Las branquias del salmón alertan del calentamiento global

El aumento de la temperatura del mar está generando nuevas condiciones para los organismos que viven y se cultivan en los océanos. Entre ellos se encuentra el salmón atlántico (Salmo salar), una de las especies más importantes para la acuicultura marina. Las olas de calor marinas, la reducción del oxígeno disponible y la proliferación de medusas pueden coincidir en las zonas de cultivo y someter a los peces a diferentes tipos de estrés al mismo tiempo. Un nuevo estudio realizado por investigadores españoles y noruegos ha analizado cómo responden los salmones de cultivo ante estas condiciones. Los resultados muestran que las branquias modifican rápidamente tanto las comunidades bacterianas que viven sobre ellas como la actividad de numerosos genes, incluso antes de que aparezcan lesiones visibles. El trabajo ha sido desarrollado por científicos del Instituto de Acuicultura Torre de la Sal (IATS-CSIC) y del instituto noruego Nofima, y se ha publicado en la revista Frontiers in Marine Science. Las branquias son especialmente importantes para los peces. Además de permitir la entrada de oxígeno y la eliminación de dióxido de carbono, actúan como una barrera frente a microorganismos y otros factores presentes en el agua. Por ello, cualquier alteración de las condiciones ambientales puede afectar a una estructura que resulta esencial para mantener la salud del animal. Para estudiar cómo responden los salmones a estas condiciones, los investigadores reprodujeron en el laboratorio una situación similar a una ola de calor marina. Los peces fueron expuestos a un aumento de la temperatura del agua desde 12 hasta 17 grados centígrados en cinco días, manteniéndose después en estas condiciones durante otros diez días. Algunos grupos fueron sometidos además a una concentración reducida de oxígeno o estuvieron en contacto con fragmentos de medusa luna (Aurelia aurita). El objetivo era analizar no solo el efecto de cada factor por separado, sino también qué ocurre cuando varios de ellos coinciden. Esta situación resulta especialmente relevante para la acuicultura, ya que el calentamiento del agua puede ir acompañado de cambios en la concentración de oxígeno y de un aumento de determinadas proliferaciones de medusas. Los resultados mostraron que la temperatura fue el factor que produjo los cambios más importantes en las branquias. Los salmones expuestos a aguas más cálidas presentaron una mayor diversidad de bacterias en esta zona y modificaciones en la presencia de determinados grupos bacterianos. Entre los géneros que aumentaron se encuentran Streptococcus y Staphylococcus, algunos de cuyos miembros pueden comportarse como patógenos cuando los peces se encuentran sometidos a situaciones de estrés. Estos cambios no implican necesariamente que los peces desarrollen una enfermedad, pero sí muestran que el calentamiento modifica el equilibrio de microorganismos que viven en las branquias y puede alterar las condiciones en las que funciona este tejido. Una de las principales conclusiones del trabajo es que las respuestas provocadas por el estrés ambiental pueden detectarse antes de que existan daños visibles. Los investigadores analizaron tanto la microbiota de las branquias como la expresión de los genes del salmón para identificar cambios que no pueden observarse simplemente examinando al animal. La expresión génica permite conocer qué genes aumentan o reducen su actividad cuando el organismo se enfrenta a una determinada condición. En este caso, el calentamiento y la combinación de diferentes factores ambientales provocaron modificaciones en la actividad de cientos de genes relacionados con procesos fisiológicos y de respuesta al estrés. Esta respuesta temprana puede ser relevante para la acuicultura porque permitiría detectar situaciones de estrés antes de que los peces presenten signos externos. Las branquias pueden convertirse así en una herramienta para conocer cómo están respondiendo los animales a unas condiciones ambientales que están cambiando con rapidez. El estudio también demuestra que los diferentes factores no actúan siempre de manera independiente. La exposición simultánea a temperatura elevada, poco oxígeno y medusas produjo modificaciones adicionales en la respuesta de las branquias. Esto refleja la complejidad de los escenarios a los que pueden enfrentarse los peces en el medio marino. Las proliferaciones de medusas son otro de los fenómenos que pueden verse favorecidos por determinadas condiciones ambientales. El aumento de la temperatura del agua puede modificar su metabolismo y favorecer su reproducción, aunque otros factores humanos, como la sobrepesca o la construcción de determinadas infraestructuras costeras, también pueden contribuir a su proliferación. Cuando las medusas están presentes en zonas de acuicultura, sus tejidos y células urticantes pueden entrar en contacto con los peces y las branquias son muy vulnerables debido a su contacto directo y permanente con el agua. En el experimento, los investigadores utilizaron fragmentos de medusa luna para estudiar cómo respondían los salmones a este factor. Aunque la temperatura tuvo el efecto más destacado, la exposición a medusas también contribuyó a modificar la respuesta de las branquias, especialmente cuando se combinaba con otras condiciones de estrés. La investigación permite así estudiar un problema que puede adquirir mayor importancia a medida que cambian las condiciones del océano. Las olas de calor marinas son cada vez más relevantes para los ecosistemas y las actividades que dependen de ellos, mientras que las proliferaciones de medusas pueden coincidir con estos episodios de temperaturas elevadas. El estudio plantea un escenario en el que la acuicultura tendrá que adaptarse a unas condiciones ambientales diferentes de las existentes cuando se desarrollaron muchos de los actuales sistemas de producción. El aumento de la temperatura del agua no solo afecta directamente a los peces, sino que puede desencadenar otros cambios relacionados con el oxígeno disponible, los microorganismos y la presencia de medusas. Conocer estas respuestas puede ayudar a desarrollar nuevas estrategias de vigilancia y prevención. Detectar alteraciones en las branquias antes de que aparezcan daños visibles podría permitir identificar situaciones de estrés con mayor antelación y actuar antes de que tengan consecuencias más graves para los animales. Los investigadores destacan que la acuicultura todavía necesita mejorar su capacidad para hacer frente a los efectos del cambio climático. El aumento de las temperaturas, las olas de calor marinas y las proliferaciones de medusas representan factores que pueden coincidir y aumentar la presión sobre los peces cultivados. El trabajo muestra, además, que observar únicamente los daños visibles no es suficiente para conocer el impacto real de estas condiciones. Las primeras respuestas aparecen a nivel microbiológico y molecular, cuando todavía no existen señales externas claras. La investigación proporciona así una herramienta para entender mejor cómo responde el salmón atlántico al cambio de las condiciones marinas. En un sector como la acuicultura, cada vez más condicionado por la evolución del clima y del océano, conocer estas respuestas puede resultar fundamental para anticipar los problemas sanitarios y mejorar la capacidad de adaptación de los sistemas de producción. El calentamiento del mar no actúa, por tanto, como un único factor aislado. La temperatura puede coincidir con una menor disponibilidad de oxígeno y con una mayor presencia de medusas, creando un conjunto de condiciones que afectan a los peces incluso antes de que los síntomas sean visibles. Las branquias muestran esa respuesta en una fase temprana y ofrecen una vía para detectar los efectos del estrés ambiental antes de que el problema se manifieste externamente.