Análisis de los efectos de largos periodos de oscuridad en la producción de aldehídos poliinsaturados (PUAs) en diatomeas costeras y su relevancia en los ambientes costeros

Abstract

Las diatomeas son organismos eucariotas fitoplanctónicos responsables de un 20% de la producción primaria total en la Tierra. Estos organismos protagonizan eventos de floraciones estacionales en nuestras latitudes. Cuando estos eventos finalizan, sedimentan en la columna de agua hacia el lecho marino en zonas costeras, permaneciendo en un entorno de oscuridad. Se ha visto que, las diatomeas en oscuridad generan formas de resistencia que son viables para su refloración en la estación siguiente. En el desarrollo de las floraciones, estos organismos producen aldehídos poliinsaturados (PUAs), moléculas bioactivas a las que se les han atribuido importantes funciones ecológicas. En el presente estudio, se ha analizado el efecto que tiene la oscuridad sobre la producción de PUAs en dos especies de diatomeas costeras, Cyclotella cryptica y Skeletonema pseudocostatum. Para ello, se recrearon condiciones experimentales de oscuridad para, posteriormente, realizar la extracción, identificación y cuantificación de los aldehídos (pPUAs). Como principal resultado, se obtuvo que, tras 75 días en oscuridad, las dos especies estudiadas fueron viables para su refloración sin verse mermadas sus características fotosintéticas. En cuanto a la producción de pPUAs, se pudo comprobar como la oscuridad tuvo un papel estimulador en la producción de estos compuestos en las dos especies, obteniéndose una concentración de aldehídos en fase exponencial en los cultivos no expuestos a oscuridad de C. cryptica y S. pseudocostatum de 0.112±0.123 fmol cel-1 y 0.012±0.006 fmol cel-1, respectivamente, que se incrementó a 0.573±0.376 fmol cel-1 y 0.083±0.054 fmol cel-1, respectivamente, tras los 75 días en oscuridad. Estos resultados ponen de manifiesto la importancia que estos compuestos tienen en los ambientes costeros, pudiendo llegar a alterar la cadena trófica de estos ecosistemas. Se discuten las potenciales consecuencias ecológicas de estos resultados.

Diatoms are eukaryotic phytoplanktonic organisms responsible for 20% of total primary production on Earth. These organisms produce seasonal blooms events in our latitudes. When these events end, they settle in the water column towards the seabed in coastal areas, remaining in a dark environment. It has been shown that diatoms in darkness generate resting stages that are viable for blooming in the next season. In the development of blooms, these organisms produce polyunsaturated aldehydes (PUAs), bioactive molecules to which important ecological functions have been attributed. In the present study, the effect of darkness on PUA production in two coastal diatom species, Cyclotella cryptica and Skeletonema pseudocostatum, was analysed. For this purpose, experimental conditions of darkness were recreated to subsequently extract and identify aldehydes, quantified as particulate or potential polyunsaturated aldehydes (pPUAs). It was found that, after 75 days in darkness, the two species studied are viable for reflowering without reducing their photosynthetic characteristics. As for the production of pPUAs, it was found that darkness had a stimulatory role in the production of these compounds in the two species, obtaining a concentration of aldehydes in the exponential phase in the cultures not exposed to darkness of C. cryptica and S. pseudocostatum of 0.112±0.123 fmol cell-1 and 0.012±0.006 fmol cell-1 , respectively, which increased to 0.573±0.376 fmol cell-1 and 0.083±0.054 fmol cell-1 , respectively, after 75 days in darkness. These results highlight the importance of these compounds in coastal environments, which may alter the food web of these ecosystems. The potential ecological consequences of these results are discussed.