Arriba: Barbas de una ballena de aleta en la mesa de laboratorio antes de procesarlas para el análisis de isótopos estables. Foto: Philip Riekenberg
Reconstrucción de la dieta, el nivel trófico y el patrón de migración de las ballenas a partir de la composición isotópica de las barbas
Al analizar químicamente muestras secuenciales de las barbas de ballenas muertas, es posible leer no solo la historia de la dieta, sino también la ruta de migración de los animales.
En el último número de la revista Royal Society Open Science, el investigador Philip Riekenberg del Instituto Real de Investigación del Mar (NIOZ) y sus colegas de la Universidad de Utrecht y Wageningen Marine Research presentan sus resultados de una nueva forma de analizar los isótopos de nitrógeno en el tejido animal.
"En este estudio, hemos demostrado por primera vez que se pueden tomar medidas de aminoácidos individuales a lo largo de una barba, para reconstruir con gran detalle la historia del animal", dice el geoquímico marino Marcel van der Meer del NIOZ, y uno de los coordinadores del estudio.
Crecen como un cabello
Para su investigación, Riekenberg perforó muestras en polvo de barbas individuales de ballenas varadas o de animales que fueron encontrados muertos en la proa de un barco que llegaba al puerto. Esas barbas son estructuras en forma de placas que se asientan como una cortina en la mandíbula superior de las ballenas del suborden Mysticeti o ballenas barbadas. Después de tomar un trago de agua de mar, las barbas de las ballenas exprimen el agua y dejan detrás comida, como el krill, "entre las cortinas".
Las barbas están hechas de un material similar a un cuerno y, como el cabello o las uñas, crecen a un ritmo fijo, en este caso de 10 a 16 cm por año. Cuanto más lejos de la mandíbula superior de la ballena, más atrás en el tiempo se formaron las barbas. Y debido a que 'una ballena es lo que come', Riekenberg y sus colegas querían investigar cómo reconstruir exactamente la información sobre su dieta o la ubicación de su alimentación en la Tierra.
Imagen: Foto de una ballena de aleta mostrando las barbas en la mandíbula superior. La ballena está boca abajo después de haber sido retirada del barco contra el que colisionó. Crédito: Lonneke IJsseldijk (UU)
Isótopos
Para su estudio, analizaron, entre otras cosas, los diversos isótopos de nitrógeno. Además del 'nitrógeno-14' más abundante, también hay una versión más pesada, 'nitrógeno-15' que tiene un neutrón extra. Cuando un animal digiere plancton, parte de la proteína del plancton se utiliza para crear las propias proteínas del animal. En este proceso, la concentración del nitrógeno pesado aumenta un poco en cada paso de la cadena alimentaria.
Como resultado, los animales que se encuentran más arriba en la cadena alimentaria contienen cada vez más nitrógeno-15. El plancton contiene menos nitrógeno pesado-15 que el krill, que a su vez contiene menos nitrógeno pesado que los peces que comen krill, etc.
Pero incluso en diferentes lugares de la Tierra, las concentraciones de nitrógeno-15 no son iguales: cuanto más al norte del océano Atlántico se va, más nitrógeno se vuelve más pesado en el agua y, por lo tanto, en el plancton.
Aminoácidos individuales
Imagen derecha: La proa de un barco golpeó una ballena de aleta hembra juvenil que llegó al puerto de Rotterdam en 2013. Fue muestreada como parte de este estudio. Crédito: Jaap Steenbergen
Para poder diferenciar los potenciales efectos de la posición en la cadena alimentaria y la latitud del área de alimentación, Riekenberg aplicó un nuevo truco: analizó las diferentes formas de nitrógeno en los aminoácidos individuales.
El cuerpo no puede producir ciertos aminoácidos (los componentes básicos de las proteínas). Como resultado, esos aminoácidos esenciales o de origen permanecen en su mayoría intactos a lo largo de la cadena alimentaria. No se vuelven progresivamente más pesados con cada paso de comer o ser comido. Otros, los llamados aminoácidos tróficos, se modifican y cambian en cada paso de la cadena alimentaria. Por lo tanto, la diferencia en la composición de nitrógeno entre los aminoácidos tróficos y de origen es una medida de qué tan alto se encuentra en la cadena alimentaria (independientemente de los cambios en la composición del isótopo de nitrógeno estable regional).
La diferencia de aminoácidos tróficos frente a los de origen pareció ser constante en las barbas, lo que significa que estos individuos comieron al mismo nivel en la cadena alimentaria durante todo el período en que se formaron las barbas. Por lo tanto, las diferencias en los isótopos de nitrógeno en las barbas tenían que tener un 'efecto geográfico', registrando la presencia de las ballenas en aguas con diferente composición de nitrógeno.
Al analizar las capas de las barbas, Riekenberg observó patrones de migración anual entre los océanos Ártico y Atlántico Norte. La concentración de nitrógeno-15 en las capas de las barbas varió de relativamente alta a baja y viceversa durante ese período.
Prueba de principio
Van der Meer está entusiasmado con los resultados de este estudio. "Hemos demostrado que es posible analizar aminoácidos individuales y extraer información muy detallada de ellos. En primera instancia, esto fue principalmente una prueba de principio. Pero en el futuro, es posible que podamos descubrir no solo qué ha comido una ballena varada, sino también dónde ha estado nadando en los últimos meses, lo que puede ayudar a identificar las rutas de migración de las poblaciones amenazadas. Esa información puede incluso extraerse de las ballenas de las colecciones de los museos. Esto puede ser útil para identificar cambios a más largo plazo en la dieta y las migraciones debido a los impactos humanos".
La investigación se ha publicado en Royal Society Open Science: Reconstructing the diet, trophic level and migration pattern of mysticete whales based on baleen isotopic composition
