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Fake papers

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Imagen de portada: Barbie (Greta Gerwig, 2023). Fuente: elpais.com

«Tú escribes un artículo cuando tienes algo que decir, no cuando tienes algo que rellenar».

Fernando Fraga Rodríguez (1922-2020)

En ciencia no es oro todo lo que reluce. Los artículos científicos son la prueba. El sistema de publicación con revisión por pares (es decir, por los propios investigadores), es la forma que tenemos de validar nuestro trabajo antes de compartirlo con la comunidad científica y la sociedad. Esto es fundamental para el progreso de la ciencia ya que permite saber donde está el listón del conocimiento, reflexionar sobre cuestiones abiertas y líneas futuras. Por hacer un símil deportivo: el récord del mundo de salto de altura está en 2.45 m (Javier Sotomayor, Cuba, 1993), así que si tú saltas 1.45 m nadie te reconocerá ningún mérito. Esto en un mundo ideal, como Barbieland…

Pero el mundo real es otro asunto. La presión por publicar y sacar pecho con tu curriculum para ganar méritos en un concurso de trabajo hace que publicar se convierta a menudo en un objetivo. Artículos al peso, por encima de si aportas algo de interés y novedoso en tu campo. Sin olvidar que la falta de ética de algunas personas con carreras consolidadas explica muchas noticias sobre ritmos de publicación difíciles de explicar «in the Real World». Todo un melón queridos lectores.

Así pues la virtud de las publicaciones queda cada vez más en entredicho pero yo nunca había tenido una fake paper full experience en persona. Hasta este año.

Como siempre se ha dicho en twitter: «acompáñenme en esta triste historia«.

Febrero 2023. Revisando artículos me encuentro un aviso de Researchgate (una web para compartir artículos entre investigadores y establecer contactos) con un título sugerente pero que a la vez me deja estupefacto: «Effect of Light Wavelength on Biomass, Growth, Photosynthesis and Pigment Content of Emiliania huxleyi (Isochrysidales, Cocco-Lithophyceae)». El artículo lo firmaban 5 autores chinos (Zhang et al.) de la Ocean University of China en Qingdao.

Ocean University of China. Fuente: studyinchinaunion.wordpress.com

Lo compartí con mi colega José Luis Garrido simplemente porque la temática era muy parecida a un artículo nuestro sobre la misma especie (hasta ahí nada fuera de lo normal) y sobre todo por el «Cocco-Lithophyceae«. Coccolithophyceae es una clase de microalgas a la que pertenece Emiliania huxleyi. Pero «Cocco-Lithophyceae» no existe. Es como si escribiésemos Homo sapiens (Primates, Mam-Malia) en vez de Mammalia (mamíferos).

Lo que no sabía era que ese error en el título no era más que la antesala a un trabajo sin pies ni cabeza. Al día siguiente José Luis me escribió «No salgo de mi asombro» y hablamos sobre el artículo. Me recomendó que le echase un vistazo. Cualquier investigador con nociones básicas de pigmentos en microalgas se echaría las manos a la cabeza. Para entendernos todos: es como si alguien publicase que ha encontrado un señor calvo y verde paseando por la calle. Y que hacen un estudio sobre él porque buscaban a un calvo para ver si le crece el pelo con un champú de colores en el que las conclusiones son que sigue calvo y verde. Firmado: 5 investigadores de la «Brown Eggs University».

Emiliania huxleyi. Autor: Sergio Seoane (UPV).

Emiliania huxleyi es una haptofita, de la línea evolutiva roja. En las microalgas hay 3 líneas evolutivas principales: verde, roja y glaucofitas. Cada una de ellas tiene pigmentos diferentes que acompañan a las clorofilas, distintas también a su vez (salvo la clorofila a que comparten todas las microalgas). Los pigmentos de E. huxleyi son bien conocidos, se trata de una microalga muy estudiada y si algo sabemos es que no tiene pigmentos de la línea verde. Lo saben en Barcelona, Nueva York y también en Qingdao, por supuesto. Aquí tienen la lista de 13 pigmentos de E. huxleyi publicada por Garrido y col. (2016). Pongo las abreviaturas nada más: chlc3, MVchlc3, chlc2, F, PF, HKf, HF, Dd, Dt, chlc2-MGDG, chl a, ß,ε-car y ß,ß-car.

Pero la Emiliania de Zhang y col. en un estudio de pigmentos tiene LUTEINA, un carotenoide típico de la línea verde. Y ojo que no encuentran un poquito porque igual se les contaminó con algo. No. La LUTEÍNA ERA EL PRINCIPAL CAROTENOIDE DEL CULTIVO en todas las condiciones experimentales (luz blanca, roja, azul, amarilla…y porque no probaron más). A partir de ahí, todo lo que Zhang y col. cuentan en su trabajo ya no te interesa porque no dejas de mirar a ese señor verde…

Pero aún había más. Así que José Luis y yo, en un ataque de dignidad profesional, contactamos por escrito a la revista (Journal of Marine Science and Engineering, MDPI) para manifestarles nuestra estupefacción.

Marzo 2023. En una detallada carta al editor jefe, adjunta en un documento de 3 páginas y redactada impecablemente por José Luis, transmitimos en resumen estos asuntos:

  • 1) E. huxleyi es una microalga con una composición de pigmentos muy compleja (varias clorofilas c, fucoxantina y múltiples derivados, etc.) y siendo un trabajo de pigmentos los autores solo citan 2 de esos compuestos: fucoxantina y clorofila a. También comentamos lo del Cocco-Litophyceae. Ya puestos…
  • 2) Los autores encuentran LUTEÍNA como pigmento dominante, por encima de la fucoxantina. En el trabajo someten a la microalga a diferentes calidades de luz (colores) alguna de ellas favoreciendo en teoría que aumente la fucoxantina. Pero da igual: en su E. huxleyi siempre domina la LUTEÍNA.
  • 3) No se habla de los demás pigmentos, en ningún momento…
  • 4) Cuantifican pigmentos con dos métodos: HPLC y espectofotometría. Este último solo para la clorofila a. Sorprendente porque el HPLC es la técnica que se emplea para separar pigmentos individuales y la clorofila a no tiene precisamente gran dificultad. Pero es igual. Ellos hacen análisis con dos técnicas y cuantifican por separado la clorofila a usando la técnica menos fina. Comentamos que nos gustaría ver los cromatogramas de HPLC originales para entender qué pasó…
  • 5) Citan un trabajo pero faltan coautores en la bibliografía. Una tontería diréis, vale.

En el mensaje al editor planteamos que el artículo contiene muchos errores y que no entendemos cómo ningún revisor los detectó antes de aceptar su publicación. Enviamos el correo y a esperar…

Abril 2023. Contesta la revista pero no es el editor jefe, sino un editor asistente. Y en un ejercicio de síntesis inaudito resume nuestra carta de 3 páginas en 5 puntos (de una línea cada uno). Nos pregunta si su resumen de nuestra carta es correcto y si es lo que queremos que pregunten a los autores. Contestamos que no. Lo que queremos es que les envíen la carta entera con todas las explicaciones, que tampoco es para tanto. Si unos investigadores no pueden leer 3 páginas, apaga y vámonos.

Nos acercamos al desenlace. No os lo perdais que ahora viene lo mejor…

Mayo 2023. Por fin tenemos la respuesta de los autores reenviada por el editor asistente. Desafortunadamente ya no tienen los cromatogramas, va-ya-por-Dios. Lo del «Cocco-Lithophyceae» fue un error. La LUTEÍNA podría ser por una bacteria. UNA BACTERIA. Y que muchas gracias por lo de la bibliografía.

Inmediatamente contestamos al editor, mostrando nuestra decepción porque no les hubiesen enviado a los autores la carta completa en vez de un miniresumen. Y que sus respuestas son del todo insatisfactorias. Por no decir otra cosa. ¿Qué creeis que sucedió después?

Junio, julio, agosto, septiembre…time gooes by, so slooowly…

Nunca más supimos del editor jefe, ni del asistente, ni de Zhang et al. A día de hoy el artículo sigue disponible online en acceso abierto tal cual estaba. No han corregido siquiera el título, ni la bibliografía, NADA. Reluciente e indestructible como un diamante, aquí lo tenéis: https://doi.org/10.3390/jmse11020456 

Esto no va de denunciar que MDPI sea una editorial con bajos estándares de publicación. Esto va de que los artículos se publican en acceso abierto, no solo en MDPI sino en todas las editoriales científicas (Elsevier, Springer, PLOS, etc.), previo pago de unos costes APC (Article Processing Charges). Si cuestionas un artículo y demuestras que existe falsedad o errores flagrantes, el editor debería reconocer que no es aceptable mantenerlo en la revista (y devolver el dinero ingresado por su publicación).

Por ejemplo, hablando del COVID-19, Retraction Watch incluye un listado de 370 publicaciones retiradas entre 2020-2023. Uno de los casos más conocidos fue la polémica por el (mal) uso de la hidroxicloroquina. El microbiólogo francés Didier Raoult (con entre 2300-3500 artículos según fuentes web y apodado en España el «Mariano Rajoy francés»), publicó justo al inicio de la pandemia en International Journal of Antimicrobial Agents (ELSEVIER) el éxito de un pequeño ensayo con hidroxicloroquina.

La Agencia Nacional para la Seguridad de Medicamentos y Productos Sanitarios de Francia (ANSM) rechazó su solicitud para autorizar temporalmente el uso de hidroxicloroquina para tratar la COVID-19. Sin embargo, Raoult administró su remedio «mágico» (que no funcionaba) a 30.000 pacientes, provocando efectos secundarios graves en 103 de ellos en cinco semanas y cuatro fallecimientos. Es una larga historia que sigue su curso en los tribunales, con un Raoult que todavía insiste en que su tratamiento fue efectivo y que los estudios que lo desacreditaron estaban «trucados» (La Vanguardia, 31-V-2023). Y su artículo de 2020 sigue disponible en ELSEVIER.

Volviendo a nuestro caso, la verdad es que a nadie le preocupa demasiado que la Emiliania huxleyi de Zhang y col. tenga LUTEINA, pero esta historia (o mejor dicho este cuento chino), se tenía que contar y se ha contado…

Referencias:

  • Garrido JL, Brunet C, Rodríguez F. Pigment variations in Emiliania huxleyi (CCMP370) as a response to changes in light intensity or quality. Environmental Microbiology. 18(12):4412-4425 (2016).
  • Zhang J, Liu F, Wang Q, Gong Q, Gao X. Effect of Light Wavelength on Biomass, Growth, Photosynthesis and Pigment Content of Emiliania huxleyi (Isochrysidales, Cocco-Lithophyceae). Journal of Marine Science and Engineering. 11(2):456 (2023).

 

La dama de las clorofilas

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El Centro Oceanográfico de Vigo (IEO) en el día de la mujer y la niña en la ciencia.

La Organización de las Naciones Unidas, en su asamblea general de 22 de diciembre de 2015, proclamó el 11 de febrero de cada año como «Día internacional de la mujer y la niña en la ciencia«.

En dicha resolución se menciona que «el acceso y la participación plenos y en condiciones de igualdad en la ciencia, la tecnología y la innovación para las mujeres y las niñas de todas las edades son imprescindibles para lograr la igualdad entre los géneros y el empoderamiento de la mujer y la niña«.

Este objetivo es esencial en la Agenda 2030 para el Desarrollo Sostenible de la ONU, un plan de acción a favor de las personas, el planeta y la prosperidad, con la intención de fortalecer la paz universal y el acceso a la justicia.

Porcentaje (por sexo) del personal investigador CSIC 2015. Fuente: CSIC

La brecha en la proporción de mujeres investigadoras respecto a los varones aumenta a medida que subimos en las escalas científicas y cargos de responsabilidad institucionales.

Sobre las causas (El Mundo, 15-IX-2015 o Mujeres con ciencia, 11-II-2017), cabe insistir en que vivimos en un entorno social (al menos en mi país) donde existe un reparto anticuado de roles y estereotipos sexistas, en el que se concede menor valor (y repercusión en general) a los logros de las mujeres respecto a los varones.

La ciencia no es independiente de la sociedad y la cultura de cada país, y la gráfica anterior del CSIC subraya el hecho de que en España estamos lejos de alcanzar la igualdad entre mujeres y varones. Y eso que superamos la media europea: 39% de científicas en nuestro país por un 33% de media en la UE (EuropaPress, 7-II-2017).

Shirley W. Jeffrey. Fuente: Wright y col (2015)

En mi caso querría contribuir recordando a una científica, seguramente la de mayor prestigio que yo haya conocido (varones incluidos): Shirley Winifred Jeffrey.

El nombre de esta investigadora australiana surgía a menudo en nuestro laboratorio mientras realizaba la tesis. Mi tutor, Manuel Zapata, la tenía en un pedestal tanto por su trayectoria científica como por su personalidad.

Quienes la conocieron y trabajaron durante muchos años con ella le dedicaron dos artículos, uno de ellos en vida (Hallegraeff, 2012), conmemorando 50 años de investigación sobre las clorofilas c, y otro póstumo (Wright y col. 2015).

A finales de los 50′ se conocían las clorofilas a y b. Algunos científicos habían sugerido la existencia de una tercera clorofila: la «c«. Pero nadie había conseguido aislarla en estado puro y sólo había conjeturas acerca de su naturaleza química. Shirley consiguió en 1958 un contrato en el CSIRO para resolver el misterio y en 1962 publicó en Nature el método para la purificación y cristalización de la clorofila c en el alga parda Sargassum flavicans.

Cromatograma con las 3 etapas de purificación de la clorofila c (rayas diagonales) para librarla de lípidos contaminantes (círculos negros y blancos en las fracciones 1 y 2). Fuente: Jeffrey (1963).

En realidad, los cristales rojo-oscuro de clorofila c que había conseguido correspondían a dos pigmentos distintos, designados luego como clorofilas c1 y c2, que ella misma aisló y describió en trabajos posteriores.

Como curiosidad, en su boda con Andy Heron (zoólogo), éste le regaló un anillo con una esmeralda que lucía el mismo color que una disolución pura de clorofila c.

En los años 80′ Shirley describió la clorofila c3 en la haptofita Emiliania huxleyi, y detectó otras formas de clorofilas c que fueron descritas formalmente a lo largo de los años por sus spanish colleagues (J.L. Garrido y M. Zapata).

También descubrió a finales de los 60′ que las zooxantelas (microalgas simbiontes de los corales, género Symbiodinium), tenían pigmentos idénticos a los dinoflagelados libres del plancton, con el carotenoide peridinina como principal pigmento accesorio.

Asimismo Shirley fue la primera en detectar grandes cantidades de clorofila b en muestras del giro oceánico del Pacífico Norte, que hoy sabemos corresponden en su mayoría a la cianobacteria Prochlorococcus marinus, el organismo fotosintético más abundante del planeta (descrito por otra mujer, Chisholm y col. 1992, que al igual que Shirley firma S.W. Chisholm).

Era todo un carácter. Gustaaf Hallegraeff llegó como postdoc a su laboratorio a finales de los 70′, y recuerda cuando Shirley le dio con una guía de teléfonos en la cabeza tras discutirle la identificación de una microalga de la colección del CSIRO !! Él añade que tenía razón, pero…

Shirley fue directora del CSIRO Division of Fisheries entre 1981-84, impulsando proyectos que contribuyeron en gran manera al avance de los estudios de microalgas aplicados a la acuicultura en Australia. En reconocimiento le dedicaron la especie Navicula jeffreyae, utilizada como alimento para orejas de mar. La colección de cultivos de fitoplancton del CSIRO que ella misma impulsó (hoy ANACC) es una referencia mundial con más de 1000 cepas.

CSIRO Marine Laboratories (Hobart, Australia). Fuente: CSIRO

Pero sin duda, una de sus obras más importantes fue la monografía «Phytoplankton pigments in oceanography» (Jeffrey y col. 1997) publicada por SCOR-UNESCO, conocida como «Pigment Bible«. En 2011 se publicó un segundo volumen (Roy y col. 2011) en el que también participó asesorando sobre los colaboradores y como revisora.

Su carrera fue larga y productiva. La influencia de sus contribuciones, sobre todo en la caracterización de pigmentos, su análisis y aplicación al estudio del fitoplancton (primero mediante TLC y luego con HPLC a partir de los 80′), le valieron el reconocimiento por parte de la comunidad científica y de la sociedad.

Por citar varios ejemplos, en 1993 recibió la Orden de Australia (establecida en 1975 por la reina Isabel II para reconocer a ciudadanos australianos y de otros países por sus logros o servicios meritorios). En el 2000 recibió la Medalla Gilbert Morgan Smith de la Academia de Ciencias de EEUU (primera persona no estadounidense en recibirla), y en 2001 fue nombrada miembro asociado extranjero de dicha Academia.

Shirley era un modelo a seguir para las nuevas generaciones de investigadoras por sus logros científicos en una época en que la discriminación hacia las mujeres era moneda de uso común. Ella comentó que nunca se sintió marginada pero Wright y col. (2015) piensan que minimizó el asunto. Sin ir más lejos, Shirley firmaba sus artículos como S.W. Jeffrey y ella misma explicó así sus razones:

“When I started publishing my work as a young scientist, it was the convention for women to use their full first names so that their sex would be clear. I thought, ‘Why should sex come into it?’ so I always used my initials. And it did take people a long time before they found out that I was not a man!”

Shirley W. Jeffrey. Fuente: Wright y col. (2015)

La primera vez que visitó Inglaterra, el científico con el que iba a reunirse rechazó hablar con ella cuando se dio cuenta de que S.W. Jeffrey era en realidad la chica del impermeable rojo.

En el mismo artículo biográfico, Wright y col. (2015) incluyen una reflexión que llama tristemente la atención sobre la influencia de los prejuicios sexistas, también en Shirley: «She was a child of her time in this regard and unconsciously divided the world into things that men could do and things that women could do. This was a regular source of frustration to her female staff and colleagues, but it also limited her».

En el año 2000 Shirley se encontraba en el CSIRO (Hobart, Tasmania). Aunque se había jubilado a los 65 no se lo dijo a nadie y nunca se consideró como tal. Continuaba acudiendo regularmente al laboratorio, inmersa en la investigación de toda su vida sobre pigmentos.

Aquel año se organizaba la IX Conferencia Internacional sobre Fitoplancton Tóxico en Hobart y allí fue donde coincidí con ella por primera vez. Después de una estancia de un mes en el CSIRO recuerdo que le regalamos una foto enmarcada con una puesta de sol en la ría de Arousa desde nuestro laboratorio.

La segunda y última ocasión que vi a Shirley fue en 2006 en la IAEA en Mónaco, durante las jornadas para la preparación del segundo volumen del libro de pigmentos del fitoplancton.

El recuerdo que guardo de ella es, sobre todo, el de su sonrisa. Así como hay gente siempre seria, Jeffrey parecía llevar la sonrisa de serie. Su voz y su aspecto físico parecían frágiles, pero aquella «entrañable abuelita» todavía jugaba al tenis y era además una consumada violinista.

Se trataba sin duda de una persona polifacética, genial y apasionada por su trabajo. Su legado científico, resumido por Wright y col. (2015; S.W. Wright, en este caso un señor), es la mejor despedida para esta entrada:

«First of course, would be her commitment to accuracy, what she called “the purity of the scientific literature.” Second, our writing should “read like a symphony,” meaning that it should be balanced, graceful, and coherent. Third, we should “think of the third world reader,” meaning that we should use clear, simple text for readers with English as a second language. But more generally, the vocabulary and structure of text should make the information easily accessible. Finally, we should see the beauty in life.

Referencias:

-Chisholm SW y col. Prochlorococcus marinus nov. gen. nov. sp.: an oxyphototrophic marine prokaryote containing divinyl chlorophyll a and b. Archives of Microbiology 157: 297-300 (1992).
-Hallegraeff G y col. Tribute to Shirley Jeffrey: 50 years of research on chlorophyll c. Phycologia 51:123-125 (2012).
-Jeffrey SW. Purification and Properties of Chlorophyll c from Sargassum flavicans. Biochem. J. 86:313-318 (1963).
-Jeffrey SW, Mantoura RFC, Wright SW [Eds] Phytoplankton pigments in oceanography: guidelines to modern methods. Monographs on Oceanographic Methodology no. 10, 661 pp. UNESCO Publishing, Paris (1997).
-Wright SW, Hallegraeff G, Mantoura RFC. Biographical Memoirs (S.W. Jeffrey). National Academy of Sciences 18 pp (2015). www.nasonline.org/memoirs

 

El LED que valió un Nobel

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En 2014 el Nobel de Física fue para los japoneses Isamu Akasaki, Hiroshi Amano (antiguo estudiante de Akasaki en la universidad de Nagoya) y Shuji Nakamura (univ. de Sta. Bárbara, EEUU), por la invención de «LEDs azules eficientes que han hecho posible fuentes de luz blanca brillantes que ahorran energía«.

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Los ganadores del Nobel de física (2014), de izda. a dcha., I. Akasaki, H. Amano y S. Nakamura. Autor: The Asashi Shimbun. Fuente: Getty Images.

La Real Academia de las Ciencias de Suecia llamó al profesor Nakamura a las 3 de la madrugada para anunciarle el galardón. Querían hablar con él justo después en la conferencia de prensa que anunciaría su Nobel. Pero la calidad del sonido fue tan lamentable que sólo se le entendió «unbelievable«.

Alfred Nobel creó los premios que llevan su apellido para reconocer invenciones y descubrimientos que aportasen beneficios a la humanidad.

Un 20% del consumo de energía de los países industrializados se dedica a producir luz. Por ello fuentes de luz eficientes como los LED tendrán un impacto importante en la economía, la sociedad y la protección del medio ambiente (al menos eso dicen los que entienden de esto).

La iluminación LED («Light Emmision Diode») —transforma directamente la energía eléctrica en luz— no emite apenas calor, tiene una vida media más de 100 veces superior a las bombillas incandescentes y no utiliza elementos contaminantes como el mercurio en los tubos fluorescentes. La tienen en sus bolsillos: la luz blanca del flash y de las pantallas de los smartphones usan tecnología LED por ejemplo.

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Modelo RGB para la representación de colores. Fuente: fotovideotec.de

Isaac Newton descubrió en el s.XVII que el espectro de luz visible se podía descomponer en 7 colores (del violeta al rojo), gracias a sus experimentos con prismas.

Para obtener luz blanca basta recrear el espectro visible usando distintas longitudes de onda como el azul, verde y rojo. En eso consiste el RGB (Red/Green/Blue), el modelo «aditivo» que usamos para representar colores en dispositivos electrónicos (TV, ordenadores, cámaras).

Los primeros LED eran rojos y se desarrollaron a comienzos de los 60′. Los LED verdes se obtuvieron a finales de dicha década, pero los azules necesitaron 30 años más. 

El sistema LED emplea materiales semiconductores pero los cristales de nitruro de galio (GaN) necesarios para el azul se hacían polvo, literalmente…

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Cristal de nitruro de galio. Fuente: Sustainable nano. Si quieren saber más sobre los diodos LED les recomiendo visitar dicha web.

A pesar de los esfuerzos de la industria y centros de investigación la tecnología necesaria para crecer dichos cristales con las propiedades precisas no estaba disponible.

Y aún teniéndola no fue hasta finales de los 90′ (gracias a nuestros héroes japoneses), cuando se hizo la luz azul y blanca de LED, con el desarrollo de cristales de GaN de alta calidad y el diseño adecuado. Para que se hagan una idea, hace falta superponer hasta 7 capas de distintos materiales cuyo grosor es inferior a una micra para conseguir la emisión de luz azul LED.

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Espectro habitual de un LED blanco de uso doméstico y sus 2 componentes: el pico del LED azul y la «colina amarilla» del fósforo. Fuente:Behar-Cohen y col. (2011)

Hoy en día el sistema más habitual y barato de obtener luz blanca no es combinar 3 LED (azul/verde/rojo), sino acoplar un LED azul (o UV) a una lámina de fósforo. Éste absorbe parte de la luz azul, excitándose y emitiendo luz a longitudes de onda desplazadas al amarillo. La suma de ambos la percibimos como luz blanca.

La luz azul es muy útil !! Los diodos de láser azul aumentarán la capacidad de almacenar y acceder a la información respecto al láser rojo tradicional (el Blu-ray es un ejemplo). Y el uso de LED UV (posible gracias a los LED azules) podrían servir para esterilizar agua.

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Luz cálida (A) y fría (B) de tubos fluorescentes. (C) y (D) son ejemplos de luces típicas (amarillenta y blanca, respectivamente) en espacios públicos. Fuente: Behar-Cohen y col. (2011)

Sin embargo, también tiene sus riesgos.  En los próximos años asistiremos al uso generalizado de luz blanca LED en espacios públicos y domésticos. Esto aumentará en teoría nuestra exposición al azul, cuya longitud de onda es relativamente más energética.

Nuestros ojos perciben tonos fríos o cálidos de luz según el predominio de ciertas longitudes de onda (temperatura del color, con unidades en grados kelvin: 2000-3000 K sería luz amarillenta y 5000-7000 K, blanca fría). La luz LED estándar es fría por su tono más azulado. Observen si no los ejemplos de luces «tradicionales» y compárenlos con el LED.

—Los riesgos de la luz azul se conocen desde hace 4 décadas—

Por ello, la Agencia Francesa para la Seguridad Alimentaria, del Medio Ambiente y Ocupacional (ANSES) coordinó un grupo de expertos para elaborar un informe sobre LEDs, citado en 2011 en la publicación científica «Light-emitting diodes (LED) for domestic lighting: Any risks for the eye?».

En ella se insiste en que las células ganglionares y del epitelio pigmentario de la retina son susceptibles de sufrir daños a causa del azul. En concreto, la interacción de luz azul con moléculas de la retina supone un riesgo potencial para ciertos grupos de edad (niños y ancianos) y patologías oculares (degeneración macular, glaucoma, afaquia o pseudofaquia).

Con el fin de reducir la toxicidad potencial de la luz, ANSES recomienda evitar LED fríos (con mucho azul) en lugares frecuentados por niños o en aquellos objetos que usen a menudo (juguetes, paneles electrónicos, consolas, luces nocturnas).

Esto se debe a que en niños se transmite un 65% de luz azul a la retina, mientras que con la edad el cristalino aumenta la absorción del azul.

La recomendación general es reducir la exposición al azul en luz artificial. En comparación a la luz natural y a igual temperatura de color el LED doméstico suele poseer un 20% más de azul.

El mercado ofrece muchos tipos de LED y temperaturas de color. Sólo se trata de informarnos bien y emplear las luces adecuadas en cada caso. Para lámparas de uso doméstico son recomendables ambientes cálidos y temperaturas de color bajas (sobre 2800 grados kelvin).

Las algas no tienen problemas con el azul, es su color favorito. Están expuestas a un espectro de luz desplazado al azul-verdoso (λ <500 nm), porque el agua absorbe las longitudes de onda largas.

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La diatomea Haslea sp. aislada en El Hierro (Canarias). Autor: F. Rodríguez

En conjunto las algas son un filtro verde-azulado (en palabras de Shirley Jeffrey) que aprovecha esa luz tan especial gracias a una gran diversidad de pigmentos.

Pero además de la fotosíntesis, el color azul cumple un papel importante para activar fotoreceptores específicos que controlan (en diatomeas por ejemplo), el movimiento de los cloroplastos y la división celular.

También en diatomeas, la luz azul favorece la producción de marenina, un pigmento azulado propio del género Haslea.

La aclimatación del aparato fotosintético a los cambios de calidad de luz (no sólo al azul sino a todo el espectro visible), se llama adaptación cromática. Afecta al contenido y proporciones de pigmentos fotosintéticos y es un fenómeno bien conocido en cianobacterias, que poseen compuestos con máximos de absorción a distintas λ (ficoeritrinas y ficocianinas, de color rojo y azul, respectivamente).

Todos los días sale el sol comp

Emiliania huxleyi. Autor: Sergio Seoane.

Los eucariotas no tienen esos pigmentos (excepto las criptofíceas), así que las evidencias de adaptación cromática son más bien escasas.

Sobre esto, les comentaré los resultados de un estudio recién publicado en colaboración con José Luis Garrido, del IIM-CSIC en Vigo, investigador experto en pigmentos (y colega mío, ya era hora de hablar de los amigos !!) que trabaja desde hace años con Emiliania huxleyi.

Emiliania es un cocolitofórido del que hemos tratado más de una vez por su importancia ecológica. Tiene muchos pigmentos y es un modelo ideal para estudiar sus cambios frente a la luz.

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Diseño de los LED y filtros de colores en el trabajo de Emiliania. Fuente: Garrido y col (2016)

José Luis diseñó el siguiente experimento: cultivar una cepa de Emiliania en una sala equipada con LED blancos y filtros azules, verdes y rojos. Y algunos pigmentos cambiaron en respuesta a esos colores… 

En concreto carotenoides relacionados con la fucoxantina, los más importantes para capturar luz en Emiliania —que no tendrían motivos, en principio, para que les afecte el color ya que absorben λ parecidas—

En luz azul el pigmento dominante era la hexanoyloxifucoxantina, muy común en océano abierto donde la luz está enriquecida en el azul.

Pero la luz verde (y roja también), provocaba que la fucoxantina fuese el carotenoide principal. En aguas costeras el espectro de luz es más verdoso y dominan a menudo las diatomeas cuyo principal carotenoide es…lo adivinan? Sí, la fucoxantina.

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Proporción de fucoxantinas con luz AZUL (izquierda) y VERDE (derecha) en Emiliania. Fx (fucoxantina), HFx (hexanoyloxifucoxantina), 4KHF (4-keto-HFx), PFx (pentanoyloxifucoxantina). Datos: Garrido y col. (2016)

En Emiliania estos cambios sugieren que la eficacia fotosintética de las fucoxantinas es distinta y que su diversidad e interconversión optimizarían la fotosíntesis según la λ de los fotones (y no sólo la intensidad de la luz).

Estos resultados son sorprendentes y hermosos para quienes trabajamos con pigmentos desde hace tanto tiempo.

La riqueza pigmentaria de Emiliania no es un capricho de la naturaleza sino que contribuye a explicar su flexibilidad fotosintética y capacidad para proliferar en aguas oceánicas y costeras.

Referencias:

-Behar-Cohen F. Light-emitting diodes (LED) for domestic lighting: Any risks for the eye?. Prog. Retin. Eye Res. 30:239-257 (2011).
-Brunet C y col. Spectral radiation dependent photoprotective mechanism in the diatom Pseudo-nitzschia multistriata. PLoS ONE 9(1): e87015. doi:10.1371/journal.pone.0087015
-Garrido JL y col. Pigment variations in Emiliania huxleyi (CCMP1370) as a response to changes in light intensity or quality. Env. Microbiol. (in press, 2016). DOI: 10.1111/1462-2920.13373

Una dedicatoria muy especial

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En la reunión ibérica de fitoplancton tóxico
(Bilbao, 2011) http://www.redibal.org/
Esta es una entrada distinta en recuerdo a alguien muy especial, Manuel Zapata («Zapa»). Era investigador del IIM (CSIC) en Vigo y su campo de estudio los pigmentos del fitoplancton.

El título de este blog tiene mucho que ver con que él me contagiara su pasión por la investigación desde el primer día que entré en su laboratorio para hacer la tesis, a finales de 1997.

Porque discutía sobre pigmentos y artículos científicos con tanto entusiasmo que aunque no supieras de qué te hablaba era imposible no pensar: «esto es lo más interesante del mundo y me gustaría trabajar en ello«.

 

Análisis de pigmentos
del dinoflagelado Karenia selliformis
Para analizar pigmentos se usa un cromatógrafo de alta eficacia (HPLC), que emplea entre 20-40 minutos por muestra según el método que utilices.
Zapa insistía en que interpretar un cromatograma debía llevar el mismo tiempo que su análisis por HPLC.
Y doy fe de ello…Incluso más…! diría yo, porque repasaba todos los pigmentos por pequeños que fueran («gruñidos«, como él solía decir).Pero por encima de todo era una buena persona, con gran sentido del humor, risueño y tremendamente divertido, lo cual animaba aún más a trabajar y tratar con él.

No hablaré de grupos pigmentarios en algas, ni de métodos de HPLC. Porque el mundo de los pigmentos guarda otras muchas curiosidades menos «áridas»…paredes-couraPor ejemplo, que un pino, un cactus ó un rosal tienen pigmentos de «algas verdes», ya que todas las plantas terrestres descienden de ellas.

Los pigmentos son las moléculas que usan los vegetales para absorber la energía de la luz en la fotosíntesis. En tierra, la luz es «blanca» y conserva todos los colores…

Pero en el mar cada color penetra de forma distinta y a medida que descendemos solo quedan tonos azul-verdosos. Esta luz «submarina» ha favorecido la evolución de distintos pigmentos en las algas y juntando todos sus colores seguramente podríamos hacer un arcoiris…!!
Aunque no sólo la luz directa del sol sirve para hacer fotosíntesis, las algas también pueden hacer fotosíntesis «romántica» a la luz de la luna…!!
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La luna llena sobre las Islas Cíes (Vigo)

Y otra curiosidad más, la clorofila a, que es la principal en todos los vegetales, no es de color verde como siempre nos la imaginamos, sino azul turquesa. Las clorofilas verdes son las «b» y las «c«.La utilidad de los pigmentos es que son como «huellas dactilares» características de cada tipo de algas, a veces incluso a nivel de especie como Prochlorococcus marinus.

Antes decía que con las algas se podría hacer un arcoiris, y ahora termino esta entrada con uno dedicado para Zapa, porque hace casi un mes que ya no está con nosotros.
Quienes tuvimos la suerte de conocerle y le debemos tanto, como es mi caso, le echaremos siempre muchísimo de menos…