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Microalgas ACME

Imagen de Portada: Coyote y Correcaminos en el episodio «To Beep or not to Beep». Fuente: Wikipedia

«ACME Corporation» era el fabricante de los inventos que usaba Wile E. Coyote para intentar cazar al Correcaminos. Pero todos ellos fallaban en el peor momento: imanes gigantes, pelotas de tenis explosivas, kits para producir tornados y terremotos, rocas deshidratadas y un largo catálogo (en sentido literal porque el Coyote consultaba primero el catálogo ACME). Al final el Correcaminos siempre escapaba cantando «Beep, Beep«.

El Coyote y el Correcaminos (The Road Runner Show) de la franquicia Looney Tunes (Warner Bros.). Fuente: jamespreller.com

El acrónimo de la compañía era irónico porque ACME quiere decir también «el punto en el que algo alcanza su estado óptimo o más desarrollado». Esta palabra tiene sentido en biología y aparece en artículos científicos para referirse al momento de esplendor de un grupo de organismos. Os comentaré un ejemplo…

Los silicoflagelados son unas microalgas enigmáticas que fabrican esqueletos de sílice con aspecto de redes microscópicas. Se trata de organismos fotosintéticos y algunos recuerdan a copos de nieve. Hoy en día su diversidad es limitada aunque su presencia es común y llegan a ocasionar proliferaciones nocivas. No producen toxinas pero sus esqueletos provocan daños mecánicos (al igual que algunas diatomeas) y resultan ictiotóxicos.

Silicoflagelado (Octactis speculum). Fuente: algaebase. Autor: Wolfgang Bettighofer, www.protisten.de

Los silicoflagelados alcanzaron su ACME en el Eoceno (hace unos 50 m.a.) y el Mioceno (alrededor de 20 m.a.) donde su diversidad habría sobrepasado a las diatomeas, principales fabricantes de estructuras silíceas junto a los radiolarios. Hoy en día las diatomeas son las reinas de los mares pero los silicoflagelados compitieron con ellas durante los últimos 100 m.a.

Los silicoflagelados pertenecen al grupo de las crisofíceas y solo existen 4 géneros: Dictyocha, Octactis, Stephanocha y Vicicitus (este último no fabrica esqueletos de sílice). Según Algaebase conocemos en total 83 especies y casi todas (75) pertenecen a Dictyocha. El resto de especies, la mayoría, son fósiles.

La taxonomía de silicoflagelados tiene curiosidades. En 1880 se describió el género Distephanus a partir de fósiles del Mioceno en Sicilia (Italia) pero décadas antes precisamente un italiano (Cassini) describió un género de plantas terrestres con el mismo nombre. Esta coincidencia invalidaba al género de silicoflagelados y no fue hasta 2015 cuando Jordan & McCartney agarraron el problema por los cuernos (o más bien las espinas) creando Stephanocha para incluir unas pocas especies del antes llamado Distephanus.

En Galicia podemos encontrar a Octactis speculum (antes Dictyocha speculum, hasta su revisión por Chang y col. 2017). En octubre de 1996 se registró el primer bloom de dicha especie en la Ría de Muxía (Prego y col. 2023), provocando la muerte de casi 5000 salmones en jaulas por daños fatales en las branquias. En aquel bloom se alcanzaron abundancias de 40.000 células/litro pero mientras existió monitoreo de fitoplancton tóxico en Muxía (1992-1996) hubo proliferaciones de O. speculum de hasta 250.000 céls/litro.

Esas densidades son nocivas pero insuficientes para producir mareas rojas como las que ha ocasionado en localidades como Douarnenez (en Bretaña) superando 1 millón céls/litro.

Mapa de la Ría de Muxía con las 4 estaciones de muestreo en Merexo, donde se registró la muerte de salmones en 1996. Las jaulas de salmones estaban en la estación nº 2. Autor: Prego y col. 2023. Fuente: mdpi.com

Aquellas mortandades suponen el único registro en toda la Península Ibérica. Los salmones dejaron de cultivarse en Muxía en 1997 y este tipo de acuicultura en Galicia pasó de testimonial a desaparecer con el paso de los años. Revisando datos del monitoreo de fitoplancton tóxico del Intecmar, Prego y col. detectaron otros blooms similares de O. speculum en las Rías de Muros y en Ares-Betanzos. En mi caso, la única vez que he observado una proliferación de O. speculum fue en agosto de 2024 dentro del puerto de Fisterra, coincidiendo con el bloom verde de Lepidodinium. Aprovechando aquella muestra intenté cultivarlos en el IEO de Vigo. Spoiler: terminó igual de mal que si fuesen «microalgas ACME».

Como os decía, la mayoría de silicoflagelados descritos son fósiles. En el pasado coexistieron dos tipos de especies: con y sin espinas. Las que carecían de espinas eran más grandes pero a lo largo del tiempo empequeñecieron hasta extinguirse. Parte de la explicación pudo ser la creciente limitación por silicatos en el océano, contrarrestando las posibles ventajas de su mayor tamaño para defenderse de predadores. En esto no pueden competir con las diatomeas, más resistentes al estar recubiertas por frústulas en vez de los débiles esqueletos agujereados de los silicoflagelados.

Por su parte, las especies espinosas mantuvieron un tamaño constante e incluso aumentaron el número de espinas (se cree que como consecuencia de la «carrera armamentista evolutiva» contra la predación).

Silicoflagelados fósiles (con y sin espinas) de los géneros Corbisema (A-E) y Pseudonaviculopsis (F). Autor: McCartney y col. (2022). Fuente: sciencedirect.com

Los silicoflagelados fósiles forman parte de rocas silíceas sedimentarias tanto en el medio marino como terrestre. En algunos casos son tan abundantes que dichas rocas podrían llamarse «silicoflagelititas», igual que sucede con las diatomitas y radiolaritas (ya imaginareis qué fósiles dominan en ellas). Pues bien, en un estudio reciente sobre la miel de varios países africanos y europeos (Túnez, Marruecos, Grecia, Polonia y Rumanía) se han descubierto por primera vez esqueletos de silicoflagelados (Magyar y col. 2021).

En el caso de Túnez dichos fósiles parecen proceder del polvo atmosférico depositado desde una zona de Sicilia (la formación Trípoli, datada a finales del Mioceno: 6-7 m.a.). En Polonia provendrían de los Cárpatos Exteriores. Junto a los silicoflagelados encontraron también diatomeas y este descubrimiento indica que podrían servir como marcadores del origen geográfico de las mieles.

Los silicoflagelados habrían caído sobre las flores nectaríferas que visitan las abejas para fabricar la miel, actuando estas como recolectoras de fósiles ¡todo un ejército de paleontólogas aladas!

Resumen gráfico del estudio sobre los silicoflagelados en la miel. Autores: Magyar y col. (2021). Fuente: mdpi.com

 

Referencias:

-Jordan RW y McCartney K. Stephanocha nom. nov., a replacement name for the illegitimate silicoflagellate genus Distephanus (Dictyochophyceae). Phytotaxa 201(3): 177–187. (2015) http://dx.doi.org/10.11646/phytotaxa.201.3.1

-Magyar D y col. The occurrence of skeletons of silicoflagellata and other siliceous bioparticles in floral honeys. Foods 10(2):421 (2021) https://doi.org/10.3390/foods10020421

-McCartney K y col. Silicoflagellate evolution through the Cenozoic. Mar. Micropaleontol. 172: 102108 (2022) https://doi.org/10.1016/j.marmicro.2022.102108

-Prego R y col. Oceanographical context of the first bloom of the silicoflagellate Octactis speculum (Ehrenberg) recorded to cause salmon mortality in a Galician Ria: Was this Bloom a rare event in the Iberian coast? Toxins 15(7):435. (2023) https://doi.org/10.3390/toxins15070435

-van Tol HM y col. Macroevolutionary trends in silicoflagellate skeletal morphology: the costs and benefits of silicification. Paleobiol. 38:391–402. (2012)

 

 

 

Un Barbapapá entre las algas

Carl von Linné

El sistema actual de clasificación de los seres vivos lo fundó Carl von Linné en el s.XVIII, para poner un poco de orden a nuestra inquietud por identificar a cuanto «bicho» existe por tierra, mar y aire.

En otros seres es más difícil dar un vuelco a su clasificación, pero en el caso del fitoplancton se descubren todavía nuevas clases algales, el equivalente taxonómico a los mamíferos ó las aves, para entendernos mejor…!! Una de esas nuevas clases algales (descrita a finales de los 80′), tiene el enrevesado nombre de «Dictyochophyceae«, aunque también se las conoce como silicoflagelados.

Dyctiocha speculum, un silicoflagelado.
Imágenes disponibles en http://www.smhi.se/en
y http://www.planktonnet.awi.de/ (autora: Alexandra).
Los silicoflagelados, como su nombre indica, incluyen organismos con un exo-esqueleto de sílice, igual que las diatomeas…Pero también hay especies desnudas.
La primera de ellas la aisló Florence Le Gall (de la Estación Biológica de Roscoff, Francia) en muestras del Canal de La Mancha en 2004. En honor a su descubridora y diminuto tamaño recibió el nombre de Florenciella parvula.
Florenciella parvula. Autor: D. Vaulot.
Copyright Plankton*Net@Roscoff
Disponible en http://www.planktonnet.awi.de/

Pues bien, en la primavera de 1998 sucedió un «bloom» de flagelados en el Mar del Norte y el estrecho de Skagerrak, frente a las costas de Alemania, Suecia, Noruega y Dinamarca.

El desastre fue enorme entre el salmón cultivado en jaulas, ya que murieron 350 toneladas de peces. Estas proliferaciones se repitieron en años posteriores, y en 2001 llegaron a perderse hasta 1100 toneladas de salmón por causa de aquellos flagelados.

Imagen de clorofila disponible en

la web del Earth Observatory (NASA)

A esa proliferación de algas corresponde la imagen superior, tomada el 25 de marzo de 2001 desde el satélite SeaWIFS.

El organismo causante se identificó como el alga Chattonella aff. verruculosa. Este nombre quiere decir que se «parecía» a la especie Chattonella verruculosa, identificada en Japón, y también ictiotóxica.

Por esto mismo, se llegó a pensar en un primer momento que se trataba de una especie invasora, introducida por el agua de lastre de los barcos.

Verrucophora farcimen (cepa UIO 111).
Autora: Bente Edvardsen

Sin embargo, estudios posteriores revelaron que la supuesta «alga invasora japonesa» era en realidad una nueva especie y que su pariente más cercano era nuestra pequeña conocida: Florenciella parvula.

La «bautizaron» Verrucophora farcimen en 2007, Edvardsen y colaboradores, quienes demostraban que su «doble» japonés «Chattonella verruculosa«, era en realidad una especie hermana de la del Mar del Norte, renombrada como Verrucophora verruculosa.
En este trabajo, los investigadores destacaban las diferentes formas de Verrucophora…a veces más gorda, redonda, ovalada, etc…recuerda un poco a los dibujos animados de los Barbapapás de los años 70′, que cambiaban de forma cuando les venía en gana…!!
Arriba: las distintas formas de Verrucophora farcimen
a partir de los dibujos de la Fig.1 de Edvardsen et al (2007).
Abajo: los famosos Barbapapás !
Pero en ciencia, por azares de la vida, a veces sucede que alguien estudia lo mismo que tú al otro lado del mundo y llega a resultados parecidos…
Esto fue lo que sucedió con Verrucophora, ya que un equipo japonés, el de Hosoi-Tanabe, publicó en 2007 la descripción de un nuevo género de algas llamado Pseudochattonella. En él incluían la descripción de «su» alga tóxica, Chattonella verruculosa, y que pasaba entonces a ser Pseudochattonella verruculosa.
Problema>> este nombre entraba en conflicto con la Verrucophora del equipo noruego de Edvardsen…
Solución>> Verrucophora salió perdiendo ya que por orden de publicación (apenas unos meses) tuvo prioridad sobre éste el nombre elegido por los investigadores japoneses.
Así que el alga tóxica del Mar del Norte es finalmente Pseudochattonella farcimen. Y ahora que estamos de acuerdo en qué alga es y cómo la llamamos (lástima de Barbapapa farcimen…!!) queda todavía sin desvelar el misterio más importante: Qué toxinas tiene y por qué matan a toneladas de peces…
Referencias:
-Edvardsen B et al. Verrucophora farcimen gen. et sp. nov (Dictyochophyceae, Heterokonta)- a bloom-forming ichthyotoxic flagellate from the Skagerrak, Norway. J. Phycol. 43:1054-1070 (2007).
-Eikrem W et al. Florenciella parvula gen. et sp. nov. (Dictyochophyceae, Heterokontophyta), a small flagellate isolated from the English Channel. Phycologia 43:658-668 (2004).
-Eikrem W et al. Renaming Verrucophora farcimen Eikrem, Edvardsen et Throndsen. Phycol. Res. 57:1070 (2009).
-Hosoi-Tanabe S et al. Proposal of Pseudochattonella verruculosa gen. nov., comb. nov. (Dictyochophyceae) for a formar raphidophycean alga Chattonella verruculosa, based on 18S rDNA phylogeny and ultrastructural characteristics. Phycol. Res. 55:185-192 (2007).