Terence Barry, científico senior en ciencia animal, muestra uno de los muchos tanques de peces que se están estudiando en el Laboratorio de Ingeniería y Ciencias del Agua, donde investiga la acuicultura y la respuesta al estrés en los peces. Crédito:Jeff Miller
Los científicos han sabido durante años que cuando algunos peces sienten que los depredadores se comen a los miembros de su especie, intentan salir de la escena del crimen y nadar hacia aguas más seguras. Este comportamiento sensato es exactamente lo que se esperaría que produjera la evolución.
Ahora, un grupo de la Universidad de Wisconsin-Madison mostró un segundo, resultado igualmente sensible de la presión evolutiva llamada depredación:crecimiento más rápido entre los peces supervivientes.
Pez grande, explica el director del laboratorio, Terence Barry, científico senior en ciencias animales en la UW, son más difíciles de comer para el depredador.
El descubrimiento, ahora publicado en línea en el Revista de biología de peces resultó del intento de Barry de sacar lo mejor de una mala situación. "Estaba probando un nuevo método para criar larvas de percas amarillas, que son difíciles de criar, " él dice, "y yo tenía 2, 000 pequeños, Pescado de 2 gramos en el tanque. Mi percha estaba lista para vender pero aproximadamente la mitad tenía una deformidad espinal, probablemente debido a una deficiencia nutricional, y decidí alimentar con estos peces a un par de grandes walleyes que estábamos criando ".
Hasta aquí, el proceso era estándar en el campo de la acuicultura, donde la venta de pescado y la búsqueda de alimento para los peces depredadores son una cuestión de rutina.
Lo que sucedió a continuación no fue estándar en absoluto, Dice Barry. "Un estudiante vino a verme tres semanas después (y dijo):¿Viste esos peces? A simple vista las percas que no se comieron eran aproximadamente el doble de lo esperado. Pensé, '¿Que está pasando aqui?'"
Se extrae una muestra de sangre de una percha amarilla. Crédito:Jeff Miller
Pakou Yang, que estaba en el laboratorio como parte del Programa PEOPLE de la universidad, asumió el experimento. En una prueba, los olores de los leucomas depredadores que comen percas amarillas fluyeron a otro tanque que contenía alevines de percas amarillas, y estos peces crecieron más rápido.
La causa tenía que ser algo en el agua Barry dice:"pero no solo procedía de los propios leucomas, ya que el crecimiento rápido solo ocurrió cuando los luciopercas comían perca todos los días y la perca y la lucioperca compartían su suministro de agua ".
Investigaciones posteriores mostraron que la causa era una feromona que podría liberarse de la piel de la perca, las heces u orina de los leucomas, o incluso hormonas del estrés que se filtraron de la percha al agua. Las feromonas son sustancias químicas que provocan cambios de comportamiento específicos, generalmente en dosis bajas, en organismos que los sienten.
Barry, que creció en Madison, tiene un B.S. en zoología y un doctorado. en endocrinología de UW – Madison. Sirvió en el Cuerpo de Paz en la nación de Samoa en el Pacífico occidental y crió perca amarilla en su granja de peces en Poy Sippi, Wisconsin, por 10 años.
El hallazgo se basa en la imagen de las "sustancias de alarma" transmitidas por el agua que se liberan durante la depredación. No solo podían hacer que los peces presa se dispersaran y, en el caso de una especie de carpa, hacer que crezcan demasiado para caber en la boca de un depredador. Ahora la sustancia estaba provocando un crecimiento más rápido en longitud y peso.
"Nadie había demostrado que los peces crecerían mucho, y fue asombroso, pero aún, fue solo un experimento, "Barry dice, "así que configuramos cinco tratamientos y vimos más o menos exactamente lo mismo".
Caroline Barry, un especialista en investigación en ciencia animal, toma una muestra de una percha amarilla mientras observa el investigador postdoctoral Paul Hoppe. Crédito:Jeff Miller
El crecimiento de la perca se aceleró incluso si la lucioperca comía pececillos de cabeza gorda, pero el fenómeno no apareció en lucioperca presa del lucio del norte, tal vez porque los leucomas son víctimas de depredadores con menos frecuencia que las percas.
Los experimentos no prueban la base evolutiva del fenómeno, pero huir y crecer demasiado para un depredador tiene sentido en términos de supervivencia de la especie, Dice Barry.
"En agua, la perca superviviente crece dos veces más rápido, porque huelen algo que indica la presencia de depredadores, "Dice Barry." Sabemos que la comunicación química está muy extendida en los peces. Cuando un macho huele a una hembra que está lista para desovar, obtiene un aumento en la hormona pituitaria gonadotropina, que se une a los testículos, haciendo que produzcan testosterona, conduciendo a la producción de esperma. Creemos que algo similar puede estar sucediendo aquí, donde la feromona promotora del crecimiento provoca un aumento en la hormona del crecimiento pituitaria.
Barry dice que las percas amarillas crecen demasiado lentamente para interesar a la mayoría de las piscifactorías, pero, "si podemos acelerar el crecimiento, tiene un gran potencial comercial ". Ha presentado una divulgación ante la Fundación de Investigación de Antiguos Alumnos de Wisconsin que cubre el uso de feromonas para aumentar el crecimiento de los peces; se espera una solicitud de patente.
Barry, Paul Hoppe, un doctorado estudiante de endocrinología reproductiva, y sus colegas plantean la hipótesis de que el sulfato de condroitina puede ser la señal química.
Encontrar este tipo de reacción de estímulo-respuesta es satisfactorio, dado que la respuesta tiene mucho sentido, Dice Barry. "No buscábamos este fenómeno, pero sabemos que bajo el agua los productos químicos viajan más lejos que la luz. Los peces no pueden sobrevivir sin la comunicación química ".