Ensayo-causas de La Marea Roja
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MAREA ROJA
La marea roja es un proceso natural del medio
ambiente acuático y es propio de las algas
microscópicas que yacen en ese ambiente (figura
1). Estas algas, o fitoplancton, crecen en
cantidad en forma muy rápida y en corto tiempo,
a lo que llamamos “floraciones de algas
microscópicas”, las que pueden provocar un
cambio del color del agua, debido a que poseen pigmentos fotosintéticos de
variada composición química, que le otorgan a las microalgas colores
diferentes. De esta manera el mar toma un aspecto de color amarillento, rojizo,
rojo, verde, o incluso incoloro, este último a simple vista no se puede apreciar
(Morquecho, 1996). Morquecho, 2008 menciona que 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.
MICROORGANISMOS CAUSANTES DE MAREA ROJA
El plancton marino es la comunidad de organismos que vive en suspensión en
la superficie del agua, caracterizada por su tamaño pequeño y por su limitado
poder de locomoción.
Existen 3 categorías: el fitoplancton, bacterioplancton y plancton vegetal o
zooplancton.
El plancton constituye la unidad básica de producción de materia orgánica,
formando parte especial de la dieta de los peces y otras especies acuáticas,
además muchas algas son utilizadas por el hombre por algunas propiedades
medicinales y por su alto poder nutricional. Sin embargo, muchas veces en
ciertas circunstancias y lugares geográficos, existe una proliferación exagerada
de algunas de las especies de algas trayendo consigo múltiples daños
económicos y a la salud pública (fenómeno comúnmente llamado marea roja).
Los microorganismos causantes de marea roja pertenecen al fitoplancton
marino y principalmente forman parte a la división Dinoflagelada, son
organismos unicelulares, microscópicos, flagelado s y fotosintéticos; que
cuando encuentran las condiciones óptimas se multiplican hasta alcanzar
Figura 1. Marea roja.
concentraciones de miles de individuos por mililitros produciéndose el
“florecimiento” (blooming).
Sólo unas pocas de las miles de especies de algas que forman del plancton
marino, las que están asociadas con los florecimientos tóxicos o nocivos.
Dentro de estas especies están: Alexandrium gonyaulax, A. Protogonyaulax, A.
Excavata, A. Tamarense, A. Acatanella, A. Molinata, A. Polyedra, Gimnodinium
breve ( Ptychodiscus brevis), G. Veneficum, Pyrodinium bahamense,
Glenodinium foliaceaum , Exuviaella báltica y E. Manae –lebouriae
CAUSAS Y CONSECUENCIAS
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 (Esqueda & Gárate, 2009).
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.
Figura 2. Principales moluscos involucrados en la marea roja.
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.
EFECTOS DE LA MAREA ROJA
Los efectos de las Mareas Rojas son habitualmente catastróficas, como la
mortalidad masiva de peces y otros organismos de hábitat marino. Las mareas
rojas pueden ser tóxicas, que producen mortalidad masiva de peces,
antropotóxicas, que afectan al hombre o ictioantropotóxicas, que afectan
ambos. Las mareas rojas notoxigénicas, pueden igualmente producir
mortalidad masiva de peces, por causas mecánicas, como el bloqueo de
branquias para la captación de oxígeno, lo que conduce a la muerte por asfixia,
o por la depleción de O2 disuelto en el agua, consumido para la mineralización
de la materia orgánica muerta del “bloom algal”, lo que equivaldría a la muerte
por anoxia.
Las toxinas marinas son un compuesto inofensivo para los mariscos, motivo
por el cual lo acumulan, por ello se les ha denominado a éstos, “Organismos
Transvectores”, tales como los moluscos filtradores (cholguas, choritos, choro
zapato, almejas, ostión, macha, lapas, berberecho, culengue, ostra, alas de
ángel, navajuelas, picorocos, y otros) y organismos gastrópodos (loco, caracol,
locate y palopalo). Algunos alimentos consumidos, 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, 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 toxico.
LA BIOTECNOLOGÍA EN LA MAREA ROJA
La marea roja es una amenaza que se encuentra sobre todas las costas del
mundo, es por ello que se ha impulsado la búsqueda de mecanismos para
combatir sus efectos y mitigar los daños sociales y económicos que causa.
Actualmente se han desarrollado métodos para la detección de las toxinas que
la ocasionan y se trabaja en procedimientos para la detoxificación y antídotos,
basados en el uso de la biotecnología.
Con el propósito de reducir el daño ocasionado por las floraciones algales
nocivas (FAN), se requiere de estudios para establecer las causas probables
que las originan, así como sus efectos en los ecosistemas. Al mismo tiempo, el
desarrollo de tecnologías, es un elemento operacional necesario para el
manejo y disminución de los efectos de las FAN, con la finalidad de efectuar
una detección temprana en los ecosistemas de las densidades poblacionales
de las especies que las constituyen, ya que estos fenómenos generalmente
están constituidos por más de una especie. Llevando un registro de estos
fenómenos, y aplicando la biotecnología se puede establecer su periodicidad
y/o interrelación con algunos otros eventos naturales, permitiendo dar un paso
adelante en su predicción (Sellner et al., 2003)
TECNOLOGÍAS APLICADAS
RFPL
El polimorfismo en la longitud de los fragmentos de restricción (RFLP, por sus
siglas en inglés) fue una de las primeras técnicas moleculares usadas en
estudios de fitoplancton que, combinada con la técnica de reacción en cadena
de la polimerasa (PCR, por sus siglas en ingles), resulta ser más simple y
rápida en la obtención de resultados (Bruin et al., 2003). La técnica PCR-RFPL
ha sido usada para la identificación de marcadores genéticos específicos de
grupo y/o cepa en organismos del genero Alexandrium aislados de todo el
mundo; usando los genes de la subunidad pequeña del ARN ribosomal (SSU
rRNA, por sus siglas en ingles). Mediante esta metodología se han generado
marcadores taxonómicos y biogeográficos útiles para rastrear la dispersión
regional o global de poblaciones particulares. Con estas técnicas (RFLP y
PCR-RFLP) es posible encontrar numerosos polimorfismos entre cepas, tanto
en regiones codificantes como no codificantes, pero demanda mayor
experiencia técnica y tiempo para el desarrollo de un número suficiente de
marcadores polimórficos que otras técnicas basadas en la PCR como el
Polimorfismo del ADN Amplificado al Azar (RAPD, por sus siglas en ingles) y el
Polimorfismo en la Longitud de los fragmentos.
RAPDs
Se basan en el uso de cebadores cortos, únicos (8-10 bases), sintetizados de
manera aleatoria, para la amplificación de un promedio de 3 a 10 regiones de
ADN de forma simultánea, analizándose con base en la presencia-ausencia de
bandas de tamaño especifico. Esta técnica, cuyo costo y requerimientos
técnicos y de infraestructura son mínimos, ha sido ampliamente usada para el
estudio de poblaciones de diatomeas como cianobacterias de los géneros
Nodularia y Anabaena (Bolch et al., 1999a) y dinoflagelados tóxicos como
Gymnodinium catenatum (Bolch et al., 1999b) encontrando, en todos los casos,
altos niveles de variabilidad entre las poblaciones estudiadas. Sin embargo, la
desventaja de este método es su baja reproducibilidad y la dominancia de los
marcadores, por lo que no pueden calcularse frecuencias alélicas; debido a ello
esta metodología ha sido reemplazada por otras técnicas como AFLP.
DGGE
Las técnicas de electroforésis desnaturalizante en Gel de Gradiente (DGGE,
por sus siglas en ingles) y Polimorfismo Conformacional de Hebra Simple
(SSCP, por sus siglas en ingles) pueden detectar polimorfismo en pequeños
fragmentos producidos mediante la digestión de ADN genómico y/o
amplificación de segmentos específicos por PCR, que no es detectable
mediante RFPL. Estas técnicas fueron aplicadas al estudio de la variabilidad
genética (espacial y temporal) del dinoflagelado toxico Pfiesteria piscicida en
aguas costeras y estuarinas (Coyne et al., 2001). Aunque la resolución de
estas técnicas es alta, ambas presentan la desventaja de requerir de equipo
especializado de alto costo y, a diferencia de los RAPDS, se requiere de
información de la secuencia de nucleótidos de las regiones flanqueantes a los
segmentos de interés.
SINGLE CELL PCR
Un método nuevo, simplificado, para la diagnosis de FANs basado en la
secuenciación de ADNr, que integra procedimientos de extracción de ADN y
PCR en un solo tubo, y secuenciación directa de los productos sin purificar (Ki
et al., 2005) resuelve las ambigüedades taxonómicas de especies de
microalgas estrechamente relacionadas (Cochlodinium polykrikoides y
Alexandrium catenella), constituyendo un parte-aguas para el análisis
molecular de especies de dinoflagelados no cultivables. Una de las tendencias
metodológicas más recientes para el estudio de poblaciones de microalgas
toxicas es el uso de PCR en tiempo real para la rápida detección de especies
de interés en cultivos y muestras de campo (Bowers et al., 2001), obteniendo
resultados altamente sensibles y específicos. Sin embargo, las desventajas del
PCR en tiempo real radican en el costo del equipo y la necesidad de desarrollo
de sondas y cebadores especializados.
DISCUSIONES
No se conoce con exactitud por qué se produce la marea roja; una combinación
de factores biológicos, hidrográficos y meteorológicos pudieran explicar este
fenómeno. Algunos autores consideran que ha existido un aumento en la
frecuencia de episodios de marea roja, relacionados con una mayor
contaminación de las costas por productos orgánicos e hidrocarburos. Por otra
parte, no siempre se puede detectar cambio de coloración y algunas veces la
marea roja no se acompaña de toxicidad en los mariscos.
La presencia de la marea roja tóxica, la cual puede durar meses, además del
peligro que representa para el ser humano, tiene un gran impacto desde el
punto de vista, económico debido a la mortalidad en peces, la restricción de la
pesca y los límites a la exportación de productos del mar, por lo que los países
donde más se presenta la marea roja establecen programas de vigilancia
sanitaria y monitoreo periódico con el fin de prevenir intoxicaciones.
Actualmente la biotecnología juega un papel importante en el estudio de la
marea roja y para ello ha utilizado técnicas como PCR, entre otras, para buscar
posibles explicaciones de dicho suceso, a raíz de ello se ha encontrado
algunas propiedades medicinales.
CONCLUSIÓN
El fenómeno de la marea roja, es un evento natural que se presenta de manera
impredecible, por lo que es necesaria la existencia de programas de inspección
y monitoréo tanto de las especies productoras de toxinas como de los
moluscos de importancia comercial para evitar consumir las especies que la
autoridad sanitaria indique como riesgosas para la salud pública.
Gracias al apoyo de la biotecnología e bioingeniería se ha recurrido al
desarrollo nuevas tecnologías y puedan ser útiles a nivel industrial,
farmacéutico y de esa manera se puedan llevar a cabo programas de
monitoreo en el uso de equipos automatizados
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