Investigación sobre anémona Anthopleura hermaphroditica busca explicar cómo actúan dinoflagelados simbiontes en sus células

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El investigador de la UACH, Víctor Cubillos, lleva años adentrándose apasionadamente en el mundo marino, específicamente en las anémonas. Esto lo ha llevado a entender las condiciones de estrés en estuarios, condiciones de reproducción y cómo se comporta a nivel celular los organismos marinos. Su última investigación dentro del proyecto FONDECYT 1190875 se centró en la caracterización de dinoflagelados y contó con la ayuda en la toma de muestras de científicos estadounidenses.

Por Valentina Luza Carrión -Ciencia en Chile. En 2020 el científico Víctor Cubillos ya se encontraba investigando cómo las condiciones ambientales circundantes (salinidad, temperatura, radiación UV-B) influyen en las respuestas celulares, fisiológicas y de comportamiento de las anémonas en estuarios. Esta vez, ha ido un poco más allá, adentrándose en condiciones más específicas de la anémona Anthopleura hermaphroditica.

 El modelo que se está estudiando corresponde a una anémona de estuario que posee una endosimbiosis con dinoflagelados. El científico ya ha comentado que se sabe muy poco sobre estos animales en Chile y que el gran propósito del FONDECYT Regular (1190875) es sentar las bases para futuras inquietudes científicas: “en términos generales la mayoría de los estudios con endosimbiontes están asociados principalmente a corales y algunos moluscos”, comenta.

Los cambios periódicos de las condiciones ambientales circundantes del estuario producto de los cambios de marea hacen que este animal se vea expuesto a niveles de estrés salino en forma constante. Lo anterior permite realizar preguntas como: cuáles con las estrategias celulares que permiten a estos organismos tolerar drásticos cambios de salinidad? Cómo influye en la fisiología? Tendrá la salinidad un efecto en el comportamiento?.

Anthopleura hermaphroditica vive enterrado en el sedimento, únicamente proyectando su corona tentacular provista de dinoflagelados simbiontes, la cual utilizan para generar energía a través de la fotosíntesis. Desde el punto de vista ecológico, esta anémona se distribuye en el estuario del rio Quempillén en densidades que van cambiando en el tiempo, según su distribución submarial o intermarial en el estuario: “Nosotros hemos determinado densidades que fluctúan entre 252 ind m-2 hasta 7600 ind m-2 para periodos de invierno y verano respectivamente para la zona intermareal“.

Adicionalmente, estos organismos utilizan la incubación al interior del adulto y es ahí donde distintos estados de desarrollo pueden coexistir en forma simultánea. Es decir, en palabras de Cubillos, larvas plánulas, organismo con un nivel de desarrollo intermedio y organismos juveniles pueden utilizar la misma cámara de incubación al interior del mismo adulto para completar el desarrollo con la protección que ofrece el adulto ya que el medio externo (estuario) pareciese ser mucho más hostil.

Sobre información de respuesta celular, el científico indicó que esta se encuentra en desarrollo.

Las anémonas son especies con interesantes diversidades

Durante el último tiempo nos hemos centrado en determinar cómo la adaptación local influye en la respuesta celular (daño oxidativo y respuesta antioxidante) de esta anémona comparando poblaciones inter y submareales.

 Así es posible indicar que las poblaciones intermareales son mucho más tolerantes que las anémonas submareales a cambios en salinidad, temperatura y radiación UV-R que se generan en forma periódica en el estuario. Las anémonas que se encuentran a un nivel intermareal resisten mucho más la radiación, los cambios salinos y la temperatura debido a la constante exposición a dichos factores producto de los cambios de marea.

Por el contrario, las anémonas aclimatadas a condiciones submareales, siempre permanecen bajo el nivel del agua lo cual genera un ambiente menos fluctuante en comparación con los organismos intermareales. Así, resulta interesante entender que pueden existir grandes diferencias en los niveles de respuesta entre organismos de una misma población que están separadas únicamente por un par de metros.

En relación a las respuestas de comportamiento bajo reducidos niveles de salinidad ambiental, hemos observado que las anémonas reducen su superficie de exposición al máximo y generan una mucosidad que los protege de estos cambios salinos. Ahora lo que nos queda por hacer es determinar qué es lo que sucede dentro del animal cuando se generan estos cambios. ¿Qué sucede con el oxígeno, y los cambios en los niveles de iones al interior del animal?, expresa.

Alianza con más investigadores: más datos y más saber

Durante el año pasado  establecimos una cooperación con el colega Dr. Todd LaJeunesse del Departamento de Biodiversidad de Pennsylvania State University para participar en una investigación asociada a elucidar el origen y las relaciones de los simbiontes dentro del género Anthopleura a nivel mundial. Actualmente dentro del proyecto estamos trabajando con colegas del centro i-Mar y de la Universidad de Antofagasta para poder cubrir distintas áreas que permite este organismo considerando que es un organismo simbionte, tiene una estrategia reproductiva basada en la incubación interna, carece de protección física externa y es un organismo prácticamente sésil. Quiero enfatizar que estamos abiertos a generar cooperación con otros colegas de otras universidades y nuestra idea es ir formando una red de especialistas para poder abordar distintas preguntas que se vayan generando.

El marco de análisis de datos

Los endosimbiontes dinoflagelados son esenciales para los numerosos invertebrados marinos, específicamente la familia de Symbiodiniaceae comprende variados géneros y especies con diferencias de ecología, diversidad y distribución geográfica. El género mayormente conocido es el Philozoon que fue propuesto por Geddes (1882) en uno de los primeros trabajos que reconocieron a las ‘células amarillas’ como entidades biológicas distintas separadas de sus huéspedes animales y protistas. Utilizando datos filogenéticos de los genes nucleares (ADNr), del cloroplasto (cp23S).

En la investigación realizada en cooperación con Dr. Lajeunesse se realizó una modificación del género Philozoon de Geddes y dos de sus especies, P. medusarum y P. actiniarum, y se describieron seis nuevas especies.  Cada una de las especies de simbiontes muestra una alta fidelidad a determinadas especies de anémonas de mar, corales blandos, corales pétreos.

El Philozoon está estrechamente relacionado con Symbiodinium (antes Clade A), pero, a diferencia de su homólogo encuentra en hábitats marinos templados poco profundos en los hemisferios norte y sur, incluyendo el Mar Mediterráneo, el noreste del Océano Atlántico, el este de Australia, Nueva Zelanda y Chile.

 La existencia de un linaje diverso adaptado a las condiciones que viven en hábitats de alta latitud con amplias fluctuaciones de temperatura llama la atención sobre el alcance ecológico y biogeográfico de la especie, extendiendo lo que se conocía anteriormente.

Puedes revisar el paper completo de la investigación titulada: Revival de Philozoon Geddes para los dinoflagelados especializados en hospedaje de dinoflagelados, ‘zooxanthellae’,  en animales de zonas costeras templadas de los hemisferios norte y sur hemisferios norte y sur aquí.