Descubren que la oscuridad estimula la producción de compuestos naturales en un tipo de microalga marina

Un equipo multidisciplinar de la Universidad de Cádiz ha descubierto que la oscuridad prolongada potencia la producción de un grupo de compuestos bioactivos en diatomeas costeras, unas microalgas responsables de cerca del 20% de la producción primaria del planeta. La investigación, publicada en la revista Marine Environmental Research, ha sido desarrollada por los grupos de investigación RNM-214: Estructura y dinámica de ecosistemas acuáticos y FQM-169: Aislamiento, determinación estructural y síntesis de productos naturales, adscritos al Instituto Universitario de Investigación Marina (INMAR) y al Instituto de Biomoléculas (INBIO) de la Universidad de Cádiz.

El estudio, enmarcado en el proyecto FICOEXPLORA financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, aporta evidencias científicas sólidas sobre el efecto que los periodos prolongados de oscuridad –como los que experimentan las diatomeas al finalizar sus floraciones y descender al fondo marino– ejercen sobre la producción de un tipo compuestos orgánicos con funciones ecológicas clave llamados aldehídos poliinsaturados.

El equipo recreó en laboratorio floraciones de dos especies de diatomeas costeras comunes en el Golfo de Cádiz, Cyclotella cryptica y Skeletonema pseudocostatum.

Estas moléculas participan en la comunicación entre células, en la defensa frente a depredadores y en la regulación de las redes tróficas del océano. Cuando las floraciones concluyen por agotamiento de nutrientes, las diatomeas sedimentan y permanecen en reposo hasta que las condiciones ambientales vuelven a ser favorables, activando mecanismos de supervivencia que incluyen estados de latencia o la formación de estructuras de resistencia. Hasta ahora se desconocía cómo este periodo sin luz podía influir en su metabolismo y en la síntesis de estas sustancias naturales.

Para comprobarlo, el equipo investigador recreó en laboratorio floraciones de dos especies de diatomeas costeras comunes en el Golfo de Cádiz, Cyclotella cryptica y Skeletonema pseudocostatum. Tras mantener los cultivos en oscuridad durante 75 días, tiempo equivalente al que pueden permanecer en los sedimentos marinos, se observó que ambas especies sobrevivían y recuperaban su actividad fotosintética al volver a recibir luz. Los análisis revelaron un notable incremento en la producción de estos compuestos bioactivos: Skeletonema pseudocostatum multiplicó por siete sus niveles, mientras que Cyclotella cryptica los quintuplicó respecto a las condiciones normales.

Además, cada especie adoptó estrategias diferentes para resistir la falta de luz, ya que la primera generó formas de resistencia denominadas hipnosporas, mientras que la segunda redujo su metabolismo sin mostrar cambios morfológicos.

Estos resultados indican que los periodos de oscuridad que las diatomeas atraviesan en su ciclo vital pueden ser un factor clave en su éxito ecológico, ya que modulan la producción de sustancias con gran influencia en las comunidades planctónicas y en la dinámica de los ecosistemas costeros. El trabajo de la Universidad de Cádiz contribuye así a desentrañar los mecanismos fisiológicos que explican la resiliencia y el papel ecológico de estos organismos en el océano, y abre nuevas vías de investigación sobre la aplicación biotecnológica de los compuestos naturales que producen.

Referencia:

Rodríguez-Márquez, J., Ortega, M. J., Úbeda, B., & Bartual, A. (2025): ‘Darkness modulates polyunsaturated aldehyde production in two coastal diatoms’. Marine Environmental Research, 212, 107550.