La acidificación del océano va a hacer todo tipo de cosas extrañas en la percepción sensorial de los animales
Los cangrejos Dungeness cazan moviendo de un lado a otro sus antenas de detección química. Sentir el agua, el equivalente submarino de olfatear el aire, es una estrategia bien conocida para localizar presas potenciales.
Pero esa táctica atemporal parece estar en riesgo, ya que una nueva investigación (1) muestra que la acidificación de los océanos inducida por el cambio climático parece hacer que las antenas de los cangrejos Dungeness se tambaleen.
Investigadores de la Universidad de Toronto Scarborough en Ontario pusieron cangrejos Dungeness (Metacarcinus magister) en agua un poco más ácida de lo normal —condiciones que ya están presentes en algunos ecosistemas costeros y que podrían generalizarse para el año 2100 si los humanos continúan emitiendo un alto nivel de gases de efecto invernadero. Descubrieron que los animales necesitan estar expuestos a cadaverina, un químico de señalización de alimentos, en una concentración 10 veces más alta de lo normal antes de que localicen su presencia.
Y no son solo los cangrejos Dungeness los que parecen estar en problemas. La acidificación amenaza con privar a una variedad de especies marinas de señales químicas cruciales. La investigación sobre este fenómeno aún es limitada, pero a medida que se desarrolla el campo, se vuelve más claro el alcance de las posibles consecuencias.
Imagen: Cangrejo Metacarcinus magister adulto
"Podrían verse afectadas casi todas las sustancias químicas que se encuentran en el mar", dice Jorg Hardege, ecólogo químico de la Universidad de Hull en Inglaterra.
Al igual que en la tierra, donde los animales huelen y prueban los productos químicos para obtener información vital, muchas criaturas marinas usan señales químicas para detectar comida, localizar posibles parejas o evitar a los depredadores cercanos.
La quimiorrecepción funciona porque cada una de estas señales es una molécula con una estructura química y una forma física distintas. Pero debido a que todos estos químicos están flotando en el agua, son susceptibles a una variedad de reacciones químicas. El agua más ácida, dice Hardege, tiene flotando más iones de hidrógeno cargados positivamente.
Esos iones de hidrógeno pueden unirse a las sustancias químicas clave, cambiando su forma y cómo se detectan. Los iones de hidrógeno también pueden unirse a los quimiorreceptores de los animales, cambiando la forma en que perciben esas señales químicas, dice Hardege.
Si piensas en estas señales químicas como un lenguaje, dice Hardege, es como si las palabras comenzaran a sonar diferentes mientras, al mismo tiempo, tus oídos están cambiando la forma en que escuchan el sonido.
Como era de esperar, la interrupción de la capacidad de un animal para detectar señales químicas clave puede alterar su comportamiento. Tomemos el cangrejo verde europeo, por ejemplo. Un estudio (2), en coautoría de Hardege, muestra que un ligero aumento en la acidez del agua puede cambiar la forma de los químicos que le dicen a los cangrejos que abanican sus huevos con agua para proporcionar oxígeno fresco y eliminar los desechos. Los cangrejos en agua acidificada experimentalmente fueron menos sensibles a estas señales: necesitaban al menos 10 veces más de estos químicos agregados al agua antes de comenzar a abanicar sus huevos con más frecuencia.
Imagen: Localización e intensidad de tinción de un receptor olfativo de crustáceo, el receptor ionotrópico IR25a, dentro de las neuronas sensoriales olfativas (OSN) del cangrejo Dungeness, Metacarcinus magister.
Algunos peces también han demostrado tener problemas para captar señales químicas en aguas más ácidas. En un estudio (3), el salmón rosado juvenil parecía menos sintonizado con las señales químicas y menos capaz de evitar a los depredadores. La dorada, un pescado europeo comúnmente consumido, ha mostrado la misma tendencia (4).
Muchos de estos experimentos testaron los niveles de acidificación de los océanos que podrían generalizarse para fines de siglo si el mundo alcanza las proyecciones de cambio climático extremo. Pero con el afloramiento costero, un proceso que puede traer a la superficie agua ácida de las profundidades del océano, algunos ambientes costeros ya ven ocasionalmente este nivel de acidificación. E incluso si se controlan las futuras emisiones de carbono, todo el océano se volverá más ácido de lo que es ahora.
Es probable que las especies individuales tengan diferentes umbrales en los que el aumento de la acidez descarrila repentinamente su capacidad para detectar ciertas sustancias químicas, dice Hardege, y los científicos aún no saben dónde podrían estar esos umbrales.
Christina Roggatz, ecologista química marina de la Universidad de Bremen en Alemania, señala que la acidificación no siempre reduce la sensibilidad de los animales a los productos químicos. Por ejemplo, un estudio (5) encontró que en aguas más ácidas, los cangrejos ermitaños parecen sentirse aún más atraídos por una señal química en particular.
Pero con algunas señales cada vez más fuertes y otras cada vez más débiles, la acidificación generalizada podría alterar el equilibrio de la comunicación química en el océano, dice Roggatz.
Esto se suma a las otras consecuencias, más abiertamente amenazantes, del cambio de la química marina. En un caso particularmente aterrador, Roggatz descubrió (6) que una combinación de aumento de la acidez y el aumento de las temperaturas en realidad aumenta la toxicidad de la saxitoxina, una potente neurotoxina de los mariscos contaminados, y la tetrodotoxina, producida por el pez globo, los pulpos de anillos azules y otros animales.
Imagen: Pulpo de anillos azules
La investigación sobre el potencial de la acidificación para interrumpir la comunicación química submarina y la percepción sensorial apenas está comenzando. El año pasado, Hardege, Roggatz y otros escribieron un artículo (7) instando a los investigadores, desde químicos hasta ecólogos, a desentrañar lo que podrían significar estos cambios.
Es posible, dice Hardege, que la vida silvestre pueda adaptarse al entorno químico cambiante. La señal de comida cercana, por ejemplo, no suele ser una sustancia química, sino una serie de sustancias químicas. Incluso si una especie ya no puede detectar uno de esos químicos, aún podría detectar los demás. O bien, podría recurrir a sus otros sentidos, como la visión.
Por supuesto, es mejor si no ponemos eso a prueba. La mejor manera de proteger los ecosistemas marinos de la acidificación de los océanos es limitar la acidificación, dice Roggatz.
"Si podemos ganar tiempo reduciendo sustancialmente las cantidades de dióxido de carbono que emitimos", dice Roggatz, "creo que esa es la solución".
Referencias:
1. Ocean acidification alters foraging behaviour in Dungeness crab through impairment of the olfactory pathway
2. Ocean acidification affects marine chemical communication by changing structure and function of peptide signalling molecules
3. Responses of pink salmon to CO2-induced aquatic acidification
4. Short- and Medium-Term Exposure to Ocean Acidification Reduces Olfactory Sensitivity in Gilthead Seabream
5. Ocean Acidification Amplifies the Olfactory Response to 2-Phenylethylamine: Altered Cue Reception as a Mechanistic Pathway?
6. Saxitoxin and tetrodotoxin bioavailability increases in future oceans
7. Becoming nose-blind—Climate change impacts on chemical communication
