Temperature-dependent growth and sexuality of the ciguatoxin producer dinoflagellate Gambierdiscus spp. in cultures established from the Canary Islands
El estudio indica que el crecimiento de las especies de Gambierdiscus varía con la temperatura, siendo G. australes la que muestra una tolerancia térmica más amplia, lo que sugiere que la temperatura influye en su distribución y que la reproducción sexual podría ser una respuesta a las temperaturas extremas.
Isabel Ramilo
Fernando Rayón Viña 
Rosa Isabel Figueroa
Ángeles Cuadrado
Isabel Bravo
Consulta el artículo aquí: 10.1016/j.hal.2021.102130
Abstract
Benthic dinoflagellates of the genus Gambierdiscus produce ciguatoxins, compounds that when metabolized in fish and consumed by humans cause ciguatera poisoning (CP). This syndrome, which is widespread in tropical and subtropical regions, has recently been reported also in subtropical-temperate latitudes such as the Canary Islands where CP events have been regularly detected since 2004. This study examined the effect of temperature on the growth of Gambierdiscus isolated from Canary waters: G. australes, G. caribaeus, G. carolinianus, G. excentricus, and G. silvae. From the temperature vs. growth curves, the maximum growth (µm), optimum temperature range for growth (Topt), and the temperature yielding maximum growth (Tm) were estimated for each species. The results revealed temperature-dependent differences in the growth parameters. G. caribaeus had the highest Tm and Topt, followed by G. australes, G. carolinianus, G. silvae, and G excentricus. G. australes tolerated the widest range of temperatures (from 15 °C to 29 °C), which may explain its broader geographic distribution, both worldwide and across the Canary archipelago. Neither G. excentricus nor G. silvae survived at 29 °C whereas G. caribaeus reached mean growth rates (± standard deviation) up to 0.19 ± 0.01 div.day−1 at that temperature, followed by G. australes (0.16 ± 0.01 div.day−1) and G. carolinianus (0.14 ± 0.04 div.day−1). G. caribaeus showed no measurable growth at 19°C, whereas G. excentricus and G. silvae along with G. australes appeared as the species better adapted to lower temperatures. In an intraspecific variability study of 12 strains of G. australes, the mean (± standard deviation) of µm and Tm were 0.17 ± 0.01 div.day−1 and 27.7 ± 0.5 °C, respectively. An analysis of the shapes and position of the cell nuclei at the different temperatures showed that nuclei characteristic of vegetative cells appeared mainly at 26 °C but extreme temperatures resulted in nuclei with a more variable morphology. The presence of putative zygotes at extreme temperatures (17 °C, 19 °C and 29 °C) suggests that sexual reproduction is promoted as an adaptive strategy which could play an important role in the expansion of geographic distribution of Gambierdiscus species.
Título traducido: Crecimiento y sexualidad dependientes de la temperatura del dinoflagelado productor de ciguatoxinas Gambierdiscus spp. en cultivos establecidos a partir de las Islas Canarias
Resumen
Los dinoflagelados bentónicos del género Gambierdiscus producen ciguatoxinas, compuestos que, cuando se metabolizan en los peces y son consumidos por los seres humanos, causan la intoxicación por ciguatera (CP). Este síndrome, muy extendido en regiones tropicales y subtropicales, se ha descrito recientemente también en latitudes subtropicales-templadas como las islas Canarias, donde se detectan episodios de CP de forma regular desde 2004. Este estudio examinó el efecto de la temperatura sobre el crecimiento de Gambierdiscus aislados de aguas canarias: G. australes, G. caribaeus, G. carolinianus, G. excentricus y G. silvae. A partir de las curvas de crecimiento frente a la temperatura se estimaron, para cada especie, el crecimiento máximo (µm), el intervalo de temperatura óptimo para el crecimiento (Topt) y la temperatura de máximo crecimiento (Tm). Los resultados revelaron diferencias en los parámetros de crecimiento dependientes de la temperatura. G. caribaeus presentó los valores más altos de Tm y Topt, seguido de G. australes, G. carolinianus, G. silvae y G. excentricus. G. australes toleró el intervalo de temperaturas más amplio (de 15 °C a 29 °C), lo que podría explicar su distribución geográfica más extensa, tanto a escala mundial como en el archipiélago canario. Ni G. excentricus ni G. silvae sobrevivieron a 29 °C, mientras que G. caribaeus alcanzó tasas medias de crecimiento (± desviación típica) de hasta 0,19 ± 0,01 div.día−1 a esa temperatura, seguido de G. australes (0,16 ± 0,01 div.día−1) y G. carolinianus (0,14 ± 0,04 div.día−1). G. caribaeus no mostró crecimiento medible a 19 °C, mientras que G. excentricus y G. silvae, junto con G. australes, resultaron ser las especies mejor adaptadas a temperaturas más bajas. En un estudio de variabilidad intraespecífica de 12 cepas de G. australes, la media (± desviación típica) de µm y Tm fue de 0,17 ± 0,01 div.día−1 y 27,7 ± 0,5 °C, respectivamente. El análisis de la forma y la posición de los núcleos celulares a las distintas temperaturas mostró que los núcleos característicos de las células vegetativas aparecían principalmente a 26 °C, pero que las temperaturas extremas daban lugar a núcleos con una morfología más variable. La presencia de posibles cigotos a temperaturas extremas (17 °C, 19 °C y 29 °C) sugiere que la reproducción sexual se favorece como estrategia adaptativa, lo que podría desempeñar un papel importante en la expansión de la distribución geográfica de las especies de Gambierdiscus.