Parásitos Del Arrecife: Depredador O Chivo Expiatorio

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Paul sikkel estudia los parásitos de los arrecifes y su papel en los arrecifes.

Este artículo de Detrás de las escenas se proporcionó a WordsSideKick.com en colaboración con la National Science Foundation.

Como "ella" engendra cada cuatro días, sabía que ella engendraría hoy. Me levanté de la cama al sonar mi confiable reloj de alarma Winnie the Pooh, me puse mi traje de neopreno, agarré mi linterna subacuática y entré en la cocina del Instituto de Investigación Bellairs en Barbados para preparar mi café, orgulloso de estar despierto incluso antes de Los gallos anunciaron el inicio del alba.

Mantuve una estrecha vigilancia en mi reloj porque la hora de la primera luz cambia cada día, y si llegaba al agua incluso un segundo tarde, la echaría de menos.

Una cita de mañana

Como de costumbre, mi llegada a la playa coincidió con el reflujo de las fiestas nocturnas en la playa; el alba rompe demasiado tarde para los fiesteros nocturnos y demasiado temprano para la mayoría de los demás, pero es justo para ella y para mí. Nadé a lo largo del arrecife con la linterna apagada, disfrutando de la vista de fiestas de plancton bioluminiscentes de color verde brillante y patrullas de calamares y peces ardillas.

Debido a que había visitado este lugar durante tantas transiciones de la noche al amanecer, fácilmente encontré su hogar: una sección de arrecife del tamaño del círculo de saltos de pelota en medio de una cancha de baloncesto. Pero ella estaba fuera de la vista, probablemente aún dormida en una de las cuevas de su territorio.

Pero unos minutos después de mi llegada, el primer indicio del amanecer arrojó la luz suficiente para que yo pudiera discernir su forma cuando emergió. A pesar de que su morada estaba generosamente cubierta con deliciosas algas de césped, se saltó el desayuno y se dirigió rápida y cuidadosamente por el arrecife hasta la casa de su compañero. Cuando llegó allí, su compañero la saludó con una serie de saltos y otras maniobras. Luego comenzó a poner sus huevos en un nido que él ya había preparado para ella.

Un par de damiselas de cola amarilla estaba engendrando. Típico de la damisela caribeña, este par engendró al amanecer. Y como todos los damiselas, la pareja engendró en el territorio del macho.

El dilema de una damisela

Para engendrar en el territorio del macho, una damisela hembra debe abandonar su propio territorio. Pero, a diferencia de una persona, una mujer del corazón no puede evitar las invasiones en el hogar cerrando la puerta con llave o confiando en los vecinos para que la vigilen durante su ausencia.

Más bien, mientras una damisela hembra está lejos, su territorio está completamente indefenso y es vulnerable a las invasiones de otros peces, incluidos los vecinos, que pueden explorar las tomas y robar su comida. Por lo tanto, cuanto más tiempo se haya ido una mujer, más se arriesga a perder "la casa".

Por lo tanto, podría ser lógico suponer que el damisela hembra minimizaría su tiempo de reproducción. Pero en Barbados, observé lo contrario: las damiselas hembras frecuentemente interrumpían sus actividades de desove para visitar las estaciones de limpieza cerca de los territorios de sus socios.

Una estación de limpieza es un lugar de arrecife que alberga organismos de limpieza como los gobios y camarones, que eliminan otros organismos de los cuerpos de los peces. Los peces conocen la ubicación de estas estaciones y, presumiblemente, los visitan para limpiar sus cuerpos de organismos que los irritan de alguna manera, de manera similar a como las garrapatas o las pulgas irritan a las personas.

Una parada de desove en una estación de limpieza prolonga la ausencia de un caballero en su propio territorio y, por lo tanto, aumenta su vulnerabilidad a las invasiones. Entonces, ¿cómo en el mundo las damiselas resuelven este dilema y minimizan el riesgo de perder sus territorios durante el desove?

D.L. Kramer, de la Universidad McGill y yo, finalmente respondimos esa pregunta, pero en el proceso descubrí nuevas preguntas que, provocándome, también pedían respuestas.

Por ejemplo, además de indicar que una damisela hembra visita las estaciones de limpieza en las mañanas cuando desovan, mis observaciones de damiselas en Barbados también indicaron que visitan las estaciones de limpieza (cerca de sus propios territorios) durante las mañanas sin desovar. Me pregunté, ¿qué obliga a las damiselas a pasar tanto tiempo durante la mañana en las estaciones de limpieza?

Para responder a esa pregunta, tuve que identificar qué organismos se eliminan de las damas en las estaciones de limpieza. Mis esfuerzos por hacerlo me llevaron a algunos colegas generosos, entre ellos George Benz, Alexandra Grutter, Isabelle Côté y Nico Smit, quienes me presentaron el maravilloso mundo de los isópodos gnathiid.

Un isópodo gnathiid verde recolectado de un pez en la Gran Barrera de Coral de Lizard Island.

Un isópodo gnathiid verde recolectado de un pez en la Gran Barrera de Coral de Lizard Island. "Para entender realmente los arrecifes de coral y cómo se verán afectados por el cambio ambiental", escribe Sikkel, "debemos comprender sus parásitos".

Crédito: P. Sikkel Arkansas State University

Parásitos: Campeones Biológicos.

Los isópodos Gnathiid son parásitos. Un parásito es un organismo que vive en o dentro de un organismo huésped sin matarlo y depende de su huésped para su supervivencia.

¡A pesar de la connotación negativa de la palabra parásito, los parásitos disfrutan del estilo de vida más exitoso del mundo! De hecho, los parásitos representan la mayoría de los habitantes de los arrecifes de coral, que son los ecosistemas más diversos del mundo. Para entender realmente los arrecifes de coral y cómo serán impactados por el cambio ambiental, debemos entender sus parásitos.

Los gnathiids son parásitos particularmente inusuales porque solo se alimentan como larvas, y lo único que comen las larvas de gnathiid es la sangre. Sorprendentemente, los gnathiids adultos no se alimentan en absoluto.Pero en términos de mi investigación, lo más importante de los gnathiids es que sirven como alimento principal para peces más limpios.

Una relación de tres vías

Debido a la dependencia de peces más limpios de los gnathiids, sabía que necesitaba aprender más sobre los gnathiids para comprender mejor la relación entre peces más limpios y damiselas.

Estudié gnathiids colocando un grupo de peces en una sección de un arrecife en pequeños hoteles de peces (jaulas), y midiendo sus cargas de gnathiid cada dos horas durante un ciclo de 24 horas. Mis resultados revelaron que los peces transportaban las cargas de gnathiid más pesadas por la noche y al amanecer.

Estos resultados sugieren que cuando los damiselas se despiertan por la mañana, probablemente tengan cargas de gnathiid relativamente pesadas. La irritación matutina causada por estas cargas probablemente conduce a las damas infestadas a las estaciones de limpieza, donde los peces más limpios, deseosos de deleitarse con su comida favorita, reducen sus cargas de gnathiid. Así que para un caballero, una visita por la mañana a un pez de limpieza probablemente se parece mucho a una ducha por la mañana.

¿Parásito inocente o portador de la enfermedad?

Estos resultados indican que los gnathiids ejercen una influencia significativa en las actividades diarias de los peces de arrecife y, por lo tanto, son actores importantes en la ecología de los arrecifes.

Pero los gnathiids también son potencialmente importantes por otras razones. Por ejemplo, sus contrapartes terrestres son las garrapatas y los mosquitos, que transmiten microorganismos que causan la enfermedad de Lyme y la malaria. Del mismo modo, los gnathiids en Australia, Sudáfrica y Europa parecen transmitir varios parásitos transmitidos por la sangre.

Entonces, después de resolver el misterio de las limpiezas matinales de los caballitos del diablo, y aún fascinado por el gnathiid, pasé a una nueva pregunta: ¿Los gnathiids del Caribe transmiten enfermedades? Como puede imaginar, cientos de investigadores están estudiando actualmente la biología de las garrapatas y los mosquitos, pero solo un puñado están estudiando la biología de los gnathiids. Entonces, la respuesta es... WDK (no sabemos).

Aunque los océanos ocupan la mayor parte del planeta, los científicos saben mucho menos sobre los factores ambientales que causan la transmisión de enfermedades en los océanos que en la tierra. Para aumentar nuestro conocimiento de este importante tema, la National Science Foundation ha apoyado generosamente los esfuerzos de mi equipo para comprender los vínculos entre los cambios en los entornos de arrecifes del Caribe y la propagación de parásitos transmitidos por la sangre por gnathiids.

Una búsqueda del tesoro del Caribe

Cuando mi equipo de investigación y yo comenzamos a estudiar gnathiids, sabíamos que los gnathiids caribeños infestan muchos tipos de peces. Pero no sabíamos si todos los peces infestados por gnathiid en el Caribe están infectados con parásitos sanguíneos que causan enfermedades. Si nuestro estudio revelara que estos peces infestados con gnathiid estaban libres de parásitos sanguíneos, ayudaría a exonerar a los gnathiids como propagadores de enfermedades. Pero si, por otro lado, nuestro estudio reveló que algunos o todos estos peces infestados por gnathiid llevaban parásitos sanguíneos, implicaría a los gnathiids como posibles propagadores de enfermedades.

Entonces, el primer paso de nuestro estudio fue determinar si los peces infestados por gnathiid en el Caribe portan parásitos sanguíneos. Esta parte del estudio se complicó por el hecho de que los parásitos de la sangre son notoriamente irregulares. Es decir, una ubicación puede estar asociada con parásitos sanguíneos, mientras que otra ubicación puede estar completamente, o casi, sin parásitos sanguíneos.

Esto significó que, para cubrir todas nuestras bases, tuvimos que muestrear peces desde múltiples ubicaciones. ¡Estábamos en una búsqueda del tesoro del Caribe! En total, recolectamos más de 1,500 peces de diversas especies de cinco islas del Caribe.

Debido a que los parásitos que buscamos residen en... lo has adivinado... sangre, tuvimos que anestesiar a cada pez (sin matarlo), extraerle un poco de sangre y preservar la sangre recolectada en un portaobjetos. Luego enviamos nuestras muestras a mis colaboradores, Nico Smit en Sudáfrica y Angela Davies en el Reino Unido. Ambos tienen años de experiencia en la búsqueda de parásitos sanguíneos en los peces, una tarea complicada.

Llevandolo a las calles

Mis colegas que trabajan arduamente examinaron cientos de diapositivas de sangre de peces del Caribe sin detectar parásitos de la sangre. Me pregunté si habíamos muestreado las especies de peces equivocadas o si habíamos muestreado los sitios equivocados.

Estaba a punto de partir para una sesión de Sea and Learn en Saba, una prístina isla caribeña. Como científico, aprecio la importancia de compartir la ciencia y la investigación con personas que no son científicos, por lo que contribuyo al programa Sea and Learn, que regularmente lleva a científicos a la isla para realizar presentaciones a la comunidad, realizar talleres con estudiantes locales de K-12 y Involucrar a los no científicos en la investigación.

Justo antes de mi partida, recibí un correo electrónico de cambio de juego de Nico. El correo electrónico de Nico dijo eso - ¡Hurra! - Una de nuestras diapositivas había dado positivo para parásitos sanguíneos. Entonces, ¿quiénes fueron los afortunados infectados? Lo has adivinado... maldito. También se incluyeron en el correo electrónico de Nico fotografías que podía compartir con Sea and Learn. Stoked!

La ciencia puede llevarlo en una montaña rusa salvaje, con sorpresas emocionantes e incertidumbre en casi todos los sentidos.

Sikkel encontró evidencia de que los damiselas de aleta larga, como la que se muestra aquí, están infectadas por parásitos sanguíneos.

Sikkel encontró evidencia de que los damiselas de aleta larga, como la que se muestra aquí, están infectadas por parásitos sanguíneos.

Crédito: P. Sikkel Arkansas State University

La caza del tesoro continúa

Desde Saba, me dirigí a St. Maarten, que tiene una población particularmente grande de damiselas. Actualmente soy el presidente de una excelente organización ambientalista con sede en St. Maarten llamada Protección del Medio Ambiente en el Caribe, que me ayudó a trabajar con Tadzio Bervoets de la Fundación de la Naturaleza de St. Maarten para recolectar muestras de sangre de damiselas.

Mi equipo de investigación y yo seguimos recolectando y analizando muestras de sangre de damiselas de varias islas del Caribe para:

  • Determine si las damiselas infectadas con parásitos obtienen sus parásitos de los gnathiids
  • Identificar los efectos de las infecciones de parásitos sanguíneos en peces.
  • Determinar la prevalencia de parásitos sanguíneos entre damiselas del Caribe.

Nuestros últimos resultados revelan que las damiselas de St. Maarten y Saba están infectadas con parásitos sanguíneos. Esperamos que un muestreo adicional nos ayude a determinar quién está propagando estos parásitos.

Además, mi equipo de investigación y yo estamos recolectando y analizando muestras de sangre de varios tipos de peces caribeños además de damiselas. Al hacerlo, hemos descubierto muchas nuevas especies de parásitos sanguíneos que aún no se han descrito y nombrado científicamente. Más grano para futuras investigaciones!

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Editor's Nota: Los investigadores descritos en los artículos de Detrás de escena han sido apoyados por el Fundación Nacional de Ciencia, la agencia federal encargada de financiar la investigación básica y la educación en todos los campos de la ciencia y la ingeniería. Todas las opiniones, hallazgos y conclusiones o recomendaciones expresadas en este material son las del autor y no necesariamente reflejan los puntos de vista de la National Science Foundation. Ver el Detrás del archivo de escenas.


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