Cacerolita de mar: el biomonitor de Yucatán
Por Marytere Narváez
Mérida, Yucatán. 16 de agosto de 2017 (Agencia Informativa Conacyt).- A través del financiamiento del Programa de Desarrollo Científico para Atender Problemas Nacionales del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), investigadores de la Universidad Anáhuac Mayab desarrollan un proyecto enfocado en realizar una evaluación primaria del potencial de la cacerolita de mar (Limulus polyphemus) como biomonitor de la contaminación en lagunas costeras del norte de la península de Yucatán, en términos de su grado de fidelidad al sitio y las modificaciones de su respuesta inmunitaria.
De acuerdo con Jaime Antonio Zaldívar Rae, coordinador de Investigación de la Universidad Anáhuac Mayab y responsable técnico del proyecto, las costas de la península de Yucatán se encuentran bajo un proceso de litoralización que implica el incremento de la población humana en asentamientos costeros, habitualmente sin obedecer a esquemas de planeación urbana o protección ambiental.
“Como resultado, los sistemas acuáticos aledaños a los asentamientos humanos costeros se degradan y, en un círculo vicioso, se empobrecen las condiciones de vida y salud de las personas”, indicó en entrevista para la Agencia Informativa Conacyt.
Dr. Zaldívar Rae con cacerolitas.Para el investigador, resulta necesario contar con herramientas que permitan cuantificar la magnitud del daño a los ambientes acuáticos costeros. Sin embargo, las evaluaciones puntuales (en escala espacial y temporal) de la calidad del agua basadas en procedimientos fisicoquímicos no revelan el efecto acumulativo del daño ambiental en los componentes bióticos de los ecosistemas acuáticos costeros.
“Estos daños acumulativos son mejor revelados midiendo sus efectos en organismos específicos (como biomonitores), cuyas funciones biológicas pueden ser medidas cuantitativamente”, señaló.
Con este objetivo, el investigador lidera el proyecto "Potencial de la cacerolita de mar (Limulus polyphemus) como biomonitor de contaminación en sistemas lagunares costeros del sureste mexicano", con el que se pretende evaluar el potencial como biomonitor de esta especie de macroinvertebrado acuático endémico de la península de Yucatán y en peligro de extinción.
El estudio sentará las bases para desarrollar una herramienta que permita evaluar la salud de las lagunas costeras de la península de manera sencilla y a bajo costo. Asimismo, facilitará la obtención de información sobre la biología de la especie, contribuyendo de manera crucial al planteamiento de programas para su manejo y conservación en México, especialmente en las áreas naturales protegidas (estatales y federales) de la península de Yucatán.
Potencial de la cacerolita de mar como biomonitor
De acuerdo con Zaldívar Rae, un biomonitor es un organismo en el que la medición cuantitativa de sus respuestas biológicas a nivel individual (anatómicas, fisiológicas, conductuales) o poblacional (abundancia, densidad) revela el grado de uno o varios tipos de estrés ambiental que dicho organismo enfrenta, incluyendo los de origen antropogénico.
"Se considera que los buenos biomonitores son sensibles a las perturbaciones pero no mueren a causa de ellas; responden en formas que representan a toda su población, comunidad o compartimento ecosistémico; responden en proporción al grado de la perturbación; son abundantes y comunes; se conoce bien su biología; y son importantes por su uso comercial, por su estatus de conservación o por su relevancia para el público", explicó.
En el caso de las cacerolitas, existe evidencia en la literatura de que estos animales son muy resistentes a perturbaciones, al menos en su etapa adulta. Además, prácticamente todas las etapas de su ciclo de vida tienen lugar en el fondo de los sistemas acuáticos costeros, por lo que podrían representar a los distintos organismos que viven ahí, es decir, la comunidad biológica conocida como bentos.
La gran cantidad de información sobre el sistema inmunitario de los animales y su funcionamiento es la base de una importante industria biomédica en Estados Unidos. Para el investigador, este conocimiento tiene el enorme potencial de ser aplicado en el campo de la evaluación de la salud ambiental de los sistemas acuáticos costeros.
"Para ello, deberemos verificar si las cacerolitas permanecen suficiente tiempo en los sistemas lagunares costeros como para 'recoger la señal' de las posibles perturbaciones en dichos sistemas (por ejemplo, la contaminación) y evidenciarla en una respuesta de estrés medible, que es la posible alteración de diversos parámetros del sistema inmunitario de estos animales", señaló Zaldívar Rae.
Miguel Ángel Villegas Pacheco, quien realiza su tesis de maestría en torno a la respuesta inmunitaria de Limulus polyphemus bajo la cosupervisión de la doctora Rossana Rodríguez Canul y el doctor Zaldívar Rae, describió que los mecanismos de defensa contra patógenos de Limulus polyphemus han sido estudiados ampliamente durante las últimas décadas y se han caracterizado de manera considerable sus componentes celulares, bioquímicos y genéticos in vitro.
"Mi trabajo se centra en la caracterización de la variación de dichos componentes en función de aspectos biológicos de la especie y condiciones de su hábitat. Tomaremos en cuenta factores como el sexo, la condición física, el estatus reproductivo y la salud relativa del sistema lagunar en donde se encuentran. Lo anterior tiene como finalidad determinar los niveles basales de los agentes principales involucrados en la defensa contra patógenos en Limulus y usar esta información como referencia en el aprovechamiento de la especie como biomonitor de la salud de los sistemas lagunares costeros", apuntó.
En caso de cumplirse estas condiciones, el siguiente paso consistirá en evaluar experimentalmente qué perturbaciones específicas —por ejemplo, qué contaminantes y en qué concentraciones— generan la alteración del sistema inmunitario y en qué medida lo hacen.
"Alcanzado este punto sería necesario traducir este conocimiento en procedimientos estandarizados aplicables en el campo y el laboratorio, para finalmente proteger este conocimiento y transferirlo a los usuarios potenciales", indicó.
Fidelidad al sitio
De acuerdo con Zaldívar Rae, la apuesta del proyecto radica en que, en caso de documentar que las cacerolitas de mar son “fieles” a los sitios en que son halladas (es decir, se desarrollan y reproducen dentro de las lagunas costeras en las que nacen, sin abandonarlas), esto demostraría que pueden recoger la señal de las posibles perturbaciones por contaminación en dichas lagunas y reflejarla en el funcionamiento de su sistema inmunitario.
"Para verificar esta 'fidelidad al sitio', combinamos evidencia proveniente de un estudio de captura, marcaje y recaptura, y de un estudio de genética de poblaciones. En este caso, predecimos que la fidelidad al sitio se ve expresada en una muy baja proporción de adultos moviéndose entre unas lagunas costeras de una temporada reproductiva a otra", indicó.
A lo largo de muchas generaciones, esta tendencia habría dado lugar a una diferenciación genética de organismos entre las lagunas costeras, lo que se conoce como “estructura genética”.
Evaluación del sistema inmunitario
El estudio contempla una serie de variables que indican la condición en que se encuentra el sistema inmunitario de los organismos en varias lagunas costeras. "Esto es de interés porque el sistema inmunitario de los organismos puede verse afectado por contaminantes como los metales pesados", describió Zaldívar Rae.
Fuente: Conabio.Entre las variables inmunitarias que se miden están: el número de amebocitos (células sanguíneas) por volumen de hemolinfa (sangre); la proporción que representan estas células respecto al plasma; y el tiempo en que la hemolinfa se coagula en respuesta a un reto inmunitario estandarizado. Esta reacción de coagulación es el principal mecanismo por el que el sistema inmunitario de las cacerolitas enfrenta las infecciones por patógenos como bacterias y hongos.
"La hipótesis de trabajo que estamos poniendo a prueba es que las medidas de las variables mencionadas difieren entre lagunas costeras contaminadas y prístinas. De ser así, podríamos realizar estas medidas periódicamente a fin de detectar posibles procesos de contaminación que afecten a los organismos que viven en el fondo de las lagunas costeras (lo que conocemos como bentos)", señaló el investigador.
Metodologías de colecta y análisis
De acuerdo con Miguel Ángel Villegas Pacheco, la metodología incluye colecta de animales en las noches de luna nueva y llena durante los meses de otoño e invierno, cuando las mareas alcanzan sus puntos más altos y los adultos salen a las playas a desovar.
"Medimos, pesamos y fotografiamos a los especímenes. Después les extraemos un volumen pequeño de hemolinfa en condiciones asépticas. Con esta muestra analizamos la condición inmunitaria de los animales en el laboratorio de campo o en la universidad. Tras obtener las muestras, marcamos y liberamos a los animales en el mismo sitio en donde los colectamos", indicó.
Para las evaluaciones de la condición inmunitaria, los investigadores realizan conteos de las células sanguíneas implicadas en la defensa contra patógenos (amebocitos) y emplean una adaptación de la técnica de hematocrito (usada comúnmente en el área médica), para medir la fracción de estas células con respecto a la hemolinfa total.
"También hemos desarrollado un ensayo in vitro original que nos permite evaluar la eficiencia de los amebocitos para responder cuando les presentamos un reto inmunitario estandarizado", señaló Villegas Pacheco, adscrito como estudiante de maestría en el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (Cinvestav IPN), unidad Mérida.
Importancia de la cacerolita de mar en México
La cacerolita de mar es endémica de la costa atlántica de Norteamérica. En México, habita las costas de la península de Yucatán y la legislación mexicana la considera “en peligro de extinción”, su más alta categoría de riesgo.
"Existe una gran cantidad de conocimiento generado sobre la especie, pero este lo debemos predominantemente al estudio de las poblaciones de la Costa Este de Estados Unidos", apuntó Zaldívar Rae.
En México, la población de cacerolitas de mar está amenazada principalmente por el deterioro de su hábitat como resultado de la actividad humana y sus efectos (por ejemplo, la contaminación producida por las poblaciones locales y las modificaciones a la línea de costa, entre otros).
Macho adulto Holbox.Actualmente existen importantes áreas de hábitat crítico para las cacerolitas que están incluidas en áreas naturales protegidas federales o estatales, pero el vacío casi total de información sobre la biología organísmica y poblacional de estas en México se traduce en la ausencia de planes para el manejo y conservación de sus poblaciones, incluso en las áreas naturales protegidas.
Sin embargo, las áreas naturales protegidas que están relativamente libres de asentamientos humanos se presentan como un área de oportunidad ya que se pueden realizar comparaciones entre sus poblaciones de cacerolitas y las poblaciones presentes en ecosistemas perturbados, de acuerdo con Zaldívar Rae.
"Una estrategia para obtener información biológica crítica sobre la especie y promover su conservación es valorizarla como un instrumento para monitorear los ecosistemas en que habita", indicó.
Sistemas lagunares costeros del sureste de México
Muchos de los asentamientos costeros de la península de Yucatán se ubican en la vecindad de sistemas lagunares costeros, por lo que la integridad ecosistémica de los mismos es afectada negativamente por la creciente actividad humana.
"Principalmente a través de la contaminación que empobrece la calidad del agua y trastoca los balances de nutrientes (por ejemplo, por derrames y vertimientos, descargas de aguas residuales o disposición inadecuada de residuos sólidos) y la invasión de hábitats para la reconversión de su uso (como el relleno de lagunas para la construcción)", apuntó el investigador de la Universidad Anáhuac Mayab.
Entre otras consecuencias, el deterioro de los ecosistemas acuáticos suele resultar en la proliferación de microorganismos potencialmente patogénicos que pueden afectar a la población humana directamente, o bien a través de los daños que causan a las especies locales (incluyendo aquellas aprovechadas por los humanos). También existen contaminantes —como los metales pesados o los hidrocarburos— que afectan la fisiología de los organismos acuáticos expuestos a ellos.
"Es paradójico que la población humana esté dañando de este modo los sistemas lagunares costeros, cuando estos ecosistemas y otros íntimamente asociados —por ejemplo, los manglares— nos proveen servicios fundamentales, entre los que se encuentran ofrecer refugio y sitios de desarrollo para los juveniles de especies con aprovechamientos pesqueros, protección contra eventos meteorológicos mayores —por ejemplo, huracanes y mareas de tormenta— y abastecimiento de agua dulce para las comunidades costeras, entre muchos otros", comentó.
Resultados preliminares
El proyecto contempló dos etapas y actualmente se encuentra en su fase final. De manera preliminar, los investigadores han encontrado una considerable variabilidad en los parámetros del sistema inmunitario entre unas lagunas y otras, así como diferencias importantes en las variables inmunitarias de las hembras y los machos.
Sin embargo, para los investigadores aún es pronto para explicar el significado de estas diferencias. Si bien realizaron un esfuerzo considerable de capturas y marcajes de animales (alrededor de 500 animales marcados) en las distintas lagunas incluidas en el estudio, apenas tuvieron un primer reavistamiento gracias al aviso de un guía de ecoturistas, quien encontró a un adulto reproductor en una laguna situada alrededor de 10 kilómetros de aquella en la que lo marcaron.
"Esta es nuestra primera evidencia sólida de que en México los animales salen y entran de las lagunas y pueden reproducirse en lagunas distintas de un año a otro. De momento, nuestros datos preliminares sobre genética de poblaciones nos sugieren que, de hecho, no hay muchas diferencias genéticas entre las pequeñas lagunas costeras de la porción norte de la península", apuntó Zaldívar Rae.
Varias de estas lagunas son relativamente pequeñas, están cerca entre sí y fueron abiertas al mar a través de los canales de acceso de puertos pesqueros en los últimos 60 años, por lo que la "colonización" de estos cuerpos de agua por las cacerolitas de mar sucedió hace relativamente poco tiempo.
En cambio, el estudio ha demostrado que es posible observar cierta diferenciación genética entre los animales provenientes de las grandes lagunas de la porción noreste de la península, posiblemente porque los animales no migran tan fácilmente entre ellas debido al tamaño de estos cuerpos de agua y la distancia que hay entre las bocas que los conectan al mar. Los investigadores se encuentran en proceso de realizar más análisis genéticos que permitan confirmar estos patrones.
Actores sociales para la conservación de la cacerolita
"De manera muy importante, este estudio nos ha permitido establecer excelentes relaciones con los pobladores locales y con tomadores de decisiones como los directores de las áreas naturales protegidas y su personal. Todos estos actores han sido fundamentales para el éxito del estudio", resaltó Zaldívar Rae.
Plática a alumnos.De acuerdo con el investigador, la mayoría de estos actores sociales están fuertemente comprometidos con la conservación de los animales y sus hábitats, por lo que están colaborando para identificar las mejores formas de actuar con este propósito.
"Uno de los resultados del estudio es el desarrollo de una serie de materiales didácticos que nos permitan transferir información fundamental sobre la especie y diversas metodologías aplicables para su monitoreo tanto al personal de las áreas protegidas como al público en general", comentó.
Alerta contra la captura furtiva
Además de las presiones mencionadas, en el curso del estudio los investigadores han podido constatar un preocupante incremento en la captura furtiva de cacerolitas para emplearlas como carnada en la importante pesquería de pulpo de la península de Yucatán.
"En algunas localidades es tan fuerte esta presión que incluso nos ha impedido poder colectar animales, pues estos han sido capturados tan pronto como llegan a las playas a desovar", señaló Zaldívar Rae.
Durante la temporada 2016-2017, los investigadores han recibido reportes anecdóticos constantes de grandes cantidades de animales siendo extraídos de manera clandestina por toda la costa de Yucatán.
"Esto representa un grave riesgo legal para quienes practican esta actividad, muchas veces sin estar conscientes de la severidad de las sanciones, además de que pone en serio peligro a las poblaciones de un organismo que apenas empezamos a estudiar en México. Es indispensable que las autoridades ambientales efectúen campañas de concientización, así como patrullajes eficaces en los meses previos y durante la temporada de pulpo, pero sobre todo, que actúen contra quienes compran esta carnada ilegal, inyectando recursos al mercado negro", finalizó.
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