Three theses carried out at the IIM address the ecology of squid, the parasites that cause anisakiasis and ocean acidification

La tesis de Elsa García ha determinado por primera vez la dieta de las paralarvas de calamar común europeo, la de Robert Stryinski identifica y caracteriza el proteoma del nematodo parásito A. simplex y la de Daniel Broullón revela que en la Ría de Vigo la zona interna se está acidificando a una velocidad mayor que la zona externa.

Santiago de Compostela, jueves 27 de octubre de 2022. Este mes de octubre se han defendido tres tesis doctorales realizadas en el Instituto de Investigaciones Marinas (IIM) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), obteniendo en ambos casos la máxima calificación.

Elsa García Mayoral (Barcelona, 1990) defendió en el IIM, en el marco del programa DoMar, la tesis doctoral “Ecology of loliginid squid in a coastal upwelling”, dirigida por Ángel F. González González (grupo Ecología y Recursos Marinos, IIM) y Álvaro Roura Labiaga (Grupo Profand), obteniendo así el título de doctora por la Universidade de Vigo.

El principal objetivo de esta tesis fue mejorar el conocimiento de la ecología de los calamares de la familia Loliginidae, centrando los estudios en la etapa planctónica, la más desconocida y esencial para la evaluación de stocks, desarrollar modelos de crecimiento o estudiar el desarrollo ontogenético.

Como resultados, se han identificado tres especies de paralarvas de loligínidos empleando técnicas moleculares (Loligo vulgaris, Alloteuhis media y Alloteuthis subulata) y mostrando diferencias en su distribución espacial. Una vez se pudo identificar las diferentes especies de paralarvas encontradas en costas gallegas, el siguiente paso fue calcular los patrones de crecimiento de cada especie. Los resultados mostraron que existen diferencias de tamaño con la misma edad entre los diferentes géneros, siendo L. vulgaris más grande que A. media y A. subulata.

La siguiente incógnita resuelta fue la dieta de las paralarvas salvajes de L. vulgaris, el cual resultó ser un depredador generalista con una gran fuente de alimento proveniente de crustáceos como copépodos y krill.

Para finalizar, se vio que la especie L. vulgaris presenta una alta diversidad y homogeneidad genética con un alto flujo de genes a lo largo de la costa oeste de la Península Ibérica, que sugiere la presencia de una única población a efectos de estrategias de gestión pesquera.

“Hay muy pocos estudios que se centren en la fase planctónica de un cefalópodo, quizás debido a su distribución y poca abundancia en el plancton, lo que hace difícil su obtención en los muestreos. Con esta tesis se ha averiguado por primera vez la dieta de las paralarvas del calamar común europeo, Loligo vulgaris, que tiene un alto valor comercial en las pesquerías de cefalópodos, sobre todo en España y Portugal, además de poder disociar las tres especies de paralarvas que encontramos en las costas gallegas y así poder realizar análisis mucho más exactos según la especie para una gestión de pesquerías óptima”, destaca la autora.

Robert Stryinski (Varsovia, 1993) defendió en la Universidad de Varmia y Masuria (UWM), Olsztyn (Polonia) la tesis doctoral “Proteoma del parásito nematodo Anisakis simplex s.s. (Proteome profiling of the parasitic nematode Anisakis simplex s. s.)”, dirigida por Eżbieta Łopieńska-Biernat (UWM) y Mónica Carrera Mouriño (grupo Química de Productos Marinos, IIM), obteniendo así el título de doctor por la UWM.

“Anisakis simplex es un nematodo parásito que causa anisakiasis en humanos. El consumo de pescado que contenga larvas vivas de A. simplex puede representar un riesgo para la salud debido a su capacidad para penetrar en la mucosa gastrointestinal. Asimismo, los alimentos contaminados con alérgenos de parásitos pueden causar reacciones alérgicas graves en humanos potencialmente susceptibles. La creciente popularidad de comer pescado crudo y el rápido aumento de la población de este nematodo, así como la expansión de su área de distribución, están provocando un aumento en el número de casos de anisakiasis. Hasta el momento, la biología de este parásito no parece entenderse completamente. Por lo tanto, resulta útil estudiar a fondo el proteoma de este nematodo, ya que hasta el momento no había sido completamente caracterizado, lo que puede arrojar luz sobre los mecanismos moleculares del crecimiento y desarrollo del parásito, así como las interacciones huésped-parásito”, explica el autor.

El principal objetivo de la tesis fue identificar y caracterizar el proteoma del nematodo parásito A. simplex a nivel global y tisular.  En este sentido, se describieron los proteomas globales de las dos etapas de desarrollo, L3 y L4, del nematodo A. simplex. Se identificó y caracterizó por primera vez el proteoma más completo y preciso de esta especie mediante cromatografía líquida de ultra alto rendimiento acoplada a espectrometría de masas en tándem de alta resolución (LC-MS/MS) y etiquetado de masas de péptidos en tándem isobárico (TMT) para la cuantificación relativa de proteínas. Además, se identificaron proteínas de nematodos en los tejidos responsables del contacto con el huésped, es decir, del intestino y de la cutícula. Mediante el uso de un flujo de trabajo proteómico similar y un análisis complejo de datos proteómicos, se identificaron conjuntos integrales de proteínas características de los tejidos de nematodos estudiados.

Daniel Broullón Durán (Bueu, 1988) defendió en la Universidade de Vigo, en el marco del programa DoMar, la tesis doctoral “Neural networks and the seawater CO2 system. From the global ocean to the Ría de Vigo”, dirigida por Fiz Fernández Pérez e Rosa Reboreda Bouza (grupo Procesos Oceánicos en Cambio Global, IIM).

Por una parte, la tesis trataba de reflejar el estado medio de los océanos en las últimas décadas a través de la generación de climatologías globales de variables que reflejan o contribuyen a analizar el proceso de acidificación oceánica, uno de los impactos generados por las emisiones antropogénicas de CO₂ a la atmósfera. Por otro lado, se planteaba analizara este tipo de variables en la Ría de Vigo, para mostrar “el estado de salud” de la ría y cuál podría ser su porvenir. Para alcanzar estos objetivos pretendía ponerse en valor una herramienta muy potente del campo de la inteligencia artificial y no muy utilizada en estudios de oceanografía: las redes neuronales artificiales.

“Antes de la realización de la tesis existían ya climatologías que mostraban el estado de los océanos. Sin embargo, presentaban ciertas carencias (baja resolución espacial, únicamente algunas representaban la superficie del océano, altos errores en algunas áreas…) que necesitaban ser solventadas. En la parte relativa a la Ría de Vigo, los estudios que evaluaban el proceso de acidificación eran escasos y necesitaban aportarse nuevos y robustos resultados para mostrar el estado actual de la ría e inferir su evolución”, explica el autor.

En cuanto a los resultados alcanzados, a nivel del océano global, se generaron climatologías de variables asociadas al proceso de acidificación oceánica con la ayuda de las redes neuronales. También se mejoraron los errores que presentaban los métodos de generación de climatologías que existían previos a la tesis, y se aumentó la cobertura de las climatologías previas, así como su resolución espacial y temporal. Las climatologías permitieron mostrar el estado de todos los océanos del planeta, asociado al proceso de acidificación oceánica.

En cuanto a la Ría de Vigo, se encontró que la zona interna se está acidificando a una velocidad mayor que la zona externa. Además, se pudo inferir que probablemente en la década de los 70 del presente siglo, los organismos marinos que habitan esas zonas van a estar sometidos a condiciones críticas para su supervivencia debido a los niveles de pH que se alcanzarán y, sobre todo, a la baja concentración que se espera del ion carbonato de calcio, que es de gran importancia para que muchos organismos generen sus estructuras (mejillones, almejas, navajas…).