Los lobos marinos del archipiélago de Juan Fernández se han adaptado para resistir al cadmio tóxico
Los lobos marinos de Juan Fernández (Arctocephalus philippii philippii) son tan poco conocidos que se consideraron extintos durante casi un siglo antes de que se redescubriera una población remanente que había logrado evadir a generaciones de cazadores en la década de 1960.
Su misteriosa naturaleza debe mucho a su reclusión en un archipiélago del mismo nombre a 600 km de la costa chilena. Estas islas remotas están situadas en un parque nacional protegido, el último lugar donde esperaría encontrar animales expuestos a altos niveles de contaminación. Pero las muestras que Constanza Toro Valdivieso, investigadora postdoctoral en biología molecular, Universidad de Cambridge, recolectó y analizó con sus colegas nos dicen algo diferente.
Su estudio más reciente analizó los excrementos de lobos marinos y encontró concentraciones de cadmio y mercurio que se encontraban entre las más altas reportadas para cualquier mamífero en todo el mundo. Esta especie está ingiriendo concentraciones excepcionalmente altas de estos metales pesados tóxicos a través de su dieta, pero la forma en que ingresan a la cadena alimentaria resultó ser más complicada de lo que esperábamos.
Al estudiar estos mamíferos marinos, los científicos pueden descubrir cuán contaminado está el medio ambiente en general. Mejor aún, podemos aprender uno o dos trucos de ellos para sobrevivir en medio de la contaminación.
¿De dónde vienen los metales pesados?
Algunos metales, como el zinc y el hierro, son micronutrientes esenciales que nos animan a incluir en nuestra dieta. Este no es el caso con el mercurio y el cadmio. La enfermedad de Mad Hatter es un trastorno neurológico asociado con la intoxicación por mercurio, mientras que la enfermedad de Itai-itai, que se traduce del japonés como "duele, duele", es una afección que causa severo dolor en los huesos y debilitamiento como resultado del envenenamiento crónico por cadmio que afectó a las personas que trabajaban en campos de arroz contaminados en la prefectura de Toyama, Japón. Estos metales pesados son altamente tóxicos incluso en pequeñas cantidades y tienen pocos usos biológicos conocidos.
Imagen: Los mineros usan mercurio para extraer oro de su mineral. Crédito: Senderistas/Shutterstock
Los metales pesados se encuentran naturalmente en la corteza terrestre y son emitidos por erupciones volcánicas o como resultado del desgaste de las rocas por el clima. También se producen durante la minería, la incineración de desechos y la fabricación de acero. Dado que las de Islas Juan Fernández están tan lejos de cualquier industria importante, al principio a los científicos les desconcertó la dieta aparentemente tóxica de estos lobos marinos.
Pero el archipiélago está ubicado al borde de una corriente giratoria conocida como el giro subtropical del Pacífico Sur que ha acumulado una cantidad colosal de plástico oceánico. Se estima que el parche de plástico es más grande que la India.
Desafortunadamente, las madres de lobos marinos de Juan Fernández deben viajar grandes distancias a través de esta nube de plástico para cazar las presas ricas en nutrientes que necesitan para llevar a cabo sus embarazos y producir suficiente leche grasosa para sus cachorros. La evidencia muestra que los desechos plásticos pueden absorber toxinas, incluido el cadmio. Entonces, ¿Los lobos marinos ingirieron accidentalmente plástico o comieron animales que lo tenían? La respuesta fue más complicada.
El fitoplancton, o algas, son organismos microscópicos similares a las plantas terrestres en el sentido de que contienen clorofila y sintetizan alimento a partir de la luz solar. Las algas usan micronutrientes como el zinc para llevar a cabo su metabolismo, pero algunas partes del océano, incluidos los giros, tienden a tener bajas concentraciones. Los estudios han demostrado que el fitoplancton en estas regiones ha evolucionado para usar cadmio en su lugar: el único proceso biológico conocido en el que el cadmio es útil.
Pequeños animales microscópicos llamados zooplancton comen las algas contaminadas con cadmio que luego son consumidas por peces y animales más grandes, que eventualmente terminan en los vientres de pulpos y calamares, que se encuentran entre los alimentos favoritos de los lobos marinos. Estos moluscos pueden acumular grandes cantidades de metales pesados en sus riñones y, especialmente, en un órgano conocido como hepatopáncreas.
A diferencia de los humanos, que en gran medida solo comen los tentáculos, los lobos marinos consumen toda la presa, incluidos los órganos ricos en metales pesados. Entonces, puede ser que una adaptación evolutiva del fitoplancton haya aumentado el riesgo de exposición al cadmio en animales que se encuentran más arriba en la cadena alimentaria.
Imagen: El giro del Pacífico Sur es un punto caliente global para pequeños fragmentos de plástico. Crédito: Eriksen et al. (2014)/PLOS ONE
Un nuevo misterio
Dado que el cadmio daña gravemente los esqueletos de los mamíferos, incluidos los humanos, los investigadores querían ver, después de encontrar cantidades tan grandes de cadmio en los excrementos de los lobos marinos, si este metal pesado estaba siendo absorbido por sus huesos.
Como era de esperar, los esqueletos de lobos marinos de Juan Fernández estaban cargados de cadmio. Pero, para su sorpresa, no pudieron encontrar ningún otro cambio mineral que se esperaría en un animal que sufre de envenenamiento por cadmio. Esto sugiere que esta especie se ha adaptado de alguna manera para resistir el metal pesado tóxico.
"Si ese es el caso, puede indicar que los lobos marinos de Juan Fernández han estado expuestos a fuentes naturales de cadmio durante miles de años. Para entender cómo, debemos encontrar una manera de diferenciar las fuentes naturales de las artificiales", dice Constanza Toro Valdivieso.
La recompensa por hacerlo puede ser grande. Seguramente habrá mucho que aprender de la resiliencia de esta enigmática especie, que superó la extinción y aún se las arregla para prosperar en un mundo donde la contaminación ha inundado incluso los rincones más remotos.
La investigación se ha publicado en Royal Society Open Science: Heavy metal contamination in pristine environments: lessons from the Juan Fernandez fur seal (Arctocephalus philippii philippii)
