Resucitan un género 'olvidado' de algas que viven en animales marinos

medusa Cotylorhiza tuberculata y alga Philozoon medusarum

Arriba: La medusa, Cotylorhiza tuberculata, de Nápoles, Italia alberga el alga simbiótica Philozoon medusarum. Crédito: Marco Cannavacciuolo

El género Philozoon son algas de naturaleza simbiótica

A fines del siglo XIX, los científicos estaban perplejos por las "células amarillas" que estaban observando dentro de los tejidos de ciertos animales marinos blandos, incluidas las anémonas de mar, los corales y las medusas. ¿Eran estas células parte del animal o de organismos separados? Si están separados, ¿eran parásitos o le otorgaban un beneficio al anfitrión?

En un artículo publicado en la revista Nature en 1882, el biólogo Sir Patrick Geddes de la Universidad de Edimburgo dijo que estas células no solo eran entidades distintas, sino que también eran beneficiosas para los animales en los que vivían. Los asignó a un nuevo género, Philozoon (del griego phileo, que significa "amar como un amigo" y zoon, que significa "animal") y luego cambió rápidamente la dirección de su carrera a profesiones pioneras en la planificación y el diseño urbanos. Con el tiempo, las contribuciones científicas de Geddes se olvidaron en gran medida y nunca se utilizó el nombre del género Philozoon.

Ahora, más de un siglo después de la publicación del artículo de Geddes, un equipo internacional de investigadores ha revisado estas "células amarillas" que, después de Geddes, se había determinado que eran algas fotosintéticas de la familia Symbiodiniaceae.

Patrick GeddesImagen derecha: Retrato de Sir Patrick Geddes (c. 1888) a la edad de 34 años, varios años después de publicar observaciones de sus experimentos con animales que contienen clorofila. Crédito: libraryblogs.is.ed.ac.uk

En un estudio publicado en la edición del 28 de junio del European Journal of Phycology, el equipo resucitó el género Philozoon utilizando modernas tecnologías para caracterizar a fondo dos de las especies de algas que Geddes había investigado, junto con seis nuevas relacionadas.

"Patrick Geddes se adelantó a su tiempo al reconocer el significado ecológico de las 'células amarillas' encontradas en algunos animales que en realidad eran entidades distintas (simbiontes de microalgas) que existían dentro de los tejidos del animal y creaban un animal fotosintético. Esa fue una gran revelación.

De hecho, ahora sabemos que los microorganismos viven en asociación con todos los organismos multicelulares; por ejemplo, las bacterias que componen nuestros microbiomas intestinales humanos son esenciales para nuestra salud en general", dijo Todd LaJeunesse, profesor de biología en Penn State y autor principal del artículo. "Al enmendar y revivir el género Philozoon, estamos honrando el trabajo de este historiador natural".

LaJeunesse y sus colegas utilizaron información genética; características externas físicas o morfológicas; rasgos ecológicos; y distribuciones geográficas para definir la diversidad que se encuentra dentro del género Philozoon recientemente reconocido. Obtuvieron muestras de animales, incluso de corales blandos y pétreos, medusas y anémonas de mar, de lugares de todo el mundo. También obtuvieron muestras de Italia, donde Geddes realizó por primera vez su investigación original.

"Debido a que nuestro equipo está compuesto por científicos de siete países, pudimos recolectar todas estas muestras, y algunas durante la pandemia mundial", dijo LaJeunesse. "Este estudio destaca cómo el espíritu del descubrimiento científico une a las personas, incluso en tiempos de dificultad".

Philozoon collosum

Imagen: "Células amarillas" de las algas simbióticas, Philozoon collosum, aisladas del coral blando, Capnella gaboensis, recolectadas en la costa este del sur de Australia. Crédito: Matthew R. Nitschke

"El hecho de que estas algas existan en animales desde el mar Mediterráneo hasta Nueva Zelanda y Chile nos recuerda cuán extendidas están estas simbiosis en la Tierra", dijo LaJeunesse. "Además, dado que se ha pensado que la mayoría de las algas de la familia Symbiodiniaceae son en su mayoría tropicales, donde son críticas para la formación de arrecifes de coral, encontrar y describir estas nuevas especies en aguas frías destaca la capacidad de estas simbiosis para evolucionar y vivir en una amplia gama de condiciones ambientales. La vida encuentra la manera de persistir y proliferar".

El equipo documentó que en sus extremos latitudinales más al norte y al sur, Philozoon experimenta temperaturas del agua que pueden alcanzar mínimos invernales de casi 40 grados F y máximos de verano cercanos a 90 F.

"La capacidad de estos Philozoons para soportar una amplia gama de temperaturas probablemente se deba a su diversificación durante los períodos más fríos del Plioceno tardío y las épocas del Pleistoceno más reciente", dijo LaJeunesse. "Esta adaptación a un rango de temperaturas podría protegerlos a ellos y a los animales con los que se asocian de algunos de los efectos del cambio climático, al menos a corto plazo. De manera similar, la adaptación a ambientes de alta latitud puede condicionar a las especies de Philozoon a tolerar futuros aumentos en el dióxido de carbono atmosférico, lo que también podría ayudar a que sean resistentes a algunos de los efectos de la acidificación de los océanos".

Agregó que la identificación y categorización cuidadosas de estas algas simbióticas es esencial para comprender la biología y la evolución de los animales marinos que dependen de estos organismos para su supervivencia.

"Las técnicas avanzadas de genética molecular de las que disponemos hoy en día han mejorado sustancialmente nuestra capacidad para estudiar y comprender estos microbios", dijo Pilar Casado-Amezúa, investigadora de la Asociación HyT, España. "Nuestro nuevo estudio sienta las bases para una extensa investigación sobre el papel ecológico de los mutualismos de algas y animales en los ecosistemas marinos templados".

LaJeunesse señaló que aunque había un puñado de otros científicos a fines del siglo XIX que estaban investigando estas "células amarillas", fue Geddes quien reconoció de manera inequívoca el significado total de la evidencia que tenía ante él.

Explicó: "Al describir las asociaciones entre las células y los animales huéspedes, Geddes los llamó 'líquenes animales' y escribió elocuentemente: 'Tal asociación es mucho más compleja que la del hongo y el alga en el liquen, y de hecho es única en la fisiología como el desarrollo más alto, no del parasitismo, sino de la reciprocidad entre los reinos animal y vegetal'. Geddes sostuvo enérgicamente que estas algas eran de naturaleza simbiótica. Ahora, más de un siglo después de su descubrimiento, las verdaderas identidades de estas algas finalmente se están caracterizando adecuadamente".

Artículo científico: Revival of Philozoon Geddes for host-specialized dinoflagellates, ‘zooxanthellae’, in animals from coastal temperate zones of northern and southern hemispheres

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