Heterosigma akashiwo

Heterosigma akashiwo es una especie de alga microscópica de la clase Raphidophyceae . ^{[ 1 ] [ 2 ]} Es un alga marina nadadora que forma episódicamente agregaciones superficiales tóxicas conocidas como floración algal nociva . El nombre de la especie, akashiwo , proviene del japonés y significa " marea roja ". ^{[ 1 ]}

Entre los sinónimos se incluyen Olisthodiscus carterae (Hulburt 1965) y Entomosigma akashiwo (Hada 1967). ^{[ 3 ]} H. akashiwo y H. inlandica han sido reconocidas como dos especies de Heterosigma . Sin embargo, Hara y Chihara (1987) describieron ambos especímenes como una sola especie, describiéndolos válidamente como H. akashiwo . ^{[ 4 ]}

Las células de Heterosigma akashiwo son relativamente pequeñas, con un tamaño que oscila entre 18 y 34  μm de diámetro. ^{[ 5 ]} Presentan un color marrón dorado y aparecen en grupos. Su morfología es muy variable, pero no parece variar significativamente entre ubicaciones. Un cultivo puede contener células individuales planas o redondas. ^{[ 5 ]} Se prefieren las técnicas moleculares para su identificación (incluida la PCR cuantitativa ) a la fijación tradicional al microscopio, que puede lisar las células. ^{[ 5 ]} Además, se encontró que el ensayo de hibridación sándwich (que se dirige al ARN ribosómico (ARNr), y un ensayo de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) de punto final, que se dirige a las secuencias del espaciador transcrito interno (ITS) de los genes del ARNr) identifican a Heterosigma akashiwo en aguas del centro de California, O'Halloran et al. 2006.

Heterosigma akashiwo se ha identificado frente a las costas de Estados Unidos, Canadá, Chile, Países Bajos, Escocia, Irlanda, Suecia, Noruega, Japón, Corea del Sur, Hong Kong, Australia, Nueva Zelanda y Sudáfrica. ^{[ 1 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]} La mayor parte de la literatura sugiere que H. akashiwo está asociado con aguas poco profundas a menos de 10 m de la superficie, pero esta no es una regla universal. ^{[ 7 ]}

Heterosigma akashiwo es un alga mixótrofa que complementa la absorción de nutrientes y la fotosíntesis con la ingestión de bacterias. ^{[ 9 ]} Cada célula puede contener entre 18 y 27 cloroplastos. ^{[ 5 ]} Se ha observado que estas células se deslizan y giran bajo examen microscópico, pero las células no móviles se han asociado con floraciones tóxicas. ^{[ 5 ] [ 7 ]} Las floraciones son claramente visibles desde el aire, apareciendo como un área roja en agua que de otro modo sería azul. ^{[ 7 ]} El crecimiento óptimo ocurre a 25  °C y 100 μE m ⁻² s ₋₁ , condiciones que se asocian con una toxicidad muy baja. ^{[ 10 ]} La toxicidad máxima ocurre (y el crecimiento relativamente lento) ocurre a 20  °C y 200 μE m ⁻² s ₋₁ . ^{[ 10 ]} H. akashiwo se reproduce asexualmente por fisión binaria . ^{[ 4 ]}

Heterosigma akashiwo produce quistes como etapa de reposo. ^{[ 2 ] [ 11 ]} La germinación de estos quistes conduce a floraciones a gran escala, que pueden ser transferidas lateralmente por mareas y corrientes. ^{[ 7 ]} Una revisión de 2007 de estas floraciones en Puget Sound sugirió que la acuicultura de salmón probablemente no era un factor determinante de su incidencia o gravedad. ^{[ 7 ]} La temperatura del agua del fondo debe alcanzar al menos 15  °C para que ocurra la germinación. Las floraciones se asocian con mayor frecuencia a los meses de verano, y algunas áreas pueden ver dos floraciones en un año. ^{[ 7 ]} Se sabe que las floraciones son letales una vez que las concentraciones de células alcanzan de 3 × 10 ⁵ a 7 × 10 ⁵ células/L. ^{[ 7 ]} Los virus pueden actuar como un control natural sobre las poblaciones de floraciones, ya que se ha demostrado que los virus de H. akashiwo (HaV) solo dejan vivas a las algas resistentes. ^{[ 12 ]} De manera similar, ciertas bacterias también pueden reducir las poblaciones de H. akashiwo . ^{[ 13 ]}

Actualmente se desconoce el modo exacto de toxicidad de la floración, pero el daño branquial que conduce a la hipoxia es la causa propuesta de la muerte de los peces. ^{[ 5 ] [ 7 ]} H. akashiwo puede producir brevetoxinas , pero otros sugieren que las concentraciones de estas toxinas son demasiado bajas para explicar un efecto tan grande en las poblaciones de peces. ^{[ 7 ] [ 14 ]} Algunos han argumentado que la producción de especies reactivas de oxígeno como el peróxido de hidrógeno puede ser responsable del daño branquial. Sin embargo, la investigación sugiere que las concentraciones de peróxido de hidrógeno son demasiado bajas para tener efectos significativos en los peces. ^{[ 15 ]} La producción de moco es otro mecanismo propuesto, pero poco respaldado, para la mortalidad de los peces. ^{[ 7 ]} La toxina efectiva posiblemente sea químicamente inestable y, por lo tanto, difícil de detectar. ^{[ 7 ]} El bacalao negro parece no verse afectado por las floraciones de H. akashiwo , mientras que muchos otros peces marinos son diezmados. ^{[ 7 ]}

Las secuencias genéticas están altamente conservadas entre las poblaciones del Pacífico y del Atlántico. Se pueden encontrar secuencias de sonda relevantes para el ARN de la subunidad pequeña . ^{[ 5 ]}

Heterosigma forma mareas doradas masivas que impactan la supervivencia de organismos en todos los niveles tróficos. Se ha demostrado que esta alga mata peces , compromete el desarrollo de huevos de peces y erizos de mar , e impacta copépodos , así como la supervivencia de ostras . ^{[ 16 ]} Es probable que haya otros impactos ecológicos en el plancton , los invertebrados y los peces silvestres, pero se desconocen. ^{[ 7 ]} La floración de H. akashiwo de 1997 en la Columbia Británica , por ejemplo, coincidió con un aumento dramático en la mortalidad del salmón en cautiverio . ^{[ 17 ]} H. akashiwo contribuyó a la pérdida de más de 1000 toneladas de salmón del Atlántico en 2001. ^{[ 6 ]} Una floración en Puget Sound en 2006 provocó la pérdida de 2 millones de dólares en salmón de cultivo. ^{[ 7 ]} En 2014, una floración cerca de Port Hardy, Columbia Británica, mató a casi 280 000 salmones del Atlántico. ^{[ 18 ]} En 2018, una floración cerca de la Columbia Británica mató a cerca de 250 000 salmones del Atlántico en dos granjas de mariscos. ^{[ 19 ]} En marzo de 2022, una floración de H. akashiwo , provocada por la contaminación de aguas residuales, en el estuario del río Swartkops en Port Elizabeth , Sudáfrica, mató a miles de peces y crustáceos, comprometiendo el valor ecosistémico del estuario como un "vivero de peces" que beneficia la diversidad del ecosistema y la industria pesquera. ^{[ 8 ]} Un artículo de 1995 señaló que la distribución global de H. akashiwo está aumentando, al igual que la frecuencia de la formación de HAB de H. akashiwo . ^{[ 20 ]}

• O'Halloran, Chris; Silver, Mary W.; Holman, Theodore R.; Scholin, Christopher A. (marzo de 2006). "Heterosigma akashiwo en aguas del centro de California" . Harmful Algae . 5 (2): 124– 132. Bibcode : 2006HAlga...5..124O . doi : 10.1016/j.hal.2005.06.009 .

• El proyecto sobre el fitoplancton dañino. Archivado el 21/10/2007 en Wayback Machine.
• Investigación sobre heterosigma en la Universidad de Washington
• Investigación sobre heterosigma en la Universidad Western Washington.