La variación genética existente en las poblaciones naturales de mejillones mediterráneos les permite adaptarse a los niveles decrecientes de pH en el agua de mar causados por las emisiones de carbono. Un nuevo estudio realizado por biólogos de la Universidad de Chicago muestra que los mejillones criados en un ambiente experimental de pH bajo crecieron conchas más pequeñas queaquellos cultivados a niveles normales de pH, pero la tasa de supervivencia general de los mejillones cultivados en ambas condiciones fue la misma.
La población sobreviviente en el entorno de pH bajo difería genéticamente de las demás, lo que sugiere que las variantes genéticas que ya existen en un subconjunto de la población natural de mejillones les permitieron adaptarse al nuevo entorno más duro. Esto podría ser una buena noticia para los conservacionistas yamantes de los mariscos por igual, ya que la exquisitez culinaria encuentra formas de adaptarse a los mares cambiantes.
"La esperanza es que ya hay algunas personas en la especie que ya tienen una composición genética que les permite resistir el cambio en el medio ambiente", dijo Mark Bitter, un estudiante graduado en UChicago que dirigió el estudio, publicado el 20 de diciembre, 2019, en Comunicaciones de la naturaleza . "Esto efectivamente permite que la evolución funcione mucho más rápido si no está esperando que surja alguna nueva mutación".
A medida que los humanos continúan quemando más y más combustibles fósiles, los océanos absorben aproximadamente un tercio del carbono extra liberado a la atmósfera. Esto a su vez hace que disminuyan los niveles de pH del agua de mar, haciéndolo más ácido. Mejillones, ostras y ciertas especiesde algas tienen dificultades para producir sus cáscaras duras de carbonato de calcio en este entorno. En un estudio de 2016, Cathy Pfister, PhD, autora principal del nuevo estudio y codirectora del Centro de Microbiomas en UChicago, mostró que las cáscaras de mejillones modernas se recolectaron enel noroeste del Pacífico era en promedio 32 por ciento más delgado que los de la década de 1970.
Bitter y sus compañeros de equipo trabajaron en el Laboratoire d'Oceanographie en Villefranche-sur-Mer, en la costa mediterránea de Francia. El proyecto fue patrocinado por el programa Francia y Chicago Colaborando en las Ciencias FACCTS, diseñado para fomentar la colaboración entreCientíficos y equipos de investigación de UChicago en instituciones de educación superior en Francia.
En el transcurso de tres viajes de investigación a Francia en 2016 y 2017, los investigadores recolectaron especímenes de Mytilus galloprovincialis, el mejillón del Mediterráneo, una de varias especies de mejillones que proporciona una valiosa fuente de alimento en todo el mundo. Criaron cuidadosamente docenas de combinaciones de 12 hembras y16 machos para asegurar una población de larvas genéticamente diversa: 192 combinaciones diferentes en total.
Con esa población inicial, dividieron las larvas en dos grupos: uno para desarrollarse en agua con un nivel normal de pH ambiental de 8.1 y el otro en agua de mar con un pH de 7.4. Este valor es en realidad más bajo que lo que estos mejillonesexperiencia actual en la naturaleza. El pH promedio global de los océanos es de aproximadamente 8.0; los mejillones mediterráneos pueden encontrar valores de hasta 7.7 en algunos lugares. El pH más bajo de 7.4 utilizado en el experimento cae por debajo de la disminución media global proyectada en el pH del agua de mar en los próximos 100años, pero pueden encontrarse especies marinas que habitan hábitats costeros antes de fin de siglo.
Las larvas de mejillón, más de 1 millón de individuos en total, se mantuvieron en una serie de cubos, con agua de mar manipulada con dióxido de carbono bombeada desde los tanques de cabeza para regular cuidadosamente los niveles de pH en los cultivos de larvas. Los cubos estaban equipados con paletas motorizadaspara hacer circular el agua naturalmente. A medida que las larvas crecieron y desarrollaron conchas, finalmente se engancharon a los lados verticales de los cubos.
En el lapso de aproximadamente seis semanas, Bitter y sus compañeros de equipo tomaron muestras cada pocos días para medir el tamaño de la concha y analizar la composición genética de las larvas supervivientes. En general, los mejillones en condiciones de pH ambiental crecieron sus conchas a un ritmo más rápido quelos que tienen un pH bajo en agua, aunque después de dos semanas la población de pH bajo se recuperó en su mayoría. Bitter sospecha que esto puede deberse a que los individuos más vulnerables a condiciones de pH bajo murieron antes de este punto, y los sobrevivientes pudieron continuar creciendo normalmente.
Cuando los investigadores analizaron la variación genética en los dos grupos de prueba, vieron firmas firmes de selección en condiciones de pH bajo, lo que significa que surgió un trasfondo genético único entre los mejillones capaces de resistir ese ambiente. Después del día seis, separaron ellos productores de cáscara más rápidos de los más lentos en cada entorno de pH. El tamaño de la cáscara es un indicador de aptitud: los mejillones con las cáscaras más grandes probablemente sean los competidores más fuertes. Pero si un mejillón crece su cáscara más rápido en las condiciones oceánicas actuales, eso significa que es¿también te irá bien en un escenario de pH bajo más extremo?
"La respuesta es no", dijo Bitter. "Parece que hay un tipo muy especial de composición genética de los individuos que terminan creciendo mejor en un ambiente de pH bajo, en relación con las condiciones ambientales".
Al final del experimento, no hubo diferencias en la supervivencia total de los mejillones criados en ninguno de los dos ambientes. Esto parecería una buena noticia rara en el contexto del rápido cambio climático: una especie que ya tiene la capacidad de adaptarse acondiciones más duras, pero Bitter señala que el pH es solo una variable que se espera que cambie en el futuro cercano.
"Algunas de estas personas son realmente buenas para lidiar con esta enorme reducción del pH. Pero, ¿qué pasa si también reduce la salinidad o cambia la temperatura sustancialmente?", Dijo. "El hecho de que puedas correr un maratón no significa que puedasdar la vuelta y nadar justo después de eso. Es un escenario de múltiples estresores ".
Él dice que este estudio muestra por qué es importante centrar los esfuerzos de conservación y acuicultura en mantener una amplia diversidad genética entre las poblaciones de mejillones, ya que la capacidad de adaptarse a condiciones futuras futuras parece existir ya en el acervo genético.
"Ya hemos visto disminuciones sustanciales en el tamaño de la concha de una especie de mejillón en la naturaleza, pero parece que hay esta capacidad para que esta especie se adapte", dijo, "lo cual es una buena noticia en medio de mucha desolación."
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Chicago . Original escrito por Matt Wood. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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