Los científicos del Instituto de Oceanografía Scripps de la Universidad de California en San Diego han descubierto que los niveles bajos de oxígeno en el agua de mar podrían cegar a algunos invertebrados marinos.
Estos resultados, publicados recientemente en el Revista de biología experimental , son la primera demostración de que la visión en invertebrados marinos es altamente sensible a la cantidad de oxígeno disponible en el agua.
Los niveles de oxígeno en el océano están cambiando globalmente a partir de procesos naturales e inducidos por el hombre. Muchos invertebrados marinos dependen de la visión para encontrar comida, refugio y evitar depredadores, particularmente en sus primeras etapas de vida cuando muchos son planctónicos. Esto es especialmente cierto paracrustáceos y cefalópodos, que son presas comunes para otros animales y cuyas larvas son altamente migratorias en la columna de agua.
La investigación en animales terrestres ha demostrado que los niveles bajos de oxígeno pueden afectar la visión. De hecho, los humanos pueden perder la función visual en condiciones de poco oxígeno. Por ejemplo, se ha demostrado que los pilotos que vuelan a gran altitud experimentan discapacidad visual si los aviones no complementancabinas con oxígeno adicional. Además, los problemas de salud como la presión arterial alta y los accidentes cerebrovasculares, ambos asociados con la pérdida de oxígeno, pueden dañar la visión.
"Con todo este conocimiento sobre el oxígeno que afecta la visión en animales terrestres, me preguntaba si los animales marinos reaccionarían de manera similar", dijo Lillian McCormick, autora principal del estudio financiado por la Fundación Nacional de Ciencias y estudiante de doctorado en Oceanografía Scripps.
Sus resultados la sorprendieron. Al estudiar cuatro invertebrados marinos locales de California: calamar de mercado, pulpo de dos puntos, cangrejo de atún y un cangrejo braquuran, descubrió que la visión se redujo en un 60-100 por ciento en condiciones de bajo oxígeno.
Utilizando larvas recolectadas en las aguas de Scripps, McCormick probó la respuesta aguda, la reacción a corto plazo a la exposición al oxígeno reducido, en la visión de las larvas. Trabajó con Nicholas Oesch, investigador de la UC San DiegoDepartamento de Psicología, para desarrollar una configuración para especímenes tan pequeños.
"La mayor parte del trabajo en el laboratorio está orientado a abordar las preguntas biomédicas en la visión de los mamíferos", dijo Oesch. "Así que ha sido divertido salir a sistemas de modelos menos tradicionales y aplicar nuestras técnicas a un campo completamente diferente".
Colocadas en una platina de microscopio con flujo de agua de mar de niveles de oxígeno gradualmente reducidos, las larvas fueron expuestas a condiciones de luz que McCormick podría usar para provocar respuestas visuales. Ella midió estas respuestas usando electrodos conectados a la retina de las larvas. Esta técnica se llamaun electroretinograma
"Imagine el dispositivo como una máquina de electrocardiograma para el ojo", dijo McCormick. "En lugar de medir la actividad eléctrica en el corazón, estamos mirando la parte del ojo llamada retina".
Tan pronto como la disponibilidad de oxígeno comenzó a disminuir a partir de niveles bien oxigenados, como los que se encuentran en la superficie del océano, McCormick vio una respuesta inmediata de las larvas. Esto fue especialmente cierto en el cangrejo y calamar brachyuran, que perdieron casitoda su visión en las condiciones de oxígeno más bajas probadas, alrededor del 20 por ciento de los niveles de oxígeno en la superficie. Los pulpos resistieron más tiempo, con respuestas de la retina que solo disminuyeron después de que el oxígeno se redujo a un cierto nivel, mientras que los cangrejos de atún eran bastante resistentes.se sabe que tolera aguas con poco oxígeno.
"Me sorprendió ver que incluso a los pocos minutos de haber estado expuesto a poco oxígeno, algunas de estas especies quedaron prácticamente ciegas", dijo McCormick.
Afortunadamente, cuando se restauraron los niveles de oxígeno, la mayoría de las muestras recuperaron alguna función visual, lo que indica que el daño puede no ser permanente por períodos cortos de oxígeno bajo.
McCormick está interesado en cómo esta visión reducida podría afectar el comportamiento de los animales, especialmente en aquellos que experimentan la pérdida de visión más dramática. Estos animales dependen de señales de la luz, y la incapacidad para detectar estas señales podría afectar su supervivencia. Un ejemplo es la migraciónLas larvas de estas especies migran verticalmente, se hunden a profundidades más profundas durante el día y ascienden a la superficie por la noche, y usan los cambios en la intensidad de la luz como su señal de migración.
Además, las larvas dependen de la visión para encontrar presas y evitar a los depredadores. Las larvas de calamar cazan presas que nadan rápidamente, como los copépodos, y su visión es crucial para esto. La velocidad de respuesta de la retina en las larvas de calamar se ralentizó durante la exposición a niveles bajosoxígeno, lo que indica que esta discapacidad visual puede inhibir la capacidad de las larvas para detectar copépodos y alimentarse. Perder la capacidad de reaccionar a los cambios en la intensidad de la luz, como la sombra de un depredador, o ver a la presa, podría disminuir la supervivencia en estoslarvas visuales: los calamares de mercado en San Diego pueden ser particularmente susceptibles porque depositan sus huevos en áreas propensas a tener poco oxígeno, como el fondo marino cerca del cañón frente a La Jolla.
En el ambiente marino, los niveles de oxígeno cambian a lo largo de escalas de tiempo diarias, estacionales e interanuales. También hay grandes fluctuaciones de oxígeno con la profundidad. Sin embargo, estas condiciones están cambiando debido al cambio climático e incluso a la contaminación. Influencia atmosférica.El calentamiento también está cambiando las temperaturas en el océano, lo que disminuye la mezcla de aguas superficiales bien oxigenadas con aguas más profundas.Además, los entornos cercanos a la costa están perdiendo oxígeno cada vez más en un proceso llamado eutrofización, en el que los nutrientes excesivos en el agua alimentan una floración de plancton.que luego agotan el oxígeno disponible disuelto en el agua. Esto puede conducir a la muerte de peces y otros animales marinos. La eutrofización es a menudo el resultado de la contaminación costera, como la escorrentía de la agricultura o las aguas residuales. Las pérdidas de oxígeno son especialmente pronunciadas en áreas de baja ocurrencia naturaloxígeno y afloramientos, como en la costa de California.
Estos resultados se basan en respuestas agudas, y McCormick siente curiosidad por saber cómo la exposición a largo plazo a un bajo nivel de oxígeno podría afectar a estos animales en la naturaleza. Su trabajo futuro evaluará los comportamientos visuales en diferentes condiciones de oxígeno, y comparará los resultados de la fisiologíay estudios de comportamiento sobre las condiciones de oxígeno y luz en el océano a lo largo del tiempo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Scripps Institution of Oceanography en la Universidad de California en San Diego . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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