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Los científicos resucitan el género ‘olvidado’ de algas simbióticas que viven en los animales marinos

Se recolectaron ‘células amarillas’ de un alga simbiótica, Philozoon collosum, aislada de un arrecife blando, Capnella gaboensis, frente a la costa este de Australia Meridional. Crédito: Matthew R. Nitschke

A finales del siglo XIX, los científicos estaban desconcertados por las “células amarillas” que estaban observando dentro de los tejidos de algunos animales marinos templados, incluidas las anémonas de mar, los corales y las medusas. ¿Fueron estas células parte del animal o de organismos separados? Si están separados, ¿fueron parásitos o dieron algún beneficio al anfitrión?

En un artículo publicado en la revista naturaleza En 1882, el biólogo Sir Patrick Geddes de la Universidad de Edimburgo demostró que estas células no solo eran entidades distintas, sino que también eran beneficiosas para los animales que vivían en ellas. Los asignó a un nuevo género, Philozoon (del griego phileo, que significa “amor como amigo”, y zoon, que significa “animal”) y luego cambió inmediatamente la dirección de su carrera a carreras pioneras en planificación y 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”, identificadas después de Geddes como algas fotosintéticas de la familia Symbiodiniaceae.

Medusa (Cotylorhiza tuberculata)

Medusa, Cotylorhiza tuberculata, de Nápoles, Italia alberga el alga simbiótica Philozoon medusarum. Crédito: Marco Canavacciolo

En un estudio publicado en la edición del 28 de junio del periódico Revista europea de micologíaEl equipo revivió el género Philozoon utilizando técnicas modernas para caracterizar las dos especies de algas que investigó Geddes, junto con seis nuevas especies relacionadas.

“Patrick Geddes se adelantó a su tiempo al darse cuenta de la importancia ecológica de las ‘células amarillas’ que se encuentran en algunos animales, en realidad eran entidades distintas, simbiontes con microalgas, presentes en los tejidos animales y que creaban un animal fotosintético. ¡Eso fue una gran revelación! , ahora sabemos que los microorganismos viven en asociación con todos los organismos multicelulares. “Por ejemplo, las bacterias que componen el microbioma intestinal humano son esenciales para nuestra salud en general”, dijo Todd Lagounis, profesor de biología en Penn State y autor principal de Philozoon, honramos el trabajo de este historiador natural.

Patrick Geddes

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

LaJeunesse y sus colegas utilizaron la información genética. características físicas o morfológicas externas; Rasgos ambientales y distribuciones geográficas para determinar la diversidad encontrada dentro del género Philozoon recientemente reconocido. Obtuvieron muestras de animales, incluidos corales blandos y rocosos, medusas y anémonas de mar, de sitios de todo el mundo. También obtuvieron muestras de Italia, donde Geddes realizó por primera vez su investigación original.

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

“El hecho de que estas algas se encuentren en animales desde el Mediterráneo hasta Nueva Zelanda y Chile nos recuerda cuán extendidos están estos simbiontes en la Tierra”, dijo Lajeunes. Además, dado que se pensaba que la mayoría de las algas de la familia Symbiodiniaceae eran predominantemente tropicales donde son cruciales para la formación de corales, encontrar y describir estas nuevas especies en aguas frías destaca la capacidad de estos organismos simbióticos para evolucionar y sobrevivir en una amplia gama de condiciones ambientales. . .la vida encuentra la manera de continuar y multiplicarse “.

El equipo documentó que en las latitudes extremas del norte y sur, Philozoon experimenta temperaturas del agua que pueden alcanzar mínimos invernales de casi 40 grados Fahrenheit y máximos de verano cerca de 90 grados Fahrenheit.

“La capacidad de estas filozonas para soportar una amplia gama de temperaturas probablemente se deba a su versatilidad durante los períodos más fríos del Plioceno tardío y el Pleistoceno posterior”, dijo Lagounis. “Esta adaptación a un rango de temperaturas podría protegerlos a ellos y a los animales que asocian de algunos efectos del cambio climático, al menos a corto plazo. Asimismo, la adaptación a ambientes de alta latitud puede hacer que las especies de filozonas sean tolerantes a futuros aumentos de dióxido de carbono atmosférico”. , lo que también puede ayudarlo a resistir algunos de los efectos de la acidificación del océano “.

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Agregó que la identificación y clasificación precisa de estas algas simbióticas es fundamental para comprender la biología y evolución de los animales marinos que dependen de estos organismos para su supervivencia.

“Las avanzadas técnicas de genética molecular de las que disponemos hoy en día han mejorado enormemente nuestra capacidad para estudiar y comprender estos microbios”, dijo Pilar Casado Amezoa, investigadora de la Asociación HyT, España. “Nuestro nuevo estudio sienta las bases para una extensa investigación sobre el papel ecológico de la simbiosis animal-alga en los ecosistemas marinos templados”.

LaJeunesse señaló que, aunque había un puñado de otros científicos a finales 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:” Esta asociación es mucho más compleja que la de los hongos y las algas en los líquenes, y es verdaderamente única “. En fisiología como la más alta evolución, no por parasitismo, sino por reciprocidad entre los reinos de los animales y las plantas. Geddes afirmó firmemente que estas algas eran de naturaleza simbiótica. Ahora, más de un siglo después de su descubrimiento, finalmente se ha establecido correctamente la verdadera identidad de esta alga “.

Referencia: “Revival Velozone Geddes de flagelos dinoflagelados especializados en el hospedador, ‘zooxantelas’, en animales de zonas costeras templadas de los hemisferios norte y sur “Por Todd C. Lagunes, Jörg Weidenmann, Pilar Casado-Amezoa, Isabella Dambra, Kira y Turnham, Matthew R. Nitschke, Clinton A. Oakley, Stefano Goffredo, Carlos A. Spano, Victor M. Cubillos, Simon K. Devy y David J. Suggett, 28 de junio de 2021, Revista europea de micología.
DOI: 10.1080 / 09670262.2021.1914863

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Otros autores del artículo son Jörg Wiedenmann, Universidad de Southampton, Reino Unido; Pilar Casado-Amezúa, Asociación Hombre y Territorio, España; Isabella Dambra, Stazione Zoologica Anton Dohrn, Italia; Kira Turnham, Pensilvania, Estados Unidos; Matthew Nichke, Universidad de Tecnología en Sydney, Australia, y Universidad Victoria de Wellington, Nueva Zelanda; Clinton Oakley, Universidad Victoria de Wellington, Nueva Zelanda; Stefano Goffredo, Universidad de Bolonia, España, y Centro Interinstitucional de Investigación sobre Biodiversidad, Recursos y Biotecnologías Marinas, Italia; Carlos Spano, Ecotecnos SA, Chile; Víctor Cubilos, Universidad Austral de Chile, Chile y Universidad Austral de Chile, Chile; Simon Davey, Universidad Victoria de Wellington, Nueva Zelanda; y David Suget, Universidad de Tecnología de Sydney, Australia.

Los fondos para esta investigación fueron proporcionados por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU., La Universidad de Southampton, el Programa de Laboratorio de la Asociación de Biología Marina, el Proyecto ABBaCo, PO FEAMP Campania y el Consejo de Investigación de Australia.