Investigadores de la UN rastrearon esponjas colonizando corales vivos para estudiar su comportamiento.

Fotos cortesía Sven Zea

 

A pesar de ser nocivas, las esponjas excavadoras hacen parte del dominio natural del arrecife de coral.

 

Esponjas asesinas

Al estudiar los mecanismos que utilizan las esponjas marinas para excavar e invadir el esqueleto de los corales, investigadores de la UN identificaron la sustancia tóxica con la que al parecer les dan la estocada final. El compuesto había sido descrito erróneamente por científicos japoneses.

Nelly Mendivelso,
Unimedios

Resueltas a colonizar un nuevo territorio, las esponjas excavadoras, animales que más bien parecen plantas fijas en el fondo marino, han desarrollado una forma particular de exterminar a los corales, lo que a lo largo de los años ocasiona serios problemas en el medio ambiente.

Para imponer su dominio natural en el arrecife, las majestuosas esponjas excavadoras, que pueden ser de color anaranjado o café oscuro, hacen galerías y túneles en el esqueleto del coral, muchas veces ayudadas por peces coralívoros que han mordido a la especie depredada y le han abierto orificios que facilitan el ingreso de la larva del colonizador.
Fija la esponja en el armazón del coral, que en realidad es una delgada capa de tejido vivo que recubre una masa de piedra caliza secretada por él mismo, empieza a perforar el esqueleto hacia adentro y hacia los lados centímetro a centímetro. La más agresiva y rápida pertenece al grupo de las esponjas cafés. Es delgada y avanza sobre y dentro de las colonias de coral a un ritmo de 20 centímetros por año. Es decir que una cabeza de coral de aproximadamente un metro de diámetro la puede consumir en cerca de cinco años.
Para observar en detalle este proceso de competencia por el espacio, fueron necesarios cuatro años de investigación y un centenar de horas de intenso buceo en las Islas del Rosario y la Isla de San Andrés. Una misión que bien supieron asumir biólogos marinos y químicos de la Universidad Nacional de Colombia, que además de describir para la ciencia una nueva especie de esponja (la café agresiva que recibió el nombre de Cliona tenuis) descubrieron que los corales no solo mueren por la bioerosión de su soporte esquelético.
“Las esponjas tienen en sus tejidos sustancias químicas potencialmente tóxicas, que han desarrollado a lo largo de 500 millones de años. Les sirven para eliminar a otras especies, como el coral, y asegurar su territorio, o para defenderse de otras especies cuando se ven amenazadas”, explica el biólogo marino Sven Zea, del Centro de Estudios en Ciencias del Mar, Cecimar, en Santa Marta.
Así, en algunos sitios de la Isla de San Andrés han logrado dominar un 10% de las colonias de coral masivo.
“Una de las consecuencias de esta y otras agresiones ha sido la desaparición paulatina de los arrecifes coralinos, ecosistemas que, como una barrera, protegen las islas de la erosión, al tiempo que albergan la mayor diversidad de especies animales y vegetales, sustento económico de las comunidades costeras”, asegura la química Carmenza Duque, directora del grupo de investigación Estudios y Aprovechamiento de Productos Naturales Marinos y Frutas de Colombia, cuyo interés ha sido investigar los mecanismos por los cuales las esponjas excavadoras incrustantes en arrecifes del Caribe colombiano actúan sobre los corales que viven y sostienen dichos arrecifes.
De este proyecto de investigación, en el que participan también químicos farmacéuticos, se han derivado dos tesis de Maestría y una de Doctorado que dan cuenta de los procesos biológicos y químicos que ocurren durante la relación de estas especies marinas. Uno de los más recientes hallazgos tiene que ver con el compuesto tóxico Clionaiminpirrolidina, nombre con el que fue bautizado el extracto tóxico proveniente de la esponja, destacado por la revista Organic Letters, de la Sociedad Química Americana.

Patente equivocada

Para llegar a la descripción precisa del extracto fue necesario estudiar más de 150 sustancias que producen las esponjas.
“Mediante métodos químicos cromatográficos, espectroscópicos y experimentos de campo y laboratorio de la acción alelopática y tóxica de extractos, fracciones y compuestos puros de la especie de esponja C .tenuis logramos aislar y determinar la estructura química de un compuesto nuevo, responsable de la muerte del coral”, asegura el químico Leonardo Castellanos, autor de la tesis doctoral que involucra esta investigación.
Varios ensayos condujeron a identificar el compuesto activo (ácido 5S-2- imino- N-metil pirrolidin carboxílico).
“Durante los ensayos se incorporó dicho compuesto en un gel no tóxico y se puso en contacto con el coral. El mismo procedimiento se hizo en otro gel, pero eliminando el compuesto, como control. Los resultados arrojaron la muerte del tejido del coral en contacto con el gel que contenía el compuesto”, sostuvo Castellanos.
Sin embargo, surgió un problema cuando los investigadores, al revisar la literatura científica, detectaron que científicos japoneses habían reportado y patentado el mismo compuesto al encontrarle actividad inhibitoria para unas bacterias marinas. La no coincidencia de los dos estudios los condujo a hacer la síntesis del compuesto y ratificar la estructura propuesta al comienzo.
“No nos habíamos equivocado nosotros. Nuestros análisis estaban bien. Además, encontramos que muchos compuestos con este núcleo (2-iminopirrolidínico) presen-taban actividad bactericida y actividad inhibitoria de la NOS, enzima involucrada en procesos de inflamación. También se evidenció una relación con radicales libres. Estos resultados sugieren nuevos estudios con miras al aprovechamiento humano, pues podrían ser potenciales medicamentos antiinflamatorios”, asegura la investigadora Carmenza Duque.
Para el químico Leonardo Castellanos, “los japoneses identificaron mal la sustancia, es decir que la patente en la que se reivindica la pirostatina B como compuesto inhibidor de la N-acetil-B-glucosaminidasa no corresponde a la estructura química propuesta por ellos, sino que en realidad se trata de ectoina, sustancia ya conocida y aislada de bacterias marinas”.
El nombre que próximamente será publicado por la Universidad Nacional es clionaimin (grupo funcional más importante) pirrolidina (núcleo de la molécula).
Apenas hace unos meses se concluyó la investigación, y ya ha sido registrada en ocho publicaciones científicas, entre ellas la prestigiosa revistas Tetrahedron y Organics Letters, y también ha salido un documento guía, en un lenguaje más sencillo, para instituciones encargadas del manejo de los parques naturales y el medio ambiente, para que conozcan y difundan entre la comunidad lo que ocurre con estas especies marinas.

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