Cada primavera, los camarones jóvenes en el mar Mediterráneo pasan de ser machos a hembras, una etapa importante en su desarrollo reproductivo. Este cambio ocurre debido a la abundancia de un cierto tipo de microalgas de las que dependen ocasionalmente los camarones de color verde neón para la supervivencia de sus especies. Sin embargo, a medida que se intensifica la acidificación del océano, podría cambiar la composición química de las microalgas, lo que podría retrasar el progreso reproductivo de los camarones y amenazar su existencia, informan investigadores esta semana en PLOS ONE .
Los camarones, Hippolyte inermis Leach, cenan en un tipo específico de microalgas llamadas Cocconeis scutellum parva, que florece en las praderas de pastos marinos del Mar Mediterráneo, incluidas las ventilas acidificadas en la Bahía de Nápoles. Comer las microalgas regula el ciclo reproductivo de los camarones.
Los científicos han estado fascinados por el desarrollo sexual de estos pequeños camarones extraños durante años. Aunque Hippolyte inermis se considera un hermafrodita como muchos otros crustáceos, es inusual que transita rápidamente de macho a hembra sin pasar nunca por una etapa intermedia con atributos de ambos. Este sistema de reversión sexual tiene dos estaciones reproductivas distintas. Durante el otoño, cuando las microalgas Cocconeis son escasas, la mayoría de los camarones recién nacidos nacen machos. Después de la primavera, sus gónadas masculinas envejecen y caen en una sola muda y se desarrolla un ovario.
Pero los camarones más jóvenes que nacen en la primavera cuando abundan las microalgas pueden convertirse inmediatamente en hembras al pasar por una reversión sexual aún más rápida. Estudios anteriores mostraron que Cocconeis es responsable de este cambio rápido. Al liberar un compuesto aún desconocido cuando se come, Cocconeis mata las células en la glándula sexual masculina del camarón, lo que hace que haga una transición prematura. Este cambio de primavera ayuda a restablecer el equilibrio después de que la población recibe un golpe en invierno cuando los depredadores, como el escorpión negro, devoran los camarones.
El autor principal del estudio, Mirko Mutalipassi, biotecnólogo marino de la Stazione Zoologica Anton Dohrn en Nápoles, enfatiza que la dependencia de los camarones a las microalgas es tan fuerte que el crecimiento de su población se sincroniza con las floraciones de microalgas.
"Es realmente importante para estos camarones", dice Mutalipassi. "Este es el factor estabilizador para su población natural, ya que permite a los camarones la capacidad de producir muchos huevos y evitar ser eliminados debido a la depredación".
La presencia de una relación planta-animal tan fuerte en condiciones ácidas inspiró a Mutalipassi a usarla como una herramienta para estudiar cómo el aumento de la acidificación del océano afectará este ecosistema. "Estoy realmente fascinado por la coevolución, tanto desde el punto de vista fisiológico como desde el punto de vista molecular", dice. “Es una forma realmente interesante de ver cómo dos organismos interactúan entre sí. También es un buen modelo para estudiar el efecto de los cambios globales en las microalgas y los invertebrados ".
Mutalipassi y sus coautores Valerio Zupo y Valerio Mazzella, ambos investigadores de la Stazione Zoologica, utilizaron la población de camarones como una sonda para ver qué sucede con la composición química de las microalgas a medida que el océano se vuelve más ácido. El equipo de investigación cultivó Cocconeis a dos niveles diferentes de acidez: uno en las condiciones actuales y otro basado en el aumento previsto de la acidez del océano durante el próximo siglo a medida que aumentan los niveles de dióxido de carbono. Luego, alimentaron a los camarones recién nacidos con uno de los dos grupos de microalgas y observaron si tenían diferentes números de hembras, lo que indicaría un cambio en el compuesto de las microalgas que impulsa el desarrollo de los camarones.
Los resultados del equipo fueron sorprendentes. A diferencia de otras microalgas que no han prosperado bajo altos niveles de CO 2, Cocconeis floreció, creciendo cuatro veces más células en condiciones acidificadas. Este aumento en el crecimiento implica que las microalgas podrían tener una ventaja competitiva en los océanos acidificados del futuro.
En contraste, los camarones que fueron alimentados con microalgas cultivadas en niveles más altos de acidificación del agua terminaron con aproximadamente la mitad de hembras que los camarones que fueron alimentados con las microalgas normales. Una diferencia tan drástica sugiere que el compuesto químico que destruye las glándulas sexuales masculinas del camarón puede ser cambiado por las condiciones acidificadas, produciendo menos hembras. En otras palabras, Cocconeis prospera, pero los camarones sufren.
"Este trabajo es un buen ejemplo de investigadores que van más allá de algunas de las preguntas básicas de supervivencia y crecimiento de un solo organismo para examinar también las relaciones entre especies", dice la bióloga marina Kaitlyn Lowder, del Instituto de Oceanografía Scripps de la Universidad de California en San Diego. en un correo "Para comprender mejor cómo se verán nuestros ecosistemas marinos en el futuro, es increíblemente importante observar la interacción entre los niveles tróficos, que puede ser difícil de hacer en un laboratorio".
Los cambios aparentemente sutiles como este que podrían desencadenar efectos de dominó en un ecosistema son emblemáticos del impacto del cambio climático. A medida que la acidificación del océano continúa alterando las condiciones del agua de mar, los investigadores se apresuran a aprender cómo tales cambios podrían influir incluso en las formas de vida más pequeñas de nuestro planeta.
Lowder, que no participó en este estudio, argumenta que estudiar los cambios en los comportamientos de los organismos es crucial para obtener conciencia sobre el entorno cambiante. "Es solo siguiendo estas preguntas sobre la transición sexual del camarón ... que los científicos podemos tener una mejor idea de cómo podrían ser nuestros océanos en el futuro", dice ella. "Y lo que es más importante, [podemos] tener más historias sobre los posibles impactos de la acidificación de los océanos para aumentar la preocupación del público sobre este cambio continuo en nuestros océanos".
Mutalipassi tiene opiniones similares, argumentando que el compuesto químico es realmente un "producto químico" para el medio ambiente, una versión submarina de un canario en una mina de carbón.
"Ahora sabemos que la acidificación del océano puede interrumpir una delicada relación ecológica que evolucionó a lo largo de un millón de años", dice Mutalipassi. "Esto significa que tenemos consecuencias idiosincrásicas con los cambios que estamos haciendo en nuestro mundo".
También señala que la relación microalgas-camarones es solo una de las muchas que podrían verse afectadas. "El impacto de la acidificación del océano es mayor de lo que vemos en el estudio", dice. "Solo estamos viendo una pequeña pieza del rompecabezas".
