CL. El estrés medioambiental afecta a la aclimatación de las larvas de arenque

Las larvas de peces muestran una menor respuesta a la aclimatación cuando se dan simultáneamente varios factores de estrés medioambiental, según un nuevo estudio publicado por investigadores de cuatro institutos marinos y de zoología del norte de Alemania en la revista Science of the Total Environment.

Los científico pudieron comprobar, estudiando las larvas de arenque atlántico (Clupea harengus), que la combinación de temperaturas elevadas y estrés bacteriano debilita la capacidad de reacción de los animales. Como el cambio climático suele causar varios factores de estrés a la vez, el crecimiento y la supervivencia de las larvas pueden verse perjudicados a largo plazo.

Investigadores

El estudio ha sido publicado en la mencionada revista científica por investigadores del Instituto Helmholtz de Biodiversidad Marina Funcional de la Universidad de Oldenburgo (HIFMB), el Instituto Alfred Wegener, el Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina (AWI), el Centro Helmholtz GEOMAR de Investigación Oceánica de Kiel y el Instituto Zoológico de la Universidad de Kiel.

Las investigaciones anteriores han estudiado principalmente el efecto de factores individuales, como el calentamiento de los océanos, sobre las larvas de peces. Pero, ¿qué ocurre cuando se dan simultáneamente varios factores de estrés?

Un grupo de investigadores dirigido por la Dra Andrea Franke, primera autora y científica del HIFMB y el AWI, ha abordado esta cuestión. Llevó a cabo un experimento de laboratorio controlado con diferentes grupos de larvas de arenque, cada uno de los cuales fue expuesto a diferentes temperaturas y estrés bacteriano.

Procedimientos

A continuación se utilizaron diversos análisis para examinar la capacidad de aclimatación de los animales estudiados. Entre ellos figuraban, por ejemplo, la expresión génica de las larvas, es decir, la formación de moléculas de ARN (que proporcionan la plantilla para la síntesis de proteínas), investigaciones epigenéticas y el análisis de la microbiota larvaria.

El estudio demuestra que la expresión de los genes se ve alterada significativamente por un solo factor estresante. Esto podría ayudar a reducir el daño celular. Con una combinación de ola de calor y estrés bacteriano, ya no se produce una reacción de aclimatación a nivel de expresión génica, lo que podría dañar las células de las larvas.

La publicación aporta valiosas pruebas de que las interacciones entre diversos factores de estrés, cada vez más frecuentes debido al cambio climático, podrían tener consecuencias negativas para las larvas de arenque. Esto no sería una buena noticia para la población de arenque del Mar Báltico occidental, ya gravemente mermada.

Resumen

Las primeras etapas de la vida de los peces son especialmente vulnerables y se ven muy afectadas por los cambios en los factores ambientales. Sin embargo, los efectos interactivos de múltiples factores de estrés relacionados con el cambio climático sobre las larvas de peces siguen siendo en gran medida poco explorados. Dado que el aumento de las temperaturas puede incrementar la abundancia y virulencia de las bacterias, se ha investigado la combinación de una ola de calor primaveral y la exposición bacteriana en el desarrollo de larvas de arenque atlántico (Clupea harengus).

Se criaron huevos y larvas de arenque de primavera del Báltico occidental en una rampa de temperatura normal y alta y se expusieron a Vibrio alginolyticus y V. anguillarum, respectivamente. Posteriormente, se evaluaron los transcriptomas mRNA y miRNA, la composición de la microbiota, el crecimiento y la supervivencia. Tanto la temperatura elevada como la exposición a V. alginolyticus indujeron una importante regulación a la baja de la expresión génica que probablemente impidió la proliferación celular larvaria.

Alteraciones

En cambio, los efectos interactivos de la temperatura elevada y V. alginolyticus dieron lugar a cambios mínimos en la expresión génica, lo que indica una respuesta plástica deficiente, que puede causar daños celulares que reduzcan la supervivencia en fases larvarias posteriores. La ola de calor sola o en combinación con V. alginolyticus indujo un cambio notable en la expresión de miARN que condujo a la regulación a la baja, pero también al alza, de los genes diana previstos.

Además, tanto el aumento de la temperatura como la exposición a Vibrio alteraron significativamente la composición de la microbiota larvaria, y el calentamiento redujo la riqueza y diversidad microbianas. Las conclusiones de este estudio ponen de relieve la gran sensibilidad de las primeras etapas de la vida del arenque a múltiples factores de estrés relacionados con el cambio climático.

Merma

Los resultados indican que los efectos interactivos de los factores ambientales rápidamente cambiantes pueden superar el umbral de estrés larvario perjudicando las respuestas esenciales de aclimatación, lo que puede contribuir a la actual disminución del reclutamiento del arenque que desova en primavera en el Báltico occidental.

Publicación original

Franke, A., Bayer, T., Clemmesen, C., Wendt, F., Lehmann, A., Roth, O., Schneider, R. F. (2024). Climate challenges for fish larvae: Interactive multi-stressor effects impair acclimation potential of Atlantic herring larvae. Science of The Total Environment, 953. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.175659

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