Miércoles, 03 Junio 2015 06:39

Un mundo (de conflictos) bajo el agua

Un mundo (de conflictos) bajo el agua

El estudio del funcionamiento del cerebro, del comportamiento y de las modalidades reproductivas de los peces ayuda a entender el sistema nervioso de otros animales, entre ellos los seres humanos. Matías Pandolfi cuenta cómo estos vertebrados construyen un verdadero universo acuático.


Los peces representan el conjunto de vertebrados que goza del mayor número de especies en el mundo. Se trata de un grupo dotado de –aproximadamente– treinta y un mil ejemplares que, con una enorme diversidad de formas, colores, tamaños, dietas y hábitats, luchan entre sí por sobrevivir en un proceso evolutivo que, como una vez señaló el bueno de Charles Darwin, nunca se toma un descanso. En efecto, para contemplar tamaña abundancia en toda su expresión y complejidad, es necesario el despliegue de un estudio pormenorizado que considere la riqueza de los bichos acuáticos y que permita abordar con igual rigurosidad tanto los rasgos anatómicos como sus características fisiológicas específicas.


En este marco, la enorme variabilidad en sus modos de reproducción (fecundación interna, fecundación externa, ejemplares hermafroditas, entre otros) se torna ilustrativa para comprender buena parte de los comportamientos que exhiben en sus escenarios naturales así como también en ambientes controlados, como pueden ser los acuarios y las peceras. Los peces son agresivos, realizan actos de violencia y se estresan, al mismo tiempo que se organizan en jerarquías, establecen clases sociales (que distinguen con claridad los dominadores de los dominados) y luchan por la propiedad de territorios.


Matías Pandolfi es doctor en biología recibido en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA e investigador adjunto del Conicet desde 2011. Además, trabaja en el Laboratorio de Neuroendocrinología y Comportamiento, que pertenece al Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental (UBA), desde donde realiza todas sus investigaciones.


–¿Por qué estudió biología?


–Siempre supe qué iba a estudiar, incluso, antes de terminar el colegio secundario. Me interesaba el comportamiento de los animales en general y, en efecto, realicé hasta cuarto año de veterinaria. Con biología fue distinto porque no paré hasta el doctorado.


–Con tantos animales por analizar, ¿por qué le interesaron los peces?


–Cuando era adolescente trabajé un tiempo en un acuario y lo que me llamaba la atención era que todos los peces que los proveedores nos acercaban habían sido pescados y no criados. Su argumento era sencillo: no desarrollaban criaderos porque consideraban que era muy difícil hacerlos reproducir en cautiverio porque los animales se estresaban y ello perjudicaba su éxito reproductivo. Sin embargo, y más allá que aquel trabajo haya influenciado en mi decisión final, para ser sincero, podría haber estudiado el comportamiento de cualquier otro bicho que más o menos me interesara y que fuera susceptible de ser examinado en un laboratorio. Los peces conforman un modelo animal que el investigador puede aislar y, de alguna manera, domesticar. Al ubicarlos en una pecera, los científicos podemos manipular distintas variables vinculadas al ambiente.

–¿A qué se refiere con el estudio del comportamiento?


–Conocer el comportamiento implica la evaluación de varias aristas. Uno de los ejes que estudiamos desde nuestro laboratorio es el nivel de estrés; un punto clave que se vincula de modo directo con su reproducción. En concreto, cuando el animal está estresado, la energía que dirige hacia el proceso de reproducción se condensa y se coloca en otro lado. Desde esta perspectiva, el examen del comportamiento reproductivo implica tener en cuenta la agresividad, es decir, dar cuenta de cómo los machos y las hembras compiten por parejas y territorios, en medio de un proceso que se encuentra atravesado por el establecimiento de jerarquías. Además, observamos otras acciones y variables que, también, inciden: cuál es la temperatura óptima para que se reproduzcan, en qué contexto social, cuántos machos con cuántas hembras, si utilizan o no refugios, etc. Todos estos componentes se modifican de acuerdo a la especie y son útiles para la acuicultura, es decir, para la de peces destinados al mercado alimenticio. Sobre todo, de peces de agua dulce que gozan de un mayor desarrollo en nuestro país.


–¿Existen diferencias entre los ciclos reproductivos de los peces de agua dulce y los de agua salada?


–Yo no haría foco en las diferencias sino en las posibilidades de crianza; y con los peces marinos existe un mayor número de limitaciones –por caso, el proceso es mucho más caro porque es necesario construir un ambiente con agua de mar–. La cría de peces es una actividad económica que se torna redituable si se la realiza en grandes densidades; el problema es que si conviven muchas especies en un mismo escenario se estresan con mayor facilidad y se tornan más agresivas.


–¿Qué hacen los peces cuando se tornan más agresivos?


–Por ejemplo, se muerden entre ellos. Los machos dominantes, en general, liberan orina que inhibe la reproducción de los subordinados, es decir, impide que el resto de los individuos forme espermatozoides, y ello es esencial porque las hembras se van a reproducir sólo con los agresivos.


–¿Por qué? ¿Cómo se explica?


–En los animales hay algo que se conoce como costo energético. Mientras los machos producen espermatozoides –células de bajo costo en altas cantidades– y su éxito reproductivo se mide por su capacidad para fecundar la mayor cantidad de huevos posible, en la hembra el proceso es más complejo. Como resultado de ello, las hembras no dispersan sus huevos en grandes cantidades por cualquier sitio, sino que eligen el mejor esperma posible con el objetivo que la descendencia sea reproducida con los mejores genes.


–¿Existe la monogamia en los peces?


–Los peces cuentan con una gama de modos de reproducción bastante diversificada. Por ejemplo, existe el harén de machos, el harén de hembras, hay especies que cambian de sexo, etc. Incluso, hay individuos que se reproducen y cuidan a sus crías mientras que otros no lo hacen.


–¿De qué depende el cuidado o la falta de protección parental?


–Ello se modifica de acuerdo con la estabilidad del ambiente. Ante la existencia de recursos abundantes –como sucede en los ríos y los mares abiertos–, cuando llega el momento de la reproducción, todo sucede de manera natural y sin demasiadas complicaciones. En contraposición, cuando los territorios son limitados, las larvas están sometidas a la predación y no logran asegurarse un éxito reproductivo muy grande. Esa situación exige el cuidado parental y los peces colocan los huevos en su boca y los trasladan con precaución.


–En relación con los comportamientos reproductivos, ¿qué diferencia existe entre el comportamiento de los ejemplares que ustedes examinan en una pecera ubicada en un laboratorio y lo que, efectivamente, sucede con los peces cuando se encuentran en sus ambientes naturales?


–En general, la mayoría de peces que se colocan en peceras no se reproducen porque no desarrollan procesos que sí acontecen cuando se hallan en su ambiente natural. En una pecera, los ejemplares no tienen el nivel de pH óptimo, ni cuentan con el entorno social adecuado. Cuando uno estudia el comportamiento animal, primero, lo que se debe hacer es ir hacia su ecosistema, observar cómo es el ambiente y luego regresar al laboratorio y tratar de replicarlo allí. En todos los casos, se requiere de un animal que sea capaz de sentirse cómodo en un ámbito de laboratorio con el objetivo de lograr reproducirse. Por otra parte, estudiamos los circuitos cerebrales de los peces, su sistema nervioso.


–¿En qué medida el estudio del sistema nervioso de los peces ayudaría a conocer cómo funciona el cerebro humano?

–Por ejemplo, durante mucho tiempo creímos que los seres humanos adultos no tenían la capacidad de formar neuronas nuevas. El proceso de neurogénesis, que se produce en el cerebro de los mamíferos en tres o cuatro regiones específicas, en los peces se desarrolla en todo el cerebro y a lo largo de toda su vida. Ello se vincula con que los peces crecen hasta que mueren; en cambio, los mamíferos llegamos a la vida adulta y quedamos estancados en un tamaño determinado. Por supuesto, algo ocurrió a lo largo del proceso evolutivo y los mamíferos culminaron perdiendo esa capacidad. Esto podría tener aplicaciones para el estudio del sistema nervioso en los seres humanos, en disciplinas como la psiquiatría o la neurología. El cerebro es el mismo, con la diferencia de que el nuestro se desarrolló más y adquirió nuevas habilidades que los peces no. No obstante, en esencia –es decir, los neurotransmisores y las sustancias que funcionan y se ponen en juego– ambos esquemas son muy parecidos.


–Según leí en un artículo de su autoría, el cerebro del pez puede ser extraído y, si es conservado en una solución oxigenada, continúa funcionando hasta por 24 horas. Las neuronas conservan su actividad eléctrica y las proteínas continúan con su proceso de síntesis. ¿Cómo se explica esto?


–Sí, claro. En los mamíferos uno no puede trabajar con el cerebro entero porque los animales no sobreviven si su cerebro está fuera de su estructura corporal. Y ello limita a los investigadores porque si quieren realizar algún estudio tienen que quitar un pedazo o trabajar con un fragmento y se pierde toda la conexión real.
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Washington y Buenos Aires, 23 de diciembre. Científicos estadunidenses descubrieron que algunos dinosaurios machos se ocupaban de su prole e incubaban los huevos, algo que posteriormente fue transmitido a muchas especies de aves actuales.

David Varricchio y colegas de la Universidad Estatal de Montana en Bozeman analizaron huesos fósiles y nidadas de especies de dinosaurios que estaban estrechamente emparentados con las aves actuales, y concluyeron que los dinosaurios hembras eran en primera línea los que habían puesto los huevos, que tenían una cáscara muy dura. Es posible también que los repartieran en varios nidos.

Sin embargo, en tres especies de dinosaurios del grupo de los terópodos, un troodon, un ovirraptor y un citipati, los paleontólogos hallaron ejemplares sobre nidadas fosilizadas, en algunos casos en una típica posición de incubación, y comprobaron que muy posiblemente se trataba de machos. Los huesos fósiles no presentaban cambios de los que se hallan en las hembras durante la reproducción, cuando forman y ponen los huevos.

Posteriormente, los investigadores compararon en las aves actuales y los dinosaurios la relación entre el tamaño del huevo y la masa corporal del animal adulto. Lo hallado en los dinosaurios corresponde más bien a las especies de aves actuales, en las que el macho asume los cuidados de los huevos y las crías.

Comparativo con mamíferos

En más de 90 por ciento de las aves que viven en la actualidad, los machos participan de alguna manera en la incubación y cuidado de las crías. En cambio, entre los mamíferos no alcanza 5 por ciento.

Entre los paleognatos, uno de los superórdenes de las aves vivientes, al que pertenecen entre otras las corredoras, como los emúes y avestruces, los machos de casi todas las especies son los únicos encargados de la incubación de los huevos y la crianza de la prole.

Desde que se sabe que las aves son muy probablemente descendientes directos de determinados dinosaurios, los expertos se preguntan si este modelo de cuidados paternos de las crías apareció hace millones de años o es una característica adquirida por las aves actuales.

Con base en sus estudios, Varricchio y colegas se inclinan por lo primero.

Que los representantes masculinos asumieron un papel principal en el cuidado de la descendencia es posiblemente consecuencia de nidadas grandes.

En el caso de los troodon y los ovirraptores, las nidadas comprendían entre 22 y 30 huevos grandes, que no se ponían al mismo tiempo, sino consecutivamente. Para poder hacer esto, las hembras se tenían que ocupar ante todo de ellas y administrar su energía, presumen los especialistas. Por lo tanto, eran los machos los que se ocupaban de la prole.

Los cuidados paternos exclusivos son posiblemente la variante original, mientras la incubación compartida, que se puede observar actualmente en muchas especies de aves, apareció después, añaden los investigadores.

Austroraptor cabazai

Por otro lado, en Argentina, un nuevo miembro de la familia de dinosaurios carnívoros de garras grandes fue presentado por Fernando Novas, su descubridor, paleontólogo del Museo Argentino de Ciencias Naturales Bernardino Rivadavia.

El Austroraptor cabazai, como fue bautizado, medía más de cinco metros de largo, poseía cabeza baja y alargada, dientes pequeños y brazos diminutos.

Se trata de un “gran descubrimiento”, indicó Novas, porque es el primer ejemplar de uno de los raptores más grandes del mundo. Estos animales pertenecen al grupo de los deinonicosaurios, como el conocido velocirraptor, que hasta hace unos años se creía que eran endémicos del hemisferio norte.

“La importancia de este grupo radica en que brinda mucha información sobre el origen de las aves” y acerca de cómo aprendieron a volar, explicó el paleontólogo, al presentar además una copia realizada en resina poliéster del esqueleto del nuevo dinosaurio.

Los fósiles se hallaron en rocas de unos 70 millones de años de antigüedad, época que “se acerca mucho a la de extinción de los dinosaurios”.

El descubrimiento del Austroraptor cabazai se realizó a finales de 2002 en el bajo de Santa Rosa, a 150 kilómetros de la localidad de Lamarque, en la provincia argentina de Río Negro, sitio en el que ya se han encontrado gran cantidad de restos fósiles.

Las tareas de recuperación y reconstrucción del dinosaurio fueron realizadas en colaboración con el Museo Municipal de Lamarque. La exploración fue financiada por la Sociedad Nacional Geográfica.

En los pasados años aparecieron numerosos de estos raptores en el Hemisferio Sur, entre ellos el Neuquenraptor argentinus y el Unenlagia comahuensis, también descubiertos por Novas.

Historia prolífica
 

Esto indica que el hemisferio sur también tiene una “historia prolífica” de estos carnívoros.

Sin embargo, el Austroraptor cabazai constituye “algo novedoso” por un conjunto de rasgos, entre ellos porque a diferencia de los otros miembros del grupo del hemisferio norte, posee brazos cortos.

Novas tiene previsto seguir con la investigación de los raptores en Argentina. “Nadie se imaginó que esos villanos de Spielberg se podían encontrar en el hemisferio sur”, indicó.

Además el fósil hallado por el momento es el único de su especie y está incompleto, por lo que puede haber errores en la reconstrucción, que podrían eliminarse con el descubrimiento de otro ejemplar más completo.

La copia del esqueleto de dinosaurio que fue presentada formará parte de una exhibición itinerante que será mostrada el año próximo en Alemania. En abril se expondrá en Rosenheim, para luego ser trasladada a otras ciudades, indicó el director del museo, Edgardo Romero.
 

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