Posidonia oceanica, the jewel of the Mediterranean / Posidonia oceanica, la joya del Mediterráneo

Posidonia oceanica
Posidonia oceanica meadow in Formentera / Pradera de Posidonia oceania de Formentera / CSIC

English Version:

Summer it’s nearly to finish, and surely more than one has gone on holiday to the beach. We all have felt the hot sand between the toes, and trying not to burn we accelerate the passage, until we reach the ideal place to leave the towel and the chair. We look at the sea on the horizon and notice the breeze hitting our face, with that salty flavour. We approach the shore and stop to watch as the small waves reach our feet. What a feeling of peace. The holiday in our beloved Mediterranean Sea are incredible. Many people only know this about the sea. People don’t enter and don’t matter what there is and what is happening in this sea that we all love.

The Mediterranean Sea also suffering the global warming. In fact, it is warming faster than the global ocean. This has great repercussions for organisms and biogeochemical cycles. According to some studies, The Mediterranean Sea is warming at 0.61ºC per decade (Garcias-Bonet et al, 2019). In the Mediterranean Sea, seagrass ecosystems are very common, these ecosystems are very productive, it provides for many species shelter and food, thanks to relatively high rate of primary production (Stramska and Aniskiewicz, 2019). The seagrasses recognized as ecosystem engineers because it makes essential edaphic modifications, such as control of sediment deposition and stabilization of soft bottoms (Toniolo et al, 2018). Also, these meadows reduce the action of the waves, protect the coast, increase water clarity and mitigate the climate change by acting carbon sinks (Garcias-Bonet et al, 2019). It has been estimated that seagrass meadows accumulate up to 18% of total oceanic carbon, despite cover only about 0.2% of the global ocean floor. Unfortunately, it is also among the most endangered ecosystems on Earth. The main causes for this include climate change and negative impacts from human activities (Stramska and Aniskiewicz, 2019).

The most relevant seagrass species in The Mediterranean Sea are Posidonia oceanica, an endemic long-living species, and Cymodocea nodosa, a species found in the eastern Mediterranean Sea and on the northeastern Atlantic coast (Garcias-Bonet et al, 2019). This species develops in shallow waters, from 0 and 40m depth (Toniolo et al, 2018). P. oceanica forms monospecific meadows generally or mixed meadows and it is found in different substrates and habitats, from rocks to sandy bottoms (Bethoux y Copin-Motegut, 1986). P. oceanica is a large, long-living but very slow-growing seagrass and is estimated that cover a surface area between 2.5 and 5 million ha. The basic requirements for P. oceanica survival are similar to requirements of all plants. The main factor that influence growth are water temperature, light for photosynthesis, availability of nutrients and inorganic carbon. Also influence the exposure to mechanical disturbances like waves and currents that can destroy the meadows (Stramska and Aniskiewicz, 2019).

As for the water temperature, it is thought that optimal temperatures for P. oceanica growth are around 15.5 to 18 ◦C. In addition, temperatures above 27ºC have been shown to increase the mortality of the species. Therefore, water temperature can define the geographical limits of growth of oceanic P. oceanica. In aquatic ecosystems, light is a limiting factor. With depth the light is attenuated exponentially, for this reason, the presence of the species is limited to shallow water. However, it has developed growth strategies to acclimatize to the shortage of light, such as a reduced shoot density in deep waters. This species needs lower nutrient requirements than macro algae and phytoplankton. Today there isn´t knowledge about the importance of inorganic carbon limitation for the species. Also require oxygen. Leaves are usually situated in the oxygenated water column, but roots and rhizomes are buried in anoxic sediments. If the water column becomes hypoxic or anoxic, the below ground tissue may experience lack of oxygen, increasing the mortality (Stramska and Aniskiewicz, 2019).

Other thing we don´t know, the Mediterranean Sea consists of species with great importance for the functioning of our planet. Posidonia oceanica is a species with a decreasing population trend and some studies estimate that it will be extinguished between 2049 and 2100 as a result of the increase in mortality caused by global warming. (Garcias-Bonet et al, 2019). We have to be aware of the importance of biodiversity in the seas and oceans and protect it while enjoying it on our vacations.

Versión en español:

El verano esta llegando a su fin, y seguro que más de uno se ha ido de vacaciones a la playa. Todos hemos sentido la sensación de la arena caliente entre los dedos del pie, intentando no abrasarnos aceleramos el paso, hasta llegar al lugar idóneo para dejar la toalla y la silla. Miramos el mar en el horizonte y notamos la brisa golpeando nuestra cara, con ese aroma salado. Nos acercamos a la orilla y nos paramos a observar como las pequeñas olas llegan hasta nuestros pies. Que sensación de paz. Que increíbles son unas vacaciones en nuestro querido Mar Mediterráneo. Mucha gente solo conoce esto del mar. La gente no se adentra y no se preocupa por saber qué hay y qué esta ocurriendo en este mar que a todos nos encanta.

El Mar Mediterráneo también esta sufriendo el calentamiento global. De echo, se esta calentando mas rápido que el océano global. Esto tiene grandes repercusiones para los organismos y los ciclos biogeoquímicos. Según algunos estudios el Mar Mediterráneo se calienta 0,61ºC por década (Garcias-Bonet et al, 2019). En el Mar Mediterráneo, los ecosistemas de pastos marinos son muy comunes, estos ecosistemas son muy productivos y proporcionan refugio y alimento para muchas especies, gracias a una tasa relativamente alta de producción primaria (Stramska y Aniskiewicz, 2019). Incluso se reconoce que los pastos marinos son ingenieros de ecosistemas porque realizan modificaciones edáficas esenciales, como el control de la deposición de sedimentos y mantener estables los suelos blandos (Toniolo et al, 2018). También reducen la acción de las olas, protegen la costa, aumentan la claridad del agua y mitigan el cambio climático actuando como sumideros de carbono (Garcias-Bonet et al, 2019).Se ha estimado que retienen hasta el 18% del carbono total oceánico a pesar de ocupar tan solo el 0,2% del suelo oceánico global. Sin embargo, también están entre los ecosistemas mas amenazados del planeta. Las principales causas son el cambio climático y los impactos negativos de las actividades humanas (Stramska y Aniskiewicz, 2019).

Las especies de hierbas marinas mas importantes en este mar son Posidonia oceanica, una especie endémica de larga vida y Cymodocea nodosa, una especie que se encuentra en el Mediterráneo oriental y en la costa atlántica del noreste. Los prados de Posidonia oceanica se han convertido en Bioindicadores oficiales mundialmente (Garcias-Bonet et al, 2019).Esta especie se desarrolla en aguas poco profundas, entre 0 y 40 m de profundidad (Toniolo et al, 2018). Forma praderas monoespecíficas generalmente, aunque también forma praderas mixtas, y se encuentra en sustratos y hábitats diferentes, desde rocas hasta fondos arenosos (Bethoux y Copin-Motegut, 1986). Es una hierba marina grande, de vida larga pero de crecimiento lento, se estima que cubren un área de superficie entre 2,5 y 5 millones de ha. Los requerimientos básicos para la supervivencia de P. oceanica son análogos a los requerimientos de las plantas. Los factores principales que influyen en el crecimiento son la temperatura del agua, la luz para la fotosíntesis, la disponibilidad de nutrientes y el carbono inorgánico. También influye la exposición a modificaciones mecánicas como las olas y las corrientes que pueden destrozar los prados. (Stramska y Aniskiewicz, 2019).

En cuanto a la temperatura del agua, se piensa que la temperatura optima para el crecimiento de P. oceánica ronda entre los 15,5 y 18ºC. Además, se ha demostrados que temperaturas superiores a 27ºC aumentan la mortalidad de la especie. Por tanto, la temperatura del agua puede definir los limites geográficos de crecimiento de P. oceanica. En los ecosistemas acuáticos, la luz es un factor limitante. Con la profundidad la luz se atenúa exponencialmente, por esta razón, su presencia se limita a aguas poco profundas. No obstante, ha desarrollado estrategias de crecimiento para aclimatarse a la escasez de luz, como por ejemplo una densidad reducida de brotes en aguas profundas. Esta especie necesita menos disponibilidad de nutrientes que las macroalgas y el fitoplancton. Actualmente no hay muchos conocimientos acerca de la importancia que tiene la limitación de carbono inorgánica para la especie. También requieren oxígeno. Las hojas generalmente están situadas en la columna de agua oxigenada, pero las raíces y los rizomas están enterrados en sedimentos anóxicos. Si la columna de agua se vuelve hipóxica o anóxica, el tejido subterráneo puede experimentar falta de oxígeno, aumentando la mortalidad (Stramska y Aniskiewicz, 2019).

Aunque no lo sepamos, el Mar Mediterráneo consta de especies de gran importancia para el funcionamiento de nuestro planeta. Posidonia oceanica es una especie con una tendencia poblacional decreciente y algunos estudios estiman que se extinguirá entre 2049 y 2100 como consecuencia del aumento de mortalidad provocado por el calentamiento global (Garcias-Bonet et al, 2019). Tenemos que ser conscientes de la importancia de la biodiversidad existente en los mares y océanos, y protegerla a la vez que disfrutamos de ella en nuestras vacaciones.

Bibliography

Bethoux, J., Copin-Motegut, G. (1986). Biological fixation of atmospheric nitrogen in the Mediterranean Sea. Limnology and Oceanography 31(6): 1353-1358.

Garcias-Bonet, N., Vaquer-Sunyer, R., Duarte, C., Núria Marbà, N. (2019). Warming effect on nitrogen fixation in Mediterranean macrophyte sediments. Biogeosciences 16(1): 167–175.

Stramska, M., Aniskiewicz , P. (2019). Recent Large Scale Environmental Changes in the Mediterranean Sea and Their Potential Impacts on Posidonia Oceanica. Remote Sens 11(1): 110.

Toniolo, C., Di Sotto, A., Di Giacomo, S., Ventura, D., Casoli, E., Belluscio, A., Nicoletti, M., Ardizzone, G. (2018). Seagrass Posidonia oceanica (L.) Delile as a marine biomarker: a metabolomic and toxicological analysis. Ecosphere 9(3).

Los diferentes organismos modelo. Capítulo 3: Bacterias

Escherichia coli. geralt. 2013
Escherichia coli/ Geralt. 2013

Este capitulo se va a centrar en las bacterias. Normalmente pensamos en las bacterias como organismos microscópicos perjudiciales para nuestra salud. Sin embargo, gran parte de la vida seria imposible sin ellas. Son pocas las especies de bacterias que causan daños a los animales, plantas o cualquier otro tipo de organismo (Totora, 2007).

Las bacterias son organismos procariotas. Tradicionalmente se las ha clasificado en dos reinos Arqueobacterias o Eubacterias, no obstante estos términos ya no se usan porque han evolucionado paralelamente.

Las Arqueobacterias, actualmente se clasifican en tres superfilos:

  • Superfilo TACK
  • Superfilo Euryarchaeota
  • Superfilo DPANN

Las Eubacterias pueden dividirse en:

  • Proteobacterias
  • Bacterias Gram positivas
  • Bacterias fotosintéticas
Célula procariota
Partes de la célula procariota.

La célula procariota, tiene un tamaño de unos 3-10 μm. Estas células no tienen núcleo, presentan una pared formada por dos membranas y entre ellas, una capa de peptidoglicano (Valls, 2011). Además presentan una serie de elementos particulares:

  • Los mesosomas, invaginaciones de la membrana plasmática para aumentar la superficie de la misma.
  • Los plásmidos, material genético extracromosómico que aporta a las procariotas ventajas en el funcionamiento, aunque no es vital.
  • Los cuerpos de inclusión que tienen una función de reserva.

Escherichia coli

 La bacteria Escherichia coli, conocida como E. coli, es el organismo mejor conocido en la comunidad científica. E. coli es una Proteobacterias, pertenece a la familia enterobacteriaceae.

Esta bacteria es común de aves y mamíferos, esta presente en el intestino humano. Muchos conocimientos fundamentales de la biología moderna (procesos de recombinación genética en bacterias, la transcripción del ARN, la replicación del ADN y regulación genética) son gracias a estudios realizados con esta bacteria (Valls, 2011).

E.coli tiene mala fama por algunos miembros de su familia que son perjudiciales para el ser humano, no obstante hay cientos de tipos que son inofensivas. Las cepas de E. coli que se encuentran en zonas poco habituales del intestino o fuera de él, suelen ser infecciosas. Causan infecciones como la diarrea severa, la cistitis aguda y la infección enterohemorrágica (Valls, 2011). Muchas formas de esta bacteria son modificadas para nuestro propio beneficio, para obtener rápidamente genes y proteínas especificas, es decir, son usadas como microfábricas. Esto es posible gracias a sus características, dado que es fácil de cultivar, no requiere demasiada energía y no necesita sofisticas condiciones para vivir, y sobretodo, es fácilmente modificable y su replicación es bastante rápida. Con E. coli se han producido antibióticos, vacunas y muchas otras terapias (Mundasad, 2011).

Pincha para leer el capítulo 2

REFERENCIAS

Mundasad, S. (2011). “E. coli: ¿bacteria amiga o enemiga?”. BBC. Disponible en: https://www.bbc.com/mundo/noticias/2011/06/110604_ecoli_buena_o_mala_sao [último acceso: 16 Mar. 2019]

Tortora, G.; Funke, B. y Case, C. (2007). Introducción a la microbiología. Panamericana, Madrid.

Valls, L. (2011). “Seres modélicos. Entre la naturaleza y el laboratorio”. CSIC. Disponible en: http://seresmodelicos.csic.es/ [último acceso: 16 Mar. 2019]

 

 

Investigadores de Gojelly proponen desarrollar un biofiltro, a partir de medusas, para la eliminación de microplásticos en los entornos marinos.

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Imagen de Chrysaora hysoscella. Gojelly.

Todos sabemos que la calidad de los océanos se esta viendo afectada drásticamente debido a la contaminación por plásticos, el aumento de las temperaturas, la acidez oceánica y la sobrepesca.

En la siguiente noticia se habla del proyecto Gojelly, que se centra en los problemas de la contaminación por plásticos. Los investigadores de Gojelly proponen utilizar la proliferación de medusa para intentar solucionar este problema. Pretenden crear un biofiltro utilizando la mucosa de las medusas para atrapar los microplásticos.

Enlace de la noticia: http://www.madrimasd.org/notiweb/noticias/limpiar-los-plasticos-agua-filtros-medusas

Enlace a Gojelly: https://gojelly.eu/

Enlace a un articulo relacionado sobre el tema, “Los ecosistemas marinos son atacados por los plásticos”:https://ecotoxsan.blog/2017/03/03/los-ecosistemas-marinos-son-atacados-por-los-plasticos/

Un cachalote en el Manzanares, la campaña contra el cambio climático del Ayuntamiento de Madrid

 

Cachaloteenmadrid
Imagen de la escultura, que recrea una ballena de 15 metros, junto al Puente de Segovia/ Ayuntamiento de Madrid.

El río Manzanares, en Madrid, ha amanecido con un nuevo y peculiar inquilino varado en sus aguas, un cachalote de 15 metros y 1000 kilos rodeado por biólogos intentando ayudarlo.

Pero en realidad es una escultura hiperrealista, y actores haciéndose pasar por biólogos. Se trata de una iniciativa que busca concienciar sobre el cambio climático y la fragilidad de los océanos, desarrollada por la asociación belga Captain Boomer Collective.

Durante este fin de semana permanecerá esta instalación y actuación en el Manzanares. El horario es el siguiente:

  • Viernes: horario ininterrumpido hasta las 18 horas
  • Sábado: de 11 a 13 horas y de 14:30 a 19 horas.
  • Domingo: de 11 a 13 horas y de 13.30 a 18 horas.

Aquí os dejo el enlace la de noticia publicada en el periódico El Mundo:

http://www.elmundo.es/madrid/2018/09/14/5b9b6df022601d341a8b457c.html

Descubierta en Tasmania una nueva colonia de peces con «manos»

Thymichthys politus
Thymichthys politus, una especie de pez recién descubierta. Foto por. Antonia Cooper.

Antonia Cooper y su equipo de investigación se encuentran con una nueva colonia de peces con manos mientras buceaban cerca de un arrecife a kilómetros de la costa sureste de Tasmania.

Esta especie se observó por primera vez cerca de Port Arthur en la península de Tasmania a principios del siglo XIX. Los peces rojos con manos, Thymichthys politus, son peces bénticos que se desplazan por el lecho marino ayudándose de sus extremidades.

Aqui os dejo el enlace de la noticia:

https://www.nationalgeographic.es/video/tv/descubierta-en-tasmania-una-nueva-colonia-de-peces-con-manos

Los diferentes organismos modelo. Capítulo 2: Virus Bacteriófagos

bacteriofago T4. Gónzales, C.
Imagen de un virus bacteriófago T4/ Gónzales, C.

En el capítulo 1 de estar serie,  os comenté la importancia de los organismo modelo en la ciencia. Estos organismos permiten a los científicos obtener una gran información y poder extrapolarla al resto de los organismo. En este capítulo, como su mismo nombre indica os voy a hablar de los virus bacteriófagos.

Para los que no sabéis que son los virus, son agentes infecciosos, con un tamaño entre 10-400nm. Son acelulares, se reproducen utilizando la maquinaria reproductora de una célula hospedadora, por lo que son parásitos obligados. No obstante, poseen información genética propia: dirigen su proceso de replicación y su ácido nucleico codifica para proteínas virales, estructurales o de multiplicación. Hay diferentes formas de clasificarlos:

  • En función al hospedador que parasitan se clasifican en 3 grandes grupos: virus bacterianos o bacteriófagos, virus vegetales y virus animales.
  • Por su forma: helicoidales, icosaédricos y complejos.
  • Según el tipo de ácido nucleico: ADN-virus o ARN-virus.
  • Por la presencia o ausencia de envoltura: envueltos o desnudos.

A pesar de su diversidad, suelen tener algunas características comunes como: una cubierta protectora de proteína o cápside, un genoma de ADN o ARN dentro de la cáspside, y una capa de membrana denominada envoltura, solo presente en algunos virus (Kahn, 2016).

Estructura y forma virus
Imagen 1: Estructura y forma de los virus.

Virus Bacteriófagos:

Los virus bacteriófagos o fagos son aquellos que infectan a las bacterias. Son los mas estudiados. Varían mucho en sus formas y en su material genético. Sus genomas pueden ser de ADN o ARN pudiendo tener desde cuatro genes hasta cientos (Kahn, 2016). Suelen ser virus complejos, pero también hay fagos icosaédricos, y helicoidales.

En las infecciones víricas de los bacteriófagos, existen dos ciclos de vida distintos. Un ciclo de vida lítico o un ciclo de vida lisogénico. 

Ciclo lítico:

Existen diferentes etapas: 

  1. Inicialmente se da una fase de adsorción o fijación donde se unen las proteínas o las fibras de la cola del fago a los receptores específicos de la célula bacteriana. Esta unión es reversible.
  2. Después ocurre la penetración o entrada del virus en la bacteria. En los bacteriófagos ocurre por inyección del ácido nucleico, que pasa desde la cabeza hasta la célula huésped a traves de la cola hueca.
  3. Una vez liberado el ácido nucleico, se inicia su replicación en el citoplasma celular y la síntesis de proteínas virales, utilizando la maquinaria biosintética del hospedador, también en el citoplasma.
  4. Tras esto, tiene lugar una etapa de ensamblaje o maduración, donde las copias de ácido nucleico y de proteínas virales se agrupan formando nuevos virus.
  5. Una vez terminada la multiplicación, los virus salen de la célula provocando la lisis de esta. Durante la fase de liberación, los virus envueltos adquieren su membrana a partir de la membrana de la célula hospedadora, tras insertar en ella proteínas específicas codificadas por el genoma viral.
lítico
Imagen 2: Ciclo lítico en virus bacteriófagos.

Ciclo lisogénico:

No todos los fagos presentan este ciclo, solo pueden usar el ciclo lítico. Pero existen fagos atemperados  que pueden alternar entre ciclo lítico y ciclo lisogénico.

Este ciclo permite a un fago reproducirse, pero sin matar las células de su huésped. Las fases de fijación e inyección del ADN son iguales que en el ciclo lítico. Pero se diferencian en que no se va a copiar ni expresar el ADN,  su ADN se va a incorporar al genoma de la bacteria (pasa a denominarse profago) y  se va a replicar junto con el genoma de la bacteria sin que se produzca la síntesis de los componentes virales ni la liberación de la progenie viral (Kahn, 2016).

Lisogénico
Imagen 3: Ciclo lisogénicos en virus bacteriófagos.

El Fago T4

El bacteriófago mas característico es el Fago T4. Infecta a las bacterias Escherichia coli. Mide unos 200nm, siendo de los fagos mas grandes. Pertenece al grupo T, donde también se incluyen los enterobacteriófagos T2 y T6. Tan solo consta de un ciclo vital lítico, y no lisogénico, que dura unos 30 minutos. Unas de sus características es su alta velocidad de copia del ADN con solo un error por cada 300 copias. Este fago se ha utilizado en estudios sobre la regulación génica, estudios sobre el cáncer y el control de la proliferación celular (Neyoy, 2014).

Estructura del fago T4
Imagen 4: Estructura del Fago T4

REFERENCIAS:

Neyoy, C. (2014). “Organismos modelos en biología”. Apuntes de biología molecular. Disponible en: http://apuntesbiologiamol.blogspot.com.es/2014/03/organismos-modelo-en-biologia.html [Último acceso: 15 Ene. 2018]

Khan, K. (2016). “Virus”. Khan Academy. DIsponible en: https://es.khanacademy.org/science/biology/biology-of-viruses [Último acceso: 3 jun. 2018].