientific American

Por tanto, además de la preferencia de Dinophysis acuminata por fuentes de nitrógeno reducidas –como el amonio frente al nitrato– los experimentos sobre cultivos confirman que ciertos nutrientes inorgánicos y orgánicos pueden estimular directamente su crecimiento en ausencia o presencia de Mesodinium.

No en vano, la hipótesis de los nutrientes –en particular los aportes de nitrógeno– es una de las que se baraja para explicar la reciente aparición y expansión de floraciones tóxicas de D. acuminata en Norteamérica en la última década.

Quizás tengan algo que ver esas floraciones con la presencia de Dinophysis acuminata y Mesodinium en la portada de abril de Scientific American. Se lo diré en cuanto llegue a mis manos y lea el artículo Tiny Killers !!

Nota: la ilustración de portada pertenece a Dinophysis sphaerica [Ernst Haeckel – Kunstformen der Natur (1904), plate 14: Peridinea]

Referencias

-Glibert M. Margalef revisited: A new phytoplankton mandala incorporating
twelve dimensions, including nutritional physiology. Harmful Algae 55:25–30 (2016).
-Hattenrath-Lehmann, T. K. y col. Nitrogenous nutrients promote the growth and toxicity of Dinophysis acuminata during estuarine bloom events. PLoS One10:e0124148 (2015).
-Hattenrath-Lehmann, T.K. & Gobler C.J. The contribution of inorganic and organic nutrients to the growth
of a North American isolate of the mixotrophic dinoflagellate, Dinophysis acuminata. Limnol. Oceanogr. 60:1588-1603 (2015).
-Margalef, R. Life-forms of phytoplankton as survival alternatives in an unstable environment. Oceanol. Acta 1:493–509 (1978).
-Tong, M. y col. Role of dissolved nitrate and phosphate in isolates of Mesodinium rubrum and toxin-producing Dinophysis acuminata. Aquat. Microb. Ecol. 75:169-185 (2015).

Hola Dinophysis, qué hay de nuevo?

/0 Comentarios/en /por

Hace mucho tiempo en un blog muy muy lejano les hablé de Dinophysis, un género de dinoflagelados productor de toxinas diarreicas, responsable de episodios de DSP por consumo de marisco. Pero aquello fue en 2011: hoy en día hemos aprendido muchas cosas nuevas y en esta entrada les contaré algunas.

1>Los cloroplastos de Dinophysis no son permanentes

Por aquel entonces sabíamos que Dinophysis se alimenta del ciliado Mesodinium rubrum, al cual roba los cloroplastos que éste ingiere de criptofíceas (habitualmente del género Teleaulax). Dicho mènage a trois sigue siendo la unica forma de cultivar Dinophysis (Park y col. 2006).

Estructura estrellada de los cloroplastos (Chl) en D. acuminata, con los pirenoides (Pyr), responsables de la fijación de carbono mediante la enzima RUBISCO, en posición central. Fuente: García-Cuetos y col (2010)

Pero había dudas sobre si Dinophysis tenía cloroplastos permanentes porque los estudios moleculares y morfológicos eran contradictorios. Los cloroplastos en los miembros del mènage a trois eran genéticamente idénticos pero los de Dinophysis eran morfológicamente distintos a los demás.

Se agrupan con los pirenoides en posición terminal, unidos en el centro de una estructura estrellada con los tilacoides hacia el exterior. Los cloroplastos en Dinophysis están recubiertos por 2 membranas y sus tilacoides organizados en pares (García-Cuetos y col. 2010).

Nada de esto sucede en Mesodinium ni en las criptofíceas y dichos autores titularon su trabajo con un contundente: «The toxic dinoflagellate Dinophysis acuminata harbors permanent chloroplasts of cryptomonad origin, not kleptochloroplasts«.

No obstante, Kim y col. (2012) rebatieron esa conclusión con un brillante y sencillo experimento donde demostraron que Dinophysis modifica el aspecto de los cloroplastos robados a Mesodinium.

Observaron que Dinophysis no puede reparar los daños ocasionados por la luz a sus cloroplastos, que se deterioran y pasan de rojo brillante a verde paliducho. Cuando esto sucede nunca recuperan su color original. Se debe a que las ficoeritrinas se degradan en mayor medida que otros pigmentos como las clorofilas, lo cual se observa también en cultivos envejecidos de criptofíceas.

Viaje y transformación de los cloroplastos recién robados (rojos) a Mesodinium en D. caudata, durante las primeras 24 horas después de su ingestión. Fuente: Kim y col. (2012)

Pues bien, a mayor intensidad de luz mayor daño y más rápido se produce ese cambio de color. Siguiendo dicho razonamiento Kim y col. obtuvieron células verdes de D. caudata subiéndoles la luz de 10 a 160 μE, sin presas que echarse a la boca.

Luego les añadieron Mesodinium y comprobaron el desplazamiento de los nuevos cloroplastos rojos, que se mezclaban con los viejos verdes (no es un chiste) para organizarse en las estructuras estrelladas descritas por García-Cuetos y col. (2010).

Con el tiempo, después de ingerir Mesodinium, D. caudata recobraba su color rojo y apenas quedaban unos pocos cloroplastos verdes. Et voilà! Dinophysis posee cleptoplastos temporales.

2>>Los cleptoplastos de Dinophysis se dividen y regulan sus pigmentos

Hasta hace nada se creía que los cleptoplastos se diluían en la progenie como consecuencia de la división de Dinophysis. Pero en 2017, Rustherholz y col. demostraron que Dinophysis también divide los cleptoplastos, algo inédito en un protista sin núcleos de la presa fotosintética.

En este trabajo se utilizó microscopía confocal que permite reconstruir imágenes 3D de fluorescencia en alta resolución. Sus resultados indicaron que D. acuminata y D. acuta dividen los cleptoplastos y que el descenso del número (y volumen) de los mismos no se explica por divisiones sucesivas sino por el tiempo que transcurre sin presa.

Imagen confocal de autofluorescencia de Dinophysis acuminata, en posición lateral (B) y dorsal (C). Lo mismo para D. acuta (E y F). Fuente: Rustherholz y col. (2017)

La degradación de los cleptoplastos es más rápida en luz alta, tal y como habían señalado Kim y col (2012). Y en este sentido, otro trabajo reciente (Hansen y col. 2016), concluyó que Dinophysis acuta puede fotoregular pero no fotoaclimatar sus cleptoplastos. ¿Qué significa esto?

Fotoregulación implica sintetizar pigmentos fotosintéticos y fotoprotectores, mientras que fotoaclimatación supone además adaptar la actividad fotosintética a la luz que reciben los cloroplastos.

Yo pensaba que ambas cosas son inseparables en el funcionamiento de los cloroplastos, pero según dichos autores el último mecanismo no existiría en Dinophysis. Nada parece normal en ellas.

Hansen y col. mantuvieron a D. acuta en ayunas a dos luces distintas (15 y 100 μE). En luz baja se dividieron 2.3 veces en un mes pero mantuvieron la misma concentración celular de clorofila a demostrando la síntesis de pigmentos mientras que en luz alta su contenido de clorofila a se redujo a 1/3 del valor inicial.

Hansen y col. también observaron diferencias en la concentración y proporción de pigmentos fotosintéticos accesorios. Pero no encontraron evidencias de fotoaclimatación ya que los parámetros fotosintéticos obtenidos con fluorescencia PAM (Pulse Amplitude Modulated) fueron similares bajo ambas luces.

Eso sí, las células sufrían una caída dramática en la absorción de carbono inorgánico después de 10 días en luz alta y el funcionamiento de los cleptoplastos sólo se explicaría gracias a sustancias de reserva (lípidos y almidón).

¿Por qué son temporales los cloroplastos de Dinophysis?

Myrionecta rubra=Mesodinium rubrum. Geminigera no es la presa habitual sino Teleaulax. Fuente: Wisecaver & Hackett (2010).

Muchos dinoflagelados poseen cloroplastos permanentes robados a otros grupos algales: Durinskia, Galeidinium, Karenia, Karlodinium, Kryptoperidinium, Lepidodinium, etc.

Como hemos visto, Dinophysis mantiene un cierto control sobre sus cleptoplastos pero su naturaleza es temporal. El motivo es que Dinophysis no tiene las instrucciones genéticas para controlarlos indefinidamente y debe reponerlos a través de la alimentación a medida que se degradan y pierden actividad.

El ancestro común de los dinoflagelados (Dinophysis incluidas) poseía cloroplastos con peridinina, un pigmento característico de la mayoría de dinoflagelados fotosintéticos.

La información genética de esos cloroplastos es mínima en comparación a otros grupos algales. Su genoma está fragmentado en minicírculos y muchos de los genes que codifican sus proteínas y controlan el funcionamiento de los plástidos se transfirieron al núcleo.

Por el contrario, en Dinophysis sólo se han detectado cinco proteínas plastidales codificadas en el núcleo. Una de ellas procede de criptofíceas, dos de dinoflagelados con peridinina, y las dos restantes de haptofitas/dinoflagelados con fucoxantinas (Wisecaver & Hackett 2010). Dinophysis transformará sus cleptoplastos a cloroplastos permanentes si ello le supone una ventaja adaptativa, siguiendo el camino que ya recorrieron otros dinoflagelados. De ahí el interés de su estudio para desvelar los secretos evolutivos de la endosimbiosis.

3>>>Dinophysis no vive sólo de Mesodinium

Protoperidinium y Dinophysis acuta. La bolita es lo que resta de un Mesodinium, vacío y sujeto por el pedúnculo alimentario. Muestra natural de la estación P2 (Ría de Pontevedra). Autor: F. Rodríguez

Bien, ya sabemos que Dinophysis son mixótrofas y poseen cleptoplastos de Mesodinium. Al resto del ciliado se lo comen enterito, sin tenedor ni cuchillo: lo sorben como a un coco peludo, perforándolo y metiéndole una pajita (bueno, un pedúnculo alimentario para ser exactos).

Nadie ha descubierto otra forma de cultivar Dinophysis pero ¿no les cuesta creer que sobrevivan en el mar con esa dieta?

La confirmación de esta sospecha llegó en 2012 por parte del mismo grupo de investigadores que descubrieron cómo cultivar Dinophysis.

El ciliado Strombidium oculatum (A), alimentándose de macroalgas verdes del género Enteromorpha (B,C). Fuente: McManus (2004).

En un estudio sobre muestras naturales (Kim y col. 2012), analizaron los cleptoplastos de Dinophysis e identificaron secuencias genéticas no sólo de criptofíceas, sino también de otros grupos algales como rafidofíceas (Heterosigma akashiwo) y clorofíceas (Pyramimonas).

Esos cloroplastos alternativos deben proceder de otros ciliados diferentes a Mesodinium como Laboea, Strombidium, etc, que se alimentan de otros grupos algales y retienen sus cloroplastos.

De momento seguiremos cultivando Dinophysis al estilo coreano, como nos enseñaron Park y col. (2006). Espero que algún día pueda explicarles otra manera de mantenerlas, quizás al estilo gallego. Mientras tanto, en la próxima entrada, les contaré más novedades sobre Dinophysis.

Referencias

-García-Cuetos L. & col. The toxic dinoflagellate Dinophysis acuminata harbors permanent chloroplasts of cryptomonad origin, not kleptochloroplasts. HarmfulAlgae 9:25-38 (2010).
-Hansen P.J. & col. Photoregulation in a kleptochloroplastidic dinoflagellate Dinophysis acuta. Front. Microbiol. 7:1-11 (2016).
-Kim M. y col. Dinophysis caudata (Dinophyceae) sequesters and retains plastids from the mixotrophic ciliate prey Mesodinium rubrum. J. Phycol. 48:569-579 (2012).
-McManus G.B. Marine planktonic ciliates that prey on macroalgae and enslave their chloroplasts. Limnol. Oceanogr. 49:308–313 (2004).
-Park M.G. & col. First successful culture of the marine dinoflagellate Dinophysis acuminata. Aquat. Microb. Ecol. 45:101–106 (2006).
-Rusterholz P.M. & col. Evolutionary transition towards permanent chloroplasts? Division of kleptochloroplasts in
starved cells of two species of Dinophysis (Dinophyceae). PLoSONE 12(5):e0177512 (2017).
-Wisecaver J.H. & Hackett J.D. Transcriptome analysis reveals nuclear-encoded proteins for the maintenance of temporary plastids in the dinoflagellate Dinophysis acuminata. BMC Genomics 11:366 (2010).

 

Marea roja en Cabo Home

/3 Comentarios/en /por
La costa de la Vela, con el monte do Facho
y a la izquierda al fondo las islas Óns. Autor: F.R.

El sábado 16 de mayo la Asociación de Oceanógrafos de Galicia nos llevó por la Costa de la Vela, la franja costera en la parte occidental de la península del Morrazo, desde el monte do Facho hasta la playa de Nerga. La guía de nuestro grupo, Clara, era experta en geología. Ya verán, ya…

El panorama es espectacular a lo largo del sendero que recorre el mirador do Facho hasta cabo Home. Al norte quedan las islas Ons y al sur las Cíes, que integran el parque natural de las islas Atlánticas junto a Cortegada y Sálvora. Los archipiélagos mayores protegen a las rías de Vigo y Pontevedra de los embates del Atlántico.

Faro de Cabo Home,
con la isla norte de Cíes al fondo. Autor: F.R.

En su extremo más occidental, la costa de la Vela es un espléndido acantilado que desciende desde los 160 metros de altura do Facho hasta Cabo Home, el punto más cercano a Cíes, a poco más de 2 km de dichas islas.

Las Óns, por su parte, están a casi 4 km de la tierra más próxima, aunque esto no impide que hayan llegado visones e incluso un jabalí nadando. El pobre animal fue abatido a tiros antes de llegar a Ons y apareció luego en la playa de Rodas (Cíes) según nos comentó María, una de las guías de Camiño a Camiño, con quienes visité Ons el fin de semana anterior.

El relieve de Ons es muy suave y esto favoreció el asentamiento de una población importante, hasta 530 habitantes en los años 50′. Hoy residen 4 personas todo el año. El contorno agreste de Cíes es más del gusto de las gaviotas y la razón de que sean tan diferentes se debe a su naturaleza geológica: Cíes es granítica mientras que Ons son principalmente esquistos, más fáciles de erosionar.

La isla de Óns (9-V-2015). Al fondo se adivinan las Cíes. Autor: F.R.

Los esquistos afloran abundantes cerca de Cabo Home, y fue en ése tramo, llegando al faro, cuando descubrimos unas pinceladas rojas en el mar. Llegaban desde el sur, desplazándose en estrechas franjas agitadas por el oleaje cerca de punta Robaleira.

La marea roja fotografiada desde Punta Robaleira
(16 de mayo 2015). Autor: F.R.

Su color era rojo sangre. En las imágenes no se aprecia con tanta nitidez (a pesar de que, seamos sinceros, he saturado el color de las imágenes a dolor), pero les juro que tenía todo el aspecto de una marea roja de Mesodinium. 

Se trata de un ciliado fotosintético que se alimenta de algas (criptofítas), que le confieren un inconfundible tono sanguinolento.

Nada de dinoflagelados, algas tóxicas ni otros platillos volantes populares…

En el blog hemos comentado hasta la saciedad que no es correcto aplicar lo de marea roja para hablar de las toxinas o de las algas que las producen: en Galicia las algas tóxicas no suelen avisar con mareas rojas en el mar. Pero hay que reconocer que lo de marea roja es útil en los medios de comunicación para evitar titulares sosainas como «vuelven las proliferaciones de algas tóxicas«.

La marea roja esta vez desde Cabo Home. Autor: F. R.

Mesodinium fue el primer invitado del blog en 2011. Así que si desean saber algo más de él les remito a aquella entrada cuasi-prehistórica y sólo les recordaré que es la única presa conocida de Dinophysis, un género de dinoflagelados productor de episodios tóxicos en las rías gallegas.

Hoy en día sabemos algo más de Mesodinium: García-Cuetos y col. describieron en 2012 una nueva especie de mayor tamaño ¿y su nombre? cómo no, Mesodinium major. El diámetro celular de Mesodinium rubrum puede ser muy variable pero el de M. major es superior: 50 milésimas de milímetro por unas 30 como máximo en M. rubrum.

Mesodinium major.
Ilustración de García-Cuetos y col. (2012)

M. major posee además una característica única: una forma «medusa» con prolongaciones a modo de corona en las que parece retener más cloroplastos de criptofitas.
Como un hámster tragón y sus abazones…

Fuente: minifauna.com

En las muestras de las rías de Vigo y Pontevedra la forma medusa y el tamaño de Mesodinium recuerdan a menudo la descripción de M. major. Ello no quiere decir que no haya M. rubrum en Galicia, seguro que coexisten las dos especies. Pero a pesar de esfuerzos ímprobos no hemos podido mantener cultivos de M. major en el laboratorio del IEO de Vigo.
No es consuelo, pero nadie lo ha conseguido de momento.

 

Mesodinium major
de las rías gallegas (Galicia calidade)
Autora: Pilar Rial

La razón podría ser que no le estemos ofreciendo a este Mesodinium gordito su presa adecuada, la/s criptofita/s de las que se alimenta preferentemente en la naturaleza.
O que posea algún factor de crecimiento desconocido y diferente a M. rubrum.

Espero contarles nuevos descubrimientos sobre Mesodinium antes de que pasen otros 4 años, si es que para entonces continúa este blog…qui sait !! 

Les esperan cerca del faro de Ons.
Autor: F.R.

Y para terminar, de regalo, un poco más de naturaleza,
en concreto de la flora que podemos descubrir en las islas Atlánticas: orquídeas salvajes (Serapia).


Agradecimientos: a las/los guías de la Asociación de Oceanógrafos de Galicia y de Camiño a Camiño, porque siempre aprendo algo nuevo con sus explicaciones sobre el medio natural.

Referencias:
-García-Cuetos L y col. J. Eukaryot. Microbiol. 59:374:400 (2012).

Mesodinium rubrum: ¿animal ó planta?

/2 Comentarios/en /por
M. rubrum a 600 aumentos.

Autor: F. Rodríguez
El fenómeno de las «mareas rojas» se asocia siempre a la presencia de algas tóxicas, pero solo unas pocas especies suelen llegar a colorear el agua y no suelen ser tóxicas precisamente. Lo más habitual es que esas «manchas» que observamos en el mar las produzcan poblaciones inofensivas de otras especies del plancton marino, tales como el microorganismo que nos ocupa en esta entrada: el ciliado mixótrofo Mesodinium rubrum (=Myrionecta rubra).
Mesodinium es el responsable de numerosas «mareas rojas» en zonas costeras de latitudes medias, aunque también se encuentra en latitudes altas del hemisferio norte, como el mar Báltico, y hasta en el polo sur, en la mismísima Antártida.

En las rías baixas gallegas, por ejemplo, es muy frecuente observar manchas de un intenso color rojo «sangre» en los meses de primavera a verano. La extensión y coloración de estas manchas es tan espectacular que se pueden observar incluso en imágenes de satélite en la página de Google Earth, como la que aparece a continuación.

Una «pincelada» de marea roja de Mesodinium. Autor: F. Rodríguez

La imagen de arriba fue tomada en julio de 2007 sobre Canido (frente al IEO de Vigo, Pontevedra), coordenadas 42.194643 N,-8.796083 W. La de la izquierda, realizada desde la terraza del IEO de Vigo el 26 de agosto de 2011, muestra en la parte central superior el contorno rojo en el agua. Durante esa misma semana de agosto, recibimos en el laboratorio muestras de agua de la ría de Pontevedra, en las que observamos también un «bloom» ó proliferación de Mesodinium.

A Mesodinium le «gusta» la luz, y tanto en el medio natural como en una pequeña probeta, tiende a concentrarse en la zona más iluminada. 

Mesodinium rubrum. Autor: F. Rodríguez

Se trata de un ciliado y forma por tanto parte del microzooplancton (animales microscópicos del plancton). Pero este organismo ha desarrollado la capacidad de realizar fotosíntesis, tal como sucede en las algas y vegetales superiores.

Para ello, Mesodinium se alimenta de pequeñas algas criptofíceas de las cuales se cree que obtiene factores de crecimiento, pero a las que también «roba» sus cloroplastos intactos.

Por tanto, el color rojo de Mesodinium se debe a los pigmentos fotosintéticos que mantiene en su célula una vez ingeridas las criptofíceas. Sin embargo, la asociación de dichos cloroplastos y Mesodinium no es permanente: el ciliado necesita ingerir periódicamente nuevas presas para «reponer» los cloroplastos que van desapareciendo.

M. rubrum en cultivo. Autor: F. Rodríguez

Existen todavía muchas incertidumbres acerca de cómo se mantienen activos esos cloroplastos temporales.

Por ejemplo, se ha demostrado la existencia de un endosimbionte fotosintético permanente en una cepa de Mesodinium, mientras que en otra distinta se ha descrito que el ciliado posee también núcleos de criptofíceas que ayudarían a controlar el funcionamiento de los cloroplastos «robados».

La explicación de la naturaleza «dual», por así decirlo, de este «animal-planta» ó mixótrofo obligado, – necesita para sobrevivir tanto el aporte de materia orgánica como la energía fotosintética de sus cloroplastos «robados» -, es un tema fascinante que futuras investigaciones nos ayudarán a comprender con mayor detalle…

 

Referencias:

-Crawford, D.H. Mesodinium rubrum: the phytoplankter that wasn’t. Mar. Ecol. Prog. Ser. 58:161-174 (1989).
-Hansen, P.J. & Fenchel. The bloom-forming ciliate Mesodinium rubrum harbours a single permanent endosymbiont, Mar. Biol. Res. 2:3, 169-177 (2006).