El misterio de los colibríes gigantes de Sudamérica encontró su explicación

Un grupo de investigadores de Chile, Perú y Estados Unidos colocaron mochilas con geolocalización en 57 ejemplares de colibrí gigante, una especie endémica del altiplano andino, e hicieron estudios genómicos de esta enigmática especie. Conoce cuáles fueron sus hallazgos y sus implicancias.

En su viaje por Sudamérica en el siglo XIX, ejemplares de colibríes llamaron la atención del naturalista Charles Darwin. Se sabían que migraban pero se desconocía la ruta (Xiaoni Xu – Biblioteca Macaulay | Laboratorio de Ornitología de la Universidad de Cornell)

En su viaje por Sudamérica, los colibríes también capturaron la atención del naturalista inglés Charles Darwin en 1834. Fue testigo de la llegada de esas aves desde los “desiertos resecos del norte”, como se refirió al desierto de Atacama, en Chile, y se asombró por su enorme tamaño. Eran entre 8 y 10 veces más grandes que la mayoría de las especies de colibríes.

Desde entonces, cuál era la ruta de migración de los colibríes más gigantes del mundo y qué hacían en la zona en la que no se reproducen eran parte de un misterio.

Ahora, con la ayuda de la tecnología más moderna, como el seguimiento satelital y la geolocalización junto con los estudios de decodificación del genoma, se encontraron las respuestas: no era una sola especie de colibrí gigante sino que son dos, muy parecidas visualmente.

Una de esas dos especies detalladas realiza una migración extrema. Puede hacer un ida y vuelta de más de 8.300 kilómetros sobre los territorios de Chile, Perú, y hasta puede llegar a la provincia de Buenos Aires, en la Argentina.

Todo se sabe gracias a una investigación que empezó hace ocho años atrás. Fue llevada a cabo por un grupo de científicos de Chile, Perú y los Estados Unidos que colocaron “mochilas” con geolocalizadores y transmisores satelitales en colibríes sin causarles problemas. También hicieron estudios genómicos para averiguar el origen, investigaron las adaptaciones a la altura y publicaron los resultados en la revista PNAS.

Científicos de Chile, Perú y Estados Unidos hicieron un estudio en el que colocaron una mochila con transmisor satelital y geolocalización a 57 ejemplares de colibríes. Dentro de ese total, la información sobre 8 de ellos permitió determina la ruta migratoria/ Chris Witt

En diálogo con la Revista Infobae, una de las coautoras del estudio, la doctora en ecología y alumni del Centro de Ecología Aplicada y Sustentabilidad (CAPES), Natalia Ricote , contó cómo se inició la investigación: “En latitudes tropicales, los colibríes gigantes residen todo el año en los altos Andes. Pero en las poblaciones de zonas templadas meridionales se reproducen a nivel del mar y emprenden una misteriosa migración durante el invierno austral. Darwin especuló que los colibríes migraban a la región del desierto de Atacama, en el norte de Chile”.

Lo que sorprendía era que el colibrí gigante podía habitar ecosistemas muy diferentes. “Cuando empezamos nuestro estudio, estábamos interesados en estudiar al colibrí gigante que hasta ese entonces se pensaba que era una sola especie. Era una anomalía dentro del grupo de las más de 300 especies de colibríes que hay en el mundo por su gran tamaño, por su amplio rango de distribución y los climas en los que habita”, comentó.

Natalia-Ricote, ex doctorante CAPES e investigadora de la Facultad de Artes Liberales de la Universidad Adolfo Ibáñez, en Chile, fue una de las coautoras de la investigación que se publicó en la revista PNAS/Javiera Cartés

Desde el siglo XIX, se sabía entonces que migraba desde las costas chilenas pero no estaba claro cuál era su ruta. Al mismo tiempo, se habían observado poblaciones en altas elevaciones en latitudes más bajas cerca de los trópicos. De acuerdo con la doctora Ricote, actual investigadora de la Facultad de Artes Liberales de la Universidad Adolfo Ibáñez, “se habían descrito previamente dos poblaciones de picaflor gigante: una que residía en el altiplano andino durante todo el año, y otra que migraba desde Chile hasta el altiplano andino”.

Al hacer el seguimiento con las mochilas con los transmisores satelitales a 57 ejemplares de colibrí, el grupo de investigadores recuperó la información sobre 7 de ellos y descubrió que recorrieron 8.000 kilómetros desde la costa chilena hasta los Andes peruanos y de vuelta, una de las migraciones de colibríes más largas del mundo.

Además, determinaron que las dos poblaciones eran -en realidad- dos especies distintas. “Son tan diferentes entre sí como los chimpancés lo son de los bonobos”, dijo el autor principal, Chris Witt, de la Universidad de Nuevo México, en un comunicado.

Al realizar diferentes estudios se descubrió que hay 2 especies de colibríes gigantes. Ahora una se llama del Norte (no migra) y el otro es del colibrí gigante del sur (migra entre Chile, Argentina, Bolivia y Perú)/ Chris Witt

“Las dos especies coinciden en sus zonas de hibernación a gran altitud. Es llamativo que hasta ahora nadie había descifrado el misterio del colibrí gigante y, sin embargo, estas dos especies hayan estado separadas durante millones de años”, agregó.

Una de esas dos especies reside todo el año en el altiplano. Es ligeramente más grande y por lo tanto la especie de colibrí más grande del mundo hoy. Los científicos la llamaron “colibrí gigante del norte”, y su nombre científico es Patagona chaski.

“Decidimos utilizar chaski como nombre, ya que en quechua significa mensajero, y se refiere a los corredores que transportaban bienes y mensajes a través del imperio Inca. Estos corredores tenían la capacidad de moverse rápidamente a través de grandes distancias y alturas, al igual que estas increíbles aves”, comentó Ricote.

La doctora Jessie Williamson, de la Universidad de Cornell, Estados Unidos, fue la primera autora del estudio. En esta foto, se encuentra midiendo un colibrí gigante del sur en Chile (Chris Witt)

En cuanto a la otra especie, se sigue llamando colibrí gigante del sur (Patagona gigas) y es la que tiene una de las migraciones ida y vuelta más largas registradas. Puede dar una vuelta desde Chile, pasando por la Argentina, Bolivia y Perú en el otoño. Luego vuelve al Desierto de Atacama en primavera hasta su zona reproductiva en la costa de Chile central, puntualizó la bióloga Jessie Williamson, quien fue la primera autora del estudio.

El gigante del Sur consigue hacer sus largas migraciones con paradas de aclimatación. “Son muy parecidas a las que hacen los montañistas humanos, para poder aclimatar su fisiología a la falta de oxígeno que conllevan las grandes altitudes. Toda una hazaña”, comentó Ricote.

“Ambas especies toman néctar de flores comunes en toda su área de distribución y también comen insectos. Estamos trabajando en estudios adicionales para examinar la variación de la dieta”, contó Williamson a Infobae, quien contó también con la colaboración del chileno Francisco Bozinovic, investigador CAPES y ganador del Premio Nacional de Ciencias 2020. Como este investigador falleció en enero del año pasado, los científicos dedicaron el trabajo a su memoria.

Por los estudios genómicos, también se reveló que el colibrí gigante del norte se separó del gigante del sur hace más de 2 millones de años.

Las dos especies de colibrí gigantes se separaron hace más de 2 millones de años, según los estudios genómicos. Ejemplares del colibrí gigante del Sur pueden llegar a visitar la provincia de Buenos Aires (Crédito: ArgentiNat)

Consultado por Infobae, el doctor Facundo Palacio, de la sección Ornitología del Museo de La Plata que de la Universidad Nacional de La Plata e investigador del Conicet, comentó a través del estudio publicado en la revista PNAS se encontraron que había dos especies distintas de colibrí gigante que son casi indistinguibles en tamaño y plumaje. Una que migra desde el nivel del mar hasta los Andes, y otra que tiene poblaciones residentes en las altas montañas de los Andes. Este último grupo, al que los autores han denominado Picaflor gigante del norte (Patagona chaski), presenta un pico, alas y cola más largos que el linaje del sur, y pasó a ser la especie de picaflor más grande del mundo”.

En otras palabras -señaló Palacio-, “sabíamos que la especie más grande de picaflores habitaba en el sur de Sudamérica. Sin embargo, la nueva clasificación de una sola especie en dos, hace que la segunda se convierta en la más grande del mundo”.

El estudio publicado en la revista PNAS fue dedicado a la memoria de uno de sus coautores que falleció antes de terminarlo. Era el prestigioso científico chileno Francisco-Bozinovic, del Centro de Ecología Aplicada y Sustentabilidad (CAPES)

Desde el punto de vista evolutivo, el estudio permite entender más sobre lo que se conoce como “especiación críptica”. A pesar de que pueden distinguirse por sus características morfológicas, “las sutilezas han disimulado la separación en dos especies de colibríes durante casi dos siglos -sostuvo Palacio-. Los análisis moleculares revelan que se trata de poblaciones genéticamente distintas y reproductivamente aisladas, habiendo experimentado una divergencia de aproximadamente 2-4 millones de años, un período geológico relativamente reciente”.

Fuente:
Valeria Román, Infobae

Conoce el proyecto FIA que buscó predecir el comportamiento de las plagas agrícolas

Un ejemplar de chanchito blanco (Pseudococcus sp.), una de las plagas agrícolas más importantes en Chile.

A simple vista, un chanchito blanco (Pseudococcus sp.) no parece un ser demasiado amenazante. Con un tamaño no superior a los 4 milímetros, difícilmente podría considerarse algo más que una molestia para el ocasional dueño de planta que sufre, cada cierto tiempo, el arribo de estos pequeños insectos a su manto de Eva favorita. 

Pero en número suficiente, estos inquilinos pueden llegar a convertirse en un verdadero azote para las plantas de un jardín, y en el caso del agro chileno, en una de las principales plagas que afectan hoy a este importante sector productivo. 

Esa fue la conclusión a la que llegaron los autores de un proyecto financiado por FIA que, a lo largo de 5 años, se propuso identificar las plagas más dañinas para la agricultura nacional y crear modelos que permitieran predecir el comportamiento de estas plagas bajo distintos escenarios de cambio climático.

El proyecto, denominado “Desarrollo de modelos fisiológicos para plagas de importancia de la agricultura chilena bajo escenarios climáticos actuales y futuros”, fue encabezado por los investigadores del Centro de Ecología Aplicada y Sustentabilidad (CAPES) Francisco Bozinovic (fallecido en enero de 2023) y Sergio Estay, y contó con la participación de académicos de las universidades Católica, Austral, de Talca y de Concepción, además de miembros del sector público y privado.

“La iniciativa nació como un intento por desarrollar modelos fenológicos y de abundancia para algunas plagas importantes de la agricultura chilena” cuenta Estay. “Estos modelos fenológicos”, explica, “son modelos matemáticos que combinan datos climáticos y fisiológicos para predecir el comportamiento de ciertas poblaciones de organismos (en este caso, insectos) a distintos niveles de temperatura” y, con esa información, mejorar el manejo y control de estas plagas a futuro. 

“Tener a disposición un modelo fenológico para una plaga específica permite al agricultor una mejor gestión de las acciones de control como las oportunidades de aplicación de insecticidas, maximizando su efecto y, a la vez, minimizando su uso” añade Grisel Cavieres, investigadora CAPES, académica de la Universidad de Concepción y una de las ejecutoras del proyecto. “Sin embargo, no todas las especies de insectos-plagas cuentan con un modelo fenológico disponible”.

Este era el caso de dos especies de chanchito blanco (Pseudococcus viburni y Pseudococcus longispinus, también conocida como cochinilla) identificadas por los investigadores como especies susceptibles de ser criadas, y estudiadas, en el laboratorio, de modo de obtener de ellas las variables fisiológicas (específicamente, de rendimiento y tolerancia térmica) que permitieran determinar sus respuestas frente a escenarios futuros de cambio climático.

La dictadura de la temperatura 

La temperatura controla la tasa de desarrollo de muchos organismos. Las plantas y los animales invertebrados, incluidos los insectos y gusanos, requieren una cierta cantidad de calor para desarrollarse de un punto a otro en sus ciclos de vida. A esta medida de calor se le conoce como tiempo fisiológico, y se expresa en unidades conocidas como “grados días acumulados” (GDA). El tiempo fisiológico proporciona una referencia común para el desarrollo de estos organismos, pues en el caso de los animales ectotermos, la cantidad de calor necesaria para completar su ciclo de vida (de huevo a ninfa, de ninfa a pupoide, y de pupoide a macho adulto, por ejemplo) no varía.

Lo que sí varía, es la temperatura ambiental. Es por esto que el cambio climático, con sus fluctuaciones térmicas y eventos de calor cada vez más extremos, ha ido alterando considerablemente el desarrollo y ecología de estos organismos a lo largo del tiempo, afectando de este modo su control por parte de los agricultores. 

El ciclo de vida del chanchito blanco (P. viburni) estimado en grados días acumulados (GDA).

Conocer el tiempo fisiológico de los insectos-plaga —esto es, la temperatura necesaria para su desarrollo y el tiempo que le toma al insecto alcanzarlo— permite a estos agricultores, por una parte, ser mucho más eficiente al momento de aplicar, por ejemplo, un tratamiento insecticida, ya que ciertos estadíos son más susceptibles o vulnerables que otros, y por otra, anticipar de mejor manera sus estrategias de control de plagas ante potenciales cambios en la temperatura producto del cambio climático.

Pero, ¿cómo se comienza a acumular grados días? “Generalmente se utiliza un evento biológico llamado biofix, que es un suceso específico que corresponde a la primera captura de un insecto adulto en una trampa, o también se puede utilizar el cronofix, que es un evento fenológico, como por ejemplo la floración de un arbusto como el arándano, que es de interés comercial en nuestro país y al cual P. viburni está asociado” explica Estay.

Una guía para el futuro

Usando un modelo lineal para cada estadio de madurez y para el ciclo completo tanto de P. viburni como de P. longispinus, los investigadores pudieron predecir los tiempos de desarrollo (expresados en GDA) de ambas especies. 

Con esta información, los investigadores construyeron mapas de riesgo que relacionan la temperatura en todo Chile central con el número de generaciones de cada plaga que se esperan en cada zona. Estos mapas fueron desarrollados para las condiciones actuales y bajo algunos escenarios de cambio climático.

Los mapas de riesgo generados por el proyecto permitirán conocer el estado de desarrollo y la abundancia potencial de las poblaciones de P. viburni y de P. longispinus de acuerdo a la temperatura estimada para cada zona del país.

Tanto los modelos desarrollados durante la ejecución del proyecto como los mapas de riesgo elaborados, alimentarán la Red de Pronóstico Fitosanitario, RPF, del SAG, que es un conjunto de herramientas que permiten modelar y pronosticar la acumulación térmica diaria para diferentes áreas agrícolas, con el objetivo de alertar y sugerir momentos oportunos de monitoreo y control fitosanitario. “De esta manera, los resultados quedarán de manera gratuita a disposición de los servicios públicos del área agrícola, empresas exportadoras, productores de frutas, y pequeños y medianos agricultores” explican en el proyecto.

La RPF a su vez, se alimenta del Sistema Agrometeorológico, el cual recibe información diaria de estaciones meteorológicas autónomas, de diferentes redes público-privadas, que luego se enfoca en modelar y pronosticar la acumulación térmica diaria acorde a los parámetros biológicos de cada plaga. 

“Esperamos que estos modelos puedan tener impacto en la eficiencia en el manejo de estas plagas, ya sea disminuyendo su impacto (daño, pérdidas y perjuicio) en los cultivos como reduciendo el uso de agroquímicos. Sin embargo, la adopción de estas estrategías y su transferencia al público final es un trabajo en progreso y que necesita tiempo para su concreción” alude Grisel Cavieres.

Junto con estos productos, el proyecto también generó una serie de cápsulas audiovisuales orientadas a pequeños y medianos agricultores, donde se aborda la importancia y utilidad de implementar los modelos de grados días para optimizar el control de plagas en el campo. Las cápsulas están disponibles en el canal de YouTube de CAPES

Fuente: Comunicaciones CAPES

Maestra Naturaleza

Revive los capítulos de este podcast creado por CAPES, en colaboración con Ladera Sur, que busca dar a conocer algunas de las investigaciones CAPES que ponen en valor la ciencia aplicada a la comprensión de los daños que el ser humano causa a su ambiente.

Episodio 1: Contaminantes de ayer y de hoy

Episodio 2: Mente sana, cuerpo sano, ambientes sanos

Episodio 3: Cómo alimentar al planeta

Episodio 4: Agroecología: cultivando biodiversidad

Episodio 5: Fragmentos de un paisaje urbanizado

Episodio 6: Restaurando los bosques, desde la raíz

La ciencia y la industria cervecera se juntan para hacer una fórmula única

El nuevo «Manual de cervecería con levadura nativa» nace del proyecto liderado por los profesionales del Núcleo Milenio Lili Francisco Cubillos y Roberto Nespolo, también investigador de CAPES.

En una colaboración única entre la ciencia y la industria cervecera, el Núcleo Milenio LiLi lanzó el pasado 15 de diciembre el “Manual de cervecería con levadura nativa” en el Auditorio Prof. Dr. Hugo Campos Cereceda, ubicado en la Facultad de Ciencias de la Universidad Austral, Valdivia. El proyecto es liderado por Abel Ñunque, ingeniero en biotecnología y asistente técnico del proyecto de levaduras nativas de los investigadores Francisco Cubillos (Lili) y Roberto Nespolo (Lili y CAPES), y se enmarca en la iniciativa FIC «Apoyando la reactivación económica de cervecerías artesanales de cepas nativas».

La idea de este manual cervecero surge como un esfuerzo por traducir el conocimiento científico sobre levaduras nativas en prácticas concretas para la industria cervecera. Según Abel Ñunque, «buscamos valorar el patrimonio microbiológico de nuestra cordillera mediante la vinculación con la gente y a la vez siendo un servicio ecosistémico para fomentar el cuidado de la naturaleza y para valorar todo lo que podemos sacar de ellos para el beneficio humano.»

El Núcleo Milenio LiLi se involucró activamente en este proyecto a través de su línea de investigación llamada «Rescatando el patrimonio silvestre para el bienestar humano: cerveza autóctona y otras bebidas alcohólicas». Para Francisco Cubillos, este manual significa “poder ayudar a darle una bajada concreta, hacerlo de manera didáctica, de manera que llegue a un público general y ayudar en base al conocimiento que nosotros tenemos en levaduras, en genética junto con Roberto, poder aplicarlo dentro de este manual que es también parte de los objetivos de LiLi.”

La colaboración entre la investigación y la industria cervecera se ve como algo primordial en los tiempos actuales, según Ñunque: «Me parece fundamental, no solo para la industria cervecera, sino para todas las áreas del conocimiento. Es un trabajo arduo que involucra a un montón de personas en distintos centros de investigación y universidades. Desde el aislamiento y caracterización de las levaduras, análisis genético, fermentativo y luego el escalamiento de la cerveza hasta llegar recién a la parte en la que evaluamos como se comporta en un fermentador semiindustrial.»

Con planes de expansión, el equipo no solo se limita a la cerveza, sino que también explora otros fermentados como el vino, sidra, kombucha, hidromiel y destilados como el whisky. “Esperamos crecer y evaluar si de estos productos también podemos buscar un sello nativo. Por lo pronto, les puedo adelantar que estamos trabajando en híbridos con levaduras de interés para diversificar la experiencia sensorial en cervezas lager, en búsqueda de un estilo chileno o patagónico que represente la creciente cultura cervecera de nuestro país, que además ya es conocida en la región.”, comenta Abel.

Por su lado Francisco sostiene que: “nuestra idea no es solamente quedarnos con lo que ya tenemos, sino seguir avanzando. Nosotros nos dedicamos mucho a trabajar en ideas o proyectos que algunas personas puedan tener y se acercan a nuestro laboratorio para poder concretarlas, no solamente en esto, sino que hemos tenido personas que quieren ayuda, por ejemplo, en temas de kombucha, en temas de ginger beer y en temas de otros fermentados o destilados y nosotros siempre estamos dispuestos a trabajar y a colaborar.

Fuente: Comunicaciones Núcleo Milenio LiLi

Columna de Enrico Rezende: Olas de calor y la salud de nuestros ríos y lagos

La siguiente columna de opinión fue publicada en la sección social de Emol el pasado 21 de octubre. En ella, el Profesor Asociado de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Pontificia Universidad Católica e investigador CAPES, Enrico Rezende, advierte sobre el daño generalizado a los ecosistemas acuáticos que provoca el cambio climático y las temperaturas extremas, y hace un llamado a la imposición de medidas de mitigación que, basadas en evidencia, ayuden a disminuir este impacto.

Lago Calafquen (Créditos: Diego Bravo, Flickr)

Este último año se ha registrado, así como en los años anteriores, eventos climáticos cada vez más extremos. Olas de calor han barrido California, Grecia, Siberia, el Medio Oriente, el sudeste asiático y otras regiones durante el verano, con temperaturas que se acercan y superan los 50°C. Mientras tanto, en Sudamérica se han registrado temperaturas elevadas sin precedentes durante este invierno.

Estos extremos climáticos se están volviendo más frecuentes. En Chile, esto explica en parte la menor cobertura de nieve en la cordillera año tras año, los incendios en el verano y tormentas más extremas en periodos de El Niño. Entretanto, a parte del impacto de estos eventos en nuestra salud, infraestructura y sociedad, ocurre de forma silenciosa una tragedia climática más amplia: el daño generalizado a los ecosistemas acuáticos de los que dependen nuestras fuentes de agua, la agricultura, la industria pesquera y la piscicultura.

Muchas personas pueden percibir los lagos y ríos como refugios contra el calor sin precedentes, pero los sistemas de agua dulce no son menos sensibles. En estos últimos años las olas de calor han matado a miles de peces en Alaska, Inglaterra y Australia, ya que las temperaturas superaron el límite letal que pueden tolerar estas especies. ¿Qué tan frecuentes son estos eventos extremos? Y teniendo en cuenta que estos eventos son excepcionales, ¿cómo se ven impactados los ecosistemas por un calentamiento menos extremo, pero que ocurre con mayor frecuencia?

Muchos ecólogos, incluyendo investigadores en nuestro laboratorio, vienen estudiando este problema. El calentamiento de las aguas conlleva a un doble desafío a los animales acuáticos como peces y pequeños invertebrados, porque su metabolismo y requerimientos energéticos aumenta con la temperatura, pero hay menos oxígeno disuelto para mantenerse vivo y activo.

Nuestra investigación ha demostrado, además, que la tolerancia al calor disminuye en aguas con baja oxigenación, lo que podría explicar en parte estos eventos de mortalidad masiva registrados durante las olas de calor. En la actualidad, estamos desarrollando herramientas para diagnosticar bajo qué combinaciones de temperatura y oxigenación las comunidades de organismos de ríos y lagos pueden verse amenazadas, y así hacer más eficiente el monitoreo de los sistemas dulceacuícolas de Chile.

Por supuesto, las olas de calor extremo no afectan solamente la temperatura y oxigenación del agua, y la realidad es lamentablemente mucho más compleja. Con el cambio climático y eventos extremos, cambian también las tasas de evaporación, los regímenes de precipitación y erosión del suelo, el caudal de agua y la cantidad de nutrientes arrastrados hacia los ríos, lagos y océanos.

Para el final de este siglo, se proyecta que la evaporación aumentará en un 16 por ciento a nivel mundial. Y las elevadas temperaturas también aceleran el deshielo, por lo que los glaciales estacionales van a disminuir y en muchos casos perder su capacidad como reservorios de agua, y la concentración de sales y nutrientes en el agua restante debe conducir a una mayor disminución de la calidad del agua.

Además, temperaturas más elevadas, junto con tormentas intensas que arrastran grandes cantidades de nutrientes y contaminantes, pueden crear las condiciones perfectas para floraciones de algas productoras de toxinas. Éstas pueden provocar la mortalidad masiva de peces y aves, así como representar una seria amenaza para la salud del ganado, las mascotas, la vida silvestre y los seres humanos, como quedó pasmado este año en el lago Villarrica.

Uno de los grandes problemas con los extremos climáticos es su naturaleza impredecible y, valga la redundancia, extrema. Son eventos por poco frecuentes, pero sus impactos se sentirán rápidamente y a menudo sin previo aviso, dejando poco tiempo para la adaptación. En ríos y lagos sus impactos pueden a primera vista parecer imperceptibles, pero estas comunidades también se ven afectadas, con potenciales repercusiones para nuestra sociedad, salud y suministro de agua dulce.

Por estas razones, necesitamos desarrollar y poner en práctica de inmediato planes de adaptación climática. Empleando estrategias de mitigación basados en evidencia, podemos no solamente disminuir el impacto del cambio climático y nuestras actividades en los ecosistemas naturales, sino además asegurar un mejor futuro para las siguientes generaciones.

Texto: Enrico Rezende

CAPES visita Maipú, Lo Barnechea y Santiago como parte del Festival de las Ciencias 2023

Con actividades para toda la familia, el Centro de Ecología Aplicada y Sustentabilidad tuvo una concurrida participación durante una nueva versión de este evento científico nacional, de la mano de sus iniciativas Mosca Científica, Jardines x la Biodiversidad, el proyecto documental “Elementos” y la Colección de Flora y Fauna Patricio Sánchez.

En sus marcas, listos ¡ya! Con esa famosa frase, proferida por uno de los monitores del espacio, la manta oscura que cubre la pista de carreras se levanta ¡y comienza una nueva competencia! ‘Usain fly’, uno de los favoritos del público, toma rápidamente la delantera, pero se devuelve; dos pistas más allá, ‘Drosophiraptor’ aprovecha la oportunidad y avanza unos cuantos puestos; a su lado, ‘Heriberto Eustaquio’ trata de seguir el ritmo, pero no logra sostener el esfuerzo, mientras que ‘Ama Alita’ persiste en llegar a la comida, hasta que la alcanza… y ¡gana! 

Este relato, de no ser por lo curioso de los nombres, bien podría ser parte de una transmisión de los Panamericanos de Santiago, pero se trata de una carrera donde los competidores ni siquiera son humanos, sino 8 moscas de laboratorio expuestas a distintos regímenes de temperatura que luchan por ser la primera en alcanzar su comida durante una de las exhibiciones más aplaudidas de la feria de cierre del Festival de las Ciencias, realizada el 7 y 8 de octubre en Plaza de Maipú. 

La experiencia, creada por la iniciativa “Mosca científica” para ayudar a entender la distribución, dinámica poblacional y respuestas de distintas especies de Drosophila frente al cambio climático, fue de las actividades más visitadas durante los últimos días de este renombrado Festival nacional organizado por el Ministerio de Ciencia, Tecnología, Conocimiento e Innovación (MinCiencia), en colaboración con aliados territoriales en todo el país.. 

“En esta nueva edición del Festival de las Ciencias quisimos destacar y rescatar los conocimientos de cada territorio. Por eso, por primera vez, estamos en todas las regiones de Chile. Y lo más importante: cada región diseñó sus contenidos, armó sus actividades, hizo su propia cartelera”, explicó la ministra de Ciencia, Aisén Etcheverry, durante la inauguración del Festival, que, entre el 1 y el 8 de octubre, ofreció cientos de actividades gratuitas en más de 60 comunas a lo largo de Chile. 

Justamente, una de las instituciones encargadas de organizar el Festival en la Región Metropolitana fue la Pontificia Universidad Católica de Chile, que tuvo a su cargo la coordinación de actividades en nodos estratégicos de la provincia de Santiago como Providencia, Maipú, Lo Barnechea, San Joaquín, Renca y La Pintana, permitiendo de este modo un alcance a las 32 comunas que conforman la provincia.

Moscas, jardines, flora y fauna

El curador de la Colección de Flora y Fauna Prof. Patricio Sánchez, Benito Rosende, durante una de las visitas guiadas que realizó la unidad.

Este 2023, CAPES realizó 7 actividades en conjunto con sus socios estratégicos, la iniciativa de comunicación de la ciencia “Mosca Científica”, el programa “Jardines x la Biodiversidad”, el proyecto documental “Elementos” y la Colección de Flora y Fauna Profesor Patricio Sánchez Reyes de la UC. Mónica Paz, directora de Comunicaciones y Extensión de CAPES, señaló que “la sinergia que construimos entre todos los equipos permitió que pudiésemos llegar a muchas personas con las actividades que desarrollamos, llevando experiencias que les hicieran sentido y que pudieran conocer conceptos de las ciencias ambientales como biodiversidad, preferencia térmica o crisis climática”.

Nuestros fuegos se abrieron el martes 3 de octubre con las visitas guiadas a la Colección de Flora y Fauna prof. Patricio Sánchez en dependencias de la Facultad de Ciencias Biológicas UC, donde más de 20 personas pudieron recorrer el patrimonio natural de nuestro país conservado en la Casa Central UC. Los profesionales a cargo de la colección, Eduardo Palma y Benito Rosende, explicaron a los asistentes cómo se conservan las especies resguardadas y les mostraron algunos de los ejemplares de aves, mamíferos, anfibios, reptiles, insectos e invertebrados marinos que son parte de este verdadero museo natural.

La investigadora CAPES, Fabiola Orrego, charlando sobre Jardines x la Biodiversidad con estudiantes de Lo Barnechea.

El programa Jardines x la Biodiversidad realizó dos talleres, el 5 de octubre en Lo Barnechea y el 6 octubre en Maipú, para público diverso, desde adultos mayores a estudiantes de educación media. Fabiola Orrego fue la encargada de entregar los contenidos teóricos y prácticos para que los participantes puedan lograr que sus jardines, antejardines, balcones, terrazas y otros espacios naturales domésticos puedan convertirse en refugios seguros de biodiversidad urbana para la flora y fauna local. 

También el viernes 6 octubre se realizó la visita guiada al Laboratorio de Ecofisiología de la Facultad de Ciencias Biológicas UC, en que los asistentes pudieron ver y realizar diversos experimentos con moscas del género Drosophila de la mano del grupo de estudiantes que trabaja bajo la supervisión de Avia González, asistente de investigación del laboratorio y parte del equipo de Mosca Científica, iniciativa del proyecto Fondecyt 1170017 “Forecasting the impact of climate change in Chilean Drosophilids: Physiological, Ecological and Evolutionary Responses”, liderado por Enrico Rezende, investigador CAPES y académico de la Facultad de Ciencias Biológicas UC, que busca generar material educativo y de divulgación sobre el aporte al conocimiento científico que se ha generado durante décadas utilizando como modelo de estudio a Drosophila.

Algunos de los visitantes del viernes 6 de octubre al Laboratorio de Ecofisiología de la Universidad Católica.

González comentó que “fue súper grato todo el proceso, desde preparar el laboratorio de ecofisiología para las visitas hasta trasladar el mismo laboratorio al aire libre, donde tuvimos mucha aceptación del público presente”. Esto porque Mosca Científica se transformó en un stand interactivo en la Plaza de Maipú el sábado 7 y domingo 8 de octubre, para integrar la cartelera del Gran Festival de las Ciencias con que se cerró en grande la semana, con un público estimado de cerca de 6.000 personas.

Asimismo, la investigadora indicó que “fue una experiencia muy enriquecedora para el equipo Mosca Científica, pues para este contexto del festival pusimos en marcha las visitas guiadas, material gráfico inédito e incluso un material interactivo como dos puzzles de mosca que se robaron varias miradas y comentarios. Creemos que logramos desmitificar muchos prejuicios que existen sobre las moscas y en particular dar a conocer a nuestro modelo de estudio favorito, Drosophila melanogaster”

Junto con el stand de Mosca Científica, presentamos parte de los numerosos libros que han publicado los investigadores e investigadoras de CAPES y la exposición “Fauna silvestre en Chile: muestra fotográfica de la Colección Biológica Prof. Patricio Sánchez”, una galería con fotos museológicas de gran formato, de algunos especímenes de fauna silvestre pertenecientes a la Colección, aves, mamíferos, reptiles, anfibios, peces e invertebrados terrestres y marinos, en distintos formatos de conservación, resaltando su particular belleza y variedad de formas. 

Las artífices tras el documental «Elementos», Francisca Boher (izquierda) y Katherina Harder (derecha) durante el conversatorio celebrado en Maipú.

Además, el domingo 8 octubre durante el Gran Festival de la Ciencia, se realizó la Exhibición y conversatorio del documental “Elementos”, pieza audiovisual que reunió a un grupo de científicos, científicas, artistas y realizadores para crear una obra que pone en relieve la urgencia de cambiar nuestra relación con el planeta, a través del aire, agua y tierra, los ingredientes primigenios que en la sabiduría antigua forman el mundo. Luego, los espectadores pudieron conversar con la directora del proyecto, Francisca Boher, y la directora del documental, Katherina Harder, quienes se explayaron sobre el proceso de realización de la obra y la importancia de sacar la ciencia de los laboratorios y combinarla con distintas disciplinas artísticas para llegar a más público que se sensibilice con la crisis ambiental que ha provocado el ser humano y conozca las soluciones que está planteando la ciencia.

Agradecemos a todas las personas que trabajaron para hacer realidad estas actividades y que pusieron su tiempo y conocimientos a disposición de la comunidad, como nos dijo Avia González, “esperamos continuar en este camino de vinculación y apropiación social de los conocimientos en otras instancias parecidas en Chile. Esto nos impulsa de sobremanera a pensar en próximos materiales y actividades por hacer”.

Imágenes de CAPES en el Festival de las Ciencias

Texto y fotos: Comunicaciones CAPES

Iniciativa Mosca Científica lanza su segundo video animado

El equipo de comunicación de la ciencia de la iniciativa “Mosca Científica: Experimenta, investiga y ¡vuela!” realizó el lanzamiento de su segundo video animado «Viviendo en un mundo cambiante”, con la participación de estudiantes del colegio Guillermo González Heinrich de Ñuñoa.

La actividad humana que quema combustibles fósiles y libera CO2 a la atmósfera y también al mar, está afectando la vida marina y la terrestre. El rápido aumento de las temperaturas a nivel mundial ha provocado cambios en los ecosistemas, para sobrevivir a la crisis climática las especies se adaptarán o migrarán, las que no lo logren, se extinguirán.

Para estudiar cómo los organismos se están adaptando al cambio climático, científicos y científicas tienen a la Drosophila melanogaster, también llamada mosca de la fruta, un conocido modelo biológico utilizado en distintas disciplinas en todo el mundo. Un grupo de investigación de CAPES está realizando estudios en drosófila para entender cómo los animales pequeños ectotermos, en los que la temperatura corporal depende de la del medio ambiente, resisten altas temperaturas por períodos cortos.

El equipo de comunicación de la ciencia “Mosca Científica”, que trabaja al alero del proyecto Fondecyt 1170017 “Forecasting the impact of climate change in Chilean Drosophilids: Physiological, Ecological and Evolutionary Responses”, liderado por Enrico Rezende, investigador CAPES y académico de la Facultad de Ciencias Biológicas UC, presentó su más reciente video de divulgación científica titulado «Viviendo en un mundo cambiante”. Este proyecto audiovisual busca acercar el fascinante mundo de la ciencia a personas de todas las edades, despertando la curiosidad y el amor por el conocimiento científico.

El lanzamiento oficial se realizó el viernes 25 de agosto de 2023 y junto con la reproducción del video, el 1° medio del colegio Guillermo González Heinrich de Ñuñoa pudo asistir a la entretenida charla «Introducción al modelo de estudio Drosophila melanogaster«, dictada por el profesor de Ciencias Biológicas UC Jorge Campusano, que narró sus investigaciones en neurociencia y cómo se utiliza a la drosófila para estudiar el cerebro.

Luego de la conferencia, los estudiantes pudieron participar en dos actividades, un taller práctico sobre divulgación de la ciencia y el conocimiento, y una visita guiada al Laboratorio de Ecofisiología UC, donde se “crían” las moscas Drosophilas para el estudio de diversos temas, y lugar donde realizaron tres experimentos junto con los científicos y científicas que ahí trabajan, conociendo la ciencia que allí se practica.

Jorge Carrasco, el profesor a cargo del curso, agradeció la oportunidad de “sacar a los estudiantes del colegio y traerlos a un lugar tan amplio, de puro conocimiento, donde hemos sido tratados de la mejor forma posible y los alumnos han participado de cada una de las actividades que se les propusieron”. Algunas impresiones de los y las jóvenes que asistieron fueron: “me gustó mucho la actividad porque siento que me podría alentar para lo que quiero en el futuro”, “la experiencia fue súper linda, las instalaciones me parecieron una locura, nos trataron súper bien y explicaron todo súper bien”, “el experimento de las carreras me sorprendió cómo la luz las afectaba y las atraía”.

Drosophila explica la ciencia

Esta iniciativa, apoyada por CAPES, busca generar material educativo y de divulgación sobre el aporte al conocimiento científico que se ha generado durante décadas utilizando como modelo de estudio a Drosophila. Con una duración de 3 minutos, la animación digital presenta una narrativa que combina elementos educativos y el diseño visual, creados para transmitir conceptos científicos de manera accesible y lúdica.

El equipo Mosca Científica ha trabajado para crear una experiencia visual y sonora que cautiva a los espectadores desde el primer momento. La propuesta abarca una amplia gama de temas científicos desde el prisma de la biología evolutiva. Se exponen las consecuencias de la crisis climática y cómo se puede predecir su efecto sobre algunas especies animales en el futuro.

La pieza audiovisual cuenta con la participación de la ilustradora Elisa María Monsalve (@elisamariamonsalve), el productor musical Matías Orrego (@_matiasmedicen), la locución de Patricio Baeza y la animación digital de Vanessa Acuña (@waspven) junto a Bárbara Muñoz (@nibi_arts).

El legado de Francisco Bozinovic

En los créditos del video aparece una cita en honor al Dr. Francisco Bozinovic Kuscevic, conocido cariñosamente como «Pancho», quien en 2020 recibió el Premio Nacional en Ciencias Naturales por su aporte desarrollando un nuevo paradigma y enfoque científico, integrando fisiología, medioambiente y biogeografía, en un concepto que actualmente se conoce como Biología Integrativa.

Pancho fue uno de los ecólogos más importantes de nuestro país que contribuyó al mejoramiento de la capacidad de predicción de las respuestas de los organismos vivos a las variaciones ambientales de origen natural y antrópico, como por ejemplo las enfermedades emergentes, el clima y la pérdida de hábitat.

En 2021, cuando comenzaban las reuniones para elaborar un nuevo video, el equipo de Mosca Científica se reunió con él para conversar a través de una videoconferencia como se estilaba en aquel momento. Pancho siempre estuvo interesado en relevar la comunicación científica y la vinculación con las comunidades y dejó un importante mensaje: “Debemos pasar de un paradigma de la competencia a uno de la colaboración. Creo que es la forma de que este mundo cambie. No podemos seguir compitiendo (…)”. Para más información sobre Mosca Científica y sus actividades pueden visitar su perfil de Instagram @moscacientífica o contactar con su equipo a través del correo moscacientifica@gmail.com.

Texto y fotos: Comunicaciones CAPES

El rol de ANDRO como promotor de la salud neurológica: evidencia desde un roedor chileno modelo natural de Alzheimer

Una inédita investigación en hembras adultas y envejecidas del roedor chileno degú, mostró los efectos de la administración de largo plazo de ANDRO, un compuesto derivado de la planta medicinal asiática Andrographis paniculata, que mejoró aspectos como la memoria de reconocimiento social y la memoria de largo plazo, ambas necesarias para la socialización y el reconocimiento de los animales en sus entornos biológicos.

Este es uno de los últimos estudios en los que participó nuestro ex subdirector Francisco Bozinovic, fallecido a principios de 2023, quien fomentaba la colaboración y el trabajo interdisciplinario, aportando su conocimiento como ecofisiólogo en una investigación sobre enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer.

Degú costino (Créditos: Bruno Savelli)

El proceso de envejecimiento es natural e irreversible para todos los seres vivos. En los humanos, además del deterioro físico se producen daños a nivel molecular o celular provocando deterioro cognitivo, pérdida de neuronas y una actividad sináptica deficiente, entre otras, es la evolución habitual del cerebro humano.

En Chile habita un pequeño roedor social que en condiciones de laboratorio muestra síntomas de envejecimiento muy parecidos a los de las personas, es el Octodon degus, conocido como degú, un ratón con una cola semejante a un pincel, que es endémico de nuestro país y que ha sido utilizado como modelo biológico para estudiar enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer.

Un equipo interdisciplinario, encabezado por Daniela Rivera, ecóloga del Centro GEMA: Genómica, Ecología y Medio Ambiente de la Universidad Mayor, y en el que trabajó entusiastamente el subdirector de CAPES, Francisco Bozinovic, evaluó los efectos de la administración de ANDRO en el largo plazo -un año-, en la conducta y en los aspectos neuroquímicos del cerebro de hembras de degú adultas (36 meses) y envejecidas (72 meses).

La investigación «Age-Dependent Behavioral and Synaptic Dysfunction Impairment Are Improved with Long-Term Andrographolide Administration in Long-Lived Female Degus (Octodon degus)«, fue publicada en la revista International Journal of Molecular Sciences.

¿Cómo surgió la idea de desarrollar esta investigación y por qué decidieron realizarla en degus hembras?

Conversamos con Daniela Rivera, quien nos comentó que “la idea de realizar este trabajo comenzó el 2018, junto con Francisco y Nibaldo Inestrosa nos reunimos para planificar el diseño experimental de este trabajo. El objetivo principal era evaluar el efecto de la administración de Andrografólido (ANDRO) en el largo plazo en el inicio del envejecimiento (desde los 3 años) y compararlo con hembras ya envejecidas. La decisión de usar hembras fue porque habíamos determinado en varios trabajos previos (Neurobiology of Aging, 2016; Frontiers in Integrative Neuroscience, 2022) que durante el proceso de envejecimiento a las hembras degus les va peor que a los machos desde el punto de vista de la bioquímica del cerebro. Por lo tanto, era interesante preguntarnos si ANDRO, que reportaba muchos beneficios en la mejora neuronal y cognitiva, tenía un efecto en hembras maduras y envejecidas”.

¿Andrografólido?

Para comprender los alcances de esta investigación, necesitamos saber qué es el ANDRO o Andrografólido. Es una molécula que se extrae de la planta medicinal Andrographis paniculata, presente en India, China y el sudeste asiático, y que es utilizada en la medicina china y ayurvédica por sus múltiples propiedades, como su atributo antiinflamatorio.

“En un trabajo colaborativo que realizamos junto con el Dr. Bozinovic en el 2016”, señala la investigadora, “demostramos que el ANDRO es capaz de revertir el daño cognitivo en hembras degus adultas. Lo más notable de este trabajo, es que algunos animales son capaces de comportarse como individuos jóvenes luego de la aplicación de ANDRO durante solo tres meses. Además, la administración de ANDRO fue capaz de revertir algunos de los principales signos patológicos de la enfermedad de Alzheimer no solo en degus sino también en otros modelos transgénicos de la enfermedad (es decir, aquellos modelos que son manipulados genéticamente o farmacológicamente para expresar la enfermedad). Sin embargo, en otros aspectos como la plasticidad celular, el tratamiento con ANDRO no fue exitoso, por lo que argumentamos que un tratamiento de más larga duración podría mejorar esos aspectos de la fisiología neuronal, razón por la cual surgió la motivación para hacer este estudio”.

(Créditos: Paula Díaz Levi)

El degú y su forma de vida social

El Octodon degus, también conocido como degú o ratón cola de pincel, es un pequeño roedor endémico de nuestro territorio, que habita entre Vallenar y Curicó. Cabe aproximadamente en la palma de una mano, su cola termina con un penacho que le da la apariencia de un mini pincel. Es un animal diurno, vive en comunidades en madrigueras excavadas en zonas montañosas o de matorrales. Su período de gestación es de 90 días, al cabo de los cuales nacen entre 3 y 9 crías completamente cubiertas de pelo y con los ojos abiertos. En cautiverio pueden vivir hasta 8 años, una de las muchas razones que los hace un muy buen modelo biológico para estudios relacionados con envejecimiento natural.

En 2022 entrevistamos a nuestro ex subdirector Francisco Bozinovic para uno de los capítulos del podcast “Maestra Naturaleza, realizado en conjunto entre CAPES y Ladera Sur, durante la conversación Francisco nos comentó sobre sus estudios en este roedor y por qué es utilizado para investigaciones en distintos temas, desde los efectos del cambio climático hasta enfermedades como la diabetes o el Alzheimer.

Acerca del degú Bozinovic nos cuenta que “en biología se ocupan modelos animales para estudiar las enfermedades, y el degú ha sido muy exitoso, puesto que además es social, igual que nosotros”. Además, comparte una característica con los seres humanos que tiene que ver con la proteína Beta-amiloide (β-amiloide), “que está en el cerebro de las personas que tienen Alzheimer y es prácticamente igual en el degú”, explica el Premio Nacional de Ciencias 2020, “el degú tiene síntomas muy parecidos a los humanos cuando son viejos”.

“Hemos hecho estudios, liderados por la doctora Daniela Rivera, que muestran que entre organismos que están viviendo juntos o están separados, cambia mucho su capacidad cognitiva, capacidad de aprendizaje, en función de si están socializando o no y en función de la edad”, comenta el biólogo integrativo. “Hicimos experimentos en animales de diferente edad viviendo solos o viviendo en grupos, y efectivamente, los animales que vivían en grupos tenían mejores habilidades cognitivas que los que estaban separados”.

ANDRO y degus hembras adultas y ancianas

Durante esta investigación Rivera y su equipo administraron ANDRO a degus hembras durante un año y se les realizaron diversas pruebas de comportamiento que permitieron estudiar el rendimiento cognitivo. Rivera señala que “ANDRO fue capaz de mejorar la memoria y preferencia por nuevas experiencias no solo en las hembras adultas sino también en las envejecidas. ANDRO también restauró la memoria de reconocimiento social y la memoria de largo plazo en las hembras de mayor edad”.

A nivel neuronal, el estudio determinó que ANDRO puede mejorar, en ambas edades los procesos que son potenciadores de la actividad neuronal. Rivera complementa que “sin embargo, en las hembras adultas, ANDRO no mejora la actividad neuronal basal, pero sí la mejora en las hembras envejecidas donde la actividad basal está empeorada. Todos estos efectos a nivel neuronal se correlacionan con cambios en las proteínas que forman parte relevante en el funcionamiento de las conexiones y por lo tanto de las redes neuronales, efecto a través del cual creemos el ANDRO estaría haciendo su efecto en la mejora cognitiva”.

Hacia una mejor comprensión de los procesos del envejecimiento

En la actualidad, es posible encontrar fármacos derivados de ANDRO registrados ante la FDA. En España se están desarrollando derivados semisintéticos de ANDRO para su uso en el tratamiento de COVID-19 y fibrosis pulmonar asociada a COVID-19 por sus efectos antiinflamatorios, sin embargo, los efectos descritos a nivel de sistema nervioso son más recientes y hay que hacer más estudios para evaluar sus efectos y consecuencias.

La Dra. Rivera está consciente de que no se puede cambiar el curso del envejecimiento, un proceso biológico natural de los seres vivos, de todas maneras, el escenario ideal sería envejecer física y cognitivamente de la mejor manera. “Los procesos de envejecimiento y deterioro cognitivo son procesos que dependen de muchas variables”, afirma Rivera, “una de las cuales recae fuertemente en el hecho de si eres hembra/mujer o macho/hombre. Y este es uno de los puntos principales. Hasta ahora podemos establecer que estos procesos no son equivalentes en ambos sexos y que es fundamental determinar los mecanismos que hacen la diferencia para mirar con más detalle y generar, ahora sí, fármacos que sean puntuales para aquellos procesos diferenciadores. Queda mucho estudio por hacer”.

Acerca de los aportes de Francisco Bozinovic a la investigación de Daniela Rivera y equipo, ella menciona que “estuvo desde siempre interesado en los alcances del degú como modelo experimental. Fue parte importante en la planificación y elaboración del diseño experimental en este y en todos los recientes artículos que involucran al degú, tanto en los estudios farmacológicos como en los que evalúan el estrés social”. Sobre la importancia que Francisco otorgaba al trabajo interdisciplinario, Rivera señala que “como se puede apreciar de la afiliación de los autores de este trabajo, los que participamos somos de muchas instituciones académicas; eso le gustaba a Francisco, apoyar el trabajo interdisciplinario y la colaboración entre investigadores. Ese fue uno de sus mayores aportes, generar vínculos de colaboración entre investigadores de diferentes disciplinas”.

Los investigadores Francisco Bozinovic (al medio, de gorro) y Daniela Rivera (a su derecha), durante el Primer Workshop Internacional del Degú, organizado por el Centro Interdisciplinario de Neurociencia de Valparaíso, CINV, en 2019.

Texto: Comunicaciones CAPES

Organismos podrían ser más vulnerables de lo que se pensaba al calentamiento global

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 observados en el estudio son un orden de crustáceos acuáticos con más de 7.000 especies descritas alrededor del mundo (Créditos: cephalopodcast)

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”.

Parte del equipo de investigación del estudio durante su participación en el del simposio “Limits to thermal performance in ecototherms: the interplay between physical constrains, physiological boundaries and evolutionary trade-offs” de la Sociedad de Biología Experimental, en Montpellier, Francia (con el Prof. Rezende en medio). Créditos: Enrico Rezende.

“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