Las ficotoxinas (del griego, phykos , "alga"; y toxikon , "toxina") son sustancias químicas alelopáticas complejas producidas por vías metabólicas secundarias de algas eucariotas y procariotas . Más simplemente, estos son productos químicos tóxicos sintetizados por organismos fotosintéticos . Estos metabolitos (en la mayoría de los casos) no son perjudiciales para el productor, pero pueden ser tóxicos para uno o varios miembros de la red alimentaria marina . Esta página se centra en las ficotoxinas producidas por microalgas marinas ; sin embargo, las algas y macroalgas de agua dulceson productores de ficotoxinas conocidos y pueden presentar una dinámica ecológica análoga. En la cadena alimentaria marina pelágica, el fitoplancton son sometidos a pastoreo de macro y micro zooplancton , así como la competencia por los nutrientes con otras especies de fitoplancton. Las bacterias marinas intentan obtener una parte del carbono orgánico manteniendo interacciones simbióticas , parasitarias , comensales o depredadoras con el fitoplancton. Otras bacterias degradarán el fitoplancton muerto o consumirán el carbono orgánico liberado por la lisis viral.. La producción de toxinas es una estrategia que utiliza el fitoplancton para hacer frente a esta amplia gama de depredadores, competidores y parásitos. Smetacek sugirió que "la evolución del plancton se rige por la protección y no por la competencia . Las muchas formas del plancton reflejan respuestas de defensa a sistemas de ataque específicos". [1] De hecho, el fitoplancton retiene una gran cantidad de mecanismos de defensa mecánicos y químicos, incluidas las paredes celulares , las espinas, la formación de cadenas / colonias y la producción de sustancias químicas tóxicas. Estas características morfológicas y fisiológicas se han citado como evidencia de una fuerte presión depredadora en el medio marino. [2]Sin embargo, la importancia de la competencia también se demuestra por la producción de ficotoxinas que impactan negativamente a otras especies de fitoplancton. Los flagelados (especialmente los dinoflagelados ) son los principales productores de ficotoxinas; sin embargo, se conocen diatomeas toxigénicas , cianobacterias , primnesiofitas y radidofitas . [3] Debido a que muchos de estos aleloquímicos son grandes y energéticamente costosos de producir, se sintetizan en pequeñas cantidades. Sin embargo, se sabe que las ficotoxinas se acumulan en otros organismos y pueden alcanzar altas concentraciones durante las floraciones de algas.. Además, como metabolitos biológicamente activos , las ficotoxinas pueden producir efectos ecológicos a bajas concentraciones. Estos efectos pueden ser sutiles, pero tienen el potencial de afectar las distribuciones biogeográficas del fitoplancton y la dinámica de la floración.
Las ficotoxinas pueden prevenir el pastoreo por varios mecanismos: muerte del pastoreo , infertilidad o disuasión. Alguna evidencia de efectos anti-pastoreo:
La producción de ficotoxinas puede ser útil para protegerse de las bacterias heterótrofas algicidas o parásitas . Alguna evidencia de efectos antimicrobianos:
Dado que muchas especies diferentes de fitoplancton compiten por una cantidad limitada de nutrientes (ver Paradoja del plancton ), es posible que la producción de ficotoxinas se use como un método para matar a los competidores o para mantener otros fitoplancton fuera del espacio de nutrientes del productor. Alguna evidencia de efectos competitivos:
La mayoría de las ficotoxinas caracterizadas tienen algún impacto económico o de salud en los seres humanos. Otras ficotoxinas bien estudiadas son productos farmacéuticos potenciales o existentes o tienen algún uso en la investigación celular. Por lo tanto, nuestro nivel de conocimiento sobre las toxinas individuales no refleja necesariamente su relevancia ecológica. Además, el modo de acción y el nivel de toxicidad son efectos que se han documentado en macroorganismos (típicamente ratones). Estos modos de acción pueden ser diferentes en el medio marino pelágico. Sin embargo, es poco probable que la síntesis de sustancias químicas complejas y energéticamente caras se conserve a lo largo del tiempo evolutivo si no confieren alguna ventaja al productor. Incluso si aún no conocemos el efecto de muchas toxinas en su entorno natural,su mera presencia e impresionante diversidad indica que tienen algún propósito ecológico.