Las mareas rojas y luminiscentes

MAREA ROJA

Por siglos nadie pudo explicarla satisfactoriamente. Los antiguos griegos la atribuían a la furia de Neptuno. En la Edad media se hablaba de una “purgación” de los lechos marinos. Algunos naturalistas estimaban que era el resultado de influencias lunares. Otros hablaban de silenciosas erupciones volcánicas, y no faltó el químico despistado que tratara de resolver el enigma con base en confusas explicaciones sobre sustancias químicas venenosas producidas bajo el efecto del fuego central en las entrañas del planeta.

La marea roja es un raro fenómeno que da un tinte sanguinolento a las aguas, en las que comienzan a flotar incontables peces muertos, que luego las olas arrojan a la playa. Del mar emanan vapores invisibles que causan escozor en los ojos y la nariz. Al inhalarlos, arde la garganta, la respiración se vuelve difícil, se sufre accesos de tos y, en ocasiones, la piel comienza a irritarse.

También conocida como Hemotalasia (de las palabras de origen griego hemos, hematos, sangre; y thalasos, mar), debido a que las aguas adoptan un tinte rojizo. En México se le conoce como Agua amarga o Agují. Ese mismo nombre se utiliza en Cuba, además de Tingui. En Perú es el Aguaje; Huirihue o Virigüe en Chile; El Turbio, en Venezuela; Purga do mar, en España (Galicia); Eau Rouges, en Francia; l’acqua rossa, en Italia; red tides o red waters, en Inglaterra; Akashisho, en Japón…

Es el resultado de la multiplicación desorbitada de minúsculos habitantes de las aguas. Se trata, principalmente, de microalgas y otros microorganismos del fitoplancton, entre los que podemos mencionar a los dinoflagelados. En 1957 se descubrió que uno de los causantes era el Gymnodium brevis, que mide apenas de dos a tres milésimas de milímetro, pero que es capaz de reproducirse en cantidades prodigiosas, a tal grado que puede llegar a hacer espesa el agua: como si fuera sangre.

Es un dinoflagelado que posee finísimos apéndices, los cuales le sirven como órganos de locomoción. No es un animal ya que contiene elementos clorofílicos como los de las plantas. Tampoco es un vegetal, puesto que tiene una movilidad típica de los miembros del reino animal. Es más bien un organismo de transición entre lo vegetal y lo animal; aunque algunos científicos prefieren considerarlo como un alga microscópica.

Uno de sus pigmentos clorofílicos, la xantofila, ocasiona la peculiar coloración de las aguas. La xantofila es la que en otoño da a las hojas de los árboles, de las altas latitudes, sus característicos colores anaranjados, amarillos y rojizos. En el caso de los dinoflagelados, cuando su concentración en el agua es muy elevada, le imparten un tono pardo, amarillento, rojizo y aún rojo intenso.

Normalmente el número de estos diminutos organismos en un litro de agua marina es muy pequeño; del orden de unas docenas, o si acaso centenares de ejemplares por litro. Hasta mil se considera una concentración baja, que no implica ningún riesgo para los demás organismos. Pero cuando alcanza cifras del orden de 100,000 o más; la situación se torna peligrosa. Al llegar a cuarto de millón por litro, el agua adquiere el color típico de los mares de sangre y comienza la mortandad de peces y otros animales. Mueren de asfixia porque los dinoflagelados, con su intensa actividad biológica, consumen grandes cantidades de oxígeno y empobrecen las aguas. Mueren también envenenados ya que los dinoflagelados producen ciertas toxinas que afectan al sistema nervioso y desquician la actividad de músculos y membranas.

A ese aumento exagerado en la población de estos microorganismos se le conoce como florecimiento, floraciones algales o “bloom”. Ocurre principalmente en la superficie del agua, y su espesor va de pocos centímetros hasta unos 100 metros. Por lo común, el fenómeno abarca extensiones reducidas, de unas cuantas hectáreas, o a lo sumo, de unos kilómetros cuadrados.

Existen otros microorganismos, como las algas unicelulares o coloniales, las diatomeas, protozoos ciliados e incluso algunas larvas de invertebrados que imparten otras tonalidades al agua. Los colores pueden ser: amarillo, anaranjado, azul, café, marrón, pardo, rosa, verde. Esas tonalidades se deben a los distintos pigmentos que poseen esos organismos.

En el caso de aguas dulces son las algas azules o cianofíceas, las verdes o clorofíceas y las flageladas, como las euglenas y también las diatomeas las que producen diferentes coloraciones. Para que estos microorganismos se puedan desarrollar es necesario que no exista mucha corriente. Son entonces los lagos, lagunas y charcas permanentes los hogares de estos microorganismos.

En Argentina la diatomea Asterionella japonica produce una coloración marrón, llamada “yodo”, que es utilizada como bronceador. No todas las floraciones son peligrosas para el ser humano, pero algunas pueden llegar a ser letales.

La marea roja aparece con frecuencia en varias partes del mundo y la mortandad ha llamado la atención en la costa del sureste de la India, suroeste de África, sur de California, Florida, Perú, sureste de Asia, Indonesia, Polinesia y Japón.

HEMOTALASIA EN EL MAR ROJO

El naturalista inglés Charles Darwin tuvo oportunidad de ver en dos ocasiones este fenómeno. La primera en 1835 en Concepción al Norte de Chile, y meses más tarde al Sur de Valparaíso. En su diario de viaje (1839) escribió que el agua “rebullía de pequeños organismos, que se movían en todas direcciones y a menudo estallaban…”. Estos microorganismos fueron identificados como Mesodinium rubrum.

Pero tal vez la primera descripción de una marea roja se encuentre en la Biblia. En Éxodo 7:20 a 7:21 se dice:

“Y todo el agua que estaba en el Nilo se convirtió en sangre. Y los peces que estaban el Nilo murieron, y el Nilo se tornó contaminado, tal que los egipcios no podían beber el agua del Nilo”.

Según algunos autores, el Mar Rojo recibió ese nombre por que las hemotalasias son muy frecuentes en sus aguas.

Es hasta la primera mitad del siglo XX cuando se comienza a estudiar la hemotalasia. Myrtle Elizabeth Johnson y Harry Snook escribieron el primer libro sobre los animales de las costas en 1927 y en él hacen una breve referencia a las mareas rojas, que en esos días se les llamaba “aguas rojas”:

“Cuando aparece una gran cantidad de ciertos dinoflagelados a menudo vemos parches de “agua roja” en el día y exhibiciones luminosas que las acompañan durante la noche. Muchos animales marinos son capaces de producir luz pero estos protozoarios son la causa de la fosforescencia difusa vista frecuentemente en los rompeolas durante el verano y a comienzos de otoño. Esta luminiscencia es con frecuencia espectacular y hermosa cuando se le ve en una noche oscura. Los peces en el agua brillan con una luz azul verde cuando nadan en los alrededores, y la estela de un barco se convierte en un largo rastro de luz tenue. La resaca se ilumina brillantemente y si uno camina sobre la arena mojada, repentinamente aparecen y desaparecen puntos chispeantes de luz a varios pies a la redonda. Sacudiendo un poco de agua en una botella, se pueden producir repentinos destellos brillantes, porque los animales brillan de manera intensa momentáneamente cuando son agitados en vez de emitir una luz continua. Mientras que muchas especies de dinoflagelados son luminosas cuando son estimuladas, los más importantes en esta costa son Gonyaulax polyedra Stein y Prorocentrum micans Ehrenberg. Los dinoflagelados se llaman así porque generalmente están provistos de dos flagelos, o diminutos “látigos”, que usan en su locomoción. Algunas clases de dinoflagelados producen una coloración verde amarillenta en el agua que, como agua roja, por la noche emite luz cuando se le molesta. Las consecuencias de brotes extensos de agua roja son el decaimiento de un inconcebible número de cuerpos microscópicos arrojados sobre la playa, causando olores muy ofensivos y envenenando el agua lo suficiente como para matar a animales como pepinos de mar, cangrejos, e incluso peces, con el resultado que sus cuerpos cubren las playas e incrementa la peste”.

Ahora se sabe que las floraciones se deben a diversos factores, como la temperatura, salinidad, pH, luminosidad, corrientes oceánicas e, incluso, la contaminación debida al ser humano. En la literatura científica se le conoce como Florecimientos Algales Nocivos (FAN).

Aparentemente, esas mismas toxinas arrastradas por el viento causan las bien conocidas reacciones de irritación nasal y farínguea, accesos espasmódicos de tos, erupciones cutáneas y dificultades respiratorias que bien conocen quienes han estado en las proximidades de un área severamente afectada por la marea roja. Las sustancias despedidas por los dinoflagelados también parecen actuar químicamente sobre ciertos metales.

Por lo común el fenómeno abarca extensiones reducidas, de unas cantas hectáreas o a lo sumo de unos kilómetros cuadrados. Estos episodios aislados son los que por lo general se presentan en las costas del Golfo de México, particularmente en las proximidades de la Florida y en la península de Yucatán, Tabasco y Veracruz.

BIOLUMINISCENCIA

Pero existe una particularidad aún más extraordinaria de las hemotalasias: pueden emitir luz.

El enigma de los “Mares de fuego” presentó un misterio para los pescadores y marinos durante siglos. Es un resplandor que se ve en la estela de las embarcaciones cuando navegan por aguas tropicales. Ya desde el tiempo de los griegos se conocían espeluznantes relatos sobre regiones en las que las aguas chisporroteaban y llameaban amenazando con reducir a cenizas la madera del casco de la embarcación.

El supuesto fuego no es producto de la combustión de ningún material sino la luminiscencia debida a la presencia de una gran cantidad de dinoflagelados que emiten luz cuando son molestados.

Estos organismos, que deben su nombre a que se impulsan moviendo una larga y delgada cola en forma de látigo o flagelo, miden sólo unas cinco centésimas de milímetro. Se les puede encontrar en muchos lugares de los mares tropicales. Son organismos unicelulares que se desarrollan en las bahías cerradas y en las estaciones favorables logran proporcionar una coloración al agua misma y producen suficiente luz para dar al agua un aspecto realmente fantasmal, como si se encendiera.

Diversos ufólogos apuntaban a la posible existencia de bases submarinas de ovnis. Morris Karl Jessup, Harold T. Wilkins, Antonio Ribera e incluso Charles Hoy Fort hablaban de misteriosas ruedas luminosas que se habían visto flotando en el mar. Está el caso del buque de guerra británico Vulture, que el 15 de mayo de 1879 cuando navegaba por el golfo Pérsico, cuya tripulación observó unas “enormes ruedas giratorias” que emitían pulsaciones luminosas. El capitán escribió en el libro de bitácora:

“Estas ondas luminosas iban desde la superficie hasta gran profundidad bajo el agua”.

Los marinos vieron por lo menos dos de estas ruedas luminosas, una hacia el Este que giraba en una dirección, y otra hacia el Oeste, que lo hacia en dirección contraria. El Vulture pasó sobre una de estas ruedas. Poco antes del anochecer la tripulación había observado zonas recubiertas con una sustancia flotante descrita como “fresa de aspecto oleoso”.

Fort menciona que en el mes de mayo de 1880 la tripulación del buque de vapor inglés Patna, nuevamente en el golfo Pérsico, vio otra enorme rueda luminosa giratoria, cuyos radios parecían rozar el barco y medían unos 200 a 300 metros.

En 1960, el 8 de enero, otro buque británico, el Corinthio, que había partido de Londres con destino a Wellington, encontró una misteriosa sustancia flotando sobre el mar. Su color era como el de la miel y su consistencia viscosa. Era como una seda que se rompía en trozos al ser tocada por la hélice. La sustancia cubría todo el horizonte alrededor de la embarcación. El suceso ocurrió a unas 880 millas de la isla Pitcairn.

Y no eran exageraciones ni cuentos de marinos. En efecto, los dinoflagelados pertenecen al phylum llamado Pyrrophyta, que significa “planta de fuego” y coloquialmente se les conoce como “linternas vivientes” del mar. Estos microorganismos emiten luz en la oscuridad.

En América hay cinco bahías famosas por sus “fuegos”: tres en Puerto Rico, una en Jamaica y una en las Bahamas. Una de las más espectaculares es la de Bahía Oyster, cerca de Falmouth, en la costa norte de Jamaica; otra está al Sur de Puerto Rico, en Bahía Fosforescente, cercana al puertecillo pesquero de La Parguera. Las dos bahías están habitadas por los dinoflagelados Pyrodinium bahamense, que en español podría traducirse como “fuego giratorio de las Bahamas”. Su concentración es inmensa: unos 185,000 en cada litro de agua.

Los dinoflagelados de esta especie tienen como peculiaridad el que solamente emiten luz de noche. No importa cuánto se agite el agua durante el día, en las horas diurnas no emitirán luz. Pero por la noche basta la más leve excitación para que produzcan sus característicos destellos. Mediante algunos experimentos se comprobó que el Pyrodinium bahamense sólo se “enciende” durante las horas correspondientes a la noche, aunque se le mantenga en la oscuridad total todo el tiempo. Con esto queda demostrado que los dinoflagelados tienen una especie de reloj biológico que les indica cuándo es de día y cuando de noche.

El investigador mexicano Javier Corro escribía hace algunos años:

“La Bahía Fosforescente de Puerto Rico funciona como una trampa natural que retiene a los dinoflagelados y favorece su multiplicación. Es bastante pequeña –mide unos 800 metros en su parte más ancha- y su estrecha boca permite sólo una reducida comunicación con el mar. Esta rodeada de espesos manglares que aportan a las aguas de la bahía una gran masa de nutrientes, formando un verdadero caldo de cultivo en el cual prosperan los microorganismos.

“Además, el clima de la región es relativamente seco. Los vientos cargados de humedad que llegan desde el Noreste son atajados por una alta barrera montañosa antes de llegar a la zona de La Parguera, y en la bahía caen sólo unos 750 milímetros de lluvia al año contra 2,500 en las montañas próximas. Con tan escasa lluvia hay poco aporte de agua dulce a la bahía, lo que hace que las condiciones físicas y químicas del agua se mantengan casi constantes a lo largo de todo el año. Estas condiciones estables hacen que la concentración de dinoflagelados permanezca también casi sin variación.

“Desafortunadamente, las bahías de fuego corren el peligro de convertirse sólo en recuerdo. La de Nassau, en las Bahamas, perdió su brillo cuando su boca fue ensanchada artificialmente para permitir el paso de embarcaciones mayores. Al mejorar la comunicación con el mar, el lugar dejó de ser estanque natural para los dinoflagelados y el fenómeno nunca volvió a ocurrir. De las tres en Puerto Rico, dos ya han sido seriamente afectadas por la contaminación del agua y otros factores negativos que provocaron mortandad masiva de los microorganismos luminiscentes, y ya sólo conservan una parte de su luminosidad. La única que puede considerarse relativamente a salvo es la Bahía Fosforescente. Pero los científicos le dan poca vida. Temen que pronto corra la misma suerte de las demás”.

Existen varias especies con esta propiedad bioluminiscente, pero el género contiene muchas especies bioluminescentes tales como G. Catenata, G. Digitale, G. Hyalina, G. polygramma, G. sphaeroidea, y G. spinifera. Unos pocos dinoflagelados en un frasco con de agua de mar pueden funcionar como una linterna. Esta fosforescencia se llama bioluminiscencia, que es luz producida en un organismo por medio de una reacción química. Los dinoflagelados son las únicas algas conocidas que tienen esta excentricidad especial.

En las costas del Pacífico el culpable es el Gonyaulax polyhedra, un dinoflagelado luminoso, que tiende a agruparse en círculos de algunas centenas de metros de diámetro, y que bien podría explicar algunos avistamientos de OSNIS fosforescentes.

La luz es de un color azul verde, cayendo en el espectro de luz entre las longitudes de onda de 474 y 476. En el Gonyaulax los destellos son rojos de entre 630 y 690.

El mecanismo de emisión de luz comprende dos etapas, una física y la otra química

La primera parte es puramente física. La membrana vacuolar se hiperpolariza manteniendo un voltaje más negativo con respecto a su entorno. Luego ese potencial expulsa los iones de hidrógeno de unas bolsillas externas de la membrana vacuolar, en las que se encuentra una enzima llamada luciferaza. Esta acción reduce el pH. En estas condiciones ácidas, la luciferina se suelta de su proteína y se activa. La luciferaza cataliza la oxidación de la luciferina, dando por resultado una luz y un producto intermedio llamado oxyluciferina. Se debe proporcionar energía en la forma de ATP para regenerar la luciferina.

La bioluminiscencia de los dinoflagelados se produce en la noche. Es un fenómeno cíclico, un reloj biológico perteneciente a los llamados ritmos circadianos. Ese reloj se puede alterar artificialmente. Se puede “entrenar” a los dinoflagelados para que emitan su luz a diferentes horas del día.

Se piensa que ese ritmo circadiano es una adaptación evolutiva que permite a los dinoflagelados anticipar la salida del Sol y migrar en una columna de agua para subir a la superficie tan pronto como la luz esté disponible para comenzar a la fotosíntesis.

Pero los dinoflagelados no siempre brillan. La bioluminiscencia de los dinoflagelados se puede producir por tres causas:

Estimulación mecánica. Fuerzas de corte o cisalladura, tales como las causadas por el movimiento del agua, de la estela de un barco, de un pez nadando o de una ola que se rompe, deforman la membrana de la célula de los dinoflagelados, lo que produce un destello corto de aproximadamente 1/100 un segundo de fotones 10^8.

Estímulo químico. La reducción del pH de su medio externo agregando ácido puede hacer que algunos dinoflagelados brillen intensa y continuamente.

Estímulo de la temperatura. Algunas especies de dinoflagelados, tal como G. polyhedra, pueden brillar intensamente si baja la temperatura.

El brillo lo utilizan como una especie de alarma sobre la posible presencia de predadores potenciales. Al encenderse, los dinoflagelados señalan la posición de su supuesto atacante. Los microorganismos se ponen en movimiento; la luz puede asustar al depredador y los más pequeños, incluso, pueden quedar tostados.

Los dinoflagelados luminosos han dado lugar a varios reportes sobre sus características, el más antiguo que conozco es este reporte aparecido en una revista mexicana de 1836:

“El autor de la relación de un Viaje a Siam y a la Conchinchina (Mr. Finlayson) explica así la causa de este magnífico y singular espectáculo que presentan los mares de la India, durante la noche: ‘En muchos golfos, y singularmente en la rada de la Isla del Príncipe de Gales, los cuerpos que producen esta fosforescencia se encuentran en tanta abundancia, que se puede distinguir fácilmente un navío a la distancia de algunas leguas. La luz que resulta no es menos viva que la de un hacha, y parece saltar del seno de las olas surcadas por el timón, o batidas por los remos. Durante el día hemos notado que las olas eran de un color verduzco, semejante al de la capa vegetal que se ve comúnmente en la superficie de los estanques o ciénagas; y habiendo recogido una gran cantidad de esta agua, nos aseguramos de que el color que la distingue de día, y la claridad fosfórica con que brilla de noche, eran debidos a la presencia de la misma sustancia. Las causas de este fenómeno luminoso, varían en diversos puntos del Océano. Sabemos que el pez de mar cuando está muerto, comunica a la olas una claridad del mismo género, y nos hemos certificado de ello arrojando a la mar un pez que matamos. Se distribuye este hecho al desove, así como a la putrefacción de las materias animales. En la experiencia que hemos practicado, observamos que la claridad de que se trata, provenía del movimiento impreso a un montón inmenso de moléculas viscosas, del grueso de una cabeza de alfiler. Tomada el agua n el hueco de la mano, se les veía moverse con una extrema rapidez, por espacio de uno o dos segundos, y cuando volvían a entrar en su estado de inercia, no daban ya ninguna luz’”[1].

En el 2005 se logró captar esa luminosidad desde el espacio exterior mediante fotografías con satélites artificiales.

La marea roja y la marea fosforescente han generado muchos mitos. Mitos que comenzamos a desentrañar en este nuevo milenio.

REFERENCIAS

Anónimo, La marea roja: efecto natural del ecosistema marino, Información Científica y Tecnológica, Vol. I, No. 5, págs. 5-8, México, septiembre 15 de 1979.

Corro Javier, Fosforescencia de la mar, Información Científica y Tecnológica, Vol. 6, No. 97, pág. 53, México, octubre de 1984.

McElroy D. William & Saliger H. Howard, Biological “luminescence”, Scientific American, Vol. 207, No. 6, págs. 76-89, diciembre de 1962.

Morales Juan José, Mitos y leyendas del mar, Editorial Posada, Colección OMNIA, México, 1984.

Shimizu Y., Dinoflagelate toxins, en Paul J. Schever (editor), Marine Natural products: Chemical and Biological Perspectives, Vol I., págs. 1-42, Academic Press, New York, 1978.

Página en Internet, http://www.mbari.org/staff/conn/botany/dinos/alimon/biolumin.htm

Gymnodium brevis

Gonyaulax polyhedra

Gonyaulax polyhedra

Gonyaulax polyhedra

Gonyaulax polyhedra

Gonyaulax polyhedra de día

Gonyaulax polyhedra de noche

Gonyaulax polyhedra de día

Gonyaulax polyhedra de noche

Marea roja

Marea roja en Corea del Sur

Marea roja en La Joya, California

Marea roja en Hong Kong

“Laguna de sangre” en Valle de Santiago

Dibujos de “círculos de fuego” vistos por los marinos del siglo XIX

Ondularía

Marea fosforescente en playas brasileñas

Marea fosforescente vista desde el espacio


[1] El Mosaico Mexicano, Tomo I, No. 6, México, 15 de diciembre de 1836.

5 Comments

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  1. [...] marina se debe, es cierto, a microorganismos que emiten una luminiscencia al ser molestados (Ver marcianitosverdes: las mareas rojas y luminiscentes) pero nada tienen que ver con los cropcircles y pensar lo contrario sólo puede venir de una cabeza [...]

  2. natachat
    natachat abril 18, 2008 at 9:16 pm .

    me encanto la informacion xq lo q dice es muy important para nosotros felicito a quien lo haya hecho ok…

  3. lola
    lola diciembre 1, 2009 at 1:09 am .

    no creo que la lamina vaya con la informacion la lamina deberia ser de una bahia bioluminiscente roja

  4. NPI
    NPI agosto 23, 2013 at 8:10 am .

    Habiendo tenido la oportunidad de visitar 2 de las bahías bioluminiscentes de mi país durante el 2007 y el 2008 (la de Fajardo y la de Vieques) y sabiendo ya de antemano cuan poco brilla la de la Parguera, puedo decir que hubo cambios drásticos desde que el investigador Javier Corro hizo su investigación, o estaba equivocado, porque la bahía bioluminiscente más brillante es la de Vieques, Puerto Mosquito (con un brillo azuloso y recibiendo un premio Guinness de la Bahía Bioluminiscente más brillante del mundo), luego le sigue la de Fajardo, Laguna Grande (con un brillo verdoso como el de las luciernagas), y finalmente la de la Parguera, Bahía Fosforescente (que para ver su brillo hay que sacar el agua en un cubo y uno lo nota como si calleran unas escarchas sobre el agua)

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