Analizando la respuesta de un grupo especial de ectotermos acuáticos, los anfípodos, a las variaciones de temperatura en el agua, investigadores de las universidades de Radboud, Granada, Lyon y Católica de Chile pudieron mejorar una serie de estimaciones sobre la capacidad de supervivencia de estos organismos bajo distintos escenarios climáticos.
Los anfípodos, orden de crustáceos acuáticos con más de 7.000 especies descritas alrededor del mundo, son animales mucho más propensos al calentamiento de las aguas de los ríos de lo que se pensaba. Esto, según un estudio global publicado recientemente en la revista Global Change Biology, y liderado por científicos de Chile, España, Francia y Países Bajos. Entre ellos, el académico de la Universidad Católica e investigador CAPES, Dr. Enrico Rezende.
En dicho trabajo, los investigadores presentaron un nuevo método para medir la tolerancia térmica en animales, unificando de mejor forma lo observado en terreno con los experimentos efectuados en ambientes controlados. “La tolerancia térmica, o tolerancia al calor, suele medirse sacando a los animales del agua y llevándolos al laboratorio, donde son expuestos a aguas progresivamente más cálidas durante una o dos horas, y determinando la temperatura a la que éstos empiezan a morir”, explica el Dr. Wilco Verberk, ecólogo de la Universidad de Radboud (Países Bajos) y autor principal del estudio.
En el caso de las especies de anfípodos estudiadas —Dikerogammarus villosus y Echinogammarus trichiatusesta, ambas provenientes de afluentes del río Waal, en Países Bajos— esta temperatura ronda los 34° Celsius, “y como la temperatura de nuestros ríos no suele sobrepasar los 27°C, se asumía que éstos organismos contaban con un margen de seguridad de unos 7 grados antes de empezar a morir”, cuenta Verbek. Sin embargo, los cortos períodos de tiempo utilizados en los experimentos bien pudieron haber sobreestimado las cosas, según el investigador: “los seres humanos podemos soportar perfectamente una hora en el sauna, por ejemplo, pero no deberíamos pasar todo el día ahí”, señaló.
Aclimatación
Verbek y su equipo estudiaron qué tan bien podían los anfípodos soportar el calor extremo más allá de unas cuantas horas. Así, en su nuevo modelo, la sobrevivencia es expresada como una probabilidad más que como una temperatura crítica, o máxima. “Matemáticamente, las probabilidades son un indicador mucho más flexible a la hora de pronosticar cambios en las poblaciones de animales, permitiendo, mediante cálculos sencillos, saber qué es lo que pasaría en períodos de exposición más largos”.
Precisamente, una de las consecuencias de medir la supervivencia de estos crustáceos a lo largo de semanas, en vez de horas, fue la abrupta desaparición de esos 7 grados de margen previamente estimados. Más aún, los investigadores hallaron una diferencia notable en los resultados dependiendo de si los anfípodos estaban previamente aclimatados al agua fría o caliente, y si eran mantenidos en ambientes con un alto o un bajo contenido de oxígeno. “Como cualquier otro animal de sangre fría (o “ectotermos”, como le denominan los científicos), los anfípodos necesitan oxígeno para su metabolismo cuando se hallan en aguas cálidas”, comenta Verbek, “de este modo, notamos que los anfípodos podrían soportar de mejor manera el calor extremo si estaban previamente aclimatados a condiciones donde se requiere de más oxígeno (en el caso del agua cálida) o cuando la extracción de oxígeno es difícil (agua pobremente oxigenada).
A esta capacidad de los organismos de aumentar su capacidad de tolerancia mediante la exposición previa a altas temperaturas, se le conoce como “aclimatación térmica”. En palabras de Enrico Rezende, co-autor del estudio e investigador CAPES, “así como nuestros cuerpos pueden adecuarse a mayores cantidades de ejercicio o mayor altitud, los organismos también pueden aclimatarse a temperaturas más altas y, por lo tanto tolerar temperaturas más extremas,. El problema es que esta capacidad es limitada, y no puede compensar del todo las diferencias evolutivas entre especies, por lo que un pingüino puede aclimatarse y tolerar temperaturas más altas, pero nunca tanto como un ave tropical”.
Si bien ya se sabía que, en el caso de los anfípodos y otros grupos ectotermos, el calor extremo genera estrés, los autores del estudio pudieron demostrar que no es un asunto solo de temperaturas. El tiempo también es un factor importante: mientras más tiempo debían los anfípodos soportar el calor, más estresante se volvía. En ese sentido, Verbek complementa: “no puedes sencillamente expresar la tolerancia al calor en términos de un cierto umbral de temperatura; también deben considerar el tiempo y la cantidad de oxígeno presente en el agua”.
Nueva perspectiva
Los hallazgos obtenidos por los investigadores son relevantes para calcular lo que son capaces de aguantar no sólo los anfípodos, sino también otros animales de río. ¿Con qué temperaturas y niveles de oxígeno pueden lidiar y cuáles resultan letales para ellos? Los cálculos de este estudio muestran que, aun cuando la mortalidad provocada por estrés térmico en ambientes fluviales se encuentra hoy dentro de márgenes aceptables, en 100 años —si las temperaturas continúan elevándose a causa del cambio climático— estos podrían llegar a tasas del 60 e incluso el 100%.
“El modelo es absolutamente general y puede ser empleado para predecir cómo el calentamiento puede impactar poblaciones de organismos, por ejemplo, en Chile”, explica Enrico Rezende. “Solo pusimos las predicciones del modelo a prueba empleando los ríos en Europa porque los anfípodos que medimos en el laboratorio —pequeños crustáceos que recuerdan a las pulgas de mar— provenían del río Waal, en Holanda”.
“Esta nueva forma de calcular puede ser útil si deseamos proteger ciertos tipos de animales. Hoy, tenemos una mejor idea de cuándo las temperaturas se vuelven demasiado intolerables para los animales fuera del laboratorio. Dentro del laboratorio, acostumbramos trabajar con plazos más cortos, donde los animales no tienen tiempo de habituarse a las condiciones que les creamos, y por ende nuestros resultados no necesariamente reflejan la realidad en el campo”, añade Verbek.
“Ahora podemos tomar acción más rápido, por ejemplo, atendiendo los niveles de oxígeno en las aguas de nuestros ríos. El cambio climático es difícil de combatir, parcialmente porque ocurre a nivel global, pero hoy, podemos hacer algo sobre la calidad del agua a nivel regional” finaliza.
Texto: Redboud University y Comunicaciones CAPES