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Jueves, 28 Marzo 2013 20:46

Marea roja, causas y consecuencias

PCTI 29

Marea roja, causas y consecuencias

Gabriela Ma. Esqueda Escárcega e Ismael Gárate Lizárraga

CICIMAR-IPN

 

Abstract

The base of the food chain in the sea are one-celled microscopic plants or algae (phytoplankton) to match a variety of factors such as temperature, salinity, light intensity, increase in the amount of nutrients, among others, advocate that these algae to multiply rapidly. These algal blooms can color the water, resulting in the phenomenon known as "red tide". Many of these blooms are not harmful and contribute greatly to the fertility of the coastal zone, ie, they are a good food for other organisms, but some have negative effects on the upper levels of the food chain, killing organisms by clogging their gills and the creation of conditions with little or no oxygen.

Keywords: red tide phytoplankton, algae, food chain, asphyxiation, death.

Palabras clave: marea roja, fitoplancton, microalgas, cadena alimenticia, asfixia, muerte.

Área temática: Área 2. Biología y Química

Problemática

La base de la cadena alimenticia en el mar son las plantas microscópicas unicelulares o microalgas (fitoplancton); al coincidir diversos factores como temperatura, salinidad, intensidad luminosa, aumento en la cantidad de nutrientes, entre otros, se favorece que estas microalgas se multipliquen rápidamente. Estos florecimientos de algas pueden colorear el agua, dando como resultado el fenómeno que conocemos como “marea roja”. Muchos de estos florecimientos no son nocivos y contribuyen grandemente a la fertilidad de las zonas costeras, es decir, son un buen alimento para otros organismos; sin embargo, algunos tienen efectos negativos sobre los niveles superiores de la cadena alimenticia, provocando la muerte de organismos por taponamiento de sus branquias y por la creación de condiciones con poca o nula concentración de oxígeno.

Algunos florecimientos son causados por especies que producen toxinas. Organismos marinos como los moluscos bivalvos (Fig. 2) (almeja, mejillón, callo de hacha, etc.) acumulan esas toxinas, lo que ocasiona intoxicaciones de seres humanos por consumo de estos productos marinos.

El envenenamiento por moluscos (EPM) es un síndrome neurotóxico asociado a la presencia de la toxina saxitoxina (STX) y sus más de 26 análogos (como neosaxitoxina y gonyautoxina) presentes en mariscos contaminados.

            La sintomatología ocasionada por las STX y sus derivados, se centra principalmente en el sistema nervioso, ya que al bloquear los canales de sodio produce parálisis; puede ser tan leve como el adormecimiento de los labios hasta la muerte por falla respiratoria. Los síntomas del EPM inician aproximadamente de 30 minutos a 3 horas después de consumir el molusco contaminado. No hay un antídoto específico, el tratamiento clínico es sintomático y está enfocado a mantener la mecánica respiratoria y tratar de eliminar la toxina. Así lo declaró la doctora Martha Hernández Orozco del Instituto Mexicano del Seguro Social (IMSS) de La Paz, B.C.S.

            Algunos alimentos que consumimos, pueden contener diferentes tipos de toxinas, las cuales, gracias a su estructura proteica se desnaturalizan; por lo que podemos modificar sus propiedades y su estructura, por efecto de la cocción perdiendo así su efecto nocivo. Esto no sucede con las toxinas producidas por la marea roja, ya que son de naturaleza no proteica y muy estable por lo que el cocinado, ahumado, secado o salado no las destruye y no puede predecirse por el aspecto del producto si el alimento es o no tóxico.

Toxinas y sintomatología

  • Las toxinas paralizantes provocan una sensación de hormigueo, entumecimiento de cara, cuello y manos, náuseas, vómito y muerte por paro respiratorio en casos extremos.
  • Las toxinas diarreicas provocan diarrea, náuseas, vómito y la exposición crónica promueve la formación de tumores en el sistema digestivo.
  • Las toxinas amnésicas provocan síntomas gastrointestinales como vómito, diarrea y calambres; síntomas neurológicos como desorientación, náuseas, vértigo, confusión y pérdida temporal de la memoria.
  • Las toxinas neurotóxicas provocan escalofríos, dolor de cabeza, debilidad muscular, náuseas, vómito y muerte por paro respiratorio en casos extremos.
  • Las toxinas ciguatéricas provocan náuseas, entumecimiento y temblor de las manos y pies, vómito y en casos extremos muerte por fallas respiratorias.

Usuarios

Este proyecto multi-institucional e interdisciplinario tiene como función dar información a la población del Estado de Baja California Sur, particularmente pescadores y personas que se dedican a la recolección de moluscos bivalvos; siendo beneficiarios el público en general, ofreciéndoles un conocimiento amplio sobre las causas y consecuencias de la marea roja.

Proyecto

El fitoplancton es la parte vegetal del plancton, organismos con escaso o nulo poder de desplazamiento. El fitoplancton está constituido por organismos fotoautotróficos que corresponden en su mayoría al primer eslabón de la cadena trófica de los océanos. Dentro del fitoplancton marino, existen especies que pueden producir biotoxinas, que serán ingeridas por los depredadores del plancton. Los moluscos bivalvos son organismos que se alimentan por filtración, absorben las toxinas y las acumulan en sus tejidos. Bajo condiciones favorables, el fitoplancton tóxico es capaz de producir un florecimiento algal o acumulación de biomasa fitoplanctónica debido a un incremento en el crecimiento de las microalgas. Una acumulación importante de fitoplancton, puede adquirir un carácter nocivo, incluso para el hombre, ya que los moluscos bivalvos pueden llegar a acumularla, causando trastornos neurológicos y gastro-intestinales. El impacto de las ficotoxinas puede ocurrir de tres maneras: 1) la ingestión de fitoplancton tóxico por parte de los organismos; 2) el consumo de una presa contaminada con ficotoxinas; y, 3) por contacto de los organismos con la toxina disuelta en el agua. En La Bahía de La Paz, cada vez son más frecuentes las especies de fitoplancton que se describen como formadoras de florecimientos algales. De estas especies, Cochlodinium polykrikoides y Chattonella marina son ictiotóxicas. Gymnodinium catenatum, A. catenella y A. tamiyavanichii son productoras de toxinas paralizantes; Gambierdiscus toxicus de ciaguatoxinas; Prorocentrum lima, Dinophysis fortii, D. acuminata, D. rapa, D. mitra, y D. tripos, diarreicas como y las especies del género Pseduonitzschia, productoras de toxinas amnésicas.

            El CICIMAR tiene un proyecto de investigación (SIP-20082279) cuyo propósito es continuar con los monitoreos determinar la composición de especies toxicas y potencialmente toxicas formadoras de florecimientos algales nocivos (FAN) en la Bahía de La Paz. Con este estudio se pretende incrementar la lista de especies formadoras (FAN), tóxicas o nocivas, así como crear un registro iconográfico que permita identificar a las especies, su variabilidad temporal, el tipo de toxinas que produzcan y su sintomatología.

 

 

El artículo completo puede consultarlo y descargarlo en el portal del

 

Programa de Ciencia, Tecnología e Innovación para el Desarrollo de México (http://pcti.mx)

 

http://pcti.mx/articulos/item/marea-roja-causas-y-consecuencias

 

Publicado en DIVULGACION CyT

PCTI 8

Marea roja: Dinoflagelados marinos tóxicos

Lourdes Morquecho

CIBNOR, S.C.

Abstract

In order to predict and minimize the impact of harmful algal blooms, belonging to the UNESCO agencies have raised interdisciplinary research programs, which provide for the definition of biological characteristics and adaptation that determine how, when and under what conditions harmful microalgae are present, and produce harmful effects. However, to achieve this goal it is necessary to first isolate and maintain strains in culture and formalizing the establishment of reference collections. This is why CIBNOR since 2000 was given the task of establishing the first collection of Marine Dinoflagellates (CODIMA) native of the Gulf of California, this initiative was funded by the National Council for Science and Technology (CONACYT).

Keywords: red tide dinoflagellates, collection, CIBNOR.

Palabras clave: marea roja, dinoflagelados, colección, CIBNOR.

Área temática: Área 2. Biología y Química

Problemática

Las proliferaciones algales nocivas, comúnmente conocidas como “Marea Roja” (Fig. 1) afectan la salud humana y ambiental, así como actividades económicas como la pesca, la acuicultura y el turismo en las zonas costeras de todo el mundo. En Baja California Sur el impacto de estas proliferaciones se ha hecho más evidente en los últimos años; aunque estos eventos siempre han estado presentes. Cabe aclarar que no todas las Mareas Rojas son nocivas y son procesos naturales que responden a múltiples variables biológicas y ambientales, así como a la influencia del hombre.

 La Marea Roja es un proceso natural complejo, que resulta de la multiplicación acelerada de ciertas especies del fitoplancton (ej. dinoflagelados). Esta sobrepoblación llega a colorear grandes extensiones marinas de rojo, ocre, café o amarillo; aunque también puede ser incolora. Su duración es irregular y es afectada por la interacción de variables ambientales y biológicas: por ejemplo, se ha observado una relación entre el incremento de las mareas rojas y la contaminación de las costas.

Debido a que no todas las mareas rojas son nocivas, los científicos han optado por utilizar el término “Proliferación Algal Nociva (PAN)”, cuando la especie que la produce es tóxica o causa un impacto negativo.

Algunas especies de dinoflagelados producen toxinas muy potentes que pueden ser transferidas en la trama alimenticia y afectar la salud humana e incluso provocar la muerte. También la fauna marina puede ser afectada, dando como resultado mortandades masivas de peces y moluscos, por el efecto químico de las toxinas en sí, o por la asfixia provocada debida al daño mecánico u oclusión de las branquias por la alta densidad de los dinoflagelados y la generación de condiciones anóxicas (falta de oxígeno). Las proliferaciones algales nocivas incluso han llegado a ocasionar la muerte de organismos superiores como aves y mamíferos marinos. Las toxinas se acumulan en los tejidos de organismos filtradores como los moluscos y ciertos peces, convirtiéndose así en los vectores o transmisores de la toxina en la trama alimenticia hasta llegar al hombre. Las toxinas pueden ocasionar parálisis, diarreas muy severas, irritación en ojos y vías respiratorias, amnesia y diversos síntomas neurológicos, que en algunos casos son irreversibles o fatales.

En el Golfo de California se presentan las principales especies tóxicas a nivel global y se ha comprobado la presencia de actividad de toxinas en moluscos de importancia comercial. Es por esto que los científicos del CIBNOR están estudiando las causas y los efectos de las proliferaciones algales nocivas, con el propósito de implementar planes de manejo y de mitigación de sus impactos.

Con el fin predecir y minimizar el impacto de las proliferaciones algales nocivas, agencias pertenecientes a la UNESCO han planteado programas de investigación interdisciplinarios, en los que se contempla la definición de las características biológicas y de adaptación que determinan como, cuando y bajo que condiciones las microalgas nocivas se presentan y producen sus efectos dañinos. Sin embargo, para lograr este objetivo es necesario que primero se aíslen y mantengan cepas en cultivo y se formalice el establecimiento de colecciones de referencia. Es por esto que el CIBNOR desde el año 2000 se dio a la tarea de establecer la primera Colección de Dinoflagelados Marinos (CODIMAR) nativos del Golfo de California, esta iniciativa fue financiada por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, a través de la convocatoria de Ciencia Básica.

Usuarios

Los usuarios de la CODIMAR son los centros de investigación y universidades locales, nacionales e internacionales que tienen como objetivo estudiar la dinámica de las proliferaciones algales nocivas. El acervo de la colección también se utiliza para la enseñanza de la biología y taxonomía de estos organismos. Hasta ahora, con información de las cepas de la CODIMAR, se han generado publicaciones científicas, que incluyen 10 artículos en revistas arbitradas y 4 tesis de posgrado. La mayoría de estos trabajos estuvieron enfocados a estudiar el crecimiento de los dinoflagelados, las características de sus toxinas y su efecto y acumulación en moluscos bivalvos y camarón

Resultará un tanto contradictorio, pero afortunadamente las toxinas de los dinoflagelados y de otras microalgas, tienen un lado bueno y pueden ser de gran utilidad. Actualmente ha surgido un gran interés en aprovechar a los dinoflagelados tóxicos para la obtención de sustancias activas. En otros países se han realizado estudios preliminares que han demostrado que las toxinas producidas por estos organismos pueden tener un uso potencial para tratar enfermedades como el cáncer y la osteoporosis, y para la obtención de antibióticos. Las toxinas también pueden ser utilizadas para estudiar procesos neurológicos y enfermedades neurodegenerativas. Por lo tanto, el sector de la industria farmacéutica de México también se puede convertir en un usuario más de la CODIMAR, considerando que un buen número de cepas producen toxinas y resultaría conveniente realizar una evaluación química y farmacológica para definir su uso real y potencial en esta industria.

Proyecto

La CODIMAR representa la primer colección de cepas vivas de dinoflagelados marinos a nivel nacional y esta oficialmente registrada en la Secretaria de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT). La colección integra en su acervo a dinoflagelados de los ordenes Gonyaulacales, Gymnodiniales, Peridiniales y Prorocentrales, destacando las principales especies tóxicas o nocivas en México como: Cochlodinium polykrikoides, Gymnodinium catenatum (Fig.2), Akashiwo sanguinea y Alexandrium tamiyavanichii (Fig. 3).

Las cepas se aislaron a partir de muestras de fitoplancton y sedimento marino, que se han colectado en diferentes localidades del Golfo de California; como Bahía Concepción y Bahía de La Paz en Baja California Sur y Bahía de Mazatlán en Sinaloa. Las cepas se mantienen en cuartos de cultivo bajo condiciones controladas de luz y temperatura y cada 25 días se re-siembran para mantenerlas vivas a largo plazo.

            Con el fin de incrementar el acervo, se siguen aislando cepas utilizando como estrategias metodológicas, para obtener cultivos clonales o unialgales, el aislamiento de células vegetativas individuales y la germinación de quistes. Hasta ahora el acervo de la CODIMAR está conformado por 120 cepas. Además del mantenimiento de las cepas, se han realizado estudios sobre las características y propiedades de los dinoflagelados de la colección a fin de tener información útil para un mejor manejo de las proliferaciones algales nocivas. Los interesados en adquirir cepas pueden conocer el procedimiento de distribución y acceder al formato de solicitud a través del portal del Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S.C. (www.cibnor.gob.mx).

 

 

El artículo completo puede consultarlo y descargarlo en el portal del

 

Programa de Ciencia, Tecnología e Innovación para el Desarrollo de México (http://pcti.mx)

 

http://pcti.mx/articulos/item/marea-roja-dinoflagelados-marinos-toxicos

 

 

Publicado en DIVULGACION CyT

 

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