Notícies

Inici  >  Notícies > Biotoxines produïdes durant els afloraments d'algues marines alteren el desenvolupament...

Biotoxines produïdes durant els afloraments d'algues marines alteren el desenvolupament del zooplàncton i la xarxa alimentària oceànica

Membres actuals i previs del grup @EvoDevoGenomeUB (de dalt a baix i d’esquerra a dreta): Sara Calatayud, Alfonso Ferrández, Marcos Plana, Ricard Albalat, Cristian Cañestro, Enya Duran, Alba Almazán, Marc Fabregà, Vittoria Roncalli, Josep Martí, Helena Costa, Paula Bujosa i Sebastian Artime.

Membres actuals i previs del grup @EvoDevoGenomeUB (de dalt a baix i d’esquerra a dreta): Sara Calatayud, Alfonso Ferrández, Marcos Plana, Ricard Albalat, Cristian Cañestro, Enya Duran, Alba Almazán, Marc Fabregà, Vittoria Roncalli, Josep Martí, Helena Costa, Paula Bujosa i Sebastian Artime.

Representació de la rellevància ecològica de l’apendiculari <i>Oikopleura dioica</i> dins de la xarxa tròfica marina i el cicle del carboni.

Representació de la rellevància ecològica de l’apendiculari Oikopleura dioica dins de la xarxa tròfica marina i el cicle del carboni.

<i>Oikopleura dioica</i> alimentant-se de microalgues vermelles, organisme que fan servir els grups d’Albalat i Cañestro en estudis d’eco-evo-devo.

Oikopleura dioica alimentant-se de microalgues vermelles, organisme que fan servir els grups d’Albalat i Cañestro en estudis d’eco-evo-devo.

24/10/2018

Recerca

Investigadors del Departament de Genètica, Microbiologia i Estadística de la UB i membres de l’Institut de Recerca de la Biodiversitat (IRBio) de la Universitat de Barcelona, en col·laboració amb un equip de l’Estació Zoològica Anton Dohrn (Itàlia), han analitzat l’impacte de les algues diatomees en el desenvolupament d’Oikopleura dioica, un tipus d’invertebrat del zooplàncton marí que es troba en els oceans de tot el món i que té un rol important en la dinàmica global de les xarxes alimentàries marines i en el cicle del carboni a la biosfera. Els resultats, publicats a la nova revista científica del grup Nature Communications Biology, mostren que les biotoxines que produeixen aquestes algues al final dels afloraments poden comprometre el desenvolupament embrionari, i per tant, la reproducció d’aquesta espècie, que potencialment podria tenir conseqüències ecològiques greus.

L’estudi, liderat pels professors de la UB Ricard Albalat i Cristian Cañestro, és especialment rellevant tenint en compte que l’acidificació i l'escalfament de l'oceà provocats pel canvi climàtic podria intensificar la gravetat i la freqüència dels afloraments d’algues nocives com les diatomees. En la recerca també participen els investigadors de la UB i l’IRBio Núria P. Torres Águila —primera signant del treball—, Josep Martí Solans, Alfonso Ferrández, Alba Almazán i Vittoria Roncalli.

Biotoxines que afecten el desenvolupament dels embrions

Les diatomees són un tipus de microalgues que contribueixen de manera majoritària a la producció fotoautotròfica del fitoplàncton marí, ja que a partir de la llum solar proporcionen nutrients a totes les altres formes de vida. Les diatomees, tanmateix, també poden produir unes biotoxines (aldehids poliinsaturats) com a mecanisme de defensa contra els seus depredadors, per exemple petits crustacis com els copèpodes. Aquestes substàncies són alliberades massivament al final dels afloraments i poden alterar la biologia dels animals marins que es trobin a la zona. El nou estudi ha analitzat en el laboratori l’impacte d’aquestes biotoxines en el desenvolupament d’O. dioica, un tipus d’invertebrat marí que pertany als apendicularis (Appendicularia o Larvacea), dins del nostre propi fílum, els cordats. Els apendicularis són uns organismes clau en la cadena alimentària dels oceans, ja que processen prop del 10 % de la producció primària de l'oceà i serveixen d’aliment a les larves dels peixos en la cadena tròfica marina. «Els resultats mostren que les biotoxines produïdes per les diatomees poden produir alteracions importants del desenvolupament d’O. dioica induint un fenotip que s’ha anomenat bola de golf, que afecta la morfogènesi d'embrions i la diferenciació entre el tronc i la cua», explica Cristian Cañestro. 

A més, el treball revela que aquests efectes en el desenvolupament es donen fins i tot en concentracions del mateix ordre de magnitud que les mesurades al mar després dels afloraments de les diatomees. «Tot i que en el nostre estudi les malformacions embrionàries més greus apareixen principalment en concentracions més altes que les trobades en condicions naturals, hem observat també anomalies embrionàries letals en concentracions similars als valors mesurats en la natura després dels afloraments», destaca l’investigador.

Aquesta troballa és especialment rellevant tenint en compte que l’augment de l’acidificació i l'escalfament dels oceans provocats pel canvi climàtic podria intensificar la gravetat i la freqüència dels afloraments d’algues. «Esbrinar com els afloraments d'algues nocives i la producció massiva de toxines poden alterar la fisiologia de les larves és de gran importància pel seu impacte en la xarxa alimentària marina i per poder anticipar-se així als futurs problemes ocasionats en la pesca pel canvi climàtic global», apunta l’investigador.

Un potencial biomarcador de l’estat del zooplàncton

L’estudi també va analitzar la resposta gènica d’O. dioica davant l’impacte de les biotoxines. «Vam trobar que O. dioica té la capacitat de respondre a l'estrès provocat per les diatomees retardant la transcripció zigòtica dels gens de desenvolupament durant les primeres etapes i activant gens defensius (conjunt de gens que protegeixen la cèl·lula contra atacs mediambientals), fins i tot en concentracions innòcues de biotoxines en les quals no observàvem cap alteració embrionària», explica Cristian Cañestro.

Segons les conclusions de l’estudi, aquesta resposta podria formar part d'un mecanisme desenvolupat al llarg de l’evolució que protegeix els embrions contra els perills ambientals i que, a més, podria servir com un potencial biomarcador. «Els gens defensius serien un biosensor molecular que els ecòlegs marins podrien utilitzar per controlar l'estrès genètic de les poblacions naturals d'apendiculars, i probablement d’altres organismes exposats a afloraments d'algues en els seus hàbitats, i posteriorment avaluar l'impacte potencial de l'augment dels afloraments associat al canvi climàtic», destaca l’investigador.

Aquests resultats inicien una nova àrea d’estudi per a l’equip investigador de la UB. «L’article posa els fonaments al nostre laboratori d’una nova línia de recerca en el camp de l’eco-evo-devo, la intersecció entre l’ecologia, la biologia del desenvolupament i l’evolució, que investigarà si els embrions d’organismes marins estan preparats per respondre al canvi climàtic», conclou Cristian Cañestro.

 

Referència de l’article:

Torres-Águila, N. P.; Martí-Solans, J.; Ferrández-Roldán, A.; Almazán, A.; Roncalli, V.; D’Aniello, S.; Romano, G.; Palumbo, A.; Albalat, R., i Cañestro, C. «Diatom bloom-derived biotoxins cause aberrant development and gene expression in the appendicularian chordate Oikopleura dioica». Communications Biology, 2018. 1:121. Doi: https://doi.org/10.1038/s42003-018-0127-2

Article sobre la recerca al blog Behind the paper, a Ecology and Evolution Nature Reseach Community: «Are marine embryos ready for climate change?»
 

 

Comparteix-la a:
| Més |
  • Segueix-nos:
  • botó per accedir al facebook de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al twitter de la universitat de barcelona
  • botó per accedir a l'instagram de la Universitat de Barcelona
  • botó per accedir al linkedin de la Universitat de Barcelona
  • botó per accedir al youtube de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al google+ de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al flickr de la Universitat de Barcelona
Membre de la Reconeixement internacional de l'excel·lència HR Excellence in Research logo del ∞ - League of European Research Universities logo del bkc - campus excel·lència logo del health universitat de barcelona campus

© Universitat de Barcelona