La desastrosa temporada de cangrejo Dungeness 2015-16, retrasada y acortada por una floración sin precedentes de algas tóxicas, es un recuerdo amargo para la industria pesquera de la costa oeste. El culpable fue el ácido domoico, una potente neurotoxina producida por algas marinas y descubierta en 1987como la causa de la intoxicación amnésica por mariscos.
Los científicos de UC Santa Cruz han logrado un progreso sustancial en la comprensión y predicción de las condiciones que conducen a grandes floraciones de las algas productoras de toxinas llamadas diatomeas Pseudo-nitzschia .Pero un aspecto de estas floraciones de algas tóxicas, que afectan la vida silvestre y las pesquerías económicamente importantes, sigue siendo un misterio: ¿cómo producen algas ácido domoico y qué desencadena su producción?
Marilou Sison-Mangus, profesora asistente de ciencias del océano en la Universidad de California en Santa Cruz, explica que las algas no siempre producen la toxina ". Hay flores de Pseudo-nitzschia cada primavera y verano a lo largo de la costa de California, pero la toxicidad varíamucho ", dice ella." Para la industria pesquera, esta toxina puede tener un gran impacto, por lo que queremos comprender los mecanismos detrás de su producción. Es una pregunta de 30 años ".
Una nueva subvención del Programa de Ecología y Oceanografía de Floraciones de Algas Nocivas ECOHAB de NOAA financiará un proyecto de investigación dirigido por Sison-Mangus para responder a esa pregunta. Sus co-investigadores en este proyecto interdisciplinario incluyen al profesor de química Phil Crews y al estadístico Juhee Lee, profesor asistente de matemática aplicada y estadística. La subvención NOAA proporciona $ 130,000 por año durante tres años, pero solo se garantiza el primer año de financiación. La financiación para los años siguientes depende de la disponibilidad de futuras asignaciones NOAA.
El laboratorio de Sison-Mangus en UC Santa Cruz ha estado investigando el papel de las bacterias en la producción de ácido domoico por algas. Resulta que eso Pseudo-nitzschia en sí mismo no tiene todos los genes necesarios para sintetizar la toxina.
"Creemos que uno de los precursores necesarios para la síntesis de ácido domoico es producido por bacterias", dijo Sison-Mangus. "Si ese es el caso, podemos usar la presencia de la bacteria como un marcador para predecir la toxicidad delas algas "
Experimentos anteriores de Sison-Mangus y otros han demostrado que los cultivos libres de bacterias de Pseudo-nitzschia no son capaces de producir ácido domoico, mientras que al agregar bacterias a los cultivos se restaura la producción de toxinas. Ella descubrió que las bacterias marinas en el phylum Bacteroidetes, solas o en combinación con otras bacterias, inducen constantemente un gran aumento en la producción de ácido domoico en los cultivosde tres especies diferentes de Pseudo-nitzschia.
Sison-Mangus también ha monitoreado las floraciones de algas en la Bahía de Monterey y encontró una estrecha correlación entre los niveles de ácido domoico y la presencia de bacterias Bacteroidetes en asociación con Pseudo-nitzschia. Las imágenes del microscopio electrónico muestran las bacterias que viven en la superficie externa de las células de algas.
"Sabemos que estas bacterias están asociadas con floraciones tóxicas en el océano, y sabemos que causan un pico de toxicidad en el laboratorio, pero no conocemos los mecanismos de producción de toxinas", dijo Sison-Mangus.
Una parte del nuevo proyecto de investigación se centrará en desentrañar los detalles de cómo las algas y las bacterias interactúan para producir ácido domoico. Otra parte del proyecto utilizará datos de monitoreo de la Bahía de Monterey para evaluar cómo esta interacción encaja en el contexto más amplio demuchos factores físicos y ambientales, como la temperatura del agua y los niveles de nutrientes, también se sabe que influyen en la floración de algas tóxicas.
La clasificación de los efectos de múltiples factores, todos variando simultáneamente en un sistema complejo, es un desafío. Pero este es el área de especialización de Juhee Lee, y ella ha desarrollado un enfoque de modelado estadístico bayesiano que ayudará a los investigadores a comprender cómo todos estos factoresinteractuar para influir en el desarrollo de una floración de algas tóxicas.
Los resultados de esta investigación pueden incorporarse a los modelos predictivos existentes para el pronóstico Pseudo-nitzschia floraciones y niveles de ácido domoico, desarrollado en UC Santa Cruz por el profesor de ciencias oceánicas Raphael Kudela y la científica investigadora Clarissa Anderson.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Santa Cruz . Original escrito por Tim Stephens. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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