Los ritmos biológicos en los arrecifes

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Adrián Girón Ojeda

 

Desde tiempos muy remotos, nuestro planeta ha estado sujeto a variaciones en el espacio y en el tiempo que inciden en la vida de los habitantes. Incluso desde antes de la aparición de la vida, la Tierra ha sufrido cambios cíclicos, conocidos actualmente como ritmos geofísicos; ejemplos de esto son la rotación y la traslación. Dichos ritmos generan ciclos estacionales y ciclos de luz y oscuridad, que de alguna manera provocan cambios en los ritmos biológicos de los seres vivos. De acuerdo con Dunlap et al. (2004) se denomina ritmo biológico a cualquier variación periódica de alguna variable de un organismo a lo largo del tiempo. En este artículo se presentarán algunos ejemplos de ritmos biológicos que ocurren en el mar.

Hace millones de años existieron –y aún existen– formaciones llamadas estromatolitos, cuyo nombre deriva del griego stroma, que quiere decir «cama», y lithos, que significa «piedra». Se trata de tapetes algales y bacterianos de consistencia mucilaginosa de diversas morfologías, que en el pasado sólo se constituían por cianobacterias, y que actualmente albergan colonias de algas, cianobacterias y protozoos, entre otros microorganismos. Estas formaciones rocosas han evolucionado desde hace millones de años, y algunas de ellas son la base de lo que hoy conocemos como arrecifes de coral.

 

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Estromatolitos actuales localizados en Shark Bay, Australia Occidental. Esta bahía se caracteriza por una alta salinidad y por presentar ambientes marinos someros que, se piensa, son muy similares a los del momento posterior a la extinción masiva del Pérmico

 

En los arrecifes se lleva a cabo el proceso metabólico que se conoce como fotosíntesis, el cual ocurre en las macroalgas y en las microalgas (como las zooxantelas, que son algas endosimbiontes de la mayoría de los corales y algunos invertebrados marinos). Desde una perspectiva cronobiológica, la fotosíntesis es uno de los ritmos biológicos más estudiados por su importancia global. La funcionalidad de la fotosíntesis fue vital para que se creara una atmósfera oxidante, es decir, para que se generara el oxígeno que permitió la vida fuera del agua.

La mayoría de los ritmos biológicos está regulada por una maquinaria endógena de los propios organismos, llamada reloj circadiano. La palabra circadiano proviene del griego circa, quiere decir «cercano a», mientras que dian quiere decir «día». Por lo tanto, son «relojes» cuyos ciclos dentro del organismo duran aproximadamente un día.

 

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Una agrupación de zooxantelas (Simbiodinium sp.) vistas en microscopio óptico a 10x

 

Los ritmos de la vida en los arrecifes y en todo el medio acuático y semiacuático son impresionantemente variados, pues tanto en el día como en la noche se están manifestando. Podríamos pensar que de noche los organismos que habitan los arrecifes se encuentran en fase de reposo, y esto es, en cierto modo, verdadero, mas no para todos los organismos, pues mientras unos reposan, otros se vuelven activos, y viceversa. Las conductas diurnas y nocturnas son resultado de la evolución, y aseguran el equilibrio dinámico de la supervivencia de diferentes especies. Por ejemplo, los desoves masivos de corales son ritmos biológicos geofísico-dependientes, es decir que están a expensas de señales geofísicas, ya que se llevan a cabo durante las horas tempranas de la noche en sincronía con las estaciones, la luna y el sol; por lo tanto, ocurren en ventanas de tiempo muy precisas, lo que favorece una mayor sobrevivencia de los gametos (las células de la reproducción), y por ende una mayor fecundidad; este evento sería mucho menor si el desove se llevara a cabo durante el día, cuando los gametos están más expuestos a la depredación.

 

Desove de colonia coralina en la Gran Barrera de Coral (Crédito: Tusa Dive).
Desove de colonia coralina en la Gran Barrera de Coral (Crédito: Tusa Dive)

 

Otro ejemplo de ritmo biológico geofísico dependiente es el de actividad y reposo en anfípodos, animales que semejan a pequeños camarones y que tienen una fase de actividad en la noche y una fase de reposo durante el día. Durante el día serían presas fáciles para los organismos diurnos, como los peces, razón por la cual se han adaptado a la vida nocturna cuando forrajean su alimento principal: las algas. A su vez, en la zona intermareal (la zona de la playa situada entre las regiones de máxima y mínima marea) también se manifiestan ritmos circalunares, cuyo patrón es similar al de la bajada y subida de mareas. Este ritmo se manifiesta en la actividad locomotriz de los cangrejos de los géneros Uca y Carcinus (Naylor, 2010), o en el desarrollo de mecanismos de secreción de mucosidades protectoras por los corales de los géneros Zoanthus, Palythoa, Acropora, entre otros, con los que se resguardan de la bajada de la marea y hasta que sube el nivel del agua. En zonas como el Golfo de Eilat, en el Mar Rojo, existen lagunas arrecifales que sufren estos cambios periódicos de mareas altas y bajas, y en algunos casos, cada seis años aproximadamente, la marea baja es más prolongada, provocando la muerte de muchos corales. Este evento no es del todo maligno, ya que se generan nuevos espacios para otros corales, y de esta manera las poblaciones cambian.

 

Cangrejo verde (Carcinus maenas) caminando sobre arena (Crédito: P. Erickson).
Cangrejo verde (Carcinus maenas) caminando sobre arena (Crédito: P. Erickson).
Cangrejo violinista sandía (Uca crassipes) (Crédito: Thomas Brown).
Cangrejo violinista sandía (Uca crassipes) (Crédito: Thomas Brown).
En la imagen se observa un anfípodo (Gammarus sp.) visto en un microscopio óptico a 10x.
En la imagen se observa un anfípodo (Gammarus sp.) visto en un microscopio óptico a 10x.
Moco protegiendo a una colonia coralina de Acropora sp. durante la bajamar (Sin crédito).
Moco protegiendo a una colonia coralina de Acropora sp. durante la bajamar (Sin crédito).

 

Existen dos géneros de moluscos en los que se ha estudiado a detalle gran parte de su fisiología circadiana, los cuales son Bulla y Aplysia. Mientras Bulla es carnívoro y nocturno, Aplysia es herbívoro y diurno; ambos usan el pie (el órgano para su actividad locomotriz) y sus dos ojos simples, que contienen una especie de marcapasos circadiano que indica a qué hora deben estar más alertas los ojos de estos animales. En las células retinales basales de sus ojos se ha estudiado un ritmo circadiano de actividad eléctrica en el nervio óptico, el cual lleva a cabo sus funciones en aproximadamente 24 horas, lo que abona al argumento de que el ojo de Bulla es más funcional durante la noche y el de Aplysia lo es durante el día. Es así que cada uno se encuentra sincronizado para realizar sus funciones vitales a la hora menos riesgosa para su supervivencia (Dunlap et al., 2004).

 

Bulla gouldiana presenta una fractura en su concha (Crédito: Kevin Lee)
Bulla gouldiana presenta una fractura en su concha (Crédito: Kevin Lee)
Aplysia sp. o babosa de mar (Créditos: Cory Pittman y Pauline Fiene)
Aplysia sp. o babosa de mar (Créditos: Cory Pittman y Pauline Fiene)

 

Otro tipo de ritmos biológicos son los circanuales, que son aquellos cuya duración es de aproximadamente un año. Un ejemplo es el ciclo reproductivo del salmón del Atlántico, que se lleva a cabo durante noviembre y mediados de diciembre. Los adultos migran desde el norte del Océano Atlántico hacia los flujos continentales para poder desovar en agua dulce. Las hembras lo hacen en un sitio con suficiente corriente y que consideren seguro; una vez que los huevos son fecundados, los adultos hacen el esfuerzo de regresar al mar, aunque sólo pocos lo logran debido a la depredación.

Mediante estos ejemplos y muchos más la vida nos enseña, a través de los seres vivos, que existe un atributo propio de toda la materia y de la vida: la naturaleza rítmica de todos los procesos evolutivos, es decir, que todo ocurre en ciclos oscilantes y que nada se queda estático.

 

 

Referencias bibliográficas

Brooke C. 2013. «Meet the Deliciously Attractive Watermelon Fiddler Crab!», Featured Creature. Disponible en línea en: http://featuredcreature.com/meet-the-deliciously-attractive-watermelon-fiddler-crab/ (Revisada el 13/07/2015).

Johnson, CH. Elliot, J. Foster, R. Honma, KI. Kronauer, R. «Fundamental Properties of Circadian Rhythms». En: Dunlap JC, Loros JJ, DeCoursey PJ (Eds.) 2004. Chronobiology: biological timekeeping. Sinauer Associates Inc. Sunderland, Massachusetts.

Kershaw S. THE END-PERMIAN MASS EXTINCTON: a microbial world after the biggest mass extinction in Earth history. Disponible en línea en: http://earthsurfaceprocesses.com/3c-E-MassExtn.html (Revisada el 13/07/2015).

Murphy K. 2011. «Coral spawning: a rare natural wonder». Australian Geographic. Disponible en línea en: http://www.australiangeographic.com.au/topics/wildlife/2011/12/coral-spawning-a-rare-natural-wonder (Revisada el 13/07/2015)

Naylor, E. (2010) Chronobiology of Marine Organisms. Cambridge University Press. Cambridge.

Northeast Aquatic Nuisance Species Panel. 2015. Disponible en línea en: http://www.northeastans.org/online-guide/species-information.html?SpeciesID=6 (Revisada el 13/07/2015).

Yeo Ron, 2010. «The Tide Chaser». Disponible en línea en: http://tidechaser.blogspot.mx/2010/07/recent-trip-to-raffles-lighthouse.html (Revisada el 13/07/2015).

 

 

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Adrián Girón Ojeda (ciudad de México, 1988) es licenciado en Biología por la UNAM y miembro de la comunidad estudiantil del Posgrado en Ciencias del Mar y Limnología de la misma universidad. Desde temprana edad mostró un profundo amor por la naturaleza e interés por el acuarismo. Durante la adolescencia desarrolló gusto por los deportes acuáticos, lo que despertó en él un genuino interés y atracción por la vida marina, atracción que más adelante se convirtió en su principal vocación y pasión: el acuarismo marino. Persiguiendo sus sueños, durante los últimos cinco años ha dedicado gran parte de su vida cotidiana a cultivar una gran cantidad de especies de coral e invertebrados marinos con fines de conservación y repoblamiento.

 

Revista cultural

1 comentario

  1. Rodrigo Cocina

    11 Noviembre, 2015 at 22:22

    Encontramos tu credencial de estudiante de la UNAM, en la parada de economía si aún la necesitas contáctanos, mi esposa va seguido a CU.

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