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Viaje a las profundidades (I): Adaptaciones a la vida en profundidad

La publicación de esta semana es un viaje a las profundidades marinas; donde hay vida, por muy sorprendente que pueda resultar para algunos, en formas generalmente diferentes a las que estamos acostumbrados. Esta entrada se separará en dos, dedicando esta semana a explicar como se han adaptado, y la siguiente, mostrando ejemplos de la biodiversidad que hay.

INTRODUCCIÓN

Hasta no hace mucho tiempo, la profundidad máxima a la que se habían avistado peces era entorno a los 7.700 metros, pero un estudio de la Universidad de Hawaii ha superado esta meta y ha alcanzado el valor de 8.143 metros, encontrado a la fosa de las Marianas. Este valor es muy cercano al límite teórico de 8.200 metros de profundidad que algunos científicos han calculado como la máxima profundidad a la que puede vivir un pez. De todas formas, si se alguna cosa sirven las teorías en el mundo natural es para romperlas. En este vídeo de aquí debajo podéis ver al pez en cuestión, con forma de anguila, blanco, translúcido y ciego:

ADAPTACIONES DE LA VIDA EN PROFUNDIDAD

Los organismos marinos que viven a grandes profundidades han tenido que desarrollar un conjunto de adaptaciones debido a la falta de luz, a las elevadísimas presiones y a las bajas temperaturas del agua (entorno a los 4ºC).

Órganos sensoriales

Muchos han desarrollado unos ojos muy sensibles, a pesar de que viven en la oscuridad permanente, para poder captar a los animales bioluminiscentes y los indicios de luz provenientes de la superficie. Son de tipo tubular, y consisten en una retina con múltiples capas y una lente grande, lo que permite detectar la máxima cantidad de luz en una dirección determinada. Algunas especies presentan lentes secundarias laterales y una retina más grande para mejorar la visión lateral. Otras pueden distinguir entre la luz ambiental y la bioluminiscente gracias a unos filtros.

PejesapoFotografía de un pejesapo.

Algunos también han especializado el sentido del olfato para detectar a las presas o a otros congéneres.

Como el resto de peces, para detectar las vibraciones del agua, presentan el sistema de la línea lateral, aunque este sistema puede estar complementado, en algunas especies, por órganos sensoriales complementarios provenientes de la modificación de las aletas.

Color

El color de los animales de profundidad es una respuesta a la necesidad de esconderse de los depredadores y para aprovechar la luz ambiental. Los animales profundos suelen presentar coloraciones rojas o naranjas, de manera que quedan ocultos debido a que la luz ambiental es azul; plateados para evitar que se vea nítidamente su contorno; o bien incoloras y transparentes.

Forma

La forma de los peces de aguas profundas es muy diferente de los que viven en superficie. No suelen presentar formas hidrodinámicas ya que se pasan la mayor parte del tiempo suspendidos en el agua esperando a una presa. Presentan una boca muy grande con los dientes muy afilados. Algunos son muy largos, lo que se ha asociado con la necesidad de alargar la línea lateral para incrementar la sensibilidad en la detección de presas. Otros tienen formas globulares, como el pez pescador; el cuerpo comprimido lateralmente, como el pez hacha…

pez-pescador--644x362El pez pescador se caracteriza por la forma globulosa de su cuerpo y la presencia de un señuelo en la cabeza que le permite atraer a sus presas.

Bioluminiscència 

La bioluminiscencia es la capacidad de emitir luz sin calor gracias a una proteína llamada luciferina en presencia de oxígeno y la enzima luciferasa, normalmente en el interior de un órgano especializado llamado fotóforo. A pesar de esto, hay organismos bioluminiscentes debido a que acumulan bacterias simbiontes bioluminiscentes en el fotóforo. Otros presentan unas glándulas especializadas que expulsan un fluido luminiscente para desconcertar a los depredadores. Los animales bioluminiscentes utilizan esta capacidad para atraer a las presas, distraer a los depredadores y comunicarse con sus congéneres.

Photostomias2Este pez presenta un fotóforo en la parte posterior del ojo.

Algunos peces pueden emitir luz roja, de manera que al no poder ser detectada por la mayoría de peces, éstos pueden iluminar a sus presas sin ser vistos.

Alimentación

El alimento de estas especies puede ser de tres tipos:

  • Elementos grandes: presas vivas y cadáveres de animales.
  • Partículas provenientes de la superficie, más pequeñas y menos nutritivas.
  • Nutrientes disueltos.

El hecho de que una especie se alimente de uno de estos tipos u otro dependerá de si vive en la columna de agua (especie pelágica) o si lo hace en el sedimento (especie bentónica) o cerca de la superficie del fondo (especie demersal). Las especies bentónicas dependen de la acumulación de partículas orgánicas en el fondo marino o de los organismos que viven en las capas superficiales del sedimento, mientras que las pelágicas son depredadores.

En el caso de los depredadores, éstos suelen presentar un señuelo bioluminiscente, consistente en una prolongación brillante que el depredador mueve delante de su boca para atraer a las presas y, en un movimiento rápido, poder atraparlas. Además, muchos pueden expandir la mandíbula de manera que pueden tragar el animal entero.

Reproducción

La superficie de la Tierra cubierta por grandes profundidades representa una porción tan grande que las probabilidades de que dos organismos se encuentren para reproducirse son ínfimas. Debido a esto, han desarrollado un conjunto de estrategias para superar este problema: emitir luz, sonidos o feromonas para atraer a la pareja; ser hermafroditas; o mantener relaciones de pareja de larga duración.

Un ejemplo de éste último caso son los peces pejesapo, en los cuales las hembras crecen hasta el tamaño adulto (35 cm de longitud, sin tener en cuenta el sedal, que puede ser 4,5 veces la longitud), aunque con los ovarios inactivos; mientras que los machos son diminutos. Las hembras emiten feromonas para atraer al macho, se adhieren de manera que fusionan sus vasos sanguíneos y después estimulan las gónadas, maduran y se fertilizan los huevos. Con el tiempo, el cuerpo del macho acaba convirtiéndose en una simple masa de testículos.

El hecho de que las aguas profundas sean bastante más estables que las someras supone una ventaja des del punto de vista reproductor para estos animales que tienen tantas dificultades en encontrarse: hace que pongan menos huevos, pero más grandes, con una fase larvaria corta y sobreviven casi todos.

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Viatge a les profunditats (I): Adaptacions a la vida en profunditat

La publicació d’aquesta setmana és un viatge a les profunditats marines; on hi ha vida, per molt sorprenent que pugui resultar per alguns, en formes generalment diferents a les que estem acostumats. Aquesta entrada es separarà en dues, dedicant aquesta setmana a explicar com s’hi han adaptat, i la següent, mostrant exemples de la biodiversitat que hi ha. 

INTRODUCCIÓ

Fins no fa gaire temps, la profunditat màxima a la que s’havien albirat peixos era entorn als 7.700 metres, però un estudi de la Universitat de Hawaii ha superat aquesta meta i ha assolit el valor de 8.143 metres, trobat a la fossa de les Marianes. Aquest valor és molt proper al límit teòric de 8.200 metres de profunditat que alguns científics han calculat com la màxima profunditat a la que pot viure un peix. De totes maneres, si d’alguna cosa serveixen les teories en el món natural és per trencar-les. En aquest vídeo d’aquí sota podeu veure el peix en qüestió, amb forma d’anguila, blanc, translúcid y cec:

ADAPTACIONS DE LA VIDA EN PROFUNDITAT

Els organismes marins que viuen a grans profunditats han hagut de desenvolupar un conjunt d’adaptacions degut a la mancança de llum, a les elevadíssimes pressions i a les baixes temperatures de l’aigua (entorn als 4ºC).

Òrgans sensorials

Molts han desenvolupat uns ulls molt sensibles, malgrat visquin en la foscor permanentment, per tal de poder captar als animals bioluminescents i els indicis de llum provinents de la superfície. Són de tipus tubular, i consisteixen en una retina amb múltiples capes i una lent gran, el que permet detectar la màxima quantitat de llum en una direcció determinada. Algunes espècies presenten lents secundàries laterals i una retina més gran per millorar la visió lateral. Altres poden distingir entre la llum ambiental i la bioluminiscent gràcies a uns filtres.

PejesapoFotografia d'un rap abissal (en castellà, pejesapo).

Alguns també han especialitzat el sentit de l’olfacte per tal de detectar a les preses o a altres congèneres.

Com la resta de peixos, per tal de detectar les vibracions de l’aigua, presenten el sistema de la línia lateral, tot i que aquest sistema pot estar complementat, en algunes espècies, per òrgans sensorials complementaris provinents de la modificació de les aletes.

Color

El color dels animals de profunditat és una resposta a la necessitat d’amagar-se dels depredadors i per aprofitar la llum ambiental. Els animals de les profunditats solen prendre coloracions taronges o vermelles, de manera que queden amagats degut a que la llum ambiental és blava; platejats per evitar que es vegi nítidament el seu contorn; o bé incolores i transparents.

Forma

La forma dels peixos d’aigües profundes és molt diferent dels que viuen a la superfície. No solen presentar formes hidrodinàmiques ja que es passen la major part del temps suspesos en l’aigua esperant una presa. Presenten una boca molt gran amb les dents molt afilades. Alguns són molt llargs, el que s’ha associat amb la necessitat d’allargar la línia lateral per incrementar la sensibilitat en la detecció de preses. Altres tenen formes globulars, com el peix pescador; el cos comprimit lateralment, com el peix destral…

pez-pescador--644x362El peix pescador es caracteritza per la forma globulosa del seu cos i la presència d'un esquer al cap que li permet atraure a les seves preses.

Bioluminescència

La bioluminescència és la capacitat d’emetre llum sense calor gràcies a una proteïna anomenada luciferina en presència d’oxigen i de l’enzim luciferasa, normalment en l’interior d’un òrgan especialitzat anomenat fotòfor. Tot i així, hi ha organismes bioluminescents degut a que acumulen bacteris simbionts bioluminescents al fotòfor. Altres presenten unes glàndules especialitzades que expulsen un fluid bioluminescent per desconcertar als depredadors. Els animals bioluminescents utilitzen aquesta capacitat per atreure les preses, distreure els depredadors i comunicar-se amb els seus congèneres.

Photostomias2Aquest peix presenta un fotòfor a la part posterior de l'ull.

Alguns peixos poden emetre llum vermella, de manera que al no poder ser detectada per la majoria d’espècies, aquests poden il·luminar a les seves preses sense que aquestes els vegin.  

Alimentació

L’aliment de les espècies d’aigües profundes pot ser de tres tipus:

  • Elements grans: preses vives i cadàvers d’animals.
  • Partícules provinents de la superfície, més petites i menys nutritives.
  • Nutrients dissolts.

El fet de que una espècie s’alimenti d’un d’aquests tipus o d’un altre dependrà de si viu en la columna d’aigua (espècie pelàgica) o si ho fa al sediment (espècie bentònica) o prop de la superfície del fons (espècie demersal). Les espècies bentòniques depenen de l’acumulació de partícules orgàniques al sòl marí o dels organismes que viuen a les capes superficials del sediment, mentre que les pelàgiques són depredadors.

En el cas dels depredadors, aquests solen presentar un esquer bioluminescent, consistent en una prolongació brillant que el depredador mou prop de la boca per atraure a  les preses i, en un moviment ràpid, poder-les atrapar. A més, molts poden expandir la mandíbula de manera que poden empassar a l’animal sencer.

Reproducció

La superfície de la Terra coberta per grans profunditats representa una proporció tan gran que les probabilitats de que dos organismes es trobin per a reproduir-se són ínfimes. Per això, han desenvolupat un conjunt d’estratègies per superar aquest problema: emetre llum, sons o feromones per atraure a la parella; ser hermafrodites; o bé mantenir relacions de parella de llarga durada.

Un exemple d’aquest últim cas són els raps abissals (pejesapo en castellà), en els quals les femelles creixen fins a la mida adulta (35 cm de longitud, sense comptar el sedal, que pot ser 4,5 vegades la longitud), tot i que amb els ovaris inactius; mentre que els mascles són diminuts. Les femelles emeten feromones per atraure el mascle, s’hi adhereixen de manera que fusionen els seus vasos sanguinis i llavors s’estimulen les gònades, maduren i es fertilitzen els ous. Amb el temps, el cos del mascle acaba convertint-se en una simple massa de testicles.

El fet de que les aigües profundes siguin força més estables que en les aigües someres suposa un avantatge des del punt de vista reproductor per aquests animals que tenen tantes dificultats en trobar-se: fa que ponguin menys ous, tot i que grans, amb una fase larvària curta i sobreviuen gairebé tots.

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