El bacalao rojo del Pacífico se dedica con frecuencia al canibalismo
El bacalao rojo del Pacífico (Ophiodon elongatus) es un pez omnívoro de mal genio con una boca como un desordenado cajón de cubiertos, con más de 500 dientes dispuestos al azar en dos juegos de mandíbulas muy móviles. Una nueva investigación revela que el bacalao rojo del Pacífico gana y pierde un promedio de 20 dientes cada día.
Si los humanos tuvieran el mismo esquema dental, reemplazaríamos un diente a diario. "De alguna manera hace que los frenos sean inútiles", dice Adam Summers, profesor de biología en la Universidad de Washington y coautor del estudio.
La tasa de reemplazo de dientes del bacalao rojo del Pacífico fue una sorpresa para los investigadores, dice la coautora del estudio Karly Cohen, estudiante de doctorado en la Universidad de Washington que estudia la biomecánica de la alimentación.
"La investigación existente que tenemos sobre el reemplazo de dientes proviene de bichos raros", dice Cohen, como el rape al que le salen dientes en la frente, o la piraña, que puede perder una cuarta parte de sus dientes a la vez. "Pero la mayoría de los peces tienen dientes como los del bacalao rojo. Por lo tanto, podría muy bien ser que la mayoría de los peces estén perdiendo cantidades masivas de dientes diariamente y reemplazándolos rápidamente, como esta especie", agrega.
Un depredador de emboscada con dientes de sobra
El bacalao rojo del Pacífico es un pez irritable de unos cuatro pies de largo (1,2 metros) en la edad adulta, un depredador de emboscada que con frecuencia se dedica al canibalismo. Se encuentra en la costa oeste de América del Norte, desde Alaska hasta Baja California, México, y es económicamente importante para los pescadores en parte porque es "excelente en un taco", dice Cohen.
No es un pez encantador. "Siempre bromeo que el bacalao rojo y yo nunca nos llevamos bien", dice Emily Carr, estudiante de pregrado en la Universidad del Sur de Florida y autora principal del estudio. "Tuvimos que poner cinta adhesiva en las esquinas de los tanques porque cuando pasaba cerca, intentaban saltar... nunca me mordieron, pero estoy segura de que lo habrían hecho si hubieran tenido la oportunidad".
Un voraz cazador, el bacalao rojo come "cualquier cosa que pueda meterse en la boca", dice Cohen, y en su boca suceden muchas cosas.
Imagen: Representación volumétrica de O. elongatus mostrando huesos dentados: (a) vista lateral del cráneo; (b) vista ventral de la premaxila, maxilar, vómer (rojo) y palatino (rojo) con la mandíbula inferior y el urohial extraídos; (c) vista dorsal del maxilar inferior y dentario; y (d) mandíbulas faríngeas inferiores (LPJ) y superiores (UPJ). Escala 1 mm.
"Los bacalaos rojos tienen un conjunto de mandíbulas superior e inferior, como las nuestras, pero son más móviles: pueden lanzarse hacia adelante y extenderse", explica. "Si miras el interior de la boca en su paladar, también está cubierto de dientes". Luego, hasta la parte posterior de la garganta, justo antes del esófago, están las mandíbulas faríngeas, plataformas óseas tachonadas de dientes hechas de arcos branquiales modificados.
Cuando ataca, su primer conjunto de mandíbulas se dispara hacia adelante y arrastra a la presa a la boca, donde las mandíbulas faríngeas internas se ponen a trabajar triturando y pulverizando. Para que esta estrategia tenga éxito, el bacalao rojo se basa en afilados dientes como agujas, que son propensos a romperse. Pero, ¿cómo evitar que su mordida sea poco eficiente? La estrategia parece ser que le crezcan nuevos dientes constantemente. Muchos de ellos.
Una boca llena de dientes
En el estudio, los investigadores utilizaron una secuencia de tintes para crear una línea de tiempo visual del crecimiento de los dientes.
Primero, sumergieron 20 juveniles de bacalao rojo en tanques enriquecidos con el tinte fluorescente rojo de alizarina durante 12 horas. Dado que el rojo de alizarina es atraído por el calcio de los dientes, el resultado fueron cientos de relucientes dientes de color rojo brillante. Durante los siguientes 10 días, algunos lotes de bacalao rojo fueron expuestos a un segundo colorante verde, calceína fluoresceína. Los dientes colocados en su lugar el primer día del estudio se tiñeron de rojo, mientras que los dientes que erupcionaron más tarde parecían verdes.
Imagen: Un bacalao rojo del Pacífico bajo fluorescencia en un laboratorio, que permite vislumbrar sus dientes.
Carr contó y clasificó minuciosamente cada diente de color navideño, para un total de 10.580 dientes en los 20 peces examinados.
Después de examinar las mandíbulas de cada uno de los 20 peces, Carr y su equipo descubrieron que los dientes de bacalao rojo están predestinados, lo que significa que cada diente erupciona exactamente donde está destinado a pasar el resto de su carrera. Eso es contrario a otros famosos peces con dientes como el gran tiburón blanco, cuyos dientes comienzan siendo pequeños en la parte posterior de la mandíbula y avanzan a medida que crecen.
Los investigadores también identificaron puntos críticos para el reemplazo de dientes. "No es que los dientes realmente grandes permanezcan allí más tiempo, o que los dientes realmente pequeños se reemplacen constantemente", explicó Cohen. "Descubrimos que hay un reemplazo más rápido en aquellas áreas donde esperamos que haya una mayor fuerza" cuando el bacalao rojo muerde.
Pero, ¿Qué desencadena el reemplazo de dientes en el bacalao rojo? Una segunda condición experimental en el estudio comparó peces que fueron alimentados regularmente con otro grupo de peces a los que no se les dio nada para comer. Los investigadores no encontraron diferencias significativas en la tasa de reemplazo de dientes entre ellos. Eso sugiere que al bacalao rojo no le brotan dientes en respuesta a la rotura; puede ser más como nuestros propios dientes de leche y adultos, que se caen y erupcionan según un temporizador genético.
Carr dice que encontró sorprendente la tasa de reemplazo del bacalao rojo. "Existe la idea de que los dientes son muy costosos de fabricar y reemplazar, pero nuestro estudio desafía este concepto", dice Carr. En las aguas del océano ricas en calcio, es claramente una inversión que vale la pena para el bacalao reemplazar los dientes para mantenerlos afilados.
Imagen: Variaciones de fluorescencia. Los dientes viejos, los anteriores al tinte de calceína, son al menos parcialmente rojos (contorno punteado). Los dientes nuevos, los que fueron reemplazados después del tinte de alizarina, son solo verdes (contorno sólido).
Bichos raros y bacalao rojo
Este patrón de crecimiento de los dientes es inusual en el mundo de la investigación de peces, pero probablemente no en la naturaleza. La batería de dientes del bacalao rojo es muy similar a la de otros peces óseos, en número, diversidad y forma cónica. Eso lo convierte en un gran modelo para muchas especies diferentes de una variedad de linajes, y la tinción secuencial de los dientes "realmente cuantifica esto de una manera hermosa", dijo Marc André Meyers, profesor de ciencia e ingeniería de materiales en la Universidad de California en San Diego, que estudia biomateriales, incluidos dientes de pces.
Willy Bemis es profesor de ecología y biología evolutiva en la Universidad de Cornell que investiga la anatomía de los peces, incluido el desarrollo de los dientes. Bemis, que tampoco participó en el estudio, dijo que el diseño del experimento fue innovador y ayuda a responder preguntas de larga data sobre el reemplazo de dientes en peces relativamente normales como el bacalao rojo.
Históricamente, la tasa de crecimiento y pérdida de dientes en los peces ha sido difícil de estimar; "por ejemplo, para los tiburones, los mejores datos provienen de estudios que recolectaron y contaron los dientes perdidos encontrados en el fondo de los tanques de almacenamiento", dijo Bemis. Y dado que se ha observado a los tiburones mordisqueando sus propios dientes caídos (quizás para recuperar su inversión en calcio), esos datos siempre han sido un poco sospechosos.
Eso hace que el estudio del bacalao rojo sea "un trabajo importante", ya que demuestra una técnica que se puede replicar con otras especies, explica Bemis. Meyers agrega que estaría interesado en realizar un estudio similar con pirañas.
Los resultados sugieren que los dientes podrían no ser tan irremplazables o preciosos como pensamos. No se lo digas al Ratoncito Pérez.
La investigación ha sido publicada este mes en la revista científica Proceedings of the Royal Society B: The moment of tooth: rate, fate and pattern of Pacific lingcod dentition revealed by pulse-chase
