Un equipo internacional de investigadores, liderado por el mallorquín Joan Salvador Font-Muñoz, del IMEDEA-CSIC-UIB ha descubierto que algunas microalgas marinas, conocidas como diatomeas, emiten su propia luz y regulan su intensidad dependiendo de su orientación lo que podría facilitar una nueva forma de comunicación bajo el mar. Se trata de un mecanismo de comunicación ligado a las señales luminosas, diferente del tradicional, ligado a las señales químicas.
El equipo científico centró su investigación en la especie Pseudo-nitchia fraudulenta, una microalga alargada que es muy común en aguas costeras de todo el mundo, también en Baleares. En Mahón ha sido objeto de distintas campañas de monitoreo y es que tiene efectos tóxicos por lo que es habitual su estudio en zonas de producción de moluscos bivalvos. Comunidades marisqueras como Galicia realizan también un monitoreo constante.
«Esta y otras especies de su género tienen una importancia ecológica muy grande porque sustentan buena parte de la cadena alimentária del océano y algunas de ellas se vigilan porque generan una neurotoxina», explica Salvador Font. Conocer por tanto sus mecanismos de comunicación resulta clave para su conservación.
El científico inició su trabajo en el Instituto Francés de Investigación para la Exploración del Mar (IFREMER) que luego ha continuado en el IMEDEEA-CSIC-UIB. Sus últimas investigaciones no solo confirman un nuevo tipo de transmisión de datos sino que desgranan los mecanismos que la microalga utiliza para producir y modular su luz. «Nos ha permitido entender mejor como se comunican mediante la luz.
Hemos visto que el hecho de que varíe su intensidad con su orientación permite una complejidad en la transmisión de información. En aguas agitadas se orientan de manera más o menos aleatoria emitiendo en promedio la misma intensidad de luz en todas direcciones, en cambio cuando están en condiciones de aguas más calmadas observamos que se empiezan a orientar todas de la misma manera», relata.
¿Pero cómo se comunica la Pseudo-nitxschia fraudulenta? «Todas las microalgas, igual que las plantas terrestres, tienen reciben la luz del sol, hacen la fotosíntesis y a modo de subproducto emiten luz roja. Esto se llama fluorescencia», explica el investigador.
Lo que su equipo ha descubierto ahora es que usan esa fluorescencia para comunicarse entre los distintos miembros de la misma especie y eso también puede influir en la forma en la que se relacionan con otras especies. Gracias a este mecanismo se hacen una idea de lo que pasa a su alrededor.
«Hasta ahora se asumía que la fluorescencia se emite en todas direcciones de la misma manera, como una bombilla. Si girases una bombilla no te darías cuenta de que gira porque emitiría la misma luz. En cambio, estas diatomeas (probablemente lo hace cualquier especie de este género) emiten luz en unas direcciones determinadas. Funcionan como un faro en vez de como una bombilla y son capaces de emitir un 35 % más de intensidad en determinadas direcciones», detalla.
Los científicos trabajaron inicialmente con células en el laboratorio a las que exponían a luz azul mientras el equipo iba captando imágenes para ver al detalle su orientación y fluorescencia. Así fue como pudieron probar que la especie es capaz de modular la intensidad de su luz variando su dirección. Lo hace aprovechando las formas alargadas de sus células, pero también gracias a la disposición interna de sus cloroplastos y al efecto óptico de la pared de sílice que las recubre.
Una vez tuvieron la certeza de cómo funcionaba el proceso fueron más allá. ¿Hasta qué punto modulan intencionadamente la intensidad de su luz? ¿Estamos realmente ante una nueva forma de comunicación?
«Lo que hicimos para saberlo es probar el mismo experimento con poblaciones de células en un sistema experimental para ver su comportamiento, primero individualmente y luego a nivel poblacional y lo que nos encontramos es que a nivel poblacional esta anisantropía (diferencia de intensidad en función de la dirección) no se destruye sino que se mantiene. Una de las implicaciones es que, como estas células pueden estar orientadas en conjunto en el mar, no de forma aleatoria sino privilegiada, emiten más luz en unas capas que en otras y eso puede servir para que otros organismos las puedan detectar. Depende de cómo se acerquen esos individuos a estas zonas las pueden ver más, menos. Si una célula emitiera con igual intensidad en todas las direcciones sus cambios de orientación no podrían ser percibidos como ocurre con la bombilla y el faro. Creemos que las diatomeas usan esta característica para transmitir información a las células vecinas» , dice Joan Salvador Font-Muñoz.
El trabajo concluye así que el hecho de que las células emitan de manera direccional cambia la manera en la que la luz se transmite en la columna de agua y eso tiene implicaciones sobre cómo las perciben los organismos que se alimentan de ellas y como interaccionan con otras microalgas de su misma especie.
Más allá de la transmisión de información a otros individuos de su especie, o de cómo su condición influye con sus interacciones con otras especies, el trabajo liderado por el investigador del IMEDEA-CSIC-UIB tiene también implicaciones en la estimación y medición de la biomasa de estas diatomeas.
Los científicos se sirven habitualmente de sensores para estimar la cantidad de células que hay basándose en la fluorescencia del mar. «El hecho de que la misma cantidad de células pueda emitir más o menos luz dependiendo de cómo estén orientadas, tendrá que ser tenido en cuenta en esas estimaciones. Las mediciones podrían estar sobrestimadas y subestimadas», explica.
Lejos de darse por satisfecho el equipo ya está trabajando con un nuevo propósito: entender los mecanismos moleculares que hacen posible la percepción de la luz de fluorescencia al otro lado del mensaje. Hablamos de investigar en la otra dirección del canal centrando el foco en los receptores de la información. «Ahora que sabemos cómo emiten, queremos saber cómo perciben esas señales», concluye.
Una noticia guapa! Moltes gràcies!