El misterio de la Laguna Rosada de Uaymitún

¿Alguna vez te has bañado en agua rosada?, pues existen en la costa de la Península de Yucatán varias lagunas que han llamado la atención precisamente por sus atractivos colores que van desde tono rosado hasta cereza intenso. Este es un fenómeno no es exclusivo de Yucatán y se presenta en varios lugares en el mundo. Estas playas han sido viralizadas en las redes sociales y medios digitales motivando al turismo a visitar la región, que incluso la han llamado la playa más hermosa de México.

 

Pero, ¿por qué el agua es rosa?

Lo primero que hay que saber es que estas lagunas son de agua salada, que se llenan mediante Rías, que son similares a los Ríos pero llevan agua salada del mar hacia el continente, ya que en la Península de Yucatán no hay Ríos superficiales y el único aporte de agua dulce que tienen estas lagunas es durante la época de lluvias.

Por otro lado, también debemos saber que es la salinidad, y esta la definiremos como la cantidad de sal disuelta en un volumen de agua y la expresaremos en porcentaje. El mar en promedio tiene 35 gramos de sal disueltos en cada litro de agua (3.5%); en el caso de la Laguna Rosada la salinidad varía según la época del año. Esto es debido a que durante las mareas altas se llenan de agua salada, luego el agua se evapora y se forman pozas y lagunetas, que en conjunto con la alta temperatura de la región el agua se sigue evaporando y aunque la cantidad de sal es la misma, esta se encuentra disuelta en menos cantidad de agua y así va aumentando la salinidad de manera gradual teniendo hasta 400gr de sal por litro. La salinidad disminuye cuando empieza época de lluvias.

La salinidad es un factor crucial en los sistemas acuáticos, ya que los microorganismos que ahi habitan se encuentran inmersos en el medio acuoso con estas sales en disolución. Cuando el medio tiene una salinidad superior a la salinidad celular, lo que ocurre es que se igualan las concentraciones mediante osmosis, que es el paso de un líquido a través de una membrana semi permeable de una mayor a una menor concentración. Esto representa un problema para las microbios ya que para igualar estas concentraciones o se permite el ingreso de sales a la célula o se libera agua al medio. El ingreso de sales a la célula puede entre otras cosas desactivar a las proteinas, por lo cual no podría mantener su Homeóstasis y mucho menos desarrollar óptimamente su metabolismo para asegurar su supervivencia. Cuando la salinidad es alta son pocos los organismos que tienen estrategias para sobrevivir en esas condiciones.

Cuando las sales están en agua se separan en al menos dos componentes, un ion positivo y otro negativo, por ejemplo, la sal común (NaCl – Cloruro de Sodio) al disolverse se descompone en Na+ y Cl-, estos dos iones disueltos son los electrolitos que en condiciones adecuadas favorecen la absorción de agua por las células y la rehidratación. Pero, ¿que sucede cuando los electrolitos están en altas concentraciones? pues sencillo, la membrana de las células tiene lípidos (grasas) que no tienen carga y permiten el paso de manera facilitada a partículas sin carga como el agua. Por otro lado, los electrolitos tienen carga, porque lo que a la célula le cuesta trabajo y un gasto de energía introducirlos o sacarlos de la célula. Entonces, cuando la salinidad aumenta esta tendencia es a equilibrar las concentraciones externa e interna de electrolitos, puede resultar en un secuestro de agua, las células se deshidratan, y dependiendo de su capacidad de preservación pueden migrar, esporular o morir.

El engaño celular…

Dentro de los organismos que pueden vivir con en medios salinos existen algunos les encanta la sal y son llamados halófilos, estos tienen mecanismos de supervivencia particulares como la producción de moléculas que funcionan como “solutos” en agua (moléculas soluto similares) como son el glicerol y algunos antioxidantes; estos últimos son los pigmentos causantes de la variedad de tonos.

Pero ¿cómo es esto? Cuando se cuantifica la presión osmótica (cantidad de cosas disociadas de un lado y del otro) se deben considerar todas las moléculas que son capaces de descomponerse en agua, no solamente las sales. Es ahí donde entran las estas moléculas, que su capacidad de disociarse hace que en disolución se comporten como osmolitos, es decir, un soluto con carga que aumenta la concentración de solutos dentro de la célula, igualándose así las concentraciones y disminuyendo la presión osmótica, el agua permanece dentro de la célula, y el organismo puede continuar con su vida de manera normal.

 

En trabajos realizados por el Dr. Rafael Rojas Herrera de la Universidad Autónoma de Yucatán hemos analizado la estructura de las comunidades biológicas en la Laguna Rosada de Uaymitún a lo largo del tiempo. Estas observaciones se han realizado utilizando técnicas libres de cultivo o metagenómicas, mediante secuenciación del gen ribosomal 16s. El uso de técnicas moleculares es necesario ya que en circunstancias de estrés ambiental uno de los mecanismos de defensa de los microbios es la asociación, esto en pequeñas colonias que pueden ser flotadoras, asociadas partículas suspendidas o en sedimento, e incluso en biopelículas. Al asociarse, generan ambientes menos “agresivos”, y una vez establecido el micoambiente existen algunos microbios que forman el núcleo central de la comunidad y que sostienen al sistema, y algunos otros menos abundantes pueden ser oportunistas, o refugiados.

Una de las limitantes al investigar ambientes de este tipo es que entre el 90-99% de la diversidad no es cultivable, por lo cual no podemos llevarla al laboratorio y analizar sus propiedades bioquímicas. Por otro lado, la caracterización microscópica es generalmente imposible ya que cuando se asocian pierden sus rasgos morfológicos diferenciantes y no podemos ponerle nombre y apellido a un microbio por estos métodos tradicionales.

Ambiente megadiverso

Los resultados nos indican que este ambiente extremo es en realidad un sistema megadiverso, que a lo largo de su proceso anual se generan ambientes variados como son: agua, sedimentos, películas flotantes y los tapetes microbianos. La interacción entre estos sistemas es alta y el principal factor que regula los tipos de organismos es la salinidad.

La diversidad es alta principalmente en sedimentos y tapetes microbianos, estos sirven de refugio a todos los organismos que son sensibles a la salinidad, pero esa historia se las contaremos en otra ocasión. Dentro de los organismos eucariotas, es decir con membranas internas y núcleo definido, la más abundante es la microalga Dunalliela salina, esta alga es una gran productora de Glicerol y beta caroteno de color naranja-rojizo, uno de los principales pigmentos que se encuentran en la laguna. Estos pigmentos beta caroteno pueden ser producidos por prácticamente todos los organismos de este sistema, incluyendo arqueas y bacterias.

Las Arqueas y Bacterias, son organismos sin membranas internas y el material genético se encuentra aglomerado en una región llamada nucleosoma, es decir no está aislado del citoplasma, por lo cual su material genético es más sensible a los factores de estrés dentro de la célula.

De estos organismos las arqueas son los verdaderos extremofilos (amantes de lo extremo), y son las unicas que pueden producir la Bacterioruberina (carotenos de 50 carbonos). La Bacterioruberina es un grupo de carotenos de color naranja-rojizo muy potentes. Estas arqueas tambien tienen la Bacteriorodopsina, que es una proteína de membrana de color purpura intenso, bombeadora de protones, aunque esta ultima no se acumula en citoplasma pero ayuda a mantener el equilibrio osmótico.

Dentro de la diversidad procariota tenemos a las bacterias Salinibacter sp., Salinivibrio sp., Cianobacteria spp., Salisaeta sp., Clostridiisalibacter sp.; y las Arqueas Halobacterium sp., Haloferax sp., Orenia sp., Haloquadratum sp., Thermofilum sp.

Estos microbios son los más abundantes en el agua de la Laguna y van cambiando su abundancia dependiendo de la época del año y la salinidad de la poza. En la época de lluvias, cuando la salinidad es menor, se notan algunos tonos verdosos; en algunos casos se pueden observar tonos marrón-purpura, con un olor característico a huevo podrido, y esto resultado de la proliferación de las bacterias que utilizan azufre en su metabolismo energético.

Posteriormente, conforme la salinidad aumenta las bacterias producen estos solutos similares para sobrevivir y hay un cambio en la comunidad microbiana, comienzan a proliferar los microbios que tienen la capacidad de producir solutos similares, y finalmente cuando la salinidad es muy alta, las arqueas, las extremofilas por excelencia son las que dominan.

Un caso particular e interesante es el de Haloquadratum sp, esta arquea tiene forma de cubo y generalmente se encuentra en octameros (8 celulas), formando un gran cubo, esta estructura le permite tener menos superficie de membrana en contacto con el medio, reduciendo así la presión osmótica.

Entonces, ese hermoso espectáculo visual que es el agua de color rosa, de la llamada playa más hermosa de México, no es más que el reflejo de la lucha por sobrevivir de los microbios que les gusta la sal, que para sobrevivir a la desecación se pintan de colores naranjas-rojizos, y la mezcla de estos pigmentos nos asombra por su belleza.

 

Autor entrada: Salvador Castell

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