¿Cómo se defienden los líquenes del estrés?

Recientemente el Trabajo de Fin de Grado de Alberto Coello, junto con el de otros miembros de nuestro grupo de investigación, se ha publicado en la revista internacional Microbial Ecology (impacto 3,118, ) titulado “Lichen Rehydration in Heavy Metal-Polluted Environments: Pb Modulates the Oxidative Response of Both Ramalina farinacea Thalli and Its Isolated Microalgae”. A continuación os paso un resumen que ha hecho sobre los hallazgos publicados.

Los líquenes son asociaciones simbióticas entre hongos heterótrofos (micobiontes) y organismos fotosintéticos (fotobiontes). Aunque tradicionalmente han sido organismos poco estudiados, con el paso del tiempo comienzan a descubrirse sus curiosas características, y cada una más sorprendente que la anterior.

Una de las principales características de los líquenes es que son incapaces de controlar su contenido en agua (son poiquilohidros), por lo que están sujetos continuamente a ciclos de desecación y rehidratación. Recientemente, nuestro grupo de investigación observó cómo se producía un aumento de especies reactivas de oxígeno (ROS), las cuales pueden provocar graves daños celulares, durante la rehidratación de los líquenes.

Sin embargo, se ha conseguido profundizar más en el tema, analizando no solo el liquen completo, sino cada una de sus partes. Para ello, se eligió a Ramalina farinacea, el cual es un liquen con el que este grupo de investigación ya está familiarizado, y se estudiaron también sus fotobiontes (ya que posee dos tipo de microalgas del género Trebouxia: TR1 y TR9). Además, también se estudió si la presencia de plomo durante la rehidratación afectaba a estos organismos.

Gracias a este trabajo se ha podido observar que tanto el liquen como sus fotobiontes presentan potentes mecanismos defensivos durante la rehidratación y, posiblemente, reforzados por la presencia de plomo. Además, sorprendentemente, parece ser que el fotobionte dominante en el talo es quien modula la respuesta oxidativa de todo el liquen. Esto último aspecto es, por tanto, extremadamente importante desde el punto de vista ecofisiológico y adaptativo, ya que la proporción de los talos liquénicos puede variar de población a población.

El trabajo fin de grado del alumno de ToxAmb Alberto J. Coello obtiene la calificación de 9,8

En la convocatoria de Julio de este curso 13-14 se ha defendido el primer TFG del Grado de Biología realizado en el seno de nuestro grupo de investigación dirigido por mi en íntima colaboración con el Prof. Leonardo Casano (UAH), del Symbiogenesis Research Team (dirigido por la catedrática Eva Barreno, UV).

Tras una defensa extraordinaria, el tribunal calificó el trabajo con un 9,8, sin duda bien merecido por la dedicación y estudio que Alberto ha dedicado durante el último curso. Son necesarias muchas horas de laboratorio, lectura de bibliografía y escritura de borradores para obtener este resultado ¡Enhorabuena! También es de agradecer toda el apoyo y ayuda que, me consta, ha recibido de sus compañeros de equipo para revisar los últimos borradores y hacer los últimos ensayos.

Alberto ha titulado su trabajo “Efecto de la rehidratación con plomo sobre los fotobiontes de Ramalina farinacea (L.) Ach. y la función del óxido nítrico en el proceso” y ha redactado unos párrafos para explicaros su contenido:

Los líquenes son el resultado de una asociación simbiótica entre un hongo heterótrofo (micobionte) y un compañero fotosintético (fotobionte). Además, una peculiaridad de algunos líquenes es la presencia de dos tipos de fotobiontes dentro del mismo talo, tal y como ocurre en Ramalina farinacea, que posee dos especies del género Trebouxia.

Los líquenes, entre sus muchas características, destacan por carecer de cutículas o capas protectoras, lo que ocasiona que sean las condiciones ambientales las que determinan su contenido en agua, sufriendo repetidos ciclos de desecación y rehidratación. Además, al carecer de cutículas, toda su superficie es capaz de absorber sustancias, por lo que son muy buenos bioindicadores de la contaminación ambiental.

Durante el metabolismo normal de las células se producen gran cantidad de especies reactivas de oxígeno (ROS). Sin embargo, los procesos de estrés abiótico (como la rehidratación) provocan un aumento excesivo de ROS, al igual que puede suceder con algunos contaminantes ambientales (como los metales pesados). Finalmente, el exceso de ROS en las células se traduce en graves daños a varias moléculas, donde destaca la peroxidación lipídica de las membranas.

Una de las defensas de las células frente al exceso de ROS es el óxido nítrico (NO), el cual puede actuar eliminando ciertas ROS. Sin embargo, es muy escaso el conocimiento acerca de la fisiología liquénica, el cual es aún menor cuando se trata de la fisiología de cada simbionte.

En este trabajo se estudió como afectaba el plomo a la fisiología de los fotobiontes de R. farinacea y que papel desempeñaba el óxido nítrico en el proceso, analizando los niveles de daño peroxidativo en los fotobiontes durante la rehidratación.

En base a los resultados obtenidos se pudo ver que los fotobiontes mostraban una respuesta compensatoria homeostática al disminuir el daño peroxidativo, con respecto a las condiciones fisiológicas, cuando eran rehidratados en presencia de plomo, lo que se conoce como hormesis. Además se pudo ver que, aunque la inhibición de la actividad del NO no afectaba a los niveles de peroxidación lipícida, sí es una molécula de que disponían los fotobiontes para hacer frente al plomo durante la rehidratación, aunque no es la única defensa que poseen.

Por todo ello se ha podido ver en este trabajo que el plomo afecta significativamente a la fisiología liquénica, siendo el NO una defensa frente a este contaminante, por lo que su inhibición aumentaría la sensibilidad frente al plomo, pudiendo llegar a afectar en última instancia a las poblaciones liquénicas.

Abierto el plazo de preinscripción para “Magister en Sanidad Ambiental” URJC-UCM

El plazo de preinscripción en el Magister en Sanidad Ambiental URJC-UCM ya se encuentra abierto, desde el pasado día 2 de abril hasta el 20 de octubre de 2014.

El precio de la preinscripción es de 40,00 € que deben abonar todos los alumnos sin excepción alguna, ya que se trata de un concepto ajeno a la matrícula y es por tanto una tasa por apertura de expediente. La documentación aportada por el estudiante deberá entregarse en la Secretaría de Estudiantes del Centro adscrito.

Respecto a la reserva de plaza, en el caso de que haya sido solicitada, el plazo será del 2 de junio al 30 de junio. Cuyo importe será descontado del importe total del precio del Magister.

En concreto el Magister en Sanidad Ambiental cuenta con acuerdos con consultorías medioambientales, laboratorios de aguas, así como con diferentes administraciones que trabajan en temas concretos de aire, agua, suelos o toxicología ambiental. Además, para la realización de prácticas externas se tendrá en cuenta siempre las preferencias de los estudiantes.

Aquellos alumnos de último año o aquéllos a quienes les quede únicamente la realización de prácticas externas, éstas se podrán convalidar por las del propio Magister.

Para cualquier duda, podéis contactar con Yolanda Valcárcel

(yolanda.valcarcel@urjc.es) o Miguel Ángel Casermeiro (caserme@farm.ucm.es).

Más información en: http://www.ucm.es/edafologia/magister-en-sanidad-ambiental

 

 

Las microalgas de los líquenes son muy sensibles a ciertos fármacos

Fruto de una colaboración entre los grupos de investigación en Simbiogénesis (Symbiogenesis Team) y Toxamb – Grupo de Investigación en Salud Ambiental y Ecotoxicología, se publica en el mes de Enero de la revista Environmental Ecotoxicology and Safety el artículo “Preliminary assessment of terrestrial microalgae isolated from lichens as testing species for environmental monitoring: Lichen phycobionts present high sensitivity to environmental micropollutants”. En él se da a conocer el potencial de las algas asociadas a líquenes, o también conocidas como ficobiontes, a la hora de llevar a acabo microbioensayos de toxicidad. Estas algas son de origen terrestre, muy distintas de las altamente estudiadas algas de vida libre, de origen acuático.

Entre otras cosas, las algas de origen terrestre o ficobiontes permiten ampliar el número de taxones disponibles a la hora de llevar a cabo microbioensayos de toxicidad, ya que en la actualidad éste número es muy reducido, y especialmente escasos son los taxones representativos de ecosistemas naturales terrestres. Constituyen un modelo ideal para estudiar los impactos ambientales sobre sistemas mutualistas y sus resultados podrían también dar información sobre otros organismos simbióticos de relevancia fundamental para los ciclos biogeoquímicos como las micorrizas o las rizobacterias.  Además, son organismos que permiten reducir los costes económicos de dichos microbioensayos, debido a características tales como rápido crecimiento in vitro. Por último, destacar que son capaces de proporcionar un enfoque holístico y una alta sensibilidad a la toxicidad, así como completar la información necesaria para hacer una adecuada evaluación de riesgos ecotoxicológicos en el ecosistema terrestre.

Este trabajo constituyó el Prácticum de su primera autora, Noelia Domínguez Morueco, en una novedosa unión entre los campos de la liquenología, la biología celular y la ecotoxicología. Junto con el trabajo de Helena Moreno Traba, se ha solicitado recientemente una patente con el fin de proteger esta invención que tiene prometedoras aplicaciones biotecnológicas y comerciales.

A continuación, os dejamos el resumen de nuestro artículo por si quisierais más información al respecto.

“Los bioensayos constituyen una herramienta para el análisis de la contaminación que proporciona un enfoque holístico y una alta capacidad de detección de toxicidad. Los microbioensayos permiten evaluar la toxicidad de muchas muestras, lo que implica menores costes económicos y permite llevar a cabo una vigilancia continua y un control de la contaminación. Sin embargo, las pruebas realizadas hasta ahora se limitan a la utilización de un pequeño número de taxones. Los líquenes, de gran importancia ecológica, son excelentes bioindicadores de la contaminación. Los estudios demuestran que la parte del liquen compuesta por algas fotosintéticas (ficobionte) es más sensible a los contaminantes que la parte compuesta por hongos heterótrofos (micobionte). Los ficobiontes poseen características tales como la adaptación a anhidrobiosis y rápido crecimiento in vitro, lo que permite adaptarse a los microbioensayos ampliando el número de taxones disponibles. Nuestro objetivo es determinar la sensibilidad de los ficobiontes a distintos microcontaminantes como son los fármacos carbamazepina y diclofenaco, paso previo para el desarrollo de un ensayo microbiológico de toxicidad basado en ficobiontes. La dispersión óptica y la autofluorescencia de la clorofila se utilizaron como criterios de valoración de la toxicidad de dos especies de algas o ficobiontes en suspensión (Trebouxia TR9 y Asterochloris Erici), las cuales mostraron ciclos y patrones específicos de agregación. Las suspensiones de Trebouxia TR9 presentaron un alto grado de agregación celular, mientras que las células de Asterochloris Erici no. Ambos microcontaminantes (carbamazepina y diclofenaco) alteraron las propiedades ópticas de las suspensiones de ambas especies de ficobiontes. No se observó ninguna alteración significativa en la autofluorescencia de la clorofila causada por la carbamazepina. La autofluorescencia de la clorofila de A. Erici mostró que es extremadamente sensible al diclofenaco pero el efecto no es dependiente de la concentración del fármaco o del momento de la exposición. A diferencia de A. Erici, TR9 sólo mostró alteraciones de la autofluorescencia de la clorofila puntuales. Las fluctuaciones en la dispersión óptica pueden indicar cambios en la estructura de la población de las especies, incluyendo la estrategia reproductiva. A. Erici resultó ser la más sensible a los microcontaminantes, se caracteriza mejor y está disponible a partir de colecciones comerciales.”

Domínguez-Morueco et al. (2014) Preliminary assessment of terrestrial microalgae isolated from lichens as testing species for environmental monitoring: Lichen phycobionts present high sensitivity to environmental micropollutants. Environ. Ecotox. Saf. 99: 35-44

Enlace directo al texto del artículo (gratuito desde una biblioteca universitaria)