Este artículo apareció originalmente en Undark.
Los hábitats acuáticos del mundo son una mezcla embriagadora de contaminantes. Un estimado 14 millones de toneladas de plástico entran en el océano como basura cada año. Más al interior, más de 40 por ciento de los ríos del mundo contienen una farmacopea de humanos, incluidos antidepresivos y analgésicos. Metales pesados como el mercurio de residuos industriales también puede hacer acto de presencia. Y fertilizante agrícola puede filtrarse del suelo a los ríos y eventualmente llegar al océano.
Hay un estimado 20.000 especies de peces en el mundo, y posiblemente muchos más. Ellos y muchos otros organismos que viven en “sistemas contaminados están contaminados con un cóctel de productos químicos”, dijo Michael Bertram, ecólogo del comportamiento de la Universidad Sueca de Estudios Agrícolas.
Bertram y otros investigadores están descubriendo cada vez más que estos compuestos pueden alterar el comportamiento de los peces. En algunos experimentos, los contaminantes parecen alterar la forma en que los peces socializan, ya sea exponiéndolos a drogas psicoactivas o alterando su desarrollo natural, lo que puede cambiar la forma en que nadan juntos y se aparean. Otros parecen hacer que los peces asuman más riesgos, lo que, en la naturaleza, podría aumentar las probabilidades de que los depredadores los eliminen sin contemplaciones.
Los efectos de la contaminación, según los investigadores que trabajan en el campo, aún tienen muchas incógnitas. Esto se debe en parte a la gran cantidad de variables en los ecosistemas reales, que pueden limitar la capacidad de los científicos para inferir cómo los contaminantes afectan a los peces en la naturaleza, dijo Quentin Petitjean, investigador postdoctoral en ciencias ambientales en el Institut Sophia Agrobiotech en Francia, y co -autor de un papel 2020 que analizó la literatura existente sobre la contaminación y el comportamiento de los peces. “En la naturaleza, los peces y otros organismos están expuestos a una gran cantidad de factores estresantes”, dijo.
Aún así, estos comportamientos alterados podrían tener un gran impacto, según Bertram. Al igual que muchos seres vivos, los peces son partes importantes de sus ecosistemas y cambiar su comportamiento podría dificultar o alterar sus funciones de manera inesperada. Por ejemplo un estudio sugiere que varios contaminantes químicos y microplásticos pueden afectar la audacia de las especies de peces de presa. Aunque los autores señalan que es poco probable que esto conduzca al colapso de la población, estas “modificaciones sutiles del comportamiento” podrían reducir la biomasa de los peces, alterar su tamaño y, en última instancia, también dañar a los depredadores. Solo este efecto, agregan, “puede ser un mecanismo oculto detrás de los cambios en la estructura del ecosistema, tanto en los ecosistemas de agua dulce como en los marinos”.
Bpero los humanos tienen una forma divertida de mostrar su aprecio. Un ejemplo: las personas tiran regularmente sustancias psicoactivas, que luego encuentran su camino hacia los ecosistemas acuáticos. En 2021, Bertram y un equipo de investigadores publicaron un papel indagando en cómo un antidepresivo común, la fluoxetina, mejor conocido bajo el nombre de marca Prozac, afectó la propensión de los guppies a nadar en bancos o en grupos. Durante dos años, el equipo expuso a grupos de guppies a diferentes concentraciones de fluoxetina: una concentración baja (comúnmente vista en la naturaleza), una concentración alta (representativa de un ecosistema extremadamente contaminado) y nada de fluoxetina.
En la concentración de alta exposición, los guppies parecían ser más sociables y pasaban más tiempo en bancos. Sin embargo, este fue solo el caso en parejas macho-hembra, no cuando el pez nadaba solo. Investigación previa por Bertram y sus colegas muestra que la medicación aumenta la cantidad de tiempo que los machos guppy pasan persiguiendo a las hembras. “Siendo intensamente cortejadas” por los machos, dijo Bertram, las hembras elegirán preferentemente la escuela más grande para distraerlas y “evitar este comportamiento de apareamiento incesante”.
Si bien las drogas como Prozac están diseñadas para cambiar la función cerebral, existen otras formas, quizás menos obvias, en que la contaminación puede cambiar el comportamiento. Por ejemplo, los contaminantes pueden alterar el microbioma, la colección de organismos microscópicos como hongos y bacterias que existen sobre o dentro de un organismo. En los seres humanos, las interrupciones de la vida microbiana se han relacionado con trastornos como desorden del espectro autista, demenciao incluso simplemente deterioro cognitivo. La investigación publicada en 2022 sugiere que los cerebros de los peces también pueden depender de la recolección de organismos minúsculos.
En el estudio, los investigadores trabajaron con dos grupos de embriones de pez cebra que habían dejado libres de gérmenes, despojándolos funcionalmente de microbios. En los contenedores que contenían un grupo de embriones, el equipo introdujo de inmediato agua de un tanque con pez cebra adulto para darle un microbioma a la población desinfectada. Después de una semana, hicieron lo mismo con el otro grupo.
Después de una semana más, los investigadores realizaron una serie de experimentos, colocando dos peces del mismo grupo en tanques vecinos para ver si nadaban uno al lado del otro, un comportamiento de bajío previamente identificado.
Los peces privados de un microbioma de vida temprana pasaron mucho menos tiempo haciendo este comportamiento que los del grupo de control. De los 54 peces de control, casi el 80 % pasó su tiempo cerca de la división entre los tanques, en comparación con alrededor del 65 % de los 67 del otro grupo. La exposición a los microbios en las primeras etapas de la vida es importante para el desarrollo del comportamiento social, dijo Judith Eisen, neurocientífica y una de las autoras del artículo.
Los investigadores también observaron los cerebros de los peces utilizando potentes microscopios. Normalmente, las células llamadas microglia se mueven desde el intestino hasta el cerebro en las primeras etapas de la vida de los peces, dijo Eisen, alrededor del momento en que su microbioma comienza a desarrollarse. Los peces que vivieron sin microbiomas durante una semana, encontraron ella y el equipo, tenían menos microglia en una región particular del cerebro que se ha relacionado previamente con el comportamiento de cardúmenes. En cerebros normales (incluyendo humanos
Por supuesto, el estado libre de gérmenes de esos peces cebra, dijo Eisen, no existiría en la naturaleza. Sin embargo, algunos contaminantes humanos como pesticidas, microplásticos, y metales como el cadmio parecen alterar los microbiomas de los peces. Teniendo en cuenta que la formación de bancos suele ser un comportamiento protector, una respuesta reducida a la formación de bancos puede causar problemas en la naturaleza. “Si no quiere pasar el rato con otros peces, eso podría exponerlo a la depredación”, dijo Eisen.
Visual: Universidad de Oregón/YouTube
Los contaminantes pueden afectar el comportamiento más allá de los bancos y también los ecosistemas de agua salada. en un estudio 2020, los investigadores llevaron larvas de damiselas de Ambon al laboratorio y expusieron algunas de ellas a perlas de microplástico. Luego, devolvieron los alevines a diferentes tramos de la Gran Barrera de Coral —algunos degradados y otros aún sanos— y observaron cómo actuaban. El equipo también había etiquetado el pez con diminutas etiquetas fluorescentesy regresaron al arrecife varias veces durante tres días para verificar su tasa de supervivencia.
Los peces que habían estado expuestos a microplásticos mostraron un comportamiento más arriesgado y sobrevivieron menos tiempo antes de ser depredados, según el estudio. Casi todos los peces marcados que estuvieron expuestos a microplásticos y liberados en arrecifes casi muertos murieron después de unas 50 horas. Mientras tanto, alrededor del 70 por ciento de los peces no expuestos liberados cerca de los arrecifes vivos sobrevivieron más allá de las 72 horas. Según el artículo, si bien la salud del arrecife fue un factor en el comportamiento de riesgo, los peces expuestos a los plásticos tuvieron una tasa de supervivencia seis veces menor que los que no estuvieron expuestos a los compuestos.
Según Alexandra Gulizia, una de las autoras del artículo y Ph.D. estudiante de la Universidad James Cook, se necesita más trabajo para investigar los componentes de los plásticos y cómo afectan a los peces. Por ejemplo, el bisfenol-A, más comúnmente conocido como BPA, es un aditivo común para hacer que los plásticos sean más flexibles. También aparece en habitats naturales y la investigación sugiere que puede disminuir la agresión en pescado Gulizia agregó: “Creo que solo estamos tocando la superficie de los impactos químicos que los microplásticos tienen en los peces y el comportamiento de los peces”.
Cómo se desarrolla todo esto en la naturaleza es difícil de evaluar. Eisen anotó que otros factores que podrían afectar el microbioma incluyen los nutrientes en el agua, la temperatura del agua, dietay concentración de sal. Otra complicación, quizás más directa: los contaminantes pueden aparecer simultáneamente y en diferentes cantidades, dijo Petitjean. Por ejemplo, un artículo de 2016 muestra que 13 por ciento de 426 contaminantes en los ríos europeos han demostrado ser neuroactivos
Otra complicación es simplemente que no todos los organismos actuarán de la misma manera, incluso dentro del misma especie. Según Eisen, los organismos modelo, como el pez cebra, se eligen para representar una amplia gama de especies, al igual que los ratones se utilizan a menudo para estudiar la salud humana en la investigación médica. Pero los cambios en los contaminantes y otros factores pueden diferir de una especie a otra. Bertram señaló que el uso de organismos modelo ahorra a los investigadores la molestia de estudiar cada especie, pero también que debería haber más estudios en diferentes peces.
A primera vista, es posible que algunos cambios de comportamiento ni siquiera se vean tan mal. Un mayor comportamiento de apareamiento, como en el caso de los guppies expuestos a la fluoxetina, podría parecer una bendición para la especie. Sin embargo, una especie que prospera sobre otra tiende a desequilibrar los hábitats naturales, dijo Bertram. Su trabajo previo sugiere que Prozac aumenta de manera similar el comportamiento de apareamiento invasivo del pez mosquito oriental. Esto podría ayudarlo a prosperar y superar a las especies nativas. Además, en algunas concentraciones, el cadmio puede aumentar actividad de los peces, potencialmente ayudándolos a encontrar comida. Sin embargo, cuanto más comen, dijo Petitjean, más expuestos podrían estar a los microplásticos.
Dadas estas circunstancias, agregó, los experimentos en el laboratorio deben inyectar la mayor complejidad posible en sus métodos para replicar mejor los sistemas salvajes reales. Algunas investigaciones intentan esto. El trabajo de Bertram mostró a los guppies de prueba como un pez depredador o no depredador de tamaño similar antes de sus experimentos, mientras que Gulizia y su equipo realizaron partes de su experimento en la naturaleza. Algunos estudios también exponga las especies de peces al agua tomada del medio ambiente, y los contaminantes que vienen con ella.
A pesar de las incógnitas, Bertram dijo que es poco probable que los cambios en la forma en que los peces socializan, se aparean o encuentran comida sean buenos. “Al final del día”, continuó, “cualquier cambio en la expresión de los comportamientos naturales tendrá consecuencias negativas e imprevistas”.
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