Del cambio climático al cambio metabólico en los peces
Los océanos y mares que rodean Europa se están calentando y desoxigenando como consecuencia directa del cambio climático. Si bien el calentamiento y la desoxigenación afectan directamente a los ecosistemas marinos, la mayoría de las investigaciones analizan estos dos procesos por separado. Sin embargo, esta aproximación metodológica impide reproducir fielmente las condiciones ambientales reales a las que se enfrentan los peces. «Por ello, se requiere un planteamiento más integrativo, que considere el efecto conjunto del calentamiento y la desoxigenación de los océanos sobre la tasa metabólica de los peces», comenta el biólogo Rasmus Ern, de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología(se abrirá en una nueva ventana). El proyecto OxyTempFish, financiado con fondos europeos, se puso en marcha para abordar esta cuestión.
Nuevas herramientas para predecir el efecto del cambio climático sobre los peces
El pez cebra se empleó como especie modelo para evaluar cómo el aumento de la temperatura y la disminución de la concentración de oxígeno afectan el metabolismo de los peces y cómo estos cambios metabólicos determinan los límites térmicos superiores y las respuestas conductuales a la hipoxia. En este sentido, el equipo del proyecto diseñó y refinó sistemas experimentales específicos para controlar con precisión la temperatura y la concentración de oxígeno del agua y, al mismo tiempo, medir los rasgos metabólicos, los límites de tolerancia térmica y el comportamiento. Uno de estos sistemas, el OptoReg, es un dispositivo sencillo y barato que convierte los medidores de oxígeno FireSting-O2 de PyroScience en reguladores de oxígeno de circuito cerrado precisos. El sistema, descrito en un artículo de acceso abierto sobre metodologías, permite que laboratorios con recursos limitados lleven a cabo experimentos sofisticados de hipoxia.
Nuevos descubrimientos refutan hipótesis previas
Con estas herramientas, se determinó que el umbral de oxígeno en el agua a partir del cual los límites térmicos superiores (temperatura crítica máxima, CTmax) se ven restringidos (PCTmax) no es un rasgo fijo en la especie, sino que varía considerablemente en función de la rapidez con la que aumenta la temperatura. Los investigadores también descubrieron que las respuestas conductuales de evitación frente a la hipoxia acuática están más estrechamente relacionadas con la capacidad de tolerancia a la hipoxia que con la demanda basal de oxígeno. Este hallazgo respalda la idea de que el comportamiento de evitación está determinado por mecanismos vinculados a la proximidad a los límites fisiológicos, más que por los costes metabólicos normales. Ello tiene implicaciones para predecir cómo la variación fisiológica individual se traduce en respuestas conductuales en condiciones de disminución de oxígeno. Por último, se observó que el efecto de una mayor velocidad de calentamiento sobre la CTmax se invierte según la temperatura de aclimatación: aumenta la CTmax en peces aclimatados a temperaturas cálidas, pero disminuye en peces aclimatados a temperaturas frías. «Esto pone en entredicho la hipótesis ampliamente aceptada de que un único protocolo de calentamiento estandarizado permite medir y comparar de manera fiable la tolerancia térmica entre especies de distintos ambientes térmicos», señala Ern. En conjunto, estos hallazgos muestran que los métodos de laboratorio convencionales para medir los límites térmicos superiores pueden sobrestimar o subestimar sistemáticamente la sensibilidad de las especies al efecto conjunto del calentamiento y la hipoxia. Esto tiene implicaciones directas en la fiabilidad de las proyecciones empleadas para predecir cómo se modificará la distribución geográfica de las poblaciones de peces frente al cambio climático. Los principales hallazgos se han presentado en congresos internacionales, y se están preparando varios manuscritos para su envío a revistas científicas de gran impacto. Además, los resultados del proyecto ya han aparecido en varios artículos científicos. Entre ellos destaca una revisión publicada en «Physiology» en 2023, muy citada, que explica cómo la interacción entre la función cardiovascular, el suministro de oxígeno y las respuestas celulares al estrés determina los límites térmicos en los peces. El proyecto OxyTempFish contó con el apoyo de las acciones Marie Skłodowska-Curie(se abrirá en una nueva ventana).