Sebadales en Canarias: una mirada a su diversidad, importancia y alarmante situación actual

[ES] Las praderas constituidas por la planta marina Cymodocea nodosa – los sebadales – constituyen un hábitat clave en las costas del archipiélago. No en vano, suministran alimento y refugio a sinfín de organismos marinos, muchos de ellos de valor comercial, además de minimizar la erosión de playas, aumentar la calidad de agua y reciclar los nutrientes. Sin embargo, una serie de impactos naturales y, fundamentalmente, antrópicos están erosionando su bienestar y extensión. Nuestro conocimiento sobre la planta y sus praderas comienza a estar avalado por un sólido conocimiento científico, cuyas recomendaciones deberían tomarse en cuenta en iniciativas legislativas que promoviesen su conservación.

Análisis espacio-temporal de la pesquería de "Sepia officialis" (Cephalopoda:Seplidae) en aguas de Gran Canaria

Suficiencia investigadora-Univ. Las Palmas de Gran Canaria. Facultad de Ciencias del Mar. Departamento de Biologí

Contaminación por pesticidas en la población canaria: efectos sobre la salud

[ES]El modelo de producción de alimentos desarrollado en la segunda mitad del siglo XX en Canarias (y el resto del mundo) y mantenido en la actualidad ha ido encaminado a incrementar la producción y reducir las pérdidas de producción mediante el uso de plaguicidas. Sin embargo, este tipo de producción intensiva no ha tenido en cuenta el impacto de estas prácticas agrícolas sobre el medio ambiente y la población. El uso y abuso de los plaguicidasha tenido como consecuencia frecuente la contaminación de suelos y acuíferos, y más tarde, la introducción de estos contaminantes en la cadena alimentaria, incorporándose a todos los seres vivos (incluida la especie humana) a través de los alimentos. Estudios de nuestro Grupo de Investigación han confirmado la presencia de residuos de plaguicidas en suelos, aguas, alimentos de nuestras Islas y, lo que es más grave, en sangre y tejidos de la población canaria. Así, se ha demostrado que el 99% de la población delarchipiélago canario presenta residuos de plaguicidas en sangre y, lo que es más llamativo, que las mujeres embarazadas de estas islas presenta residuos de plaguicidas en el líquido amniótico. Por tanto, nuestra exposición a estos contaminantes tóxicos comienza antesdel nacimiento y es continuada a lo largo de toda nuestra vida. Esta situación es extensiva al resto de la población del mundo occidental (incluyendo la española). A día de hoy sabemos que esta exposición continua e ininterrumpida a plaguicidas da lugar a efectos tóxicos a largo plazo (crónicos) pudiendo afectar la salud de la población y sus descendientes. Los mecanismos por lo que pueden afectar a la salud son múltiples, bien sea porque alteran, a) el sistema hormonal (se relacionan con alteraciones reproductivas en el hombre y la mujer, con el incremento de incidencia de diabetes, tumores hormonodependientes como mama o testículo, y con alteraciones en la función tiroidea); b) el sistema cardiovascular (alterando la tensión arterial y el funcionalismo cardiaco); c) el metabolismo (algunos favorecen el desarrollo obesidad, esto es, son obesogénicos), o d) el sistema Nervioso Central (relacionándose la exposición crónica a plaguicidas con alteraciones neurocognitivas o retraso en el desarrollo en niños, o con enfermedades neurodegenerativas como Parkinson y Alzheimer en el adulto). En resumen, la contaminación de nuestro medio ambiente, y, por tanto de nuestra población, por plaguicidas no nos sale gratis y nos pasa o pasará factura en salud.

El búho chico. Un eficaz depredador nocturno

[ES]El lugar que ocupan en las pirámides alimentarias y su papel regulador de determinadas especies, hacen de las rapaces un grupo de especial interés. Su importancia se incrementa en Canarias al tratarse de ecosistemas aislados donde, al presentar pocos eslabones, la fragilidad de las cadenas tróficas es manifiesta. Las aves rapaces nocturnas de nuestro archipiélago pertenecen a dos especies: el búho chico (Asio otus canariensis), motivo de este trabajo; y la lechuza común (Tyto alba) con dos subespecies T.a.alba y T.a. gracilirostris, esta última restringida a las dos islas más orientales de Lanzarote y Fuerteventura. Si se compara su distribución dentro del marco macaronésico, se aprecia que el poblamiento de Canarias ha debido producirse de forma independiente del resto de las islas de ésta región zoogeográfica (si bien Cabo Verde presenta diferencias faunísticas, de por sí). Se aportan datos acerca de la morfología, biología y ecología de esta especie canaria y sus diferencias con la especie típica A. o. otus, así como metodología de muestreo, conservación del material y contabilización de las especies-presa. Así mismo se analiza su régimen alimentario en la isla de Gran Canaria y se comprueba si existen diferencias estacionales, como sucede en otras partes del mundo. Por último, cabe destacar la presencia de reptiles en la dieta de esta especie, hecho muy poco frecuente fuera de Canarias, y que ha sido confirmado posteriormente por otros autores en estudios realizados posteriormente en otras islas del archipiélago.

Ecología vs. ecologismo o la falta de derechos de propiedad

[ES] Durante la presentación se analizará la forma común en la que los Estados desarrollan las labores de Conservación y Preservación de Áreas Protegidas. De forma habitual, éstas se realizan de forma pública, con una fuerte intervención o en ocasiones con una desidia generalizada. La Conservación lejos de haber mejorado a medida que aumentaba la intervención pública, ha ido a peor, o en muchos casos se podrá decir que se ha logrado mantener el deterioro previo, pero las mejoras no dejan de ser hechos puntuales. Frente a esto, se propondrá una “economía de mercado”, que devuelva capacidad al ciudadano directamente afectado por el área que se pretende conservar, para tomar decisiones.

Aprendizaje interactivo con imágenes soportadas mediante página web como complemento formativo en el ámbito de la Biología Celular

[ES]Este artículo expone la experiencia recogida tras el desarrollo de una página web en formato atlas con las imágenes de las prácticas de aula para las distintas asignaturas en el ámbito de la Biología Celular. Los estudiantes son usuarios habituales de las nuevas tecnologías de la información y la comunicación (TIC) para consumo y ocio pero usuarios potenciales para innovadoras formas de interacción, estudio e investigación. Las actividades basadas en web, que pueden englobarse dentro de las tareas propias de las metodologías activas, son aplicadas en asignaturas de nuestra área que depende en gran medida de la imagen en todas sus posibles presentaciones dado su carácter morfológico. El objetivo es mostrar cómo esta actividad se ha implementado en el campo de la Biología Celular y presentar su aporte a la calidad de la enseñanza desde el punto de vista tanto de la participación del estudiante como del autoestudio. Los resultados revelan una participación más activa y una mayor implicación de los estudiantes , quedando incorporado en su ADN formativo como herramienta habitual de apoyo didáctico siendo valorados los resultados como satisfactorios.

Entwicklung von molekularen Sonden für die sichere Identifizierung von Hefen der Gattungen Brettanomyces, Dekkera

Hefen der Gattungen Brettanomyces/Dekkera sind in der Produktion von fermentierten Getränken, insbesondere in der Bier-, Sekt- und Weinherstellung bekannt. Sie können als Schädlingshefen insbesondere durch die Bildung von charakteristischen Sekundärmetaboliten zu einer negativen geschmacklichen Veränderung des Getränks führen. Aufgrund ihres langsamen Wachstums werden diese Hefen bei Routineanalysen mit konventionellen Kultivierungsmethoden leicht übersehen. Ein schneller und eindeutiger Nachweis von Brettanomyces/Dekkera-Hefen ist bis heute problematisch. In der vorliegenden Arbeit wurde eine Methode zur sicheren Detektion und Identifizierung aller fünf bekannten Spezies dieser Gattungen entwickelt. Die Fluoreszenz in situ Hybridisierung (FISH) mit Cy3-markierten DNA-Sonden ermöglichte einen direkten mikroskopischen Nachweis dieser Mikroorganismen in der Untersuchungsprobe. Im Hinblick auf die Generierung Art-spezifischer Sonden wurden die ribosomalen Gen-Cluster der verschiedenen Spezies hinsichtlich potentieller Zielregionen analysiert. Eine signifikante Steigerung des Sonden-vermittelten Fluoreszenz-Signals konnte durch die Anwendung eines neuen Sonden-Konzepts (Gemeinschafts-Sonden) auf hochvariable Bereichen der 26S rRNAs, unter Berücksichtigung ihrer Sekundärstrukturen, realisiert werden. Die Untersuchung der regionalen Verbreitung dieser Hefen in der Weinbauregion Rheinhessen ergab, dass bei 15 % der untersuchten Winzerbetriebe D. bruxellensis in Rotweinproben vorhanden war. Insgesamt konnten bei den Probenuntersuchungen aus 299 Weinen 44 D. bruxellensis-Stämme isoliert werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurden darüber hinaus verschiedene Vitalitätsfärbungen hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit auf Brettanomyces/Dekkera evaluiert und eine Differenzierung dieser Hefen durch einen physiologischen Mikrotiterplatten-Test (Biolog, USA) überprüft.

Oligotrophic bacteria from the Antarctic Ocean

From enrichment cultures in dialysis chambers held in natural seawater tanks, 104 strains were isolated and kept in culture. All strains proved to be Gram-negative and psychrotrophic, having optimum growth temperatures of between 20 and 24 °C. Maximal growth temperatures were 30 to 37 °C, or even higher. With 55 isolates, substrate utilizations in Biolog MicroPlates were determined, and the obtained metabolic fingerprints used for clustering. Five groups could be distinguished at the 80% similarity level. Fifteen strains belonged to cluster 1, seven strains to cluster 2, and each of the clusters 3 and 4 contained nine strains. Cluster 5 can be divided into subcluster 5a and 5b, with 6 strains showing a few substrates metabolized, and 9 strains without any reactions, or weak reactions for one or two substrates, respectively. Each cluster could be characterized by specific metabolic fingerprints. Strains from cluster 1 metabolized N-acetyl-D-glucosamine, alpha-hydroxybutyric acid and gamma-hydroxybutyric acid, strains from cluster 2 citric acid, formic acid, thymidine and putrescine, strains from cluster 3 glycyl-L-aspartic acid, glycyl-L-glutamic acid, L-threonine and inosine, whereas strains from cluster 4 metabolized alpha-cyclodextrin and N-acetyl-D-galactosamine, typically. Methylamine was not utilized by the isolates, but strains from cluster 1, 2 and 3 could grow on basal seawater agar. Morphological characteristics and photomicrographs of the oligotrophic strains are presented. Due to their typical morphologies and ampicillin resistence, the nine strains from cluster 3 can be regarded as new species of the genus Planctomyces. These bacteria have not been cultivated before.

Diseño y desarrollo de un modelo booleano probabilístico de regulación genética en el simulador de colonias bacterianas GRO

Resulta interesante comprender como microorganismos sencillos como la bacteria Escherichia coli poseen mecanismos no tan simples para responder al entorno en el que está gestionada por complicadas redes de regulación formadas por genes y proteínas, donde cada elemento de la red genética debe tomar parte en armonía, en el momento justo y la cantidad adecuada para dar lugar a la respuesta celular apropiada. La biología sintética es un nuevo área de la biología y la tecnología que fusiona la biolog ía molecular, la ingeniería genética y las herramientas computacionales, para crear sistemas biológicos con funcionalidades novedosas. Los sistemas creados sintéticamente son ya una realidad, y cada vez se acumulan más trabajos alrededor del mundo que muestran su factibilidad. En este campo no solo se hacen pequeñas modificaciones en la información genética, sino que también se diseñan, manipulan e introducen circuitos genéticos a los organismos. Actualmente, se hace un gran esfuerzo para construir circuitos genéticos formados por numerosos genes y caracterizar la interacción de los mismos con otras moléculas, su regulaci ón, expresión y funcionalidad en diferentes organismos. La mayoría de los proyectos de biología sintética que se han desarrollado hasta ahora, se basan en el conocimiento actual del funcionamiento de los organismos vivos. Sin embargo, la información es numerosa y creciente, por lo que se requiere de herramientas computacionales y matem áticas para integrar y hacer manejable esta gran cantidad de información. El simulador de colonias bacterianas GRO posee la capacidad de representar las dinámicas más simples del comportamiento celular, tales como crecimiento, división y comunicación intercelular mediante conjugación, pero carece de la capacidad de simular el comportamiento de la colonia en presencia de un circuito genético. Para ello, se ha creado un nuevo módulo de regulación genética que maneja las interaciones entre genes y proteínas de cada célula ejecutando respuestas celulares específicas. Dado que en la mayoría de los experimentos intervienen colonias del orden de 105 individuos, es necesario un módulo de regulación genética simplificado que permita representar de la forma más precisa posible este proceso en colonias de tales magnitudes. El módulo genético integrado en GRO se basa en una red booleana, en la que un gen puede transitar entre dos estados, on (expresado) o off (reprimido), y cuya transición viene dada por una serie de reglas lógicas.---ABSTRACT---It is interesting to understand how simple organisms such as Escherichia coli do not have simple mechanisms to respond to the environment in which they find themselves. This response is managed by complicated regulatory networks formed by genes and proteins, where each element of the genetic network should take part in harmony, at the right time and with the right amount to give rise to the appropriate cellular response. Synthetic biology is a new area of biology and technology that combines molecular biology, genetic engineering and computational tools to create biological systems with novel features. The synthetically created systems are already a reality, and increasingly accumulate work around the world showing their feasibility. In this field not only minor changes are made in the genetic information but also genetic circuits designed, manipulated and introduced into the organisms. Currently, it takes great effort to build genetic circuits formed by numerous genes and characterize their interaction with other molecules, their regulation, their expression and their function in different organisms. Most synthetic biology projects that have been developed so far are based on the current knowledge of the functioning of living organisms. However, there is a lot of information and it keeps accumulating, so it requires computational and mathematical tools to integrate and manage this wealth of information. The bacterial colonies simulator, GRO, has the ability to represent the simplest dynamics of cell behavior, such as growth, division and intercellular communication by conjugation, but lacks the ability to simulate the behavior of the colony in the presence of a genetic circuit. To this end, a new genetic regulation module that handles interactions between genes and proteins for each cell running specific cellular responses has been created. Since most experiments involve colonies of about 105 individuals, a simplified genetic module which represent cell dynamics as accurately and simply as possible is needed. The integrated genetic GRO module is based on a Boolean network, in which a gene can be in either of two states, on (expressed) or off (repressed), and whose transition is given by a set of logical rules.

Microbial phyllosphere populations are more complex than previously realized

Phyllosphere microbial communities were evaluated on leaves of field-grown plant species by culture-dependent and -independent methods. Denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) with 16S rDNA primers generally indicated that microbial community structures were similar on different individuals of the same plant species, but unique on different plant species. Phyllosphere bacteria were identified from Citrus sinesis (cv. Valencia) by using DGGE analysis followed by cloning and sequencing of the dominant rDNA bands. Of the 17 unique sequences obtained, database queries showed only four strains that had been described previously as phyllosphere bacteria. Five of the 17 sequences had 16S similarities lower than 90% to database entries, suggesting that they represent previously undescribed species. In addition, three fungal species were also identified. Very different 16S rDNA DGGE banding profiles were obtained when replicate cv. Valencia leaf samples were cultured in BIOLOG EcoPlates for 4.5 days. All of these rDNA sequences had 97–100% similarity to those of known phyllosphere bacteria, but only two of them matched those identified by the culture independent DGGE analysis. Like other studied ecosystems, microbial phyllosphere communities therefore are more complex than previously thought, based on conventional culture-based methods.

Salmonella in companion animals

In an increasingly hygiene concerned society, a major barrier to pet ownership is the perceived role of companion animals in contributing to the risk of exposure to zoonotic bacterial pathogens, such as Salmonella. Manifestations of Salmonella can range from acute gastroenteritis to perfuse enteric fever, in both humans and dogs. Dogs are heavily associated with asymptomatic carriage of Salmonella as the microorganism can persist in the lower intestines of this host which can be then excreted into the environment. Studies in to the asymptomatic carriage of Salmonella in dogs are somewhat dated and there is limited UK data. The current UK carriage rate in dogs was investigated in a randomised dog population and it was revealed that the carriage rate in this population was very low with only one household dog positive for the carriage of Salmonella enterica arizonae (0.2%), out of 490 dogs sampled. Salmonella serotypes share phenotypic and genotypic similarities which are captured in epidemiological typing methods. Therefore, in parallel to the epidemiological investigations, a panel of clinical canine (VLA, UK) and human (Aston University, UK) Salmonella isolates were profiled based on their phenotypic and genotypic characteristics; using API 20E, Biolog Microbial ID System, antibiotic sensitivity testing and PFGE, respectively. Antibiotic sensitivity testing revealed a significant difference between the canine and human isolates with the canine group demonstrating a higher resistance to the panel of antibiotics tested. Further metabolic capabilities of the strains were tested using the Biolog Microbial ID System, which reveal no clear association between the two host groups. However, coupled with Principle Component Analysis two canine isolates were discriminated from the entire population on the basis of a high up-regulation of two carbohydrates. API 20E testing revealed no association between the two host groups. A PFGE harmonised protocol was used to genotypically profile the strains. A dendrogram depicting PFGE profiles of the panel of Salmonella isolates was performed where similarities were calculated by Dice coefficient and represented by UPGMA clustering. Clustering of the profiles from canine isolates and human isolates (HPA, UK) was diverse representing a natural heterogeneity of the genus, additionally, no clear clustering of the isolates was observed between host groups. Clustering was observed with isolates from the same serotype, independent of host origin. Host adaption is a common phenomenon in certain Salmonella serotypes, for example S. Typhi in humans and S. Dublin in cattle. It was of interest to investigate potential host adaptive or restricted strains for canine host by performing adhesion and invasion assays on Dog Intestinal Epithelial Cells (DIECs) (WALTHAM®, UK) and human CaCo-2 (HPA, UK) cell lines. Salmonella arizonae and Enteritidis from an asymptomatic dog and clinical isolate, respectively, demonstrated a significantly high proportion of invasion in DIEC in comparison to human CaCo-2 cells and other tested Salmonella serotypes. This may be suggestive of a potential host restrictive strain as their ability to invade the CaCo-2 cell line was significantly lower than the other serotypes. In conclusion to this thesis the investigations carried out suggest that asymptomatic carriage of Salmonella in UK dogs is low however the microorganism remains as a zoonotic and anthroponotic pathogen based on phenotypic and genotypic characterisation however there may be potential for particular serotype to become host restricted as observed in invasion assays

Exploring the biological basis for Salmonella persistence in food manufacturing environments

The persistence of Salmonella spp. in low moisture foods is a challenge for the food industry as despite control strategies already in place, notable outbreaks still occur. The aim of this study was to characterise isolates of Salmonella, known to be persistent in the food manufacturing environment, by comparing their microbiological characteristics with a panel of matched clinical and veterinary isolates. The gross morphology of the challenge panel was phenotypically characterised in terms of cellular size, shape and motility. In all the parameters measured, the factory isolates were indistinguishable from the human, clinical and veterinary strains. Further detailed metabolic profiling was undertaken using the biolog Microbial ID system. Multivariate analysis of the metabolic microarray revealed differences in metabolism of the factory isolate of S.Montevideo, based on its upregulated ability to utilise glucose and the sugar alcohol groups. The remainder of the serotype-matched isolates were metabolically indistinguishable. Temperature and humidity are known to influence bacterial survival and through environmental monitoring experimental parameters were defined. The results revealed Salmonella survival on stainless steel was affected by environmental temperatures that may be experienced in a food processing environment; with higher survival rates (D25=35.4) at temperatures at 25°C and lower humidity levels of 15% RH, however a rapid decline in cell count (D10=3.4) with lower temperatures of 10°C and higher humidity of 70% RH. Several resident factories strains survived in higher numbers on stainless steel (D25=29.69) compared to serotype matched clinical and veterinary isolates (D25=22.98). Factory isolates of Salmonella did not show an enhanced growth rate in comparison to serotype matched solates grown in Luria broth, Nutrient broth and M9 minimal media indicating that as an independent factor, growth was unlikely to be a major factor driving Salmonella persistence. Using a live / dead stain coupled with fluorescence microscopy revealed that when no longer culturable, isolates of S.Schwarzengrund entered into a viable nonculturable state. The biofilm forming capacity of the panel was characterised and revealed that all were able to form biofilms. None of the factory isolates showed an enhanced capability to form biofilms in comparison to serotype-matched isolates. In disinfection studies, planktonic cells were more susceptible to disinfectants than cells in biofilm and all the disinfectants tested were successful in reducing bacterial load. Contact time was one of the most important factors for reducing bacterial populations in a biofilm. The genomes of eight strains were sequenced. At the nucleotide and amino acid level the food factory isolates were similar to those of isolates from other environments; no major genomic rearrangements were observed, supporting the conclusions of the phenotypic and metabolic analysis. In conclusion, having investigated a variety of morphological, biochemical and genomic factors, it is unlikely that the persistence of Salmonella in the food manufacturing environment is attributable to a single phenotypic, metabolic or genomic factor. Whilst a combination of microbiological factors may be involved it is also possible that strain persistence in the factory environment is a consequence of failure to apply established hygiene management principles.

Interactions between nematodes, potato and soil-borne micro-organisms and their effect on the management of potato cyst nematodes

Potato cyst nematodes (PCN) cause significant damage to the potato crop worldwide and growers experience economic losses related to yield loss and the cost of control measures. Experiments were set up to further elucidate the complex tritrophic PCNpotato-soil bacteria relationship. Bacterial strains isolated from the sugar beet rhizosphere were shown to be hatch active towards Globodera pallida and to be capable of successfully colonising the sugar beet rhizosphere when applied exogenously. A trap-crop system, based on these isolates, was proposed. Ridge and bulk soil taken from a commercial potato field were incubated with sterile potato root leachate (sPRL) and subsequent in vitro hatching assays showed that PCN hatch was influenced by microorganisms present in the ridge, but not in the bulk soil. Community level physiological profiling (CLPP) of ridge and bulk soil, using BIOLOG EcoplatesTM, demonstrated differences in bacterial functional diversity between the two soil types. An investigation of the inter-species competition between G. pallida and G. rostochiensis showed that G. pallida performed significantly better, in terms of multiplication rate, in competition with G. rostochiensis compared to its multiplication rate in single-species populations. Effectively removing the early hatch of G. rostochiensis in pot trials led to the removal of this competitive advantage of G. pallida suggesting that this advantage was due, at least in part, to morphological changes to the root caused by the early hatching of G. rostochiensis.