LOS COLORES DEL MAR: MAREAS ROJAS, BIOLUMINISCENCIA Y DINOFLAGELADOS.

Por: Bertha Pérez Hernández y Tobías Portillo Bobadilla

Red de Biodiversidad y Sistemática – Instituto de Ecología A.C. y Red de apoyo a la investigación – Universidad Nacional Autónoma de México.

Resumen

Las algas son organismos fotosintéticos muy diversos, los dinoflagelados son un tipo de alga que producen biotoxinas, generan las mareas rojas y son responsables de la bioluminiscencia de los océanos.

Palabras claves

Algas, marea roja y dinoflagelado

Las algas son organismos que se caracterizan por ser fotosintéticos, es decir toman la energía del sol y mediante sus cloroplastos y pigmentos fotosintéticos, al igual que las plantas, producen materia orgánica, oxígeno atmosférico y son el inicio de las cadenas alimenticias. Entre las algas encontramos organismos eucariotas (que poseen núcleo) y procariotas (sin núcleo), con distinto nivel de organización celular y funcional (figura1). Por ejemplo, se observan formas unicelulares de vida libre, filamentosas, células agrupadas (cenobios o consorcios) y colonias (con especialización de células), así como formas multinucleadas (cenocitos) o multicelulares más complejas con falsos tejidos (pseudoparénquimas) o tejidos verdaderos (parénquimas).

Figura 1. Diversidad morfológica y de organización celular en algas. Tomado de internet, original en: Frederik Leliaert, Green Algae: Chlorophyta and Streptophyta (Editor): Thomas M. Schmidt, Encyclopedia of Microbiology 4a edición, Academic Press, 2019, pags. 457-468.

Un tipo de alga unicelular de gran interés son los dinoflagelados. Su nombre deriva del griego dinos=girar y flagellatum=látigo, pues se mueven dando giros e impulsándose con ayuda de sus dos flagelos. El núcleo es algo diferente, se aprecia una red interna de cavernas o túneles, y al dividirse para formar una nueva célula, la membrana del núcleo no desaparece. Además, tienen una sola copia de su genoma, los humanos tenemos dos copias. La mayoría viven en el mar y unos pocos son de agua dulce. Muchas especies no sólo realizan la fotosíntesis, también se alimentan como algunos animales o protozoos, absorbiendo sustancias orgánicas disueltas en el agua, o bien devorando bacterias o a otros protistas como las diatomeas o a sus mismos parientes, otros dinoflagelados. Durante la evolución los dinoflagelados del pasado en algún momento adquirieron su capacidad fotosintética comiéndose a un alga roja, adoptando así sus cloroplastos y pigmentos, actualmente se sabe que son capaces de secuestrar y utilizar los cloroplastos de otras algas de las que se alimentan.

El crecimiento excesivo y repentino de los dinoflagelados y otras algas como las diatomeas puede llegar a ser altamente tóxico, formando las mareas rojas. Estos son crecimientos algales nocivos (FAN), un fenómeno natural debido a cambios climáticos o alteraciones en la composición de los nutrientes del agua (figura 2). En este caso el mar se pinta de rojo. El cambio en la coloración es indicativo de la presencia de los dinoflagelados, sin embargo, no todas las floraciones tóxicas cambian la tonalidad del agua. La toxicidad se debe a las biotoxinas que producen las algas. Las biotoxinas llegan al ser humano a través de las cadenas alimenticias. Incluso el respirar la brisa o humedad proveniente de la marea roja puede causar síntomas en vías respiratorias. Entre los síntomas de intoxicación por marea roja se incluyen cuadros neurotóxicos, diarreicos, paralíticos y amnésicos, por señalar algunos. No existen antídotos y la cocción de los alimentos contaminados no destruye la toxina, por lo que los casos graves pueden provocar la muerte.

Figura 2. Imagen aérea de la marea roja. Tomado de internet, original en: Boletín UNAM-DGCS-298.

Existen diferentes toxinas producidas por estas algas. Por ejemplo, la toxina de la ciguatera (CTX), producida por el dinoflagelado Gambierdiscus toxicus, llega a peces como la morena, pez gato, barracuda, róbalo, anguila entre otros. Su nombre se debe a las islas Gambier de la Polinesia Francesa, en donde la especie se colectó y describió por primera vez en 1979. Otra especie es Karenia brevis que produce la brevetoxina (neurotoxina NSP) o Dinophysis acuminata con gran predominancia en el pacífico y que produce toxinas diarreicas (DSP), ácido okadaico (OA), dinophysistoxina (DTX1) o pectenotoxinas (PTX), también se encuentran las toxinas paralizantes de la especie Alexandrium fundyense. Estos son sólo algunos ejemplos (figura 3).

Figura 3. Dinoflagelados que producen toxinas. A. Gambierdiscus toxicus; B. Karenia brevis; C. Dinophysis acuminata, D. Alexandrium pacificum. A y C vistas al microscopio óptico, B y C imágenes de microscopio electrónico. Autor: Tobías Portillo Bobadilla. Fotografías tomadas de: Cawthron Online Culture Collection of Micro-algae https://cultures.cawthron.org.nz/ y Encyclopedia of Life EOL https://eol.org/.

El control de la cantidad de biotoxinas presentes en el mar se hace a través de programas de monitoreo regional y de protección civil o alertas sanitarias por parte de las autoridades y gobiernos. La presencia o ausencia de las toxinas sólo se puede detectar con pruebas de laboratorio. En México interviene la secretaría de salud, la COFEPRIS y existen normas oficiales mexicanas que establecen los límites máximos permitidos de toxinas en los alimentos. Los mariscos, moluscos bivalvos (mejillones, almejas, ostiones, ostras, vieiras), caracoles, crustáceos y peces que acumulan las toxinas en sus tejidos son susceptibles de veda. El monitoreo, identificación y cuantificación de las especies de algas es útil para anticipar y prevenir de manera oportuna los efectos de las especies potencialmente tóxicas.

Otros dinoflagelados llamados zooxantelas del género Symbiodinium viven intracelularmente en animales invertebrados como corales, anémonas, medusas o nudibranquios, además de existir especies simbiontes de ciliados o foraminíferos y radiolarios. El blanqueamiento y muerte de los arrecifes de coral se debe a la pérdida de la relación simbiótica coral-alga, esto sucede cuando el alga, generalmente un dinoflagelado, muere o es expulsado de la simbiosis. También algunos de los dinoflagelados generan luz, son responsables de la bioluminiscencia que se observa en la superficie de los océanos (figura 4). Al agitar el mar, éste brilla de azul en la oscuridad.