La temperatura es el «principal factor ecológico», que da forma a los ecosistemas e influye en los organismos en su esencia. Para los peces, especialmente las especies de aguas frías sensibles a la temperatura, como la trucha arco iris, desempeña un papel crucial en su bienestar. Y a medida que nuestro planeta se enfrenta al cambio climático, comprender cómo las fluctuaciones de temperatura afectan la fisiología de los peces se vuelve más urgente que nunca.
Un nuevo estudio, realizado por un equipo de investigadores de la Atatürk University, profundiza en la intrincada relación entre las variaciones de temperatura y las respuestas fisiológicas al estrés de la trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss). Utilizando un modelo de cambio climático, examinaron la fisiología sanguínea de los peces y los niveles de estrés oxidativo (una medida del daño celular interno) en diferentes regímenes de temperatura.
Temperatura del agua: Un factor clave
La temperatura es uno de los factores más críticos para el crecimiento y la supervivencia de los organismos acuáticos. Afecta directamente a procesos fisiológicos como la tasa metabólica, la inmunidad, la demanda de oxígeno y la absorción de contacto. Las temperaturas por encima del umbral térmico pueden aumentar la demanda de oxígeno y suprimir la inmunidad, además de reducir el consumo de alimento. Esto se debe a que el cambio de temperatura afecta negativamente el metabolismo aeróbico y limita la solubilidad y disponibilidad del oxígeno.
Según las predicciones del Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) las temperaturas del agua se podrían incrementar en 3 oC para el año 2100 en muchos lugares del mundo. Estos cambios generados por el cambio climático tendrán un impacto significativo en la industria de la acuicultura.
Principales hallazgos el estudio
Para su experimento, los científicos criaron las truchas arcoíris (Oncorhynchus mykiss) a temperaturas del agua de 12, 15, 18 y 21 oC; y para determinar la fisiología del estrés y el estado antioxidante, se tomaron muestras de sangre, hígado y tejido muscular de peces de cada tanque experimental.
Los hallazgos del estudio arrojan luz sobre la fascinante resiliencia de la trucha arco iris. Cuando se enfrentaron a aguas más cálidas, los peces exhibieron una notable capacidad para activar ciertas expresiones genéticas, en esencia, desarrollando defensas contra posibles daños a los tejidos y la sangre. Esto sugiere un complejo sistema de respuesta interna, un conjunto de herramientas ocultas utilizadas por las truchas para combatir los desafíos de un entorno cambiante.
En resumen podemos destacar los siguientes hallazgos:
Cambios hematológicos:
- Disminución de los niveles de hemoglobina (Hb) y glóbulos rojos (RBC) a altas temperaturas, posiblemente debido a daños al sistema hematopoyético bajo estrés.
- Aumento del contenido de glóbulos blancos (WBC) como respuesta al estrés y producción de anticuerpos.
Estrés oxidativo y defensa antioxidante:
- Aumento de la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) debido al estrés térmico, lo que provoca daño oxidativo.
- Regulación positiva de las enzimas antioxidantes superóxido dismutasa (SOD), catalasa (CAT) y glutatión peroxidasa (GPx) para contrarrestar la producción de ROS y la peroxidación lipídica.
- Discordancia entre las actividades de SOD y CAT a altas temperaturas, lo que sugiere posibles limitaciones en la defensa antioxidante.
- Aumento de los niveles de malondialdehído (MDA) que confirma la oxidación de lípidos y el daño celular a altas temperaturas.
Respuestas específicas de tejido
- Los tejidos del hígado y los músculos muestran diferentes niveles de estrés oxidativo y cambios en la actividad enzimática, destacando la sensibilidad específica del tejido a la temperatura.
- Aumento de la actividad de MPO que indica una posible inflamación en respuesta al estrés.
Aplicación en la piscicultura
La investigación sobre los efectos del calentamiento global en la fisiología de los peces es esencial para desarrollar estrategias para adaptar las prácticas de acuicultura y proteger las poblaciones de peces. Al comprender la compleja interacción entre la temperatura y la fisiología de los peces, podemos desarrollar estrategias para mitigar los impactos negativos del cambio climático y garantizar la sostenibilidad de la acuicultura.
Pero las implicaciones de esta investigación se extienden mucho más allá de los peces individuales. Este estudio allana el camino para desarrollar nuevos diseños experimentales y colaboraciones de investigación en acuicultura. Comprender cómo el cambio climático afecta la fisiología de peces de importancia comercial como la trucha puede beneficiar a toda la cadena de valor alimentaria. Los piscicultores pueden adaptar sus prácticas para crear poblaciones de peces más resilientes, y los consumidores pueden estar seguros de la calidad nutricional y la sostenibilidad de sus productos del mar.
Conclusión
La creciente demanda de alimentos, junto con los desafíos del cambio climático, resaltan la urgencia de comprender el impacto de los factores ambientales en la acuicultura. Al estudiar la fisiología de peces como la trucha arco iris, podemos obtener información valiosa sobre los mecanismos del estrés térmico y desarrollar estrategias para proteger las poblaciones de peces y garantizar la sostenibilidad de la acuicultura.
“Los resultados de nuestra investigación actual también confirman que la trucha arco iris es sensible al aumento de agua en términos de estrés oxidativo en la sangre y el hígado. El estrés por altas temperaturas, con una mayor actividad de las enzimas antioxidantes, tuvo un efecto correspondiente en el estado oxidativo de los peces”, concluyeron los investigadores.
Sin embargo, el estudio también destaca “lagunas de conocimiento” cruciales que requieren más investigación. ¿Cuáles son los impactos a largo plazo de estos cambios fisiológicos en el crecimiento, la reproducción y la supervivencia de los peces? ¿Cómo se adaptan las diferentes especies a los diferentes regímenes de temperatura? Éstas son sólo algunas de las preguntas que deben abordar las futuras investigaciones.
Al profundizar en el ámbito de la fisiología del estrés en la acuicultura, podemos cerrar la brecha entre la comprensión científica y las soluciones prácticas. Este estudio es un importante paso adelante y ofrece información valiosa sobre la compleja interacción entre el cambio climático y la salud de los peces. El conocimiento adquirido allana el camino hacia un futuro más sostenible y resiliente tanto para los peces como para las comunidades que dependen de ellos.
Contacto
Gonca Alak
Department of Seafood Processing, Faculty of Fisheries
Atatürk University
Erzurum, Turkiye
Email: galak@atauni.edu.tr
Referencia (acceso abierto)
Alak G, Özgeriş FB, Uçar A, Parlak V, Kocaman EM, Özcan S, et al. (2023) Effect of climate change on hematotoxicity/hepatoxicity oxidative stress, Oncorhynchus mykiss, under controlled conditions. PLoS ONE 18(11): e0294656. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0294656
