AUMENTO EXPLOSIVO  DE LAS POBLACIONES  DE MEDUSAS MARINAS (Blooms). UN FENOMENO  GLOBAL.

Revisión bibliográfica: Juan Pedro Ruiz Allais

Fotografía y video: Humberto Ramírez Nahím

Las medusas marinas son miembros pelágicos del Filo Cnidaria que incluye; Hidrozoos, Scyfozoos, Cubozoos y Ctenóforos. Existen desde hace aproximadamente 500 millones de años, por lo que se considera un grupo de gran éxito biológico. Aparecieron tempranamente después de las primeras formas multicelulares animales y han conservado su morfología ancestral, lo que sugiere que han sufrido muy pocos cambios desde su origen (2,4).

Medusa Bola de Cañon, Stomolophus  meleagris (Scyphozoa). Chichiriviche de la Costa,   Venezuela, 2024.

Las poblaciones de medusas parecen estar creciendo en la mayoría de los mares y ecosistemas  del mundo. Aunque este incremento es muy evidente en muchos sitios, existe poco conocimiento de estas poblaciones en la mayoría de las regiones. Se cree que el incremento repentino de las poblaciones  de  medusas  esta asociados a las actividades humanas, sin embargo, se tiene muy poca información sobre los mecanismos involucrados (7).

Morfología:

La medusa de un  escifozoo tipo consta de un cuerpo de simetría radial en forma de campana  (umbrela) de consistencia dura y gelatinosa. Son organismos diblásticos, compuestos por dos tipos de tejidos, el ectodermo (capa externa) y el endodermo que recubre la cavidad interna. En la parte inferior de la campana sobresalen los brazos orales, con los que capturan a sus presas,   rodeando a una  boca central.  La boca se conecta hacia el interior con la cavidad gastrovascular en donde se lleva a cabo la digestión y absorción de los alimentos. Las medusas pueden nadar activamente gracias a las contracciones de los músculos que se encuentran en la región sub-umbrelar, parte inferior de la campana. 

Morfología externa de una medusa de  Stomolophus  meleagris (Scyphozoa). Foto: Humberto Ramirez Nahim.

 Ciclo vital:

Todos los cubazoos al igual que muchos hidrozoos y escifozoos tienen un ciclo vital consistente en una fase sésil (pólipo) y una fase de medusa planctónica. Muchos pólipos se reproducen asexualmente a través del proceso llamado estrobilacion, produciendo múltiples efiras (medusas juveniles) que pasan a formar parte del zooplancton y crecen rápidamente para transformarse en medusas adultas (fig.1). En algunas especies, los pólipos pueden reproducirse asexualmente por gemación o formar quistes en estado latente capaces de soportar condiciones ambientales extremas (6)

(fig.1). Ciclo de vida de Stomolophus meleagris (scyphozoa). a) gameto, b) plánula, c) pólipo juvenil, d) pólipo maduro, e) podocisto, f) estróbilo juvenil, g) estróbilo maduro, h) éfira y i) medusa (Tomado de: Sastre-Velasquez et al. 2022 (2)

La reproducción sexual, fase pelágica, comienza con las medusas adultas liberando   huevos y espermatozoides (gametos) al agua (fig. 1a). Luego de la fecundación externa, el gameto fertilizado se transforma en una larva ciliada nadadora llamada plánula (fig.1b). La plánula, después de permanecer en el plancton durante cierto tiempo, se fija en el bento (fondo marino) comenzando su metamorfosis para transformarse en un pólipo juvenil, lo que inicia la fase sésil del ciclo (Fig.1c). Los pólipos de   Phyllorhiza punctata se desarrollan completamente solamente 2-3 días después del asentamiento de la plánula. Un pólipo maduro, en ciertas condiciones, puede reproducirse asexualmente formando podocitos genéticamente idénticos al pólipo original (fig. 1d,e). Si las condiciones son favorables, el pólipo comienza el proceso de segmentación (estrobilacion) que dará origen a las efiras (medusas juveniles). Las efiras liberadas al  medio finalmente se desarrollaran en medusas adultas cerrando el ciclo (fig. 1f,g,h). Dependiendo de la disponibilidad de alimento y otras variables ambientales, las fases polipoides de los scyphozoos pueden producir numerosas medusas juveniles planctónicas o permanecer en estado latente por  años e incluso décadas. Los sifonóforos, ctenóforos y salpas carecen de fase polipoide, sin embargo, se pueden reproducir rápidamente bajo condiciones favorables (2,6,7).

 Ecología:

Las medusas poseen adaptaciones que les permiten un crecimiento poblacional rápido.  Tienen una alta tasa reproductiva con periodos cortos de maduración. En su fase pelágica, cuando  las condiciones ambientales son favorables, pueden alcanzar en poco tiempo  altas concentraciones poblacionales (blooms) Video 1. Igualmente, tienen una gran capacidad de depredación ejerciendo una considerable influencia ecológica sobre sus ecosistemas. Durante un bloom de medusas,  la depredación sobre las poblaciones de zooplancton ocasiona un efecto cascada sobre la cadena alimenticia local. Al disminuir el  zooplancton,  la disponibilidad de alimento para los peces se reduce, adicionalmente las medusas consumen ictioplancton (huevos y larvas de peces) así como juveniles, reduciendo directamente las poblaciones de peces (4,5). 

Diversos estudios de largo plazo (8-100 años) sobre poblaciones de medusas han demostrado que su abundancia varia con el clima, frecuentemente en escala de décadas. Los cambios de temperatura, salinidad, corrientes y luz causan cambios en el tamaño de las poblaciones, distribución y ciclos de las especies de medusas. Los Escifozoos e Hidrozoos de aguas templadas, incrementan su producción asexual de nuevas medusas cuando se incrementan las temperaturas del agua. Las especies de zonas templadas tienen un ciclo anual con  producción de  pequeñas medusas (efiras de 1-2 mm en los escifozoos) en otoño o primavera que alcanzan la madurez sexual en el verano. En el trópico, sin embargo, la producción de medusas puede ocurrir durante todo el año (5).

Las corrientes marinas también pueden influir en la aparición de blooms de medusas. Algunos resultan de intrusiones de corrientes en eventos aislados mientras que, otros ocurren repetidamente y persisten por años con las variaciones de las corrientes inducidas por el clima. Como consecuencia del cambio climático, se espera que los patrones de corrientes también cambien lo que podría resultar en blooms  de medusas en nuevas zonas. Un extenso Bloom de la escifomedusa, Phyllorhiza punctata, en el norte del Golfo de México en el año 2000 se cree que fue resultado del transporte  de medusas del Caribe por una intrusión  de la corriente del Atlántico Norte.

La sobre pesca es otro factor importante que aumenta las poblaciones de Cnidarios pelágicos al eliminar potenciales competidores  y disminuir las poblaciones de depredadores. La captura de peces zooplactofagos elimina a potenciales competidores de las medusas debido a que la dieta de peces y medusa se sobreponen. El dramático decrecimiento de las poblaciones de tortugas  Laud, Dermochelys coriácea,  y de otras especies  que consumen medusas, en combinación con otros daños a los ecosistemas,  podría impulsar la aparición  de grandes poblaciones  de medusas y Ctenoforos (5).

Es evidente que  la abundancia de alimento es muy ventajosa para todas las especies gelatinosas. Los sistemas costeros eutrofizados, con elevadas concentraciones de nitrógeno y fosforo, favorecen los blooms de fitoplancton  y  zooplancton lo que incrementa  las poblaciones de medusas.

Bloom de medusas  ‘’ Bola de cañon, (Stomolophus meleagris) en la costa occidental  de Venezuela, 2024.

 Invasores biológicos:

Los atributos biológicos de las medusas  les permiten adaptarse y establecerse exitosamente en nuevas regiones lo que hacen de estos animales invasores excepcionales (1,4,5.7):

• Las medusas se reproducen rápidamente lo que favorece su capacidad invasora. La invasividad (invasiveness) de estas especies está asociada con una alta fecundidad, rápida maduración y capacidad de reproducción individual (reproducción asexual y hermafroditismo). Un solo pólipo de un scyfozoo o ctenóforo es capaz de establecer una población invasora.
• Son muy resistente al transporte en aguas de lastre  (uno de los medios de introducción de bioinvasores marinos más común) y como organismos incrustante (pólipos) en los cascos de los barcos, plataformas petroleras y muelles flotantes.

• La mayoría de las medusas son consumidores generalistas capaces de alimentarse de un amplio rango de presas (Ej. Ctenoforo Mnemiopsis leidyi puede consumir variedad de microplancton, incluyendo; tintinidos** y otros ciliados, larvas de copépodos y bivalvos, copépodos adultos y larvas de peces)

• Algunos géneros de  medusas como; Cassiopea, Mastigias y Phyllorhyza, poseen zooxantelas simbiontes (microalgas) en los brazos orales lo que les permite obtener energía adicional por fotosíntesis, además de la obtenida por depredación.

• Resisten amplios rangos de salinidad, temperatura y  condiciones de hipoxia estacionales. Los hidrozoos;  Blackfordia virginica y Moerisia sp. pueden tolerar salinidades entre 3-35 y 1-40 respectivamente. Mnemiopsis leidyi puede sobrevivir en aguas de 1.3 -32 °C y salinidades de 3.4-75.

• Proliferan en ecosistemas degradados por impactos antropogénicos, por ejemplo, en aguas eutróficas (con altas concentraciones de nutrientes). 

• Cuando hay altas concentraciones de medusas  el ‘’moco’’ expulsado al agua aumenta la viscosidad del agua y eleva la concentración de toxinas debido a los nematocistos asociados (células urticantes),  lo que afecta al plancton y a los peces.  Las medusas pequeñas, y los  tentáculos de especies más grandes, pueden penetrar en las branquias de los peces ocasionándoles  irritación, hemorragia,  asfixia y la muerte. 

• Exhiben una gran plasticidad morfológica cuando son introducidas en un nuevo ambiente lo que trae muchas confusiones a la hora de identificar las especies. Adicionalmente, la mayoría de las medusas, tienen la habilidad de aparecer y desaparecer repentinamente creando dificultades para seguir o rastrear la progresión e historia de la invasión.

 Impacto económico:

 Las medusas son depredadores muy voraces que tienen considerables efectos negativos para los humanos. Los reportes de explosiones poblacionales  y sus consecuencias  se han incrementado en los últimos años en todo el mundo. Los problemas asociados con medusas han sido  reportados desde los años  1950s en Japón y se han incrementado desde entonces durante  1980s y 2000s, especialmente en Japón, China y Europa. El problema más frecuente es la interferencia en las operaciones de pesca. Las capturas incidentales de grandes cantidades de medusas tapizan y pueden incluso llegar a romper las redes de pesca además de  arruinar la calidad de la captura (5,7). 

El  establecimiento de poblaciones de medusas invasoras, en regiones con pesquerías industriales o artesanales,  es de particular preocupación debido a las  altas tasas de consumo de huevos, larvas  de peces, crustáceos y bivalvos. Estudios han  determinado que las presas preferidas de las medusas son; larvas de bivalvos de importancia comercial (35%), Copepodos adultos (23%), Tintinidos loricados**(23%) y huevos de peces (15%). Mas del 90% de las presas consumidas por la medusa nativa del Golfo de Mexico, Stomolophus  meleagris, son larvas de bivalvos ,diversos gasteropodos y copépodos; copépodos calanoides y tintinidos (1)

Uno de los mejores ejemplos de bioinvasión marina es la introducción del Mnemiopsis leidyi (ctenóforo holoplanctonico) en el Mar Negro durante finales  de 1980. Con el incremento de la población de esta medusa colapsó  la pesquería  de la anchoa Engraulis encrasiclolus.  La captura total de la anchoa se redujo drásticamente entre 1988-1990 pasando de 295.000 t a 66.000 t respectivamente; una  reducción aproximada del 78% (7).

Desde mediados de 1990 las medusas se han convertido en un problema para las pesquerías de China oriental y del Mar Amarillo, siendo asociadas directamente con la disminución de las capturas. En las costas de Namibia (norte de la corriente de Benguela), las capturas de anchoas y sardinas se han reducido dramáticamente desde 1988 como consecuencia del incremento de  las poblaciones de dos especies de medusas; Chrysaora hysoscella y Aequorea forskalea, que ahora son predominantes en la zona (5). 

En Japón, los  blooms de la medusa gigante Nomura ,Nemopilema nomurai, (con un diámetro de 2 metros y 200 kg de biomasa)  ocasionan serios problemas en las operaciones pesqueras, imposibilitando la faena de pesca y reduciendo las capturas. En Portugal, los blooms de medusas se correlacionan con una extremadamente  baja abundancia de zooplancton y huevos de anchoa, lo que tiene un alto impacto ecológico y económico en esta importante pesquería. Igualmente, un bloom de Phyllorhiza punctata ocurrido en el Golfo de México, en el año 2000, fue responsable de la clausura de las pesquerías locales provocando perdidas de alrededor de 10 $ millones (4,5,7).

  Al igual que en las pesquerías, los blooms de medusas tienen un  impacto negativo en la industria turística principalmente  por el  cierre de playas,  picaduras a los bañistas, heridas e incluso muertes (1, 6). La picadura de la cubomeduza  Chironex fleckeri,  (avispa de mar), provoca un dolor agudo e intensa sensación de quemazón. El veneno ataca el sistema nervioso, el corazón y la piel pudiendo ocasionar la muerte. Hasta 10.000 personas al año en todo el mundo sufren picaduras de cubomeduzas; varios de los afectados mueren.

Otro problema asociado a las medusas es la obstrucción de las tomas de agua que refrigeran plantas de generación eléctrica. Los incidentes de obstrucción en plantas de energía nuclear ocasionan situaciones de emergencia, impactando significativamente el suministro de energía eléctrica y ocasionando daños económicos a las ciudades. La especie invasora Aurelia sp. es muy notoria por ser responsable de apagar plantas de energía eléctrica en Japón  al igual que en aguas de California, en donde fue introducida. Otro ejemplo es el  bloom masivo de Rhopilema nomadica  que obstruyo las tomas de agua de mar de plantas eléctricas en el Mediterráneo occidental en 2001 y 2010, provocando su cierre temporal. (5,7). 

Beneficios económicos:

Algunas medusas también benefician a los humanos, en especial como fuente de alimento y su potencial uso en el desarrollo de nuevas drogas. El descubrimiento, aislamiento y desarrollo de una proteína fluorescente de la medusa ha significado  una revolución en biotecnología (Zimmer, 2005) que incluso ha merecido un premio Nobel (Coleman, 2010). 

En países asiáticos como China,  Japón y Corea (entre otros) se han consumido medusas como fuente de alimento por miles de años. Existen unas 22 especies de medusas comestibles, todas pertenecientes a la clase Scyphozoa que, se caracterizan por  tener cuerpos  rígidos y  grandes, y no ser  toxicas. 

En México, desde 1960 se pesca y comercializa la medusa ‘’Bola de Cañón’’ (Stomolophus meliagris) Foto 1. Esta especie es abundante en el Golfo de México, Golfo California y el Océano Pacifico. Las capturas anuales en México   están entre 10.000 y 15.000 toneladas las cuales  son exportadas  principalmente a los mercados de China (2). Desafortunadamente, estos beneficios son subestimados debido a los impactos negativos que tienen  los blooms de medusas en todo el mundo (7).

** Tintinidos: son ciliados de la clase Spirotrichea. Organismos unicelulare heterotrofos y acuáticos, presentes en aguas dulces y marinas, que se caracterizan por un caparazón o loriga en forma de vaso…..los tintínidos son un eslabón vital en la cadena alimentaria acuática ya que son los «herbívoros» del plancton. Se alimentan de fitoplancton (algas y cianobacterias) y a su vez sirven como alimento para organismos más grandes, tales como copépodos (pequeños crustáceos) y larvas de peces, (https://es.wikipedia.org/wiki/Tintinnida).

REFERENCIAS

• 1-  Graham, W.M., Martin, D.L., Felder, D.L., Asper, V.L., Perry, H.M. (2003). Ecological and economic implications of a tropical jellyfish invader in the Gulf of Mexico. In: Pederson, J. (eds) Marine Bioinvasions: Patterns, Processes and Perspectives. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-94-010-0169-4_6
  
• 2-  Sastré Velásquez, C. D., Rodríguez-Armenta, C. M., Minjarez-Osorio, C., & De La Re-Vega, E. (2022). Estado actual del conocimiento de la medusa Bola de cañón (STOMOLOPHUS MELEAGRIS). EPISTEMUS, 16(33). https://doi.org/10.36790/epistemus.v16i33.245
  
• 3-  Bayha, K.M., Graham, W.M. (2014). Nonindigenous Marine Jellyfish: Invasiveness, Invasibility, and Impacts. In: Pitt, K., Lucas, C. (eds) Jellyfish Blooms. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-94-007-7015-7_3
  
• 4-  Jennifer E. Purcell1, Shin-ichi Uye, Wen-Tseng Lo. (2007). Anthropogenic causes of jellyfish blooms and their direct consequences for humans: a review. Mar Ecol Prog Ser 350: 153– 174.
  
• 5-  Lucas Brotz, William W. L. Cheung, Kristin Kleisner, Evgeny Pakhomov, Daniel PaulyIncreasing. (2012). Jellyfish populations: trends in Large Marine Ecosystems. Hydrobiologia 690:3–20. DOI 10.1007/s10750-012-1039-7
  
• 6-  Graham, W.M., Bayha, K.M. (2008). Biological Invasions by Marine Jellyfish. In: Nentwig, W. (eds) Biological Invasions. Ecological Studies, vol 193. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-540-36920-2_14
  Zimmer, M., 2005. Glowing Genes: A Revolution in Biotech nology. Prometheus Books, Amhers
  Coleman, R., 2010. Jellyfish, fluorescent proteins, Nobel Prizes and pioneers in histochemistry. Acta Histochemica 112: 113–117
  
• 7-  Jennifer E. Purcell. (2012). Jellyfish and Ctenophore Blooms Coincide with Human Proliferations and Environmental Perturbations. Annu. Rev. Mar. Sci. 2012. 4:209–35.