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Plancton: un mundo en una cucharadita de agua de mar

Por Albert Calbet (CSIC)*

En una pequeña cantidad de agua de mar como la que podemos recoger en la playa con una simple cuchara de café, podemos encontrar unos 50 millones de virus, 5 millones de bacterias, cientos de miles de pequeños flagelados unicelulares, ya sean fotosintéticos, consumidores, o una combinación de ambos, miles de algas microscópicas, unos cinco ciliados o dinoflagelados heterótrofos, y, con mucha suerte, algún pequeño crustáceo, como por ejemplo un copépodo. El plancton, conformado por este vasto acervo de seres diminutos, es fundamental para el funcionamiento de los ecosistemas marinos. Es el responsable de que haya vida en la Tierra, nos ha proporcionado, a escalas geológicas, una buena parte del oxígeno de nuestro planeta y sin él seguro que no comeríamos pescadito frito.

Calanus minor, especie de copépodo del mar Mediterráneo, sobre fondo negro.

Calanus minor. Especie de copépodo del mar Mediterráneo. Si bien en el Mediterráneo el género Calanus no es dominante, en mares más fríos y productivos, como el Mar del Norte o el Océano Ártico representan la mayoría de la biomasa de zooplancton y son claves para el mantenimiento de las pesquerías de la zona. / Imagen capturada al microscopio por Albert Calbet

Plancton: el motor de la vida marina

Todos estos seres que podemos encontrar en cualquier agua de mar están interconectados en una imbricada red trófica (el conjunto de cadenas alimentarias interconectadas) en la que no solo un organismo se come a otro, sino que, al hacerlo, ayuda a que se liberen los nutrientes acumulados en la materia viva y vuelvan a estar disponibles para que empiece de nuevo el ciclo de la vida. La red trófica marina también ayuda a reducir el CO2 atmosférico gracias a un proceso denominado bomba biológica marina. Mediante este proceso las algas absorben CO2 que ha penetrado en el mar desde la atmósfera y lo incorporan en forma de carbono orgánico en su materia viva. Al ser consumidas por el zooplancton, el carbono contenido en las algas pasa a formar parte de este, o acaba en paquetes fecales que son expulsados y sedimentan hacia las profundidades del océano. Allí, este carbono será reciclado o acabará secuestrado en los sedimentos por cientos o miles de años.

Copépodo marino del género Labidocera sobre fondo negro

Copépodo marino del género Labidocera. Este género habita aguas superficiales y posee tonalidades azules que le confieren sus pigmentos fotoprotectores. / Imagen capturada al microscopio por Albert Calbet

La mayor migración de la Tierra

Este proceso de transporte vertical de carbono está estrechamente relacionado con las migraciones de zooplancton. Estos desplazamientos diarios son considerados las mayores migraciones que existen en el planeta. Al migrar hacia capas superficiales para alimentarse durante la noche, el zooplancton evita que sus depredadores, los peces, lo puedan ver y devorar. Todo encaja en un orden y un equilibrio marcados por millones y millones de años de evolución conjunta de depredadores y presas.

Ilustración de la red trófica oceánica

Ilustración de Albert Calbet

El plancton no solo muestra ritmos diarios, también los hay anuales y plurianuales. Los ritmos anuales están marcados por las estaciones. En invierno, el fitoplancton, a pesar de tener plenitud de nutrientes, está limitado por la escasa luz y la baja temperatura. Hacia finales del invierno y principios de la primavera la luz es más intensa y la temperatura comienza a subir, lo que favorece la floración explosiva o bloom del fitoplancton, el cual irá acompañado por un crecimiento de las poblaciones de protozoos primero y de zooplancton de mayor tamaño después.

Ciliado tintínido del género Favella. Los ciliados son protozoos y forman parte del microzooplancton, el mayor grupo de herbívoros del mar. / Imagen capturada al microscopio por Albert Calbet

Cuando el verano está en su máximo esplendor, la ya bien formada termoclina, la capa de separación entre dos masas de agua a temperatura diferente, separa claramente dos zonas: una capa superficial, caliente y pobre en nutrientes, y una más profunda, fría y repleta de nutrientes. El consumo de las algas va agotando lentamente los nutrientes en la capa de mezcla superficial y con la falta de sustento estas van perdiendo empuje. Las algas veraniegas son o bien de pequeño tamaño o bien grandes, pero con capacidad de locomoción (como los dinoflagelados), y esto les permite explorar las micromanchas de nutrientes que puedan quedar. Son estas algas de gran tamaño las que, en condiciones propicias (por ejemplo, dentro de zonas confinadas como bahías, puertos y espigones), pueden multiplicarse hasta formar proliferaciones nocivas. En esta época es cuando aparecen también las medusas y otros tipos de plancton gelatinoso.

Las primeras tormentas del otoño llegan acompañadas de un aumento en la intensidad del viento, lo cual acaba deteriorando la termoclina, que al final se rompe y permite que las aguas ricas en nutrientes lleguen de nuevo a la superficie. En ocasiones, si las condiciones climáticas del año lo permiten, puede haber otro pequeño crecimiento de algas, pero muchas veces las pobres intensidades lumínicas y bajas temperaturas hacen que el fitoplancton no consiga aprovechar la abundancia de nutrientes. Vuelve el invierno y el ciclo comienza de nuevo.

Imagen de alga diatomea al microscopio

Diatomea del género Coscinodiscus. Las diatomeas son algas unicelulares planctónicas o bentónicas que tienen su cuerpo recubierto por dos valvas de sílice, a modo de cajita. / Imagen capturada al microscopio por Albert Calbet

Ritmos alterados por el cambio climático

Este ciclo se repite año tras año en las zonas templadas, sin embargo, la duración de las estaciones y la magnitud de los parámetros físicos (temperatura, densidad, luz) que se alcanzan en ellas es variable. Debido al cambio climático, el plancton se enfrenta a grandes retos y a fenómenos extremos que están provocando cambios en las comunidades. Estas alteraciones en el plancton se transmiten a través de la red trófica al resto de seres vivos y llegan hasta las pesquerías, de las que tanto dependen algunas zonas del planeta. Desincronización entre el período de aparición de depredadores y presas, desplazamiento y sustitución de especies por otras invasoras, aumento de las proliferaciones algales nocivas (antes conocidas como mareas rojas), incremento en la abundancia de medusas, etc., son algunos de los ejemplos de los retos a los que nos enfrentamos. La red trófica planctónica es compleja y nuestra actividad puede dañarla. Por eso es necesario que se apliquen medidas de contención del cambio climático y de la actividad antropogénica en general, y debemos seguir estudiando cómo evolucionarán las comunidades marinas, pues la incertidumbre ante el futuro no había sido nunca tan grande desde nuestra historia reciente.

Sapphirina sp. o zafiro de mar sobre fondo negro

Sapphirina sp. o zafiro de mar. Esta especie de copépodo de forma deprimida posee cristales de guanina que le confieren iridiscencias que reflejan la luz con diferentes tonalidades. / Imagen capturada al microscopio por Albert Calbet

* Albert Calbet es investigador del CSIC en el Instituto de Ciencias del Mar (ICM-CSIC) y autor del libro El plancton y las redes tróficas marinas (2022), una de las últimas novedades de la colección ¿Qué sabemos de? (Editorial CSIC-Catarata). El libro ofrece una visión clara y amena sobre el plancton y su importancia, desarrolla estos y otros temas en detalle y presenta curiosidades sobre el plancton que difícilmente se encuentran en los libros de texto.

 

¿Puede un gusano alterar nuestro comportamiento?

Por Santiago Merino (MNCN-CSIC)*

Ser alienado por un parásito insignificante suena a ciencia ficción. De hecho hay algunas películas que parecen haberse basado en un argumento similar. ¿Es solo ficción? Quizá no.

Demostrar que un comportamiento determinado se debe a la influencia de una infección no es sencillo y probablemente sea más complejo aún si los afectados son seres humanos. Sin embargo, podemos mencionar algún caso. Veamos qué sucede cuando una persona contrae la Dracunculiasis, infección causada por el nematodo Dracunculus medinensis, el ‘gusano de guinea’. Las personas se infestan al ingerir agua contaminada por unos minúsculos crustáceos, los copépodos, que llevan en su interior las larvas del gusano. El copépodo muere en la digestión, pero la larva de Dracunculus penetra la pared intestinal de quien ha bebido el líquido y madura. Ejemplares de ambos sexos se aparean en el interior de su hospedador y la hembra fertilizada migra a través de los tejidos hasta la superficie de la epidermis.

Al emerger en el pie del afectado, el gusano genera una úlcera en la piel.

Al emerger en el pie del afectado, el gusano genera una úlcera en la piel / WIKIPEDIA

Aproximadamente un año después de la infección, el gusano empieza a emerger formando una úlcera en la piel, normalmente en piernas y pies. El picor generado por la herida lleva a los infectados a buscar alivio metiendo las piernas en el agua. Es entonces cuando la hembra de Dracunculus aprovecha para liberar larvas. Y es en ese momento, en el agua, cuando puede completar su ciclo vital encontrando nuevos copépodos a los que infectar. Estos minúsculos crustáceos, en países con escasez de agua potable y en los que es frecuente que la población reutilice este recurso, volverán a ser ingeridos por otras personas y el ciclo comenzará de nuevo.

Si el infectado no sintiese picor y no metiese las piernas en agua, el gusano no podría completar su ciclo. Así, podemos ver estos síntomas generados por la infección como una manera del parásito de ‘manipular’ al humano para conseguir su objetivo, es decir, reproducirse con éxito.

 

Wikipedia

WIKIPEDIA

Durante muchos años los habitantes de las zonas contaminadas con Dracunculus –países africanos como Chad, Etiopía, Malí y Sudán del Sur– solo podían eliminar la infección esperando a que asomara la hembra del gusano a través de la úlcera. A continuación la ataban a un pequeño palo donde poco a poco iban enrollándola –pueden alcanzar más de un metro de longitud– hasta que lograban sacarla de su cuerpo. No podían hacerlo de una vez ni muy deprisa puesto que si se rompía el gusano al tirar, podía generarse una infección severa. Por eso no era extraño encontrar personas con varios palitos colgando de sus piernas durante el proceso de extracción de gusanos. Afortunadamente hoy en día esta enfermedad está casi erradicada. Ha bastado con filtrar el agua bebida en las zonas contaminadas para evitar la ingestión de copépodos.

 

* Santiago Merino es biólogo y director del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC). Este artículo es un extracto de su libro Diseñados por la enfermedad. El papel del parasitismo en la evolución de los seres vivos (Editorial Síntesis, 2013).