Lago Baikal, con su excepcional diversidad de especies y fauna única, es un sitio del Patrimonio Mundial Natural de la UNESCO. Como parte del Grupo de Investigación Helmholtz Rusia LaBeglo, Los investigadores de la UFZ están estudiando el impacto del cambio climático y las toxinas ambientales en la fauna del lago. En un estudio reciente, junto con investigadores del Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina (AWI) y la Universidad de Irkutsk, abordaron la cuestión de cómo reaccionan los anfípodos del Baikal que cumplen importantes funciones ecológicas en el lago a los contaminantes del agua.

El lago Baikal se formó hace entre 25 y 30 millones de años y contiene alrededor del 20 por ciento de toda el agua dulce no congelada de la Tierra. Aproximadamente a los 23, 000 kilómetros cúbicos, su volumen de agua es incluso mayor que el del mar Báltico. El lago Baikal no solo es el lago más grande y antiguo de la Tierra, pero con una profundidad de más de 1, 500 metros también el más profundo. También puede ser uno de los más fríos:la temperatura media del agua cerca de la costa es de solo unos 6 ° C. "El agua es cristalina, el contenido de sal y nutrientes es bajo y es extremadamente rico en oxígeno, incluso en el fondo del lago, "dice el Dr. Till Luckenbach, ecotoxicóloga del Centro Helmholtz de Investigaciones Ambientales (UFZ). A lo largo de la historia evolutiva, estas condiciones particulares en el lago Baikal han dado como resultado una fauna única. Aproximadamente el 80 por ciento de los 2, Aproximadamente 600 especies que viven en el lago Baikal son endémicas; en otras palabras, no se encuentran en ningún otro lugar de la Tierra. indicando que se han adaptado muy bien a las condiciones extremas.

Sin embargo, No se sabe si la fauna del lago Baikal seguirá siendo tan diversa y única en los próximos años. El lago está situado en una región en la que el calentamiento global es particularmente notable. Durante los últimos 50 años, la temperatura media de la superficie del lago Baikal ha aumentado casi 1,5 ° C. "Y sigue subiendo, ", dice Luckenbach." El período en invierno cuando el lago está cubierto de hielo también se ha acortado mucho más. Además de esto, hay contaminación química detectable. Dado que las condiciones ambientales en el lago Baikal se han mantenido estables durante mucho tiempo, estos cambios son dramáticos ". En el Grupo de Investigación Helmholtz Rusia LaBeglo, El líder del proyecto Luckenbach y su equipo de UFZ han estado trabajando durante los últimos seis años con investigadores de la Universidad de Irkutsk. el AWI en Bremerhaven y la Universidad de Leipzig para descubrir qué consecuencias tienen las condiciones ambientales cambiantes, como el aumento de la temperatura del agua y la contaminación química, para la fauna única del lago Baikal. Dos anfípodos nativos del género Eulimnogammarus se utilizan como organismos modelo. Los anfípodos desempeñan una función ecológica importante en el agua:descomponen la materia orgánica, manteniendo así el agua limpia, y servir como alimento para los peces. Este papel clave en la red alimentaria los convierte en importantes organismos modelo para los ecotoxicólogos.

Los estudios sobre la sensibilidad a la temperatura de los anfípodos del Baikal llevados a cabo en la Universidad de Irkutsk muestran que una especie ( E. cyaneus ) puede tolerar temperaturas del agua de hasta unos 20 ° C, que puede ocurrir en verano cerca de las orillas del lago. El equipo de investigación descubrió que E. cyaneus produce un nivel constante de las llamadas proteínas de choque térmico, que protegen importantes moléculas de proteínas en el organismo que de otro modo resultarían dañadas a altas temperaturas. La otra especie, E. verrucosus , produce muchas menos proteínas de choque térmico y, en cambio, migra a zonas más profundas, regiones más frías del lago para escapar de las altas temperaturas del agua. "Si la temperatura del agua aumenta como resultado del cambio climático, esto podría tener consecuencias de gran alcance no solo para las especies individuales, sino también para el equilibrio del ecosistema, que se ha desarrollado durante un largo período de tiempo, "dice Luckenbach." En el caso de E. cyaneus , la temperatura máxima que la especie puede tolerar durante largos períodos a veces ya se puede alcanzar en verano; un aumento adicional de la temperatura sería extremadamente crítico. Y si E. verrucosus tiene que migrar a aguas más profundas más de lo que es actualmente, la especie tendrá que competir más con los anfípodos que viven allí por fuentes de alimento ".

En su estudio, publicado recientemente en Ciencia y Tecnología Ambiental , un equipo de investigadores de la UFZ, el AWI y la Universidad de Irkutsk investigaron cómo estas dos especies de anfípodos reaccionan a la contaminación química del agua. Los animales fueron expuestos al cadmio, un metal pesado, que sirvió como una toxina modelo. Aunque el agua del lago Baikal todavía no está contaminada, El cadmio es un contaminante ambiental relativamente frecuente cuya toxicidad lo hace extremadamente problemático para los ecosistemas. Parece probable que el lago Baikal experimente un aumento de la contaminación por metales pesados. El afluente más grande del lago, el río Selenga, está cada vez más contaminada con aguas residuales mineras de Mongolia, y por aire, los contaminantes llegan al lago desde la región industrial alrededor de Irkutsk.

Las reacciones de los anfípodos se observaron en el laboratorio. "Las especies más pequeñas E. cyaneus absorbió el contaminante más rápido y, por lo tanto, murió a concentraciones más bajas de contaminante en el agua, "explica la Dra. Lena Jakob, un ecofisiólogo del AWI, que llevó a cabo los experimentos en el lago Baikal. "También observamos que E. verrucosus ralentizó su metabolismo incluso a bajas concentraciones de cadmio. Esta es una señal de advertencia porque los animales pueden evitar alimentarse cuando esto sucede, no se reproducen y es más probable que caigan presa de los depredadores debido a la reducción de la actividad. Incluso un nivel bajo pero constante de contaminación química en el lago Baikal podría tener impactos masivos en especies individuales y el ecosistema en su conjunto ".

En otro estudio, Los investigadores de la UFZ junto con expertos en bioinformática de la Universidad de Leipzig obtuvieron los primeros conocimientos sobre el genoma de E. verrucosus . Es sorprendentemente grande, aproximadamente tres veces el tamaño del genoma humano. Los datos del genoma se utilizarán como base para una mayor investigación de las estrategias de adaptación fisiológica en diferentes condiciones ambientales. Según Luckenbach:"Queremos arrojar un poco más de luz sobre esta área, comprender aún mejor el nivel fisiológico y averiguar si existen otros mecanismos que permitan a los organismos resistir los efectos del cambio climático y la exposición a contaminantes, porque, en última instancia, queremos poder predecir cómo podría cambiar el ecosistema ".