por Susana Paz
Ciudad Universitaria, CDMX. 17 de septiembre de 2020.- Efraín Miguel Chávez Solís, estudiante de doctorado del Posgrado en Ciencias Biológicas, en conjunto con los doctores Maite Mascaró y Nuno Simoes, investigadores de la Unidad Multidisciplinaria de Docencia e Investigación de la Facultad de Ciencias en Sisal y de la doctora Corina Solís, del Laboratorio Nacional de Espectrometría de Masas del Instituto de Física de la UNAM, publicaron hallazgos novedosos sobre la distribución de tres especies de camarones ciegos de los cenotes de Yucatán en la revista Scientific Reports.
El estudio describe cambios espaciales y temporales en la abundancia de tres especies de Typhlatya, y sugiere que la salinidad, la incidencia de luz solar y las distintas fuentes de carbono disponibles como alimento juegan un papel determinante en la partición de los nichos realizados de estos habitantes de las cavernas.
Para Efraín Chávez se trata de una investigación “fascinante” en la que logran incorporar el buceo en cuevas, ecología, comportamiento, aceleradores, radiocarbono e isótopos estables, todo en un sólo tema.
Los resultados obtenidos y publicados en este artículo son el seguimiento de una investigación amplia que realiza desde la maestría y en la que todavía hay muchos aspectos por resolver, sobre todo en el tema de fisiología.
Publicado recientemente en Scientific Reports, el estudio forma parte de su tesis doctoral con la que planea titularse este año. En entrevista, Efraín Chávez habla de los principales resultados de esta investigación, de su pasión por el buceo y de los tesoros biológicos en los cenotes de la península de Yucatán que espera seguir estudiando.
El punto de partida de su carrea científica fue el buceo. Efraín Chávez ingresó primero a la FC a estudiar Física. Cursó un año pero en ese primer ciclo entró al equipo de buceo de la facultad. Ahí todo cambió.
“El buceo me cambio la vida. Fue en el segundo semestre cuando decidí que me quería cambiar a Biología porque quería aplicar el buceo para hacer ciencia. Desde entonces el buceo es el mundo que me ha llevado a querer aplicar esta ciencia en la parte subacuática”.
Fue en 2005 cuando aprendió a bucear cuevas. Así, para la maestría, contactó al investigador Nuno Simões y le propuso trabajar en el tema de los cenotes y crustáceos. Aceptó y el estudiante empezó a desarrollar su carrera científica en el ámbito de los cenotes y de la fauna de las cuevas en Yucatán.
“Cada una de las respuestas que obteníamos nos iban llevando a preguntas más profundas o a algún otro tipo de enfoque o aproximación. El primer estudio que hice de cenotes fue de distribución y comportamiento de los mismos camarones con los que estoy trabajando ahora y de un depredador que también es habitante de ese sistema”.
En el proyecto de doctorado planteó entender cómo estaban distribuidas todas las especies de este grupo de camarones de cueva —Typhlatya—, en los cenotes de Yucatán, y si había diferencias con el objetivo de describir cuáles eran las características fisiológicas que determinaban la distribución de estas especies.
Justamente es el tema central del artículo publicado —Distribution patterns, carbon sources and niche partitioning in cave shrimps (Atyidae: Typhlatya)—, centrado en la distribución y la relación entre las fuentes de alimento.
“El género Typhlatya es un género de camarones dulceacuícolas que solamente se encuentran en cuevas, en sistemas como los acuíferos costeros. Por ello tienen una sección de agua dulce que está flotando sobre una sección de agua salada que es el agua de mar que se filtra por la porosidad de la roca caliza que hay en la península de Yucatán”.
Los tres sistemas en los que desarrollaron la investigación fueron los cenotes Tza Itzá, Noh Mozón y Ponderosa. Las tres especies de organismos son T. mitchelli, T. pearsei y T. dzilamnesis, de los que lograron determinar que había una distribución particular en el sistema completo.
Efraín Chávez explica que si se considera el sistema de la cueva y el cenote —modelo con el que guiaron la investigación— el cenote es la parte donde está la luz del sol y toda la zona de influencia solar, es decir, la parte del acuífero que alcanza la superficie son los cenotes.
Luego está la zona de transición, entre el cenote y la zona de oscuridad perpetua que se llama caverna. Por último, el lugar donde nunca llega la luz del sol que se denomina cueva.
Encontraron entonces que estas especies tienen una distribución particular, inherente a cada especie, en las que unas se encuentran cerca de los cenotes, otras en la parte de la caverna y otras habitan en la cueva.
El primero de los resultados que presentaron es precisamente la distribución específica. El segundo de los resultados es que encontraron que una de las tres especies habita la parte del agua salada. Hay dos especies que están en el agua dulce, una de ellas en la entrada, otra en las cavernas y una tercera está por debajo del agua salada, en el agua marina.
“Es importante esta caracterización de las masas de agua porque las condiciones ambientales en una y otra son diferentes, no nada más por la salinidad. En unas son dulceacuícolas o salobres, y otras son completamente marinas. Y además tienen muy poco oxígeno”.
En este sistema, lo que separa el agua dulce del agua salda se denomina haloclina, que es una capa de agua en la que la salinidad cambia bruscamente con la profundidad. Este fenómeno puede formarse en la desembocadura de un río, en donde se mezcla agua dulce con agua de mar; aunque también puede generarse de manera permanente. Por ejemplo, debido a una intensa lluvia sobre el océano. En los cenotes de la península de Yucatán, la haloclina puede ser tan marcada que hay una lente de agua dulce flotando sobre agua salada prácticamente sin mezclarse.
Entonces, hay especies que están justo debajo de la haloclina, en el agua salada en donde las condiciones ambientales son muy diferentes y que justo es el lugar, siempre dentro de las cuevas, en donde se encuentra la T. dzilamnesis, aunque en menor abundancia.
Encontraron además que no todas las especies están en una zona determinada todo el tiempo, sino que tienen diferentes comportamientos, como por ejemplo, las que están cerca de la influencia solar, en el cenote o en la caverna, solamente salen de noche.
“Otro punto que estamos reportando es que a pesar de que son camarones ciegos, no salen de día, entonces seguramente tienen algún tipo de sensor o receptor que les permite identificar cuando es de día y de noche. Ecológicamente eso fue moldeado seguramente por la selección natural en términos de que si sales de día y hay peces que te van a comer, entonces modificas. En el caso de los que habitan la cueva no tienen ningún tipo de patrón de salir de día o noche”.
Realizaron además un análisis de las fuentes de carbono que hay en cada especie en el ambiente. Trabajaron en colaboración con el Laboratorio Nacional de Espectrometría de Masas con Aceleradores (LEMA) del Instituto de Física en el análisis de isótopos estables y de radiocarbono para identificar de qué tipo de material orgánico se estaban alimentando cada una de las especies y cuál era la edad relativa de ese carbono orgánico.
Encontraron que T. mitchelli, que es una de las dos especies de agua dulce y se aloja en la caverna, muy cerca del cenote, se alimenta casi exclusivamente de material fotosintético.
La otra especie T. pearsei, también de agua dulce, localizada justo por debajo del cenote, que está presente en la cueva pero en menores densidades, principalmente en la zona de transición, complementa su alimentación, además de alimentarse de material fotosintético, con carbono derivado de quimiosíntesis o carbono derivado del metano.
“Encontramos en estas dos especies que hay una separación muy sutil en su alimentación. Aunque sean especies muy similares, una pequeña diferenciación en su alimentación o en su hábitat les permite explotar los muy escasos recursos que hay en los cenotes”.
Esas pequeñas diferencias, afirma el investigador, son las que permiten que convivan estas especies. Si bien, explica, hay algunos principios en ecología, sobre todo de la competencia, en la que no puede haber dos especies que ocupen el mismo nicho porque si hay dos especies que requieren el mismo espacio y la misma alimentación, una de las dos va a terminar por excluir a la otra simplemente por competencia.
No obstante, las diferencias que encontraron permiten que estas tres especies convivan en las mismas cuevas de la península de Yucatán.
“Por un lado estamos demostrando cómo es la partición de nicho en ambientes que son extremos en muchos sentidos. Primero porque no hay mucho aporte de alimento, entonces se consideran ambientes oligotróficos, no hay casi nada de producción primaria; además, debajo de la haloclina hay muy poco oxígeno. Son resultados interesantes tanto teóricos como en el campo, en el estudio de las cuevas y de estos camarones que tienen una historia evolutiva muy particular, que solamente se encuentran en estos ambientes”.
Aunque para Efraín Chávez es “muy antropogénico” darles una función, explica que estos organismos son, en primera instancia, los consumidores primarios y representan un nivel de transferencia de energía muy importante porque están aprovechando el poco material orgánico disponible dentro de la cueva; están asimilando toda esa biomasa y representan la alimentación para los depredadores.
Si bien hay pocas especies que habitan estrictamente las cuevas, porque la cantidad de alimento es muy poca, existen depredadores como el pez ciego y la anguila ciega.
“Lo que encontramos, que fue inesperado, es que también están complementando, tanto T. pearsei como T. dzilamnesis, 30 por ciento con biomasa producida por quimiosíntesis, es decir, de autótrofos que en lugar de usar el sol, realizan reacciones químicas para sintetizar biomasa”.
Para el investigador, que estos organismos hayan logrado alimentarse de esos tapetes microbianos es lo que permite a las especies depredadoras habitar en las cuevas. Sin este eslabón de los consumidores primarios, no habría posibilidad de que se desarrollen las demás especies.
Otro aspecto es que muchas de las especies que ocupan este nivel de la cadena trófica, se ha demostrado que ayudan a la limpieza y forman parte de un ciclo muy grande que si bien es realizado primordialmente por otras bacterias, todo el ecosistema es el responsable de que el agua sea cristalina y potable.
“Entre todos estos organismos se forma un sistema en balance, un balance muy delicado pero entre todos mantienen el agua del acuífero viable para todas las actividades económicas y esenciales que necesitamos en la península de Yucatán”.
Para Efraín Chávez, el siguiente paso de esta investigación —que ya está escribiendo—, es estudiar cuáles son las características fisiológicas que permiten a unas de las especies estudiadas establecerse en algún sitio y a otras en otro.
“Lo primero que ya estamos describiendo son las capacidades y características fisiológicas de cada una de estas especies. En términos de su metabolismo, de su capacidad antioxidante y también su rango de operación térmica. Cómo reaccionarían estas especies en un escenario de calentamiento global, que sería el último punto a tocar”.
También están evaluando cómo se afectan estas especies si pasan del agua salada a la dulce y viceversa, para conocer si están establecidas ahí porque es el mejor ambiente que pudieron escoger o porque no pueden pasar de uno a otro.
Al respecto, explica que ya descubrieron que dos especies sí pueden tolerar esos cambios y una que no. Las diferencias metabólicas de ambas, dice, son impresionantes y van ligadas con la historia evolutiva de la península de Yucatán.
Su objetivo a largo plazo, afirma, es continuar trabajando en esta línea de investigación porque hay muchos aspectos todavía sin resolver y que merecen mucho estudio.
“Me gustaría invitar a los estudiantes a que vengan a trabajar con nosotros, hay mucho por investigar, por conocer. Somos un grupo muy abierto a colaborar, nos gustaría que hubiera más gente interesada en colaborar y hacer estudios con nosotros. Me interesa también contribuir a generar conciencia de la existencia de estos ecosistemas para que los visitantes lleguen con otra actitud y con más respeto, tratando de que su visita genere el menor impacto posible”.
Consulta el artículo en Scientific Reports: