Cryptic reservoirs of micro-eukaryotic parasites in ecologically relevant intertidal invertebrates from temperate coastal ecosystems unveiled by a combined histopathological, ultrastructural, and molecular approach

Abstract

La mayoría de los eucariotas son organismos unicelulares (protistas), muchos de ellos pertenecientes a linajes que divergieron temprano en la historia evolutiva de este Dominio de organismos nucleados. Microscópicos, enormemente diversos y fenotípicamente convergentes, su clasificación cladística ha sido históricamente compleja, dejando atrás un extenso registro de taxones y de términos parafiléticos y polifiléticos. Teniendo que investigar atributos estructurales, celulares, biológicos y ecológicos en un mundo de rápidas interacciones y difícilmente accesible a simple vista, la protistología es particularmente dependiente de la sistemática. Ésta permite inferir rasgos de especies crípticas a partir de especies evolutivamente relacionadas.Las moléculas de ADN (y ARN), representan un "registro" preciso de estos eventos de diversificación, que preceden incluso a los más antiguos registros fósiles. En los últimos años, la maduración de los métodos de filogenia molecular, catalizados por una mayor accesibilidad a la secuenciación de próxima generación (NGS), está permitiendo resolver preguntas e hipótesis sobre la evolución y la especiación de estos organismos micro-eucariotas que no se habían podido responder mediante otros métodos. Por una parte, arboles filogenéticos construidos mediante concatenaciones de cientos, incluso miles de genes, están permitiendo rastrear la historia evolutiva de los linajes protistas hasta el último ancestro común de todos los eucariotas (LECA). Concomitantemente, análisis moleculares basados en genes e incluso fragmentos cortos (especialmente 18S rRNA), recuperados principalmente de matrices ambientales u orgánicas (eDNA o ADN ambiental), están revelando una ¿caja de Pandora¿ de diversidad micro-eucariota. Ésta diversidad ¿oculta¿ está transformando nuestra percepción de los protistas en la cadena trófica y la estructura ecológica. En el medio marino, sus papeles como autótrofos, heterótrofos (predadores, saprófitos, parásitos) o mixótrofos crece en importancia día a día. El aumento simultáneo de diversidad e importancia ha sido particularmente pronunciado entre los linajes de parásitos protistas, que adaptados a la vida dentro de un huésped son más inaccesibles y morfológicamente indistinguibles que sus homólogos de vida libre. Muy competitivo como estilo de vida, el parasitismo ha evolucionado de forma independiente varias veces en prácticamente todos los grupos eucariotas, en algunos incluso cientos de veces. De hecho, es posible que el efecto parapátrico que implica una existencia endosimbiótica, haya exacerbado la especiación entre los parásitos, que representan la que posiblemente sea la más común estrategia de consumo entre los organismos vivos. Es más, el número de especies crípticas que están, a día de hoy, siendo descubiertas en la mayoría de los linajes de parásitos protistas sigue aumentando abruptamente o apenas comienza a mostrar una desaceleración. Cabe destacar, que el descubrimiento de esta diversidad oculta, incluidas las especies crípticas, va más allá de la escalada en el número de especies; afecta los estudios sobre biología celular, ciclos biológicos, y ecología. Inexorablemente, esta fuerza mostrada por los métodos de análisis y secuenciación del ADN está abriendo una brecha entre la diversidad genética existente y nuestra comprensión de la morfología, patología, transmisión y posibles hospedadores de los parásitos protistas que la constituyen. Este desequilibrio es particularmente evidente entre los parásitos que infectan linajes de invertebrados, los cuales, salvo algunos taxones con interés comercial, permanecen en gran parte sin analizar, a pesar de constituir un grupo mucho más diverso que los vertebrados. Por una parte, es lógico que los parásitos protistas causantes de infecciones en especies marinas de interés comercial (peces, bivalvos, crustáceos¿) hayan sido priorizadas, pero hay que tener en cuenta que muchos de estos micro-eucariotas tienen ciclos de vida complejos, en los que pequeños invertebrados actúan muchas veces como vectores o reservorios. Descubrir y contextualizar estas asociaciones puede ser determinante a la hora de comprender cuándo y dónde puede variar la presión y capacidad infectiva de algunas de estas infecciones en la comunidad o huéspedes específicos. Al mismo tiempo que su diversidad e importancia aumenta, la inclusión progresiva de parásitos en modelos ecológicos está experimentando variaciones de gran alcance en la dinámica poblacional de las especies animales, vegetales o fúngicas en los ecosistemas. En consecuencia, las asociaciones entre parásitos y hospedadores se investigan cada vez más como una parte importante de la estructura de la comunidad, y no exclusivamente como una "molestia" para el ser humano y sus intereses. Por desgracia la inclusión de parásitos en modelos ecológicos está siendo lastrada por un profundo desconocimiento de estas interacciones. A diferencia de los organismos multicelulares, que han podido ser observados por científicos y aficionados durante siglos, la distribución espaciotemporal de la mayoría de los organismos unicelulares sigue siendo un profundo misterio. No obstante, dadas sus importantes funciones como vectores, huéspedes intermediarios y reservorios, una comprensión mucho más profunda del patobioma (patógenos asociados a un hospedador) y su variabilidad espacio-temporal es de suma importancia para un mayor poder de predicción de los factores de presión causantes de epidemias o zoonosis en el huésped, la población y el medioambiente.En este contexto, la hipótesis de este estudio plantea que especies de invertebrados comunes en la zona inter-mareal de ecosistemas costeros en climas templados son reservorios crípticos de un número significativo de parásitos micro-eucariotas (protistas) de interés para el medio y los recursos marinos. Eldescubrimiento progresivo de estas asociaciones ocultas de parásitos-huéspedes (mediante exámenes combinando técnicas histopatológicas, ultraestructurales y moleculares) permite una mejor comprensión de la morfología, patología, biología celular y ciclo de vida de dichos patógenos, lo que a su vez consiente un seguimiento más estrecho de los factores y presiones que promueven epidemias y zoonosis en una escala espacio-temporal.