Karenia brevis es un organismo fotosintético microscópico unicelular del género Karenia . Es un dinoflagelado marino quese encuentra comúnmente en las aguas del Golfo de México . [1] Es el organismo responsable de las " mareas rojas de Florida" que afectan lascostas del Golfo de Florida y Texas en los Estados Unidos, y las costas cercanas de México . Se sabe que K. brevis recorre grandes distancias alrededor de la península de Florida y tan al norte como las Carolinas. [2]
Karenia brevis | |
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clasificación cientifica | |
Clade : | SAR |
Infrareino: | Alveolata |
Filo: | Myzozoa |
Superclase: | Dinoflagelados |
Clase: | Dinofíceas |
Pedido: | Gymnodiniales |
Familia: | Kareniaceae |
Género: | Karenia |
Especies: | K. brevis |
Nombre binomial | |
Karenia brevis (Davis) G. Hansen y Moestrup |
Cada célula tiene dos flagelos que le permiten moverse a través del agua con un movimiento giratorio. K. brevis no está blindado y no contiene peridinina . Las células tienen entre 20 y 40 μm de diámetro. K. brevis produce de forma natural un conjunto de potentes neurotoxinas denominadas colectivamente brevetoxinas , que causan problemas gastrointestinales y neurológicos en otros organismos y son responsables de una gran extinción de organismos marinos y aves marinas. [3]
Historia
Karenia brevis fue nombrada por la Dra. Karen A. Steidinger [4] en 2001, y anteriormente se conocía como Gymnodinium breve y Ptychodiscus brevis . La clasificación de K. brevis ha cambiado con el tiempo a medida que se realizan avances en la tecnología. [5] Primero se llamó Gymnodinium brevis en 1948, pero luego se cambió a Gymnodinium breve , que se correlaciona con las directrices del Código Internacional de Nomenclatura Botánica. En 1979 se clasificó en el género Ptychodiscus y se denominó Ptychodiscus brevis, ya que una nueva investigación mostró que encaja mejor en este género debido a su morfología, bioquímica y ultraestructura. Luego, en 1989, los científicos acordaron que este organismo debería ser referido como su nombre original ( G. breve ). Luego fue reclasificado y transferido al nuevo género Karenia , que se estableció en la Universidad de Copenhague en 2000.
Karenia brevis fue identificada por primera vez en Florida en 1947, pero los informes anecdóticos en el Golfo de México se remontan a la década de 1530. [1] [6] Se sabe que ocurrieron brotes de K. brevis desde los exploradores españoles de los siglos XV y XVI, como lo documentaron exploradores españoles como Cabeza de Vaca. Estos exploradores notaron muertes de peces grandes que se asemejan a las muertes que se observan en la actualidad debido a K. brevis . CC Davis confirmó que estas muertes se debieron a K. brevis en 1948. [7]
Ecología y distribución
Karenia brevis tiene un rango de temperatura óptimo de 22-28 ° C (72-82 ° F), [8] un rango de salinidad óptimo de 25-45 unidades prácticas de salinidad (PSU), [9] se ha adaptado a "entornos de baja irradiancia , "y puede utilizar compuestos de fósforo y nitrógeno orgánicos e inorgánicos para sobrevivir. [10] En su entorno normal, K. brevis se moverá en la dirección de mayor luz [11] y en contra de la dirección de la gravedad, [12] lo que tenderá a mantener al organismo en la superficie de cualquier cuerpo de agua en el que esté suspendido. dentro. La velocidad de nado de K. brevis es de aproximadamente un metro por hora [13] y el organismo se puede encontrar durante todo el año en las aguas del Golfo de México en concentraciones de ≤ 1.000 células por litro. [2]
Los científicos no han podido determinar un rango geográfico definitivo para K. brevis específicamente porque es difícil separarlo de las otras diez especies de Karenia , pero K. brevis es la especie más común que se encuentra en el Golfo de México. [14]
Karenia brevis es el agente causante de la marea roja , que ocurre cuando el organismo se multiplica a concentraciones más altas de lo normal. Durante estos eventos, el agua puede adquirir una coloración rojiza o rosada, dando a estas explosiones en la población de K. brevis el nombre de Florida Red Tide. Estas floraciones de algas causadas por K. brevis producen brevetoxinas, que pueden resultar en impactos ecológicos significativos a través de la muerte de un gran número de animales y aves marinos, incluidos los mamíferos marinos. [15] Se sabe que ocurren muertes de peces a gran escala debido a estas mareas rojas de Florida causadas por K. brevis . Las especies de peces a lo largo de la cadena alimentaria se ven afectadas, incluidas las grandes especies depredadoras como los tiburones, así como las especies típicas del consumo humano. [2]
Gabriel Vargo, de la Universidad del Sur de Florida, afirma que "no existe una única hipótesis que pueda explicar las floraciones de K. brevis a lo largo de la costa oeste de Florida". [10] Sin embargo, como la mayoría de las algas, su aparición y supervivencia depende de una variedad de factores en su entorno, incluida la temperatura del agua, la salinidad, la luz y los nutrientes / compuestos presentes en el agua. [10]
En condiciones favorables, los dinoflagelados productores de toxinas como K. brevis florecen y crecen a altas concentraciones, un evento denominado "floración de algas nocivas" o "HAB". Si bien hay muchos tipos diferentes de estos FAN y los efectos pueden variar, K. brevis es el agente causante de las mareas rojas de Florida. Debido a la toxina que produce K. brevis , estas mareas rojas pueden ser perjudiciales para la vida marina e incluso pueden afectar a las poblaciones humanas a lo largo de las costas donde ocurren. [dieciséis]
Impacto en la salud y las actividades humanas
En áreas donde K. brevis se encuentra en niveles normales de población, no se sabe que el organismo cause daño a la salud humana. Es solo en épocas de crecimiento demográfico descontrolado, que da como resultado la proliferación de algas nocivas, cuando el organismo es motivo de preocupación para la salud y las actividades humanas. [15] No se puede decir lo mismo de los mariscos recolectados y consumidos en estas áreas de floración de algas. Las brevetoxinas liberadas por K. brevis se pueden encontrar en la carne de los mariscos durante las mareas rojas de Florida , lo que puede causar una afección conocida como envenenamiento neurotóxico por mariscos (NSP) en humanos. Aunque no se han registrado muertes humanas por NSP, el envenenamiento resulta en náuseas, vómitos y una variedad de síntomas neurológicos. [17] Aparte del NSP, se cree que los efectos en la salud humana durante la marea roja de Florida se limitan a la irritación respiratoria y ocular de las personas susceptibles en el agua o cerca de la costa de las áreas afectadas por la marea roja, y la irritación de la piel directamente expuestos a las aguas de la marea roja de Florida. Las personas con afecciones respiratorias preexistentes como asma, enfisema o EPOC pueden ser más susceptibles a sufrir daños por la irritación respiratoria causada por K. brevis y se les puede recomendar que permanezcan alejadas de las áreas costeras durante los períodos de marea roja de Florida. [15]
Las explosiones masivas incontroladas de poblaciones de K. brevis que resultaron en la marea roja de Florida también tienen un impacto financiero significativo en las áreas costeras afectadas. La principal fuente de generación de ingresos en muchas de las comunidades afectadas por las mareas rojas de K. brevis es el turismo. Durante los períodos de mareas rojas, esta importante fuente de ingresos a menudo se pierde para las comunidades costeras afectadas de Florida, a menudo en la escala de decenas de millones de dólares. [18]
Se sabe que este protista en particular es dañino para los humanos, los peces grandes y otros mamíferos marinos. Se ha descubierto que la supervivencia del coral escleractinio se ve afectada negativamente por la brevetoxina. El coral escleractiniano exhibe tasas de respiración disminuidas cuando hay una alta concentración de K. brevis . [3]
Detección y seguimiento
Los métodos tradicionales para la detección de K. brevis se basan en microscopía o análisis de pigmentos. Estos requieren mucho tiempo y, por lo general, requieren un microscopista experto para su identificación. [19] La identificación basada en el cultivo es extremadamente difícil y puede llevar varios meses.
Los métodos tradicionales de detección y monitoreo de las floraciones de K. brevis a partir de mediciones de campo requieren mucha mano de obra y adolecen de limitaciones prácticas para lograr la detección o el monitoreo en tiempo real. El "Brevebuster" es un instrumento desplegable que se puede desplegar en vehículos submarinos automatizados o en plataformas estacionarias que pueden detectar ópticamente las mareas rojas de Florida. [6] Por lo tanto, se ha desarrollado un enfoque basado en PCR molecular en tiempo real para la detección sensible y precisa de células de K. brevis en ambientes marinos. [20] Se ha desarrollado un ensayo de amplificación basada en secuencias de ácido nucleico en tiempo real (NASBA) para la detección de ARNm de rbcL de K. brevis . NASBA es sensible, rápido y eficaz, y puede utilizarse como método adicional o alternativo para detectar y cuantificar K. brevis en el medio marino. [21]
Otra técnica para la detección de K. brevis es la espectroscopia de longitud de onda múltiple, que utiliza un examen basado en modelos de espectros UV-vis. [22] También se han desarrollado métodos de detección mediante espectroscopía satelital. [23] [24] Imágenes de satélite del espectrómetro de imágenes de resolución media (MERIS) y del sensor de color del océano del espectrorradiómetro de imágenes de resolución moderada (MODIS), identifican K. brevis haciendo uso de su fluorescencia de clorofila y características de baja retrodispersión. [25] [26] [27] Además de los métodos de detección de células de K. brevis , se han desarrollado el ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas (ELISA) y la espectrometría de masas por cromatografía líquida (LCMS) para detectar brevetoxina en mariscos, [6] [28] son más sensibles que el bioensayo estándar en ratones y, a partir de 2008, la Conferencia Interestatal de Sanidad de Mariscos estaba considerando su uso reglamentario.
Referencias
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Otras lecturas
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enlaces externos
- Página del Instituto de Investigación Marina de Florida sobre las mareas rojas en Florida
- [1]