Carlos García es doctor en Biotecnología de la Universidad de Chile (UChile) y se ha especializado en las causas y consecuencias de los florecimientos de algas nocivas (FANs, también conocidas como blooms o marea roja). La conclusión de una de sus últimas investigaciones relacionadas con FANs en el sur-austral de Chile es que “las toxinas no afectan a peces, y la eliminacion de las toxinas es variable, entre tres a 15 meses, dependiendo de la especie involucrada y de los procesos de biotransformación que puedan ocurrir en los tejidos de esta”.

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Y para ahondar en la materia, considerando que los FANs se han tornado en un fenómeno recurrente en el país, especialmente en la época de Carlos García, doctor en biotecnología1verano, AQUA dialogó con el Dr. García (en la foto), quien se desempeña en la Facultad de Medicina de la UChile y actualmente se encuentra en el sector de Islas Huichas (región de Aysén), liderando un equipo científico con el cual están evaluando in situ el FANs que afecta a la zona.

Para ello, realizan parámetros oceanográficos y obtención de recursos marinos para la determinación de los perfiles tóxicos en las distintas especies.

– ¿Cuál es la situación actual de los FANs en las regiones del sur-austral de Chile, tanto de las especies que impactan la pesca extractiva como aquellas que afectan la industria acuícola?

El 28 diciembre de 2017 en la región de Aysén fue detectado un florecimiento algal nocivo (FANs) que identifica a la especie Alexandrium catenella como responsable del evento. Esta especie se caracteriza por producir toxinas asociadas al Grupo-Saxitoxina, la cual a través del consumo de productos del mar contaminados con estas toxinas produce el denominado síndrome “Intoxicación por toxinas paralizantes en mariscos”.

Tal florecimiento alcanzó densidades celulares que sobrepasaron 1.900 células ml-1, y que con condiciones oceanográficas y ambientales favorables comenzó una rápida expansión por la toda región de Aysén. De esta forma, en la primera semana de enero de 2018 los ensayos para la determinación de las toxinas en mariscos comenzaron a dar positivo para la presencia de las toxinas en las distintos especies de filtradores de la zona, detectándose niveles históricos en isla Melchor, zona en que las toxicidades en choritos superaron los 143.000 ug de saxitoxina equivalente por 100 g de mariscos. Los primeros indicios del florecimiento algal se hacen plausibles al ocurrir los primeros cinco casos de personas intoxicadas en Caleta Andrade, Puerto Aguirre sector islas Huichas, los cuales fueron trasladados por la Armada hasta la ciudad de Aysén para revertir el cuadro tóxico.

Posteriormente, la evaluación de distintos puntos en la región dan como resultados toxicidades variables de acuerdo a la especie evaluada en rangos variables desde 90 hasta los 143.000 ug STX equiv. 100 g de mariscos. De esta forma, la autoridad sanitaria de la región decreta el 13 de enero la resolución sanitaria que restringe la extracción de productos del mar en la región por la presencia de toxinas paralizantes en mariscos. En forma paralela, ocurre la intoxicación de seis personas en Quellón, correspondientes a cargadores portuarios que consumiron mariscos (choros maltones) contaminados con 450 ug STX equiv. 100 g de mariscos los cuales habían sido extraídos desde la región de Aysén. El mismo cargamento contenía almejas con niveles superiores a los 12.000 ug STX equiv. 100 g de mariscos.

Transcurridas dos semanas, la rápida expansión del FAN en la región de Aysén presume una expansión hacia la región de Los Lagos, no obstante las autoridades de la región llaman a la calma, ya que el archipiélago (Chiloé) está libre de FAN, sustentado dicha información con los resultados de los monitoreos realizados en la región los cuales dan como resultado la no detección de la presencia de marea roja en la zona. Adicionalmente, Sernapesca (Servicio Nacional de Pesca y Acuicultura) e Intesal (Instituto Tecnológico del Salmón) dan a conocer que aún cuando se han detectado altas densidades de Alexandrium catenella en la región de Aysén, ello no ha producido mortalidades de peces en los centros de cultivos presentes en la región.

A pesar de ello, el 30 de enero comienzan a ser detectadas las primeras mortalidades de salmones en centros de cultivo cercanos a Puerto Aguirre en la región de Aysén, evento que fue confirmado por Sernapesca. Adicionalmente, es detectada la presencia de toxinas paralizantes en bancos naturales de almejas con niveles aproximados de 244 ug STX equiv. 100 g de mariscos en la zona sur de la isla de Chiloé, decretándose el cierre de la zona sur de la comuna de Quellón. Tal situación da inicio a monitoreos preventivos realizados por el Instituto de Fomento Pesquero (IFOP) por toda la costa pacífico en la isla Chiloé hasta Bahía Mansa en la comuna de Osorno, a fin establecer si tal expansión algal puede abarcar las mismas zonas afectadas con el florecimiento algal ocurrido el año 2016. De esta forma, las autoridades, con apoyo de la información aportada por los especialistas de las distintas entidades encargadas de los monitoreos, llaman a la calma a la ciudadanía, informando que este es un evento puntual y acotado en la zona sur de Chiloé y que de acuerdo con los datos aportados por los especialista (IFOP), este evento tendría característica semejantes al evento ocurrido el año 2009, es decir, solo acotado a la zona sur de la isla de Chiloé con expansión mayoritaria por la zona continental de la isla, ya que las condiciones ambientales y climáticas son distintas a las ocurridas en el año 2016.

No obstante, el 4 de febrero se informa de una nueva resolución sanitaria que indica la expansión del FAN por la zona este de la isla Chiloé, alcanzando la zona de Quellón viejo e isla Coldita; paralelamente se informa de un nuevo intoxicado en la zona de Melinka en la región de Aysén por consumo de almejas contaminadas. A pesar de ello, y que los niveles en la isla de Chiloé comienzan a superar cuatro veces los niveles regulatorios, los expertos vuelven a asegurar que el fenómeno es acotado y que por ningún motivo se repetirá un evento similar al 2016. Concordante con la información, el 6 de febrero se notifica de una nueva resolución sanitaria que señala la expansión del FAN por la zona este de la isla de Chiloé, abarcando la zona de Queilen, detectándose niveles tóxicos que superan los 3.000 ug STX equiv 100 g de mariscos. Posteriormente, el 7 de febrero se detecta la presencia de toxinas en el sector de Cucao en la costa Pacífico de la isla de Chiloé con niveles promedio de 300 ug STX equiv 100 g de mariscos, evento que entonces comienza a adquirir similitudes al evento del 2016, evidenciando una expansión más temprana por la zona este y de forma más lento en la zona oeste de la isla de Chiloé. Tal evento pone en alerta la zona de Ancud, ante la inminente presencia del FAN en la zona, a pesar de que las proyecciones de las autoridades señalan que sería un evento más acotado en la isla. A pesar de las resoluciones emitidas y de las acciones preventivas de las autoridades sanitarias, el 11 de febrero se notifica de dos turistas intoxicados por consumo de mariscos contaminados, los cuales fueron extraídos en la zona de Cucao.

Tras la paulatina expansión del FAN en la isla, se notifica el 14 de febrero el comienzo de mortalidades de salmones en centros de cultivo presentes en la zona de Quellón, pero a pesar de ello estos representan un evento menor, ya que alcanza en ese período a un 0,9% de la biomasa total, registrándose a la fecha 82 centros afectados por tales mortalidades. Sin embargo, ello corresponde a niveles lejanos al 14% alcanzado por la mortalidad de salmones ocurrida en 2016. Paralelamente, en este periodo se notifica nuevamente la expansión de FAN sumando la comuna de Ancud, detectándose niveles superiores a los 200 ug STX equiv 100 g de mariscos, y con el transcurso de los días se suma la zona de Chaitén en el área continental de Chiloé y posteriormente las zonas Chepu en la comuna de Queilen, lo que hace que el evento actual comience adquirir similitudes a lo ocurrido el año 2016, al menos en la isla de Chiloé.

Con la expansión del FAN asociado a la presencia de Alexandrium catenella por la isla de Chiloé, comienzan a disminuir las densidades celulares de esta especie en la región de Aysén. No obstante, comienza a detectarse en zonas acotadas de la región florecimientos de las especies Karenia sp. y Cochlodinium sp., las cuales se caracterizan por ser ichtiotóxicas, es decir, relacionadas al daño branquial en peces produciendo la muerte de estos. De esta forma, estos nuevos florecimientos podrían eventualmente producir un aumento de la mortalidades en ciertas zonas de la región de Aysén.

A la fecha, se han registrado un total de 14 intoxicados sin fallecidos y se mantienen las actuales zonas cerradas por la presencia de toxinas paralizantes en mariscos, no obstante, las autoridades han comenzado a manifestar que el evento ya comienza a declinar, descartando una eventual expansión hacia nuevas zonas en la región de Los Lagos.

– ¿Cuáles son los efectos biológicos de los FANs sobre los mariscos y los peces? ¿Existen especies “nuevas” de microalgas a las cuales poner atención?

Los efectos de los FANs sobre los mariscos y peces son muy distintos. Por lo general se entiende que las FANs no producen efectos aparentes en los mariscos, ya que visualmente es imposible determinar en qué momento los mariscos están contaminados con toxinas, ya que no hay daños a la macroestructura. No obstante, múltiples estudios enzimáticos y a los tejidos de bivalvos han demostrado distintos niveles de daño. De esta forma, se ha establecido científicamente, que ciertas especies de ostiones (Argopecten purpuratus) al ser expuestos durante seis días a Alexandrium catenella (500 cells mL-1) resulta ser no letal para la especie, pero es posible observar  degeneración de las fibras musculares lo que afecta la apertura valvar de la especie. Además, se ha determinado un aumento a la acumulación de patógenos y a la exposición a ciertos depredadores. Desde el punto de vista enzimático, se ha determinado un imbalance en la capacidad de la respuesta antioxidante de algunas especies (Mytilus chilensis), determinándose altos niveles de peroxidación lipídica en sus tejidos (manto, musculo aductor y hepatopáncreas). Estos resultados evidencian que las variaciones en la actividad de las enzimas antioxidantes están directamente relacionadas con los niveles de concentración de las toxinas marinas en los mariscos.

Por su parte, los peces son más sensibles a los florecimientos algales y en general especies clasificadas como ichthyotoxicas producen alta mortalidad de peces. Estás especies de microalgas por lo general causan daño mecánico en las branquias generando la alta producción de mucus en el tejido, sumado a la necrotización de los tejidos (epitelio) y congestión branquial. Algunas especies producen toxinas, las cuales pueden penetrar al torrente sanguíneo produciendo cambios conductuales en los peces e incapacidad de captar oxígeno en sus células sanguíneas. Además, se ha involucrado la acción de ácido grasos libres (ácido octadecapentaenoico, OPA y ácido eicopentaenico, EPA) y de especies reactivas de oxígenos (ROS) como entes responsables en la muerte de peces por parte de este tipo de microalgas.

Especies de fitoplancton que han producido mortalidad de peces en las costas de Chile.

Diatomeas

Chaetoceros convolutus

Leptocylindrus minimus

Leptocylindrus danicus

Dinoflagelados

Alexandrium catenella

Ceratium hirundinella

Prorocentrum micans

Cochlodinium sp.

Karenia mikimotoi

Raphidofitas

Heterosigma akashiwo (alta toxicidad)

Pseudochatonella cf. verruculosa (alta toxicidad)

Silicoflagelados

Dictyocha speculum

Dentro de las nuevas especies que han comenzado a ser más prevalentes en las costa de Chile se encuentran Protoceratium reticulatum, especie productora de Yessotoxinas (YTX), y Azadinium spinosum , especies productoras de Azaspirácidos (AZA). Ambas especies han sido identificadas en el norte y sur de Chile y cuyos análogos tóxicos han comenzado a ser identificados a través de la utilización de técnicas cromatográficas específicas, como lo es la cromatografía líquida acoplada a detección masa/masa (LC-MS/MS).

– ¿Cómo será el comportamiento de los FANs durante los próximos días y semanas? ¿Existe la posibilidad que se repita una situación similar a la de 2016? ¿Y qué ocurrirá en los años venideros considerando la meteorología y oceanografía que está presentando el planeta?

Los FANs involucran la interacción de componentes abióticos (temperatura, salinidad, nutrientes, luminosidad, pH y marejadas) y bióticos (depredadores e interacción con otros florecimientos), por lo que los pronósticos de eventos de este tipo son muy complejos. Eventualmente modelamientos pueden dar una proyección del FAN, pero ya vemos que durante el transcurso de este florecimiento se proyectaba un evento más acotado a la zona este de la isla de Chiloé (similar al 2009), y en concreto lo que ha ocurrido es casi un evento de proyección muy similar a lo ocurrido el año 2016, al menos para la isla de Chiloé. Aún cuando, la velocidad de expansión ha sido más lenta.

Para una información concreta, hay que estar constantemente obteniendo las densidades celulares (cel/ml) en el agua con el establecimiento de múltiples puntos de muestreos, para así obtener un visión detallada de cómo es la evolución o involución del FAN. No obstante, recordemos que el 2016 a fines de enero se detectó una baja del fenómeno, para luego en un par de semanas comenzar la expansión que ya todos conocemos. Con esto quiero decir que deben seguir los monitoreos, ya que no se pueda descartar que en semanas se puedan dar las condiciones óptimas para que siga la actual expansión del FAN, a pesar de que a la fecha el frente de mal tiempo puede ayudar a disminuir drásticamente la densidad celular del dinoflagelado en las actuales zonas afectadas.

Respecto al cambio climático y los eventos que este puede ejercer en distintas zonas a nivel mundial, es evidente y pragmático la acción que esta ejerciendo año a año. No obstante, el hecho de establecer que producto del cambio climático puede producir un efecto que ocasione un aumento de los FANs hace desconocer algunos criterios que involucran a estos eventos en el mar:

a) El fitoplancton marino posee una tolerancia o responde a temperaturas adecuadas para su desarrollo, por lo tanto, la respuesta frente a un cambio climático conlleva a una etapa de adaptación genética y no una mera respuesta ambiental.

b) El aumento de las temperaturas o irradiación puede producir o influenciar la germinación de los quistes asociados a dinoflagelados tóxicos, pero se debe considerar además que una vez ocurrida la germinación estás células pueden responder de forma inhibitoria frente al alza de las temperaturas, produciendo la muerte o enquistamiento de los nuevos organismos celulares.

c) Todos los efectos asociados por el cambio climático son dependientes de la especies a evaluar y no producen un efecto en particular solo a las especies productoras de FANs, por lo tanto, se debe considerar que también puede afectar positiva o negativamente a células no-tóxicas, requirindose determinar la interrelación entre ambos grupos de células (tóxica – no tóxicas).

d) La acidificación del oceáno en ciertas zonas puede estar asociado a un aumento de algunas especies productoras de FANs, pero este efecto no es uniforme y depende en gran medida de la zona geográfica y de los factores ambientales variables que se adicionan al efecto pH.

e) El aumento de nutrientes en el mar o lagos producto del cambio climático, no actúa de forma selectiva sobre especies productoras de FANs, afectando positiva o negativamente sobre distintas especies tóxicas y no-tóxicas.

f) El cambio climático además puede actuar positivamente sobre organismos acuáticos, tales como copepódos (mesozooplancton), pudiendo estos actuar sobre los FANs retardando o terminando con este fenómeno ambiental. Considerando que, algunas especies de copepódos son menos vulnerables a los efectos tóxicos de microalgas asociadas a FANs.

g) Todas la organismos asociados a FANs son organismos vivos. Por lo tanto, su respuesta frente al cambio climático está más asociado a como responden a un conjunto de variables: variabilidad de la temperatura, irradiación, relación entre nutrientes, salinidad, oxígeno disuelto y rangos de pH.

h) Con los antecedentes proporcionados y los estudios disponibles a la fecha, no existe una evidencia sólida o indicadores claves que relacionen el aumento de las FANs con el cambio climático, por lo que de momento dichos efectos son más bien especulativos.

– Hay quienes sostienen que la marea roja está relacionada con el cultivo de salmónidos. ¿Qué hay de cierto en esto y cómo se puede explicar científicamente?

Los FANs en Chile comenzaron a ser registrados en detalle desde el año 1972 en la región de Magallanes y en 1992 en la región de Aysén, ambos en períodos en los cuales los cultivos de salmones eran inexistentes en ambas regiones. Desde ese período a la actualidad, los eventos han sido recurrentes y de toxicidades variables sin involucrar la mortalidad de bivalvos.

El año 2002 se produce por primera vez la expansión del FAN a la región de Los Lagos afectando a la isla de Chiloé, repitiéndose este evento los años 2006, 2009, 2016 y 2018. En todos esos años el fenómeno ha llegado a esa región por un proceso de expansión de los FAN debido a las condiciones oceanográficas y ambientales que han permitido la expansión de la microalga productora de toxinas paralizantes. De igual forma, dichas condiciones fijaron un límite natural al extremo sur de región de los Ríos (sector Hueicolla) impidiendo que el FAN se expandiera más al norte.

El término usado para los eventos ocurridos en las distintas regiones ha ocurrido por condiciones oceanográficas y ambientales que favorecen la “expansión” de la microalga Alexandrium catenella, y nunca por eventos locales o desde zonas distintas desde donde se ha iniciado el florecimiento. De esta forma, supongamos que los centros de cultivo de salmones en la isla de Chiloé propician ambientalmente las condiciones para que ocurra un florecimiento de Alexandrium catenella. De esta forma, lo que deberíamos evidenciar es el surgimiento de un evento de forma independiente a lo que ocurre en otras regiones, dando inicio a un FAN en zonas como Castro antes o de forma paralela a lo que ocurre en Aysén, situación que no ha ocurrido.

Cabe destacar que el cultivo masivo de salmones ha sido asociado e identificado por el uso masivo de alimentos, produciendo un aporte excesivo de nutrientes al mar, lo cual afecta de manera importante el fondo marino con los residuos provenientes del exceso de alimento y de los desechos que generan el cultivo de estos peces. Adicionalmente, se ha establecido el aporte de antibióticos desde los centros de cultivo de salmones, los cuales han sido identificados de forma abundante en otras especies que se desarrollan en áreas cercanos a los centros de cultivo. Si bien es cierto que estos componentes forman parte de los factores que pueden ayudar a la formación de un florecimiento, el aporte local es de tal magnitud que estequiometricamente (proporcionalidad entre los otros factores abióticos) descompensa la fórmula final, no permitiendo al menos una floración relacionada a Alexandrium catenella.

Si los aportes de nutrientes provenientes desde la salmonicultoras generan FANs, la pregunta que surge es: ¿Por qué en dichas zonas no ocurren florecimientos asociados a Dinophysis acuta o Protoceratium sp.?, especies también productoras de toxinas.

De esta forma, no hay una evidencia científica que pueda relacionar el cultivo de salmones con la formación local  de FANs.

– ¿Cómo evalúa la relación de la industria con el sector público y la academia para hacer frente a los FANs y qué medidas recomienda para mitigar sus impactos? ¿Está usted trabajando y/o la Universidad de Chile en algún proyecto en este sentido?

En la actualidad existen bastantes grupos de estudios científicos relacionados al estudio de los FANs en Chile, involucrando distintos factores de estudios (oceanográficos, toxicológicos, moleculares y sociales). En base a esa amplia capacidad de los grupos de estudios a nivel nacional, en agosto de 2016 la Agencia Chilena para la Inocuidad y Calidad Alimentaria (Achipia) seleccionó un grupo de científicos para la elaboración de un informe sobre los FANs en Chile. Este grupo de científicos abordó diferentes tópicos para el conocimiento de las autoridades (temas: conocimientos general, fenómenos en Chile, interacción climática, métodos de detección y de mitigación).

Por otro lado, las autoridades gubernamentales (seremis de Salud, Minsal y Sernapesca) han dispuestos de programas de monitoreos y programas de controles preventivos para la detección y manejo de los distintos FANs que afectan al país. Estas instituciones establecen las decisiones y normas actuales que rigen al país, decisiones que incluyen la interacción con normativas internacionales para la estandarización de ciertos procesos de control sanitario que involucran por ejemplo la detección de toxinas en distintos productos del mar.

La interacción de ambas áreas se ha reflejado en el primer seminario internacional sobre el tema, que se llevó a cabo en agosto de 2017 en la ciudad de Puerto Varas. En la ocasión distintos investigadores y autoridades mostraron la actual situación de los FANs en Chile, reflejándose que el aporte científico aporta bastante información que está a nivel mundial. No obstante, siempre será la autoridad sanitaria quien tome la decisión final frente a las contingencias que involucren la seguridad en salud y alimentos de la población nacional, haciendo cumplir de esta forma las actuales normativas sanitarias nacionales o bien el cumplimiento de los programas y convenios internacionales, tales como el Programa de Sanidad de Moluscos Bivalvos (PSMB), que involucra a los recursos del mar destinados a mercados internacionales.

Por su parte, la industria acuícola presenta una mayor interacción con las entidades gubernamentales, ya que debe cumplir ciertos criterios para cumplir con la calidad e inocuidad de sus centros de cultivo. Esto involucra monitoreos constantes de la calidad del agua, toxicidad de las especies durante la etapa en cultivos y evolución de los productos finales durante la etapa de producción en los distintos formatos a los cuales son destinados los distintos recursos del mar, los cuales deben cumplir en muchas veces los requerimientos de inocuidad establecidos por los mercados internacionales y para lo cual la autoridad sanitaria ha establecido laboratorios de control acreditados para el cumplimientos de dichas normas sanitarias, como el que poseen la Universidad de Chile en la ciudad de Castro, el cual posee las capacidades  técnicas para la evaluación de los distintos grupos de toxinas marinas (paralizantes, lipofilicas y amnésicas).

Carlos García, doctor en biotecnología

El equipo científico que lidero ha trabajado consecutivamente en distintos Fondecyt regulares. De esta forma, durante el período 2012 – 2016 (Fondecyt 1120030) se desarrolló en la región de Aysén el proyecto sobre los niveles de biotransformación de las toxinas marinas en diferentes especies de invertebrados marinos y en la actualidad, período 2016-2020 (Fondecyt 1160168) estamos desarrollando el proyecto titulado “TOXICOLOGICAL EFFECTS OF LIPOPHILIC TOXINS PRODUCED BY HARMFUL ALGAL BLOOMS ON FARMING (Salmon salar) AND ENDEMIC (Merlucius australis and Genypterus chilensis) FISHES IN AUSTRAL FJORDS FROM SOUTH PACIFIC”, para determinar el real impacto  que pudieran producir los FANs sobre distintas especies de peces en la región de Aysén.

Finalmente, respecto a los procesos de mitigación aplicables que existen actualmente a nivel mundial para revertir los FANs, se pueden decir que son muy variados pero ninguno aplicable en Chile, dado la magnitud geográfica que alcanzan estos fenómenos en nuestro país, sumado al daño medioambiental que conlleva el uso de estos (ejemplo, utilización de arcillas).

– Los pescadores y acuicultores cuestionan que cada vez se entreguen bonos para paliar los efectos socioeconómicos de la marea roja y no así soluciones de fondo, es decir, que sean sustentables en el tiempo. A su juicio, ¿cuáles debiesen ser los lineamientos?

Primero generar bases que permitan entender el problema real que produce el fenómeno de los FANs en Chile, para de esta forma generar acciones a largo plazo y no cortoplasista, entendiendo que los FANs son repetitivos en el tiempo.

De esta forma, es necesario aumentar las oportunidades educacionales que permitan a las nuevas generaciones estudiar áreas afines que se puedan desarrollar en el mar con una proyección futura y sustentable, por ejemplo generar áreas de manejos con nuevos recursos explotables o de especies con proyección comercial a futuro.

Pero si se quiere definir el concepto de no cometer los mismos errores, se puede hacer una mirada al pasado y recordar lo que ocurrió al cerrar las minas de carbón en la región del Biobío, proceso en el cual las propuestas paliativas nunca llegaron a ser una solución para los ex mineros.