BUSCADOR RECOLECTA

The use of non-invasive methodology, which does not cause damage or alterations on benthic communities, is particularly necessary in vulnerable ecosystem studies and Marine Protected Areas (MPA) monitoring. The European directives on protection and the OSPAR Commission described the habitats structured by sessile species of great size, such as corals or sponges, as particularly vulnerable habitats requiring special protection. The knowledge of population structures as indicators of their state of health is a requirement to improve the management programs. The presence of gorgonian forests and deep-sea sponge aggregations in the Le Danois Bank was the cause of it declaration by the Ministry of the Environment as "El Cachucho” MPA, being included in the Natura 2000 network. Currently being performed follow-up surveys to know their conservation status. This study presents methodology and first results obtained in the analysis of the video transects acquired in ‘El Cachucho’ MPA, during the ESMAREC survey using the ROTV Politolana underwater towed vehicle. Video was recorded to pilot the ROTV, so characteristics of video camera were not specifically designed for monitoring the habitats. But recent developments in specific software of photogrammetric image analysis have allowed extracting valuable information of these video transects. The outputs of the photogrammetric approach include products such as geo-referenced orthomosaic, Digital Surface Model (DSM) and point cloud (XYZ). These data show the possibility to evaluate the size and morphology (including 3D analysis) of the vulnerable species in the area, as the gorgonians Paramuricea placomus and Callogorgia verticillata and the sponges Asconema setubalense and Geodia megastrella. The non-invasive growth rate studies need a set of measurement, fan height, fan width, and others. This methodology will make easier future studies about age and rate of growth of these species and population structure in the zone.

Maitotoxins (MTXs) are among the most potent toxins known. These toxins are produced by epi-benthic dinoflagellates of the genera Gambierdiscus and Fukuyoa and may play a role in causing the symptoms associated with Ciguatera Fish Poisoning. A recent survey revealed that, of the species tested, the newly described species from the Canary Islands, G. excentricus, is one of the most maitotoxic. The goal of the present study was to characterize MTX-related compounds produced by this species. Initially, lysates of cells from two Canary Island G. excentricus strains VGO791 and VGO792 were partially purified by (i) liquid-liquid partitioning between dichloromethane and aqueous methanol followed by (ii) size-exclusion chromatography. Fractions from chromatographic separation were screened for MTX toxicity using both the neuroblastoma neuro-2a (N2a) cytotoxicity and Ca2+ flux functional assays. Fractions containing MTX activity were analyzed using liquid chromatography coupled to high-resolution mass spectrometry (LC-HRMS) to pinpoint potential MTX analogs. Subsequent non-targeted HRMS analysis permitted the identification of a novel MTX analog, maitotoxin-4 (MTX4, accurate mono-isotopic mass of 3292.4860 Da, as free acid form) in the most toxic fractions. HRMS/MS spectra of MTX4 as well as of MTX are presented. In addition, crude methanolic extracts of five other strains of G. excentricus and 37 other strains representing one Fukuyoa species and ten species, one ribotype and one undetermined strain/species of Gambierdiscus were screened for the presence of MTXs using low resolution tandem mass spectrometry (LRMS/MS). This targeted analysis indicated the original maitotoxin (MTX) was only present in one strain (G. australes S080911_1). Putative maitotoxin-2 (p-MTX2) and maitotoxin-3 (p-MTX3) were identified in several other species, but confirmation was not possible because of the lack of reference material. Maitotoxin-4 was detected in all seven strains of G. excentricus examined, independently of their origin (Brazil, Canary Islands and Caribbean), and not detected in any other species. MTX4 may therefore serve as a biomarker for the highly toxic G. excentricus in the Atlantic area.

Presentación oral en el congreso internacional: 14th INTERNATIONAL CORAL REEF SYMPOSIUM, celebrado en Bremen (Alemania) del 19-23 de julio de 2021 (ICRS2021), DETECCIÓN INNOVADORA DE PROLIFERACIONES ALGALES TÓXICAS: UNA NECESIDAD FRENTE AL CALENTAMIENTO GLOBAL, DIANAS

Dinophysis acuminata is the major cause of lengthy harvesting bans in shellfish growing areas in European Atlantic waters. In North Western Iberian shelf waters, the growing season of D. acuminata lasts throughout the upwelling season (ca. from March to September). Once environmental conditions trigger initial population growth, abundance fluctuations are coupled to the event-scale dynamics of coastal upwelling-relaxation/downwelling cycles. The “ASIMUTH-Rias” cruise (17–21 June 2013) in the Galician Rias (Pontevedra and Vigo) and adjacent shelf, during a DSP outbreak, aimed to explore small-scale physical processes associated with late spring blooms (> 103 cells L-1) of D. acuminata. The cruise coincided with the initiation of an upwelling pulse following relaxation and deepening of a previously formed thin layer of centric colony-forming diatoms. In this work, a niche (sensu Hutchinson) approach based on an Outlying Mean Index (OMI) analysis was used to describe the realized niche of D. acuminata during transient conditions. The OMI analysis was applied to fine-scale measurements of physical properties, HPLC-derived pigment composition, and phytoplankton functional groups in cross-shelf transects and in a 36-h study at a fixed station. Although having a wide niche breath, the realized niche of D. acuminata (cell maximum 5 ×103 cells L-1 between 3 and 5 m) was characterized by outflowing warmer (15-16 °C) waters with high turbulence (? < 10-6 m2 s-3), high light intensity, and low nitrate concentrations. These results show that during a transient upwelling-initiation scenario, mid-shelf waters provided a more suitable habitat for D. acuminata and the accompanying dinoflagellate populations than waters inside the rías

Maitotoxins (MTXs) are among the most potent toxins known. These toxins are produced by epi-benthic dinoflagellates of the genera Gambierdiscus and Fukuyoa and may play a role in causing the symptoms associated with Ciguatera Fish Poisoning. A recent survey revealed that, of the species tested, the newly described species from the Canary Islands, G. excentricus, is one of the most maitotoxic. The goal of the present study was to characterize MTX-related compounds produced by this species. Initially, lysates of cells from two Canary Island G. excentricus strains VGO791 and VGO792 were partially purified by (i) liquid-liquid partitioning between dichloromethane and aqueous methanol followed by (ii) size-exclusion chromatography. Fractions from chromatographic separation were screened for MTX toxicity using both the neuroblastoma neuro-2a (N2a) cytotoxicity and Ca2+ flux functional assays. Fractions containing MTX activity were analyzed using liquid chromatography coupled to high-resolution mass spectrometry (LC-HRMS) to pinpoint potential MTX analogs. Subsequent non-targeted HRMS analysis permitted the identification of a novel MTX analog, maitotoxin-4 (MTX4, accurate mono-isotopic mass of 3292.4860 Da, as free acid form) in the most toxic fractions. HRMS/MS spectra of MTX4 as well as of MTX are presented. In addition, crude methanolic extracts of five other strains of G. excentricus and 37 other strains representing one Fukuyoa species and ten species, one ribotype and one undetermined strain/species of Gambierdiscus were screened for the presence of MTXs using low resolution tandem mass spectrometry (LRMS/MS). This targeted analysis indicated the original maitotoxin (MTX) was only present in one strain (G. australes S080911_1). Putative maitotoxin-2 (p-MTX2) and maitotoxin-3 (p-MTX3) were identified in several other species, but confirmation was not possible because of the lack of reference material. Maitotoxin-4 was detected in all seven strains of G. excentricus examined, independently of their origin (Brazil, Canary Islands and Caribbean), and not detected in any other species. MTX4 may therefore serve as a biomarker for the highly toxic G. excentricus in the Atlantic area.

Presentación oral en el congreso internacional: 14th INTERNATIONAL CORAL REEF SYMPOSIUM, celebrado en Bremen (Alemania) del 19-23 de julio de 2021 (ICRS2021), DETECCIÓN INNOVADORA DE PROLIFERACIONES ALGALES TÓXICAS: UNA NECESIDAD FRENTE AL CALENTAMIENTO GLOBAL, DIANAS

El Mar del Norte alberga importantes bancos de pesca. Es un ecosistema diverso en el que se producen complejas interacciones en la cadena trófica que han sido objeto de estudio por un grupo de científicos de distintos países entre los que se encuentra Marcos Llope, del Instituto Español de Oceanografía. Con él hablamos en nuestro viaje de hoy.

En los últimos años, han sido muchos los estudios que han pretendido abordar el conocimiento de los diferentes mecanismos e interacciones que determinan el comportamiento y la presencia de las diferentes especies en los ecosistemas marinos. En este sentido, la modelización ecosistémica ha demostrado ser fundamental a la hora de explicar el efecto de la pesca, no únicamente sobre sus especies objetivo, sino también en el conjunto de las especies que conforman dicho ecosistema sometido a explotación. Desde su concepción, esta tesis tuvo como objetivo la actualización de los estudios existentes relacionados con las redes tróficas que caracterizan la zona de estudio, la costa este del Mediterráneo español (denominada como GSA6 por la Comisión General de Pesquerías del Mediterráneo, CGPM). Además de la actualización y ampliación del conocimiento de la ecología trófica del área de estudio, se ha construido un modelo de redes tróficas mediante el empleo del software Ecopath para la zona del Golfo de Alicante (GoA), un ecosistema marino incluido dentro de la zona de estudio. Así pues, a lo largo de la tesis se ha podido articular y comprobar una hipótesis que siempre visitaba nuestro pensamiento: que existen ciertas características en el ecosistema marino del GoA que lo diferencian de sus ecosistemas vecinos, debido en gran medida a sus singularidades tanto oceanográficas como biológicas y ecológicas. Con esta motivación, se estudiaron los hábitos alimenticios de 61 especies de peces existentes en la zona de estudio pertenecientes a diferentes niveles tróficos. La mayoría de las muestras fueron analizadas durante las prospecciones anuales llevadas a cabo durante las campañas oceanográficas de arrastre de fondo denominadas MEDITS en la zona de estudio. El estudio comprendió el periodo 2011-2018, durante el cual se analizaron un total de 16588 contenidos estomacales. En el captítulo II, el primer paso consistió en determinar la idoneidad del tamaño mínimo muestral necesario para describir la dieta de cada una de las especies. Este proceso se hizo mediante el uso de curvas de acumulación de presas. Así pues, se aplicó la metodología de curvas de presas acumuladas para determinar si el número de estómagos analizados era suficiente para representar el espectro trófico de cada uno de los depredadores estudiados. Es más, para dar una mayor consistencia y robustez a este método, se aplicó una aproximación matemática mediante el uso de la función de Clench. Es importante resaltar que éste es el primer estudio en el que se aplica dicha aproximación matemática en especies marinas en el Mediterráneo. En el capítulo III, una vez descritas las dietas de cada una de las especies analizadas, se identificaron los principales grupos de especies que explotan recursos tróficos similares. Seguidamente, el estudio se centró en cómo los factores ambientales tales como el tipo de hábitat, la latitud y la profundidad, afectaron a la estructura y organización de estos grupos tróficos. Para ello se utilizaron cuatro indicadores principales; el índice de diversidad de Shannon, la biomasa, el nivel trófico promedio y la composición específica de la comunidad de peces. Los principales hallazgos destacaron cómo los factores ambientales estudiados condicionaron la estructura de la composición específica de la comunidad íctica. Con respecto a las tres variables investigadas, la profundidad pareció afectar particularmente a la diversidad y la composición de la comunidad de peces. En el caso del gradiente latitudinal, éste sólo pareció afectar a la composición de la comunidad de peces, mostrando consistencia a lo largo de un eje latitudinal norte-sur. Además, se encontró que el tipo de hábitat es significativo en la estructura de la comunidad de peces, mientras que el nivel trófico promedio fue el único indicador que no se vio afectado significativamente por las variables ambientales investigadas. Por otro lado, en el capítulo IV, investigamos el caso particular de siete especies pertenecientes al orden de los Gadiformes con el propósito de explorar aspectos importantes de la ecología trófica tales como los cambios ontogenéticos en su dieta, las interacciones tróficas (tanto inter- como intra-específicas), así como sus estrategias de alimentación. Las especies estudiadas fueron: marujito (Gadiculus argenteus), barbada (Gaidropsarus biscayensis), maruca azul (Molva macrophthalma), merluza europea (Merluccius merluccius), bacaladilla (Micromesistius poutassou), brótola de fango (Phycis blennoides) y la faneca (Trisopterus minutus). Los resultados mostraron que las siete especies estudiadas experimentaron cambios en su estrategia trófica ligados al desarrollo ontogenético. En consecuencia, se observó un aumento en el nivel trófico de la especie con el crecimiento, exceptuando el caso de Gaidropsarus biscayensis y Trisopterus minutus. Del mismo modo, se comprobó cómo las especies son capaces de ocupar diferentes nichos tróficos, desarrollando desde estrategias oportunistas hasta los comportamientos piscívoros más altamente especializados. De esta forma se pudieron distinguir cuatro estrategias de alimentación dentro de las especies coexistentes así como entre las diferentes clases de talla seleccionadas a lo largo del área de estudio. Igualmente resultó interesante el estudio del grado de solapamiento de las diferentes estrategias tróficas, arrojando luz sobre los patrones ecológicos existentes dentro de la comunidad de peces. Finalmente, en el capítulo V se desarrolló un modelo trófico para caracterizar el ecosistema del Golfo de Alicante e investigar sus singularidades con respecto a sus ecosistemas vecinos. Es decir, el modelo ecosistémico localizado en el Golfo de Cádiz (GoC), al suroeste de GoA y el modelo del Mediterráneo Noroccidental (NWM), ubicado al norte de GoA. Este modelo de balance de masas se ha implementado siguiendo el enfoque incorporado en el software Ecopath, uno de los modelos más utilizados a la hora de representar las redes tróficas marinas, abordando cuestiones relevantes para la gestión pesquera. El área de estudio modelada para el año 2011 abarcó una superficie total de 7085 km2, incluyendo la plataforma continental y el talud superior, cubriendo profundidades a partir de los 50 m hasta los 800 m. Para construir el modelo, se seleccionaron un total de 45 grupos funcionales que incluyeron todos los componentes de la red trófica (peces, mamíferos marinos, aves marinas, invertebrados, productores primarios y grupos de detrito). La aproximación realizada en el Golfo de Alicante reveló la peculiar organización de este ecosistema. Esto contrasta con los resultados obtenidos en los ecosistemas vecinos comparados, poniendo de manifiesto que las principales diferencias encontradas están relacionadas con la baja producción primaria existente en el GoA. A pesar de los altos valores tanto de eficiencias ecotróficas como de tasas de mortalidad, los resultados del Golfo de Alicante evidenciaron una menor presión pesquera, lo cual apunta a un nivel de sobreexplotación moderado en el Golfo de Alicante. Por tanto, estos resultados sugieren que GoA es un ecosistema estable y maduro, donde la eficiencia se logra principalmente a partir de un uso eficiente de los detritos. Por tanto, podría decirse que el GoA se caracteriza por tratarse de un sistema maduro pero pobre en nutrientes, lo que sugiere la existencia de un delicado equilibrio entre el aporte de nutrientes y la explotación del detrito. Por consiguiente, el Golfo de Alicante presenta un mayor nivel de complejidad de los flujos internos, lo cual se correlaciona con una situación de estabilidad y madurez. Esto indica que el sistema se parece más a una red, en contraste con la mayor linealidad detectada en la red trófica de los ecosistemas vecinos del NWM y GoC. De ahí la evidencia, según Odum, que el GoA se encuentre en una etapa de desarrollo superior, donde se mantiene eficiente y estable dentro de sus pobres condiciones, pero al mismo tiempo delicado y vulnerable, ya que depende del uso eficiente y circular de su biomasa.