Científico UdeC participa en estudio que predice tolerancia de peces frente a calentamiento global e hipoxia

Mauricio Urbina integra equipo investigativo internacional liderado desde Países Bajos que generó un modelo que permite comprender mejor la resistencia o sensibilidad de las especies a la baja de oxígeno del ambiente acuático, dulce o marino, que está aumentando dado el cambio planetario que avanza. Los resultados se publicaron esta semana y pueden ser de impacto para la gestión de la pesquería

Diversas investigaciones muestran que las condiciones de bajo oxígeno o hipoxia están aumentando en los ambientes acuáticos del planeta como uno de los efectos del calentamiento global que incrementa la temperatura y modifica patrones de circulación del océano y sistemas acuáticos y contribuye a la pérdida de oxígeno. El aumento de las aguas hipóxicas también se asocia a la contaminación.

La evidencia también permite saber que pueden existir distintos impactos para los seres vivos y que hay unos más vulnerables y otros más resilientes al estrés que provoca la baja del oxígeno del ambiente. Es que es clave para la respiración y si falta es un grave problema para los organismos y los marinos no son excepción, pudiendo verse afectada su subsistencia, ecosistemas y servicios ecosistémicos como dar recursos naturales que proveen alimentos y actividades económicas como la pesca.

Y según plantea el doctor Mauricio Urbina, académico del Departamento de Zoología de la Facultad de Ciencias Naturales y Oceanográficas e investigador del Instituto Milenio de Oceanografía (IMO) de la Universidad de Concepción (UdeC), uno de los retos científicos y para la pesquería ha sido lograr predecir qué especies marinas corren mayor riesgo frente a la hipoxia, por datos contradictorios y vacíos de información. Brechas que hoy son más cortas tras los hallazgos de un trabajo internacional del que participó y publicados esta semana en la revista Global Change Biology, liderado desde la Universidad de Radboud (Países Bajos) y en que también participaron investigadores de las universidades de Exeter (Reino Unido) y Montpellier (Francia).

Base de datos

La investigación se sustenta en una base de datos que Urbina desarrolló y publicó hace casi un lustro junto uno de los autores de la institución británica. Esta compiló información sobre el “punto crítico”, límite más bajo de oxígeno tolerable, de 195 especies de peces de todo el mundo de distintos tamaños. “Nuestra base tiene peces tan pequeños que pesan 10 gramos como un puye hasta tan grandes como un atún, de 200 kilos”, precisa.

El nuevo trabajo actualizó y añadió los factores de temperatura y tamaño celular de peces a la base. Algo que, asegura el profesor del área de fisiología animal comparada en la UdeC, mejoró el modelo y comprensión del fenómeno, comprobando que no hay una respuesta única al hablar de sensibilidad a la hipoxia en peces y permite entender porqué las diferencias.

Resultados

El primer hallazgo que destaca el doctor Urbina es que los peces más pequeños son más tolerantes a la hipoxia en aguas cálidas que en frías y los de mayor tamaño toleran mejor en aguas más frías. Y lo mismo se aplica a peces con tamaños de células más grandes, no sólo de cuerpos. Para entenderlo, cuenta “cómo un organismo maneja el oxígeno de su medio es a través de dos procesos: primero debe captarlo y luego está su distribución y uso”.

“La captación se afecta diferencialmente con el calentamiento de las aguas entre peces grandes y pequeños. Cuando se calienta pierde densidad y un pez pequeño puede extraer oxígeno con mayor facilidad en agua cálida versus la energía que debe invertir si está muy fría”, explica.

La temperatura no perjudica ni favorece la capacidad de extracción del oxígeno en peces de mayor tamaño, pero el investigador resalta que “el tamaño del pez y células afectan cómo va a usar y distribuir el oxígeno que captó”. Esto, aclara, porque en peces y animales más grandes se debe mover el oxígeno a más células que uno pequeño y en células más grandes hay mayor distancia extra e intracelular, enlenteciendo la difusión del oxígeno. Por eso, en peces de mayor tamaño o con células grandes la hipoxia afecta primordialmente por dificultades en la transferencia celular.

Otra conclusión que releva es que “los peces de agua dulce son más tolerantes a la hipoxia que los de mar”. Y plantea que podría explicarse por señales biológicas y evolutivas que modulan la mayor tolerancia por motivos como que sistemas dulceacuícolas sufren cambios drásticos en sus condiciones determinadas por periodos estival e invernal, como baja o aumento de caudales y modificaciones en nivel de temperatura, materia orgánica u oxígeno. No significa que en el océano no suceda, porque también hay épocas y zonas donde ocurren fenómenos que cambian distintas variables como la surgencia costera que cada primavera-verano ocurre frente a las costas del Gran Concepción, cuando emergen aguas más profundas, frías, ricas en nutrientes, CO2 y con bajo oxígeno.

“Cuando tengamos calentamiento global e hipoxia van a mandar los peces pequeños”

Cuando la ciencia responde preguntas se logran nuevas certezas, pero también se abren nuevas interrogantes que se hace necesario contestar. Por eso, el reciente estudio no es la última parada para tener una robusta línea de evidencias para el completo entendimiento o todas las soluciones y hace falta realizar nuevas investigaciones de diversos aspectos sobre el fenómeno de calentamiento global e hipoxia en ambiente acuáticos, como su avance o distribución, zonas en que predominará o las que serán menos afectadas y el conocimiento más profundo sobre sus impactos, por ejemplo.

Evidencias que importan

Pero, el doctor Mauricio Urbina también reconoce el potencial de las evidencias que ya están presentadas y lo importante de no ignorarlas.

En este sentido y según lo que predicen los resultados del modelo desarrollado por el grupo en que colabora, el científico afirma que “cuando tengamos calentamiento global e hipoxia los que van a mandar son los peces pequeños”, debida a la mayor tolerancia a la baja de oxígeno en las aguas cálidas de las especies de menor tamaño.

Además, a partir de un conocimiento comprobado hace muchísimo, es sabido que la falta de oxígeno disponible en el ambiente para captar y usar, más allá de la tolerancia superior de ciertas especies, no es gratuita y puede tener repercusiones de corto, mediano o largo plazo. Y el doctor Urbina aclara que si un animal marino llega a su punto crítico puede morir o comenzar a generar modificaciones orgánicas que irán dañando, más si la hipoxia es muy intensa y/o frecuente.

Al respecto, explica que, en términos simples, “el oxígeno es usado por los animales como una moneda de cambio para obtener ATP (energía) y es más eficiente producirla en base al metabolismo aeróbico que el anaeróbico”. Y aquí entra en juego el punto crítico, que específicamente es la mínima concentración de oxígeno hasta el cual un organismo puede mantener el metabolismo aeróbico. “Bajo ese punto puede morir o empezar a deprimir su metabolismo aeróbico o utilizar el anaeróbico, que es ineficiente en general, aunque hay organismos muy buenos en ello como el pez carpa o el langostino colorado”, comenta. Pero, también asegura que la mantención es por un tiempo, porque todo animal tiene un límite en su capacidad de adaptación.

Ante una baja de oxígeno prolongada, relata que una primera natural respuesta de un animal es dejar de comer para no gastar energía en dicho proceso, lo que luego repercute en su salud, crecimiento y desarrollo. Además, hay menor inversión en la reproducción. “Si nuestras pesquerías se empiezan enfrentar de manera más frecuente y larga a periodos de hipoxia, primero habrá disminución en el crecimiento y talla de peces. Además, las poblaciones se empezarán a achicar por la menor reproducción”, advierte Urbina.

Y ese es el que define como un escenario de largo plazo y no tan catastrófico, que va progresando y dando tiempo a la adaptación, pero también existe la posibilidad de eventos hipóxicos agudos y extremos, donde el resultado más probable es la mortandad de especies, que podrían ser poblaciones de decenas, cientos o miles. Y eso a veces se ve cuando se dan varazones coincidentes con la surgencia costera, frecuentes en la costa local y cuyos vínculos son tema de pleno estudio hoy.

Prepararse y adaptarse

A partir de todo lo expuesto, para Mauricio Urbina lo crucial está en clarificar que el resultado del estudio u otros similares no buscar ser fatalistas y asustar con sus proyecciones. Esos mensajes transmiten desesperanza, paralizan ante la espera de un destino inexorable y llevan a la inacción. Al contrario, se espera alertar para instar a la acción, planteando distintos escenarios posibles en un futuro que puede no ser tan lejano, donde espera que las evidencias se vayan evaluando y considerando en la toma de decisiones y diseño de estrategias locales y que fundamentalmente apunten a la preparación y adaptación al cambio global o reducción de impactos, pensando en medidas que pueden ir desde la protección de áreas marinas hasta la gestión sustentable de recursos marinos y pesqueros, innovación y diversificación en la actividad económica vinculada al mar, como la pesca o acuicultura y añadir valor a nuevas especies marinas de cara a un mañana con nuevas condiciones ambientales.

Por último, recalca que al pensar en cambios en las condiciones del océano, como temperatura y nivel de oxígeno, siempre existe la posibilidad de que haya especies que logren migrar y buscar ambientes óptimos para su desarrollo, alimentación, reproducción y supervivencia, y que siempre en los polos estén las aguas más frías en general versus los trópicos, como naturalmente lo es.