Temperatura y la salinidad: Radiación adaptativa.



Cuando observamos nadar nuestros peces en el acuario no dimensionamos el estrés al que los sometemos cuando los llevamos a esos limites fisiológicos que les explicaba en la nota introductoria de la salinidad y temperatura.


Les decía que todo organismos vivo, seamos nosotros, nuestros peces o corales tenemos una cantidad total de energía, la cual está claro, es limitada y va a variar de cada organismos en organismos, va a variar por la calidad de alimentación que tenga o no, si está sano o no, etc.


Cuando nuestros peces deben gastar más energía de la cuenta y que no está presupuestada para ello, pues los tenemos viviendo en sus límites fisiológicos o fuera de ellos, simplemente estos tendrán menos energía disponible para otras necesidades, como el crecimiento, la reproducción, su sistema inmunológico y otras funciones metabólicas normales ya que las que tenía para estas necesidades las debió desviar para compensar la demanda a la que lo sometieron esos límites fisiológicos.


Para dimensionar cuánto afecta el entorno físico a los organismos, es necesario conocer lo que los biólogos denominan como "radiación adaptativa o evolución divergente"


Radiación Adaptativa

Cuando un grupo ancestral de organismos da lugar a muchos descendientes, nace un "patrón de evolución". En este patrón hay tres áreas, tenemos un área central donde hay muchas especies descendientes, tenemos también un área remota a esta central donde algunas especies se desarrollan gradualmente y una tercera área, que es una zona fronteriza a través de la cual no hay categoría de especies y por ello se apunta a que las especies se han "irradiado" desde un centro de distribución.


Por ejemplo en el caso de los peces cíclidos de los grandes lagos de África la especies cercanas relacionadas tienen un ancestro común pero han evolucionado ampliamente para alcanzar nichos diferentes que impactan sus sus hábitos alimenticios y la morfología asociada a tal proceso.


Siempre que se presenta una radiación adaptativa se da un impacto que enriquece la biodiversidad y para nuestro caso la temperatura y salinidad de cada región o mar particular pone límites físicos que impactan los nichos ecológicos que van a compartir las diferentes especie. Las diferentes salinidades y temperaturas en la diferentes regiones crearon condiciones que separaron o diferenciaron los organismos, con ancestros comunes de esa zona de los de otras zonas. La evolución divergente puede tener varias causas dentro de las que está el cambio ambiental.


Aunque los animales que hoy conocemos han evolucionado de sus antepasados, estos han conservado muchas características de ellos, incluida la tolerancia a las condiciones físicas de su entorno como lo son para nuestro caso la salinidad y la temperatura.


Tratándose de nuestros peces, corales, etc., la distribución de los organismos marinos tiende hacia estas tolerancias físicas que he apuntado. Por ejemplo, a medida que baja la temperatura, los procesos enzimáticos se ralentizan para funcionar más lentamente. En consecuencia, el cuerpo debe producir más de estas enzimas para tener suficiente producto enzimático necesario para su desarrollo. Lo que requiere de una mayor necesidad energética que no estaba presupuestada cuando nosotros, por ejemplo, artificialmente los llevamos a temperaturas umbrales o fuera de los límites fisiológicos pues queremos tener peces y corales de todos lados.


A medida que las especies, que tiene diferentes límites fisiológicos, los llevamos hacia esos límites o umbrales tienen cada vez menos energía para gastar en otras necesidades de sus vidas, como el crecimiento o la reproducción. Eventualmente conforme se alejan de los límites fisiológicos para los que evolucionaron los organismos pueden sobrevivir, pero crecen lentamente y se reproducen poco o nada.


Por el contrario, cuando los tenemos en los valores para los que evolucionaron, o están en aquel centro de la radiación adaptativa que explicaba, los organismos tiene un excedente de energía para otras necesidades, por lo que los organismos de estas zonas pueden gastar más energía en otros procesos biológicos, como desarrollo, reproducción, sistema inmunológico, etc.


Debido a que se pueden reproducir sin limitación alguna, hay muchos más gametos que los producidos por los que viven en entornos hostiles y probabilísticamente se podrán producir más variaciones de especies que podrán colonizar pequeños hábitats específicos en el área central.


Concretemos un poco más esta explicación con un ejemplo, muchos de los organismos que podemos tener en nuestros acuarios y que provienen de la zona de los arrecifes coralinos del Indo-Pacífico tienen como centro de radiación adaptativa el área de Malasia, Indonesia y Nueva Guinea.


Aquí, tenemos una gran cantidad de grupos, diversos y abundantes, y las condiciones físicas por tanto de esta zona son las óptimas para todos estos animales y su mayor reproducción, desarrollo, etc que no son las propias para los animales de otras regiones, por ejemplo las del caribe o mediterráneo.


Los arrecifes de coral más diversos aquí se encuentran en una franja que se extiende desde Palau en Micronesia, al oeste hasta las Islas Carolinas y hasta Indonesia. En esta zona la temperatura media del agua de los atolones ronda los 28 ° C (82.4ºF) - de ordinario no bajan de los 27 ° C (80.6ºF)- y la densidad es de 35 ppt (partes por mil, gravedad específica de 1.026 / conductividad de 53 mS/cm)

 
 

A medida que varían las temperaturas, también varía la actividad metabólica de todos los organismos de nuestros acuarios ya que ellos que no pueden regular su temperatura interna, salvo el caso de las aves y mamíferos marinos y algunos peces que sí son capaces de regular su propia temperatura corporal.


Todos los demás organismos tienen la misma temperatura interna que la del agua que los circunda. Si la temperatura de sus cuerpos cambia, la actividad de sus funciones metabólicas también cambia.


Para referencia de ustedes, si la temperatura sube o baja en 10°C, la actividad del metabolismo se duplica o si baja se ralentiza a la mitad. Si la temperatura óptima de un organismo es de 30°C (86ºF) cuando está a 20°C (68ºF) la actividad metabólica del organismo se reducirá a la mitad en comparación con su actividad a la temperatura óptima y si se prolonga el tiempo la mayoría de los organismos morirán.


Reducir la actividad metabólica en porcentajes altos, de lo que es óptimo, provoca problemas muy serios o la muerte del organismo. Científicamente se ha demostrado que tal reducción porcentual ya es significativa y puede obtenerse fácilmente en una variación de 29°C (84ºF) a 25°C (77ºF), este cambio tan solo de 4 grados es más que suficiente para generar problemas serios si el mismo se prolonga en el tiempo.


Temperaturas observables en nuestros acuarios de entre 22ºC (71.6ºF) a 24ºC (75.2ºF) de forma prolongada estresan a la mayoría de los organismos y, en algunos casos, de forma muy severa. Lo mismo sucede a temperaturas superiores a 31ºC (87.8 ºF) para muchos organismos.


En los arrecifes naturales las corrientes de agua, que no están presentes en similar calidad en nuestros acuarios, son fundamentales para la regulación de la temperatura por lo que debemos tener cuidado cuando traslapamos esos valores a nuestros acuarios sin considerar el flujo de agua. También debemos entender que todos los organismo tienen diferentes umbrales y por supuesto que también hay diferentes umbrales entre peces y corales.


Tratándose de los corales incluso hay diferencias de temperatura entre la parte superior del arrecife coralino en su entorno natural y su parte baja donde la diferencia puede llegar a ser de entre 1 a 2,5°C.


Como referencia de promedios mínimos y máximos les comparto la siguiente tabla de algunas zonas de arrecifes:


En esta otra tabla de Hawaii podemos apreciar las temperaturas promedio del año y las doy de referencia pues muchos peces apreciados por los acuaristas son de esta zona como el caso de los cirujanos amarillos (Zebrasoma flavescens) o el achilles (Acanthurus achilles)


Respecto de los corales, el crecimiento esquelético óptimo de un coral en Hawái se da cerca de los 26°C (78.8ºF) que coincide “con la temperatura ambiente natural del verano en Hawái, y las más bajas a 21° a 22°C, representando el ambiente de invierno hawaiano. Niveles de aproximadamente 32°C (89ºF) produjeron mortalidad en días. La exposición prolongada a temperaturas de aproximadamente 30°C (86ºF) eventualmente causó la pérdida de pigmento fotosintético, aumento de la mortalidad y reducción de la calcificación. Los corales vivieron sólo de 1 a 2 semanas a 18°C (64.4ºF). Los corales mostraron una mayor resistencia inicial en el límite letal inferior, pero en última instancia la temperatura baja fue más perjudicial que la temperatura alta.” (Efectos de la temperatura en la mortalidad y el crecimiento de los corales de arrecifes hawaianos)


El ángel reina (Holacanthus ciliaris) que vive en el Caribe vivirá perfectamente en temperaturas de los 26.2 a 30.6ºC (79.2 a 87.1ºF) que son propias, por ejemplo, de Belice, mientras que para el cirujano azul (Paracanthurus hepatus) la temperatura ideal parte de los 25 a 28ºC (77 a 82ºF).

Angel Reina Juvenil (Holacanthus ciliaris)

El Paracanthurus hepatus puede vivir bien a los 25 grados mientras que la Holacanthus ciliaris lo hará a partir de los 26.2, tener viviendo al ángel reina a 25 grados implica tenerlo viviendo en un umbral fisiológico de temperatura y de igual forma el ángel reina vivirá bien a los 30 grados y medio, pero para el hetatus será tenerlo viviendo a un umbral alto de temperatura donde estaremos comprometiendo su energía para compensar esa temperatura extra.

Cirujano Azul (Paracanthurus hepatus)

Esto mismo aplica para la salinidad, por ejemplo, el promedio de densidad de los océanos es de 35 ppt (partes por mil) pero en el mar rojo la salinidad es de 40 ppt, en el caribe y en la zona del Gran Triángulo de Corales de 35 ppt y en el mediterráneo de 38 ppt. En nuestra próxima nota nos ocuparemos del tema de la salinidad.

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