Por: Tomás Moggia Cárdenas
A mediados del año 2022, una investigación franco-chilena saltó a la portada de Science, una de las principales revistas científicas del mundo. “Polinizadores del mar: los isópodos fertilizan las algas rojas”, rezaba el título de la publicación, que replanteó la forma en que entendemos la reproducción de las algas marinas.
La investigación describió, por primera vez, una interacción de este tipo entre animales y algas, en particular que la presencia de un pequeño crustáceo isópodo (Idotea balthica) cumple un rol importante en la reproducción del alga roja Gracilaria gracilis. Debido a que los gametos machos de las algas rojas no tienen movilidad propia, ni siquiera un flagelo, previamente se había planteado que dependían por completo de las corrientes de la columna de agua para llegar a las hembras.
“Se pensaba que bajo esa lógica, la reproducción de estas algas rojas debía ser extremadamente ineficaz, pero ahora con esta nueva visión de que los animales pueden transportar los gametos, y dado que los animales pueden ir de alga en alga, tenemos que hacer esfuerzos en estudiar interacción animales-algas, porque probablemente es mucho más desarrollada y mucho más importante ecológicamente que lo que sabemos”, sostiene la Dra. Marie-Laure Guillemin, co-autora del estudio, investigadora del Núcleo Milenio MASH y académica de la Universidad Austral de Chile.
Si bien los gametos machos de las algas rojas son estructuras invisibles al ojo humano y que distan del concepto de polinización instaurado en el imaginario colectivo (como el de aquella abeja cubierta de polen amarillo), este hallazgo abre todo un mundo de nuevas preguntas, además de sugerir un posible origen más antiguo de la polinización animal.
Hoy, Marie-Laure Guillemin y sus colegas están desarrollando un nuevo experimento para poder replicar el estudio, esta vez con el pelillo (Gracilaria chilensis). La idea es tener un modelo aplicable a Chile para trabajar sobre estas temáticas vinculadas con la interacción animales-algas. Sin embargo, pese a que el pelillo es, por decirlo en términos simples, una prima de la especie utilizada en la investigación que fue portada en la revista Science, la tarea no es tan sencilla como podría pensarse a priori.
“Ha sido complicado. Es extremadamente frustrante, y muy lento”, confiesa Marie-Laure Guillemin sobre un proceso en el cual han tenido que lidiar con las complejidades propias del manejo de las especies en acuarios, tanto las algas rojas como los animales locales que tienen potencial de cumplir el mismo rol que el crustáceo isópodo del hemisferio norte.
“Tenemos unos isópodos y unos anfípodos que también son muy comunes en las praderas de pelillos. Vamos a tratar de ensayar con varias especies para ver si son capaces de transportar los gametos. Ojalá sean varias, porque como ocurre en las plantas, en realidad no se tiene solo una especie, sino que toda una comunidad de especies animales que están transportando el polen. Es muy probable que estemos frente a la misma situación”, agrega.
Dentro de tu trabajo, ¿qué campos de investigación se abren a partir de ahora?
Mi idea es ver si podemos tener, por ejemplo, al pelillo como candidato de alga roja con transporte de gametos por animales. Tratar, por ejemplo, de entender qué comunidad animal interactúa con estas algas, y cómo funcionan todos estos organismos en conjunto. Se pueden hacer las mismas preguntas ecológicas que con los polinizadores de las plantas terrestres, pero esta vez en el mar, lo que sería fantástico. También me interesan preguntas más evolutivas. Sería súper interesante poder demostrar que en realidad esto es muy común, y que no solo sean el pelillo y su prima del hemisferio norte, sino que casi todas las algas rojas ocupan este mecanismo. Esto nos permitiría plantear la hipótesis de que el transporte de gametos por los animales podría tener su origen en el mar y ser mucho mucho más antiguo que el de las plantas con flores.
Es importante también ver si esta interacción alga-animal es un mutualismo, es decir, ¿estos animales dañan al alga o más bien las limpian y ellos encuentran su comida sobre las algas y se esconden entre ellas? En una interacción mutualista todos los participantes ganan algo, pero en el caso de la relación alga roja – invertebrados marinos no sabemos todavía muy bien “quién está haciendo qué con quién”. Hay muchas preguntas que a mí me interesan sobre esto y varias están vinculadas con el Núcleo Milenio MASH porque tienen que ver con la eficacia de la reproducción en algas.
En paralelo, otra de tus líneas de investigación se vincula con la resistencia del pelillo frente a epífitos, lo cual es de mucha importancia debido a los problemas que tienen los cultivos de esta alga roja en la región de Los Lagos producto de la proliferación de un alga verde.
Estamos mirando a un nivel de respuesta genética muy fina cómo reaccionan las algas cuando están en distintos tipos de ambientes. Al pelillo lo pusimos frente a una epífito, otra alga que crece sobre ella y con quien compite por el acceso a la luz y los nutrientes porque queremos saber más sobre lo que hacen estas algas cuando están enfrentándose a un epífito. Lo hicimos mediante un estudio de transcriptómica, mirando cómo los genes del pelillo cambian su expresión cuando estas están o no con el epífito. Lo entretenido es que tenemos algunas algas que parecen ser sensibles mientras otras algas son más resistentes al ataque de los epífitos. Queremos tratar de entender qué las hace distintas, qué genes se prenden y qué genes se apagan en las resistentes y en las sensibles. Eso es súper interesante porque abre muchas puertas: una cosa que no hemos hecho todavía en los cultivos de gracilaria es tratar de seleccionar cepas de interés que sean resistentes a epífitos. La carga de epífitos es un problema muy importante dentro de los cultivos de pelillo, como ocurre en Maullín últimamente con un alga verde.
¿Y qué alcance podría tener esto en la acuicultura de algas marinas?
Teniendo la base genética de esta resistencia podemos desarrollar nuevas herramientas moleculares para ir, por ejemplo, a un campo de cultivo o una población natural y buscar las algas que tienen las respuestas típicas de las resistentes. Esto nos daría un pie para elegir cepas que son interesantes porque podrían ser algunas que podríamos hacer crecer en prioridad para tener un cultivo más libre de epífitos.
¿Qué tan factible es que en el mediano plazo estos epífitos se vuelvan más abundantes y afecten en mayor medida al pelillo u otras algas?
No sabemos muy bien lo que gatilla las floraciones de epífitos. Puede que sea debido a las temperaturas y a los nutrientes, es decir, a las condiciones exteriores de las zonas donde se ubican los cultivos. En este caso, el cambio global, sumado a la polución orgánica en los ríos, dado que los cultivos de pelillos están justo a la salida de los estuarios, podrían generar condiciones más favorables para las floraciones de epífitos en el futuro, que sean más agudas y seguidas.
En una línea similar, ¿qué alcances podría tener tu investigación sobre la respuesta del huiro a las olas de calor?
También es un estudio de transcriptómica. Hay poblaciones de huiro que son muy distintas genéticamente en el sur, centro y en el norte del país, y claramente una de las ideas es que estas poblaciones están adaptadas a las temperaturas del medio ambiente en el cual están enfrentadas todo el año. Las algas del norte deberían poder sobrevivir y actuar mejor en unas temperaturas más altas, mientras que las del sur obviamente deberían estar mejor adaptadas a la temperatura baja y deberían tener dificultades cuando se enfrentan a altas temperaturas.
Sylvain Faugeron (codirector del Núcleo Milenio MASH) hizo un gran experimento hace unos años, en el cual puso juveniles de huiro de distintas poblaciones a diferentes temperaturas y demostró que a nivel de la sobrevivencia de los juveniles existe una adaptación local, o sea, que la temperatura del medio ambiente en la cual se sacaron los huiros, explica en parte la mejor sobrevivencia a alta temperatura de las algas del norte y a baja temperatura de las del sur. Ahora estamos estudiando su respuesta a nivel de expresión de genes, tratando de entender cómo estos juveniles enfrentaron estas distintas temperaturas. Si logramos demostrar que hay una respuesta muy distinta y cómo funcionan estas respuestas, sería un nuevo aporte sobre adaptación local en el huiro, lo que nos ayudaría a proyectar también qué podría pasar con las poblaciones de huiro ante aumentos de olas de calor, por ejemplo. Esto es central para tratar de proyectar la resiliencia de estas poblaciones: qué tanto pueden soportar y cómo lo hacen.
¿Y cómo se podría vincular eso con las líneas del Núcleo Milenio MASH sobre acuicultura de algas?
Si queremos hacer cultivos en el norte, es muy probable que sea mejor que las cepas sean locales, y no llevar cepas de Magallanes, aunque crezcan muy bien, porque probablemente las cepas del norte van a estar más adaptadas a esta condición local y van a poder generar un mejor cultivo a mediano y largo plazo. Sirve para reflexionar sobre cómo ir a buscar las cepas para poder desarrollar un cultivo más sustentable.
¿Y tus otros estudios sobre el pelillo, te han permitido tener más información sobre recursos genéticos de esta alga roja?
Dentro del proyecto nos hemos interesado también en el impacto de los cambios históricos de las corrientes marinas y la cobertura de hielo, entre otros, sobre las algas chilenas. Por ejemplo, hemos demostrado que el pelillo (Gracilaria chilensis) es originario de Nueva Zelanda. El año pasado publicamos un trabajo donde mostramos que proviene de la zona que está entre las dos islas neozelandesas, cruzó el Pacífico y llegó a Chile a instalarse al final del periodo glacial. Probablemente cruzó enredado en estas algas pardas que flotan, como el huiro flotador o el cochayuyo. Se estima que las corrientes eran mucho más fuertes al final del último periodo glacial, hace como 18,000 años atrás, y estas corrientes fuertes llevaron muchas cosas desde Nueva Zelanda y Australia hacia Chile. El hecho de que el pelillo venga de Nueva Zelanda no es de consecuencia menor porque quiere decir que casi toda la diversidad del pelillo está en Nueva Zelanda, por lo que los recursos genéticos en Chile son muy reducidos. Entonces, en Chile la selección de cepas de interés se puede hacer solo trabajando con este recurso muy reducido genéticamente debido a que llegaron unos pocos colonos, mientras que la diversidad genética en Nueva Zelanda es enorme.
"Tenemos unos isópodos y unos anfípodos que también son muy comunes en las praderas de pelillos. Vamos a tratar de ensayar con varias especies para ver si son capaces de transportar los gametos. Ojalá sean varias, porque como ocurre en las plantas, en realidad no se tiene solo una especie, sino que toda una comunidad de especies animales que están transportando el polen. Es muy probable que estemos frente a la misma situación".
