Exploración de las distribuciones subcelulares y los mecanismos de absorción de elementos químicos en algas marinas mediante Espectrometría de Masas deIiones Secundarios a Nanoescala (NanoSIMS)

Autores:

Vázquez-Arias, A., Rodríguez-Prieto, C., Yosuke, Y., Fernández, J.A., Motoo, I., Aboal, J.R.

Congreso:

Book of Abstracts of the 8th Congress of the International Society for Applied Phycology (ISAP 2024), 16-21 June 2024, Porto, Portugal. Oral communications, p. 42.

Las algas desempeñan un papel crucial en los ecosistemas costeros y nos proporcionan valiosos servicios y recursos. Por ello, es esencial comprender la interacción entre ellas y los elementos químicos del medio ambiente. Esto es especialmente cierto si se tiene en cuenta que las aguas costeras son especialmente sensibles a la contaminación y que las algas se utilizan a menudo para controlarla. A pesar de su relevancia, los mecanismos subyacentes a esta interacción siguen siendo poco conocidos, incluidas las vías de absorción y el destino de los elementos asimilados.

En este estudio, pretendemos abordar estas lagunas visualizando directamente la localización de los elementos dentro de las células de las algas marinas mediante Espectrometría de Masas de Iones Secundarios a Nanoescala (NanoSIMS), una técnica novedosa que permite obtener imágenes de las distribuciones elementales a nanoescala. Para ello, recogimos talos de Fucus vesiculosus (Ochrophyta) en dos lugares de la costa del noroeste de España, uno no contaminado y otro afectado por la contaminación de Pb.

Posteriormente, los trasplantamos en ambas localizaciones para comprobar la acumulación y descarga a corto plazo. Más tarde, recuperamos los trasplantes y los preparamos para el análisis NanoSIMS mediante criofijación. Obtuvimos imágenes mediante microscopía electrónica y analizamos sus distribuciones elementales con NanoSIMS.

Esta metodología permitió cartografiar con precisión la distribución de elementos como Pb, Na y Ca, permitiendo identificar los compartimentos celulares donde se acumulaban. La distribución subcelular mostró una variación considerable entre los elementos, con algunos localizados casi por completo en el compartimento intracelular y otros unidos a la pared celular y a polisacáridos externos. Los patrones de acumulación en distintos trasplantes permitieron comprender mejor sus respectivos mecanismos de carga.

Otros avances del proyecto

Los ecosistemas marinos y el impacto de la contaminación por metales pesados (MP).

Los ecosistemas marinos, especialmente los de las zonas costeras, son especialmente vulnerables a la contaminación por metales pesados (MP), ya que están sometidos a fuentes de contaminación tanto terrestres como oceánicas. Debido a su toxicidad, persistencia y capacidad de biomagnificación en la cadena alimentaria, los MP suponen una importante amenaza por sus efectos letales y subletales a nivel individual, que pueden tener consecuencias de largo alcance a niveles jerárquicos superiores: poblaciones, comunidades y ecosistemas.

Así pues, los efectos en cascada de la contaminación comprometen la integridad de los ecosistemas y socan su capacidad de resiliencia, especialmente cuando afectan a especies con funciones ecosistémicas críticas, como las especies macroalgas básicas.