Depender de presas de menor calidad puede obligar a los depredadores a duplicar su consumo
La caza ha comenzado y un depredador finalmente encuentra a su presa. El animal consume el nutritivo alimento y se dirige a buscar su siguiente objetivo. Pero ¿Cuántas presas necesita consumir un depredador?
Tras un período de hambruna masiva entre los animales que vivían a lo largo de la costa de California, los científicos de la Universidad de California en San Diego comenzaron a plantearse preguntas sobre el sustento de los depredadores y el valor del consumo de presas.
Sus investigaciones revelaron que no todas las presas son iguales, lo que puede tener un significativo impacto en la búsqueda de alimento de los depredadores. Incluso presas del mismo tamaño y peso dentro de la misma especie pueden variar drásticamente en cuanto al sustento que proporcionan, según el estudio.
Los nuevos hallazgos tienen implicaciones para la comprensión de los recursos alimentarios oceánicos y los impactos que los cambios en estos recursos pueden tener sobre los animales que dependen de ellos.
La ex estudiante de posgrado de la UC San Diego, Stephanie Nehasil, quien obtuvo su doctorado en la Facultad de Ciencias Biológicas, y la profesora Carolyn Kurle, junto con coautores afiliados al Centro de Ciencias Pesqueras del Suroeste (NOAA) y la UC Santa Cruz, estaban inicialmente interesados en una ola de calor marina de mediados de la década de 2010 que causó la hambruna de mamíferos marinos y aves marinas en todo el ecosistema de la corriente de California, una rica área oceánica a lo largo de la costa oeste que se extiende por miles de millas y sustenta una amplia variedad de vida marina.
Imagen: Stephanie Nehasil recolecta muestras de excrementos de leones marinos en el campo de la isla de San Nicolás. El estudio de investigación surgió a raíz de los cambios observados en la alimentación de los leones marinos y una hambruna masiva causada por la ola de calor marina de 2014-2016. Crédito: Greg Sanders, Marina de los EE. UU. (retirado); permiso NMFS n.° 19091-01
Estas preguntas dieron lugar a una investigación de varios años sobre las fuentes de alimento oceánico y la alimentación diaria que necesitan los depredadores marinos. Para explorar estas cuestiones, el equipo se centró en una de las especies más afectadas por la ola de calor: el león marino de California.
Los resultados del estudio revelaron que los miembros de la misma especie de anchoa, sardina y calamar pueden variar ampliamente en su densidad energética, que es el estándar por el cual se miden las presas en términos de evaluar cuánto valor nutricional proporcionan para la subsistencia del depredador.
"Nos sorprendió la cantidad de variación que había dentro de una misma especie", afirmó Nehasil, ahora investigadora postdoctoral en la Universidad de Stony Brook.
Utilizando múltiples medidas de calidad de las presas, los investigadores descubrieron que depender de presas de menor calidad puede obligar a los depredadores a duplicar su consumo, a pesar de tener el mismo tamaño que presas más nutritivas. "Podrías tener dos peces uno al lado del otro del mismo tamaño, pero con una enorme variación en la cantidad de energía que proporcionan. En algunos casos, los depredadores necesitarían consumir decenas de miles de peces más pequeños y de menor calidad para sobrevivir, y eso simplemente no es posible".
Los nuevos hallazgos ofrecen mayor precisión a los datos incluidos en los modelos bioenergéticos, utilizados para comprender los ecosistemas y realizar evaluaciones clave del estado de las poblaciones de animales marinos. Anteriormente, las presas de la misma especie, de tamaño y peso similares, tenían el mismo valor para el consumo diario de los depredadores.
Imagen: La variación intraespecífica en la calidad de las presas afecta la cantidad de presas que los depredadores necesitan para satisfacer sus demandas energéticas. En este escenario, el contenido energético (kJ presa¹) es la métrica de la calidad de las presas, y se presentan tres clases de tamaño para una misma especie de presa: pequeña (azul), mediana (naranja) y grande (verde).
"Este es otro dato que nos ayudará a fundamentar nuestros modelos para comprender mejor el funcionamiento de estos ecosistemas, de modo que podamos reconocer dinámicas sutiles que, de otro modo, podrían pasarse por alto y responder de forma más reflexiva a los cambios ambientales", afirmó Kurle, profesor del Departamento de Ecología, Comportamiento y Evolución. "Esta información nos ayudará a comprender la complejidad de estos ecosistemas que tanto preocupan, especialmente a los pescadores y otros usuarios".
En 2014, una inmensa ola de calor en el Océano Pacífico Norte provocó una alteración significativa de la estructura normal de la red alimentaria marina. El evento interrumpió el flujo ascendente habitual de nutrientes desde las profundidades oceánicas hacia la superficie, lo que redujo la fuente de alimento para el zooplancton, que a su vez alimenta a los peces que sirven de presa y tienen valor comercial para los humanos. Se produjo una ola masiva de hambruna que afectó a las comunidades de mamíferos marinos, aves marinas y otras especies.
"Observamos mucha mortalidad, lo que nos llevó a preguntarnos si la abundancia o disponibilidad de presas había cambiado durante el evento", dijo Nehasil. "Al observar más de cerca los cambios en la base de la red trófica, comenzamos a preguntarnos si no era solo la cantidad de alimento lo que había cambiado, sino también su calidad".
En particular, los investigadores observaron leones marinos demacrados y sus crías, lo que indica que las madres leonas marinas no podían alimentar adecuadamente a sus crías ni a sí mismas, lo que inició la búsqueda de los investigadores de los mecanismos subyacentes.
Nehasil pasó varios años de arduo trabajo recopilando datos y midiendo la densidad energética de especímenes de una multitud de fuentes, incluidos estudios de peces de la NOAA, barcazas de cebo y muestras del Departamento de Pesca y Vida Silvestre de California. En colaboración con Ocean Discovery Institute, una organización sin fines de lucro que involucra a jóvenes de la comunidad marginada de City Heights en San Diego, también involucró a estudiantes locales en la investigación, brindando experiencia científica práctica para la próxima generación.
Imagen: En el Laboratorio Viviente de Ocean Discovery en City Heights, los estudiantes de un programa extraescolar adquirieron experiencia práctica en investigación con mediciones de peces, lo que contribuyó directamente a los resultados del estudio. Crédito: Ocean Discovery Institute
Para evaluar el verdadero valor nutricional de la anchoveta del norte, la sardina del Pacífico y el calamar, en lugar de simplemente medir la longitud y el peso, utilizó un instrumento de comprobada eficacia, conocido como bomba calorimétrica, que mide el contenido energético de una muestra. Cuanto mayor sea el cambio de temperatura al quemarse una muestra, mayor será su valor energético y nutricional.
Los datos de las mediciones se incorporaron a un modelo que estimó la densidad y el contenido energético de las presas capturadas en diferentes regiones oceanográficas, estaciones, tamaños y etapas de madurez. Estas estimaciones se utilizaron para calcular la cantidad de presa necesaria para satisfacer las necesidades energéticas de los leones marinos, lo que reveló grandes diferencias bioenergéticas.
"Es necesario utilizar el valor de la energía como moneda para fundamentar los modelos bioenergéticos", afirmó Nehasil. "Para ayudarnos a predecir qué ocurrirá a medida que cambien el clima y los océanos, necesitamos estos datos de referencia del ecosistema, especialmente para comprender la dinámica de las presas y cómo responderán los depredadores".
Los peces de una misma especie pueden variar considerablemente en valor energético, dependiendo de la productividad oceánica regional, el suministro estacional de nutrientes, la etapa de vida y el tamaño. Si bien las diferencias regionales y estacionales reflejan las condiciones ambientales, la variación en tamaño y madurez depende de cómo se asigna la energía, ya sea al crecimiento o a la reproducción.
"Todos deseamos tener ecosistemas saludables y hay muchas partes interesadas que desean que estos sistemas prosperen. Queremos que todos tengan la mejor información posible para realizar análisis y estimaciones importantes", afirmó Kurle. "Cada vez que podemos aportar un poco más de comprensión sobre la complejidad de los ecosistemas, es valioso e importante".
Los hallazgos han sido publicados en el Journal of Animal Ecology: Intraspecific variation in prey quality affects the consumption rates of top predators
