Las branquias del salmón responden al estrés climático antes de que el daño sea visible
"Comprender cómo el estrés climático afecta a las branquias del salmón de cultivo es fundamental para que el sector pueda afrontar el cambio climático de manera eficiente", indican desde Nofima.
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Las branquias se encuentran entre los órganos más importantes de los peces. No sólo son responsables de captar oxígeno y liberar dióxido de carbono, sino que también actúan como una barrera importante frente a patógenos y otros factores ambientales. Cuando las condiciones del agua cambian rápidamente, las branquias deben adaptarse simultáneamente a una serie de nuevos desafíos.
Las olas de calor marinas pueden provocar una reducción de los niveles de oxígeno y un aumento de las proliferaciones de medusas.
"Nuestro estudio demuestra que, en conjunto, estos factores de estrés afectan a la flora bacteriana de las branquias y a los genes que el salmón activa o desactiva, mucho antes de que se observe cualquier alteración visible en las branquias. La salud branquial es un problema creciente para el salmón, y unas condiciones ambientales cada vez más impredecibles someten a las branquias a una fuerte presión", afirma Carlo C. Lazado, científico especializado en salud de peces de Nofima.
Una ola de calor simulada
El experimento no pretendía recrear todas las condiciones a las que se enfrentan los salmones en las jaulas marinas, sino imitar cambios ambientales clave ya observados en las zonas de cultivo. Las olas de calor marinas, los períodos de bajo nivel de oxígeno y las proliferaciones de medusas son cada vez más frecuentes y pueden producirse simultáneamente. Al simular estas condiciones en un entorno controlado, los investigadores pudieron estudiar la respuesta biológica de las branquias minimizando la influencia de otros factores.
La investigación analizó cómo una ola de calor marina simulada afectaba a la flora bacteriana y a la expresión génica en las branquias de salmón del Atlántico (de unos 100 gramos). La ola de calor consistió en un aumento de la temperatura de 12 a 17 °C a lo largo de cinco días, tras lo cual se mantuvo la temperatura elevada durante diez días. Paralelamente, algunos grupos se expusieron a niveles reducidos de oxígeno, mientras que otros se expusieron a fragmentos de medusa luna (Aurelia aurita), una especie habitual en la costa noruega. El estudio con animales fue aprobado por la Autoridad Noruega de Seguridad Alimentaria.
A continuación, los investigadores examinaron tanto las comunidades bacterianas de la superficie branquial como los genes que se activaban o reprimían en respuesta a las condiciones ambientales.
Cambios en las bacterias de las branquias
Uno de los hallazgos más claros fue que la ola de calor alteró la composición de las bacterias que habitan de forma natural en las branquias. Los peces expuestos a altas temperaturas presentaron una mayor diversidad bacteriana que los peces del grupo de control.
La ola de calor provocó un aumento evidente en la diversidad bacteriana de los salmones, así como un incremento sustancial de los géneros bacterianos Streptococcus y Staphylococcus"
Los análisis bacterianos revelaron que los tratamientos ambientales explicaban casi la mitad de la variación en las poblaciones de microorganismos presentes en la superficie de las branquias. La ola de calor provocó un aumento evidente en la diversidad bacteriana, así como un incremento sustancial de los géneros bacterianos Streptococcus y Staphylococcus.
Muchas especies de estos grupos bacterianos son inofensivas, pero algunas pueden causar problemas cuando los peces están estresados o presentan un estado de salud deficiente. Aunque los peces del experimento no desarrollaron signos visibles de enfermedad, los resultados sugieren que las temperaturas más elevadas pueden generar condiciones que faciliten la proliferación de ciertas bacterias y contribuyan potencialmente a problemas de salud.
La expresión génica revela cómo responden los salmones
Además de medir la abundancia bacteriana, los investigadores identificaron qué genes activaban o inhibían los salmones en respuesta a los factores estresantes.
Los análisis mostraron que más de 600 genes modificaron su expresión, siendo la temperatura el factor que ejerció un mayor impacto. Las temperaturas más altas aumentaron la actividad de los genes relacionados con la producción de mucosidad, mientras que redujeron la actividad de componentes clave del sistema inmunitario innato de los peces. Se observó una disminución en la expresión de varios genes vinculados a la producción de colágeno y un aumento en la de los genes de queratina. Este patrón sugiere una redistribución de recursos fisiológicos: los salmones restan prioridad al crecimiento y al mantenimiento de los tejidos para centrarse en una respuesta de estrés agudo y en la protección celular.
Cuando los peces se expusieron a medusas luna (Aurelia aurita) a temperaturas estables, se observaron escasos efectos a nivel génico. Sin embargo, cuando dicha exposición se produjo tras haber soportado una ola de calor y niveles bajos de oxígeno, se registraron más cambios en las branquias. Esto sugiere que la coincidencia de varios cambios ambientales puede someter a una gran tensión a las barreras protectoras branquiales.
Según Elisabeth Ytteborg, científica sénior de Nofima, estos hallazgos sientan las bases para comprender cómo el estrés climático combinado afecta a la salud branquial de los peces de piscifactoría.
"Comprender cómo el estrés climático afecta a las branquias del salmón de cultivo es fundamental para que el sector pueda afrontar el cambio climático de manera eficiente. Ya habíamos observado efectos similares en la piel de los peces, donde las temperaturas elevadas debilitan la barrera protectora natural cutánea. Estos daños, que denominamos microdaños, no son visibles a simple vista, pero pueden aumentar la vulnerabilidad de los peces ante otros factores estresantes", indica Ytteborg, quien también participó en el experimento.
