Floraciones de algas nocivas en el Mar Argentino

José Carreto y Nora Montoya

Instituto Nacional de Investigación y Desarrollo Pesquero, Mar del Plata, Argentina

Tipos de florecimientos nocivos

1-Florecimientos excepcionales de especies no tóxicas

2-Florecimientos de especies productoras de toxinas2.1.Toxinas causales de mortandad de organismos2.2.Toxinas causales de intoxicaciones humanas

3-Florecimientos excepcionales de especies productoras de toxinas

Noctiluca scintillans, Mar del Plata

Irritación de vías respiratorias poraerosoles conteniendo toxinas. Oloresnauseabundos.

Formación de espumas quese acumulan en playas.

Mortalidad de peces y otros organismos por toxinas

Intoxicaciones humanas por ingestiónde moluscos bivalvos concentradores detoxinas.

Discoloración y mortardad deorganismos por hipoxia.Mortandad por daño físico.

Efectos nocivos de los florecimientos de algas

Acumulación de espuma originada durante un florecimiento de un alga planctónica (Phaeocystis) en la zona costera del Mar del Norte

Especies no toxígenas causales de discoloraciones

DiatomeasAsterionellopsis glacialis (Castracane) F.E. RoundSkeletonema costatum (Greville) CleveChaetoceros spp.Thalassiothrix heteromorpha var. mediterranea (Pavillard) HallegraeffThalassiothrix sp.

DinoflageladosNoctiluca scintillans (Macartney) Kofoid et SwezyGymnodinium sanguineum HirasakaGyrodinium spp.Polykrikos kofoidii ChattonPolykrikos schwartzii BütschliProrocentrum scutellum SchröderScrippsiella trochoidea (Stein) Loeblich IIIProtoperidinium sp.

CianobacteriasTrichodesmium erythraeum Ehrenberg

CiliadosMyrionecta rubra (Lohmann) Jankowski

Especies potencialmente tóxicas

Dinoflagelados Prorocentrum minimum (Pavillard) Schiller Amphidinium operculatum Claparède et Lachmann Pfiesteria spp.

Silicoflagelados Dictyocha spp

Haptofitas Phaeocystis spp.

Cianobacterias Nodularia spumigena Mertens

Pfiesteria piscicida

NH

NH

N

H

OH

HH

NH2

H2N

OH

ONH2

O

NH

+

+

N COOH

H

COOH

CH3

CH3H

HOOC

Toxinas Paralizantes de Moluscos Toxinas Amnésicas de Moluscos

Toxinas Diarreicas de Moluscos

Grupos de toxinas de mayor relevancia en la región

Toxinas de cianobacterias (Microcistinas)

Toxinas Paralizantes de Moluscos

Especies productoras de Toxinas Paralizantes de Moluscos

N

H

NH

N

H

O H

HH

N H 2

H 2N

O H

ONH 2

O

NH

+

+

70 68 66 64 62 60 58 56 54 52

LONGITUD

-56

-54

-52

-50

-48

-46

-44

-42

-40

-38

-36

-34

-32

LA

TIT

UD

Alexandrium tamarense

Gymnodinium catenatum

Alexandrium catenella

Primera detección de un florecimiento de A. tamarense en el Mar Argentino

50mgSTX eq./100g

Phaeocystis pouchetii

Alexandrium tamarense

Prorocentrum micans

Dinoflagelados heterótrofos

Dinoflagelados fotosintetizadores

Diatomeas +dinoflagelados

Diatomeas

1980

Transporte de agua

Transporte de sedimentos

Quistes bentónicos

Resuspensión

A.tamarense

Mejillones tóxicos

Diatomeas

(Carreto et al., 1980, 1986)

Expansión y colonización de nuevas áreas

70 68 66 64 62 60 58 56 54 52

LONGITUD

-56

-54

-52

-50

-48

-46

-44

-42

-40

-38

-36

-34

-32

LA

TIT

UD

1992

1983

1981

1981

1980

1981

1990

1991

70 68 66 64 62 60 58 56 54 52

LONGITUD

-56

-54

-52

-50

-48

-46

-44

-42

-40

-38

-36

-34

-32

LATI

TU

D

Toxicidad A. tamarense (Cél. vegetativas)

0-10 10-100

>100

Células/ ml.

70 68 66 64 62 60 58 56 54 52LONGITUD

-56

-54

-52

-50

-48

-46

-44

-42

-40

-38

-36

-34

-32

LATITU

D

A. tamarense (Quistes)

0-10001000-4000

>4000

Quistes / ml

(Carreto et al., 1980, 1985, 1993, 1998; Orozco y Carreto, 1989; Akselman, 1999; Méndez et al.,1996)

Variaciones estacionales del promedio interanual del nivel de toxicidad

(Carreto et al, 1998)

79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00

0

5000

25000

30000

To

xic

ida

d (µ

g S

TXe

q/1

00 g

)

Tiempo (años)

Variaciones interanuales en los niveles de toxicidad

Plataforma bonaerense

Costa uruguaya

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar0

1000

2000

3000

4000

To

xic

idad

( u

gS

TX

eq

/10

0 g

)

AS

N

Promedios

mensuales

( Carreto et al., 1998; Méndez y Ferrari, 2002)

Plataforma bonaerense

Factores ambientales y regulación del crecimiento de A. tamarense en la región bonaerense

-0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.20

1000

2000

3000

4000

5000

6000

Período 1980-1990

Máx

imo

de

toxi

cid

ad υ

gS

TXeq

/100

g

Anomalía del cociente R/V [(R/Vi)-(R/Vm)]

(Carreto et al., 1993 )

Anomalías en el ciclo anual de las floraciones de A. tamarense en la región bonaerense

(Carreto et al., 2002; Montoya et al., 2003)

URUGUAY

Río de La Platariver

EPEA

ARGENTINA

Mar del Plata

ARGENTINA

URUGUAY

EPEA

Mar del Plata

0

100

200

300

400

500

FJN DOSAJJA MMFJ

Tox

icit

y (

µg S

TX

eq./1

00 g

)

Mouse bioassay

0

20

40

60

80

100

Tox

in c

onte

nt

(nm

ol/

g)

HPLC

Año 2000

Modelo conceptual de la regulación del desarrollo de los florecimientos de A. tamarense en el área bonaerense

Transporte ?

Importancia del transporte en las floraciones costeras de A. tamarense en el Uruguay1- Posición más septentrional de las aguas subantárticas de plataforma

2- Mínima descarga del Río de la Plata

3- Período de cambios en la frecuencia e intensidad de los vientos

(Méndez et al., 1996)

Crecimiento

Transporte

Mar del Plata

Punta del Este

Agosto/Septiembre

Distribución de Gymnodinium catenatum

(Carreto y Akselman, 1996; Akselman et al., 1998; Méndez y Ferrari, 2002; Carreto et al., 2002)

Punta del Diablo

Balech, 1964

19801992

Mar del Plata

1984

<11-10

10-100

> 100

Cél./ ml

Toxicidad

Intoxicaciones

Floraciones de G. catenatum en la costa argentina

Ciclo anual observado en el año 2000

G. catenatum (cél. /ml)

Nitratos (uM)

Salinidad (ups)

Mayo 1981

Marzo 2000

(Carreto y Akselman, 1996)

(Mianzan et al., 2001) Carreto et al., 2002

Marzo 2003

Como en la mayoría de las especies de G. catenatum analizadas, en la población estudiada predominaron las N-sulfocarbamoil toxinas, estando en menores cantidades las gonyaulatoxinas. (Montoya et al, 2004)

A pesar de su proximidad geográfica este perfil de toxinas es muy diferente al señalado para cepas de Uruguay (Negri et al,2001), especialmente por la ausencia de GC1 y GC2.

Importancia del transporte en las floraciones costeras de G. catenatum en Argentina

Crecimiento

Transporte

Mar del Plata

Punta del Este

Abril / Mayo

Febrero / Abril

CrecimientoInoculación

?

Transferencia de toxinas paralizantes de moluscos en la trama trófica

( Montoya et al. , 1996, 1998 )

101 µg STXeq/100g vísceras

2800 µg STXeq/100g contenido estomacal

Transferencia y transformaciones entre toxinas

(Carreto et al., 1996, 2001; Montoya et al., 2003)

0

10

20

30

40

50

60

70

dcGTXsneoSTXSTXGTX2,3GTX4,1C2,1

To

xin

co

mp

osi

tio

n (

mo

le %

)

A. tamarense AM1 A. tamarense MDQ1096 M. edulis, autumn bloom M. edulis, spring bloom

H

OH

OSO 3H

NH 2

H 2N

OH

ON

O

H

O 3S

NH

NH

NH

N

H

OH

HO 3SO

NH 2

H 2N

OH

ON

O

H

O 3S

NH

NH

N

H

OH

HH

NH 2

H 2N

OH

ONH 2

O

NOH

NH

NH

N

H 2

Co

mp

osi

ció

n p

orc

entu

al(M

ole

s %

)

0

20

40

60

80

100

STXdSTXnSTXdGTX3dGTX2GTX3 GTX4GTX2GTX1C2C1

Toxinas

A. tamarense M .edulis Z. dufresnei

gonyautoxin 2

NH

NH

N

H

OH

HH

NH 2

H 2N

OH

ONH2

O

NH

NH

NH

N

H

OH

OSO 3H

NH 2

H 2N

OH

ONH2

O

NH

NH

NH

N

H

OH

HO 3SO

NH 2

H 2N

OH

ONH2

O

NH

NH

NH

NH

N

H

OH

OSO 3H

NH 2

H 2N

OH

ONH2

O

NOH

NH

NH

N

H

OH

HO 3SO

NH 2

H 2N

OH

ONH 2

O

NOH

NH

NH

N

H

OH

OSO 3H

NH 2

H 2N

OH

ONH2

O

NH

NH

NH

N

H

OH

HO 3SO

N

H 2N

OH

ONH2

O

NH

+

+

STXsaxitoxin

+

+

-

+

+

-

GTX3 gonyautoxin 3

+

+

-

-

+

+

-

-

C1N-sulfocarbamoyl toxin 1

+

++ +

-

+

-

GTX1gonyautoxin 1neoSTX

neosaxitoxinGTX4gonyautoxin 4

+

N-sulfotransferasa N-sulfotransferasa

oxidase

-

GTX2 gonyautoxin 2

C2 N-sulfocarbamoyl toxin 2

epimerización

+

+

-

+

+

-

epimerización

hidrólisis hidrólisis

reducción

epimerización

epimerization

reducción reducción

Probables Mecanismos de transformacion delas toxinas BIOSINTESIS DEGRADACION

gonyautoxin 3 GTX3 GTX2

Distribución de especies potencialmente productoras de Toxina Amnésica

Mar del Plata

Punta del Este

P. australisP. pungensP. pseudodelicatissima

P. multiseriesP.turgidulaP. fraudulenta

(Hasle, 1965; Ferrario y Galván, 1989; Negri e Inza, 1998; Negri et al., 2002)

N COOH

H

COOH

CH3

CH3H

HOOC

Especies de Pseudo-nitzschia

Detección y transferencia de ácido domoico en la trama trófica

-2 0 2 4 6 8 10 12 14 16-10

0

10

20

30

40

50

60

-2 0 2 4 6 8 10 12 14 16

0

10

20

30

40

50

60

-2 0 2 4 6 8 10 12 14 16

0

10

20

30

40

50

60

P. australis Anchoíta Mejillón

76.6 ug/g

7.3 ug/g

(Cont. Estomacal )(Muestra de red) ( Entero )

Contenido estomacal de anchoíta

(Montoya et al., 2001; Negri et al., 2002)

N COOH

H

COOH

CH3

CH3H

HOOC

Toxinas Diarreicas de Moluscos

Especies potencialmente productoras de Toxinas Diarreicas de Moluscos

Dinophysis acuminata Claparède et LachmannDinophysis fortii PavillardDinophysis rotundata Claparède et LachmannDinophysis mitra (Schütt) AbéDinophysis caudata Saville KentDinophysis tripos GourretDinophysis acuta EhrenbergDinophysis hastata Stein

( D )

( F )

(Méndez y Ferrari, 2002)

Planctonicas

Episodios nocivosDinophysis acuminata Claparède et Lachmann y Dinophysis caudata SavilleKent Uruguay, verano 1992, 1994 y 1995, bivalvos Mesodesma mactroides

, Donax

hanleyanus , Mytilus edulis

Recientemente se detectó el primer episodio de Intoxicación Diarreica de Moluscos por consumo de cholgas colectadas en Golfo Nuevo y Golfo San José (Gayoso y Ciocco, 2001). En este incidente se detectaron alrededor de cuarenta individuos con sintomatología típica de esta intoxicación. El organismo causal identificado como el dinoflagelado Prorocentrum lima, fue observado tanto en el plancton como en forma epífita sobre macroalgas así como en el contenido estomacal de la cholga Aulacomya atra (Gayoso y Ciocco, 2001, Ciocco y Gayoso, 2002). Los análisis realizados por HPLC/MS/MS, confirmaron la presencia de la toxina dinophysis-3 (DTX-3) (Gayoso et al, 2002).

Floraciones de cianobacterias tóxicas

(Méndez y Ferrari, 2002)