La lamprea marina ( Petromyzon marinus ) es una lamprea parásita nativa del hemisferio norte. A veces se la denomina "pez vampiro". En sus hábitats originales, la lamprea marina coevolucionó con sus huéspedes, y estos desarrollaron cierta resistencia a las lampreas marinas.
Es probable que se haya introducido en la región de los Grandes Lagos a través del Canal Erie en 1825 y el Canal Welland en 1919, donde ha atacado a peces nativos como la trucha de lago , el pescado blanco de lago , el cacho y el arenque de lago . Las lampreas marinas se consideran una plaga en la región de los Grandes Lagos, ya que cada individuo tiene el potencial de matar 40 libras de peces durante su período de alimentación de 12 a 18 meses.
La lamprea marina tiene un cuerpo parecido al de una anguila , sin aletas pareadas . Su boca no tiene mandíbulas, es redonda y parecida a una ventosa, y es tan ancha o más que la cabeza; los dientes afilados están dispuestos en muchas filas circulares concéntricas alrededor de una lengua afilada y similar a una escofina. Hay siete aberturas branquiales o similares a branquias detrás del ojo. Las lampreas marinas son de color oliva o marrón amarillento en la parte dorsal y lateral del cuerpo, con algunas vetas negras, con una coloración más clara en el vientre. Durante sus siete años de vida, los adultos pueden alcanzar una longitud de hasta 120 cm (47 pulgadas) y un peso corporal de hasta 2,3 kg (5,1 libras). [4] [5]
La etimología del nombre del género Petromyzon proviene de petro- "piedra" y myzon "chupar"; marinus en latín significa "del mar".
La especie se encuentra en el océano Atlántico norte y occidental a lo largo de las costas de Europa y América del Norte, en el mar Mediterráneo occidental , el mar Negro y como especie invasora en los Grandes Lagos . [1] Se han encontrado a profundidades de hasta 4000 metros y pueden tolerar temperaturas de 1 a 20 °C (34 a 68 °F). [4]
En América del Norte, son nativas de la cuenca del río Connecticut en los Estados Unidos e invasoras de los Grandes Lagos interiores y el lago Champlain en Nueva York y Vermont . [6] Las poblaciones europeas más grandes de lampreas marinas se encuentran en las áreas del suroeste de Europa (centro-norte de Portugal, norte-noroeste de España y oeste-suroeste de Francia). [7] Estos países también sustentan las principales pesquerías de la especie. [8]
Las lampreas marinas son anádromas ; desde sus hábitats lacustres o marinos, migran río arriba para desovar. Las hembras depositan una gran cantidad de huevos en nidos construidos por los machos en el sustrato de arroyos con corrientes moderadamente fuertes. El desove es seguido por la muerte de los adultos. Las larvas excavan en el fondo de arena y limo en aguas tranquilas río abajo de las áreas de desove y se alimentan por filtración de plancton y detritos. [1]
Después de varios años en hábitats de agua dulce, las larvas experimentan una metamorfosis que permite a las lampreas jóvenes post-metamórficas migrar al mar o lagos y comenzar el método de alimentación hematófaga de los adultos. [9] Algunos individuos comienzan la alimentación hematófaga en el río antes de migrar al mar, [10] donde las lampreas marinas se alimentan de una amplia variedad de peces. [11]
La lamprea utiliza su boca con forma de ventosa para adherirse a la piel de un pez y raspa el tejido con su lengua afilada y sus dientes queratinizados . Un fluido producido en la boca de la lamprea, llamado lamphredin , [12] evita que la sangre de la víctima se coagule. Las víctimas suelen morir por pérdida excesiva de sangre o infección. Después de un año de alimentación hematófaga, las lampreas regresan al río para desovar y mueren, un año y medio después de completar la metamorfosis. [13]
Las lampreas se consideran un manjar en algunas partes de Europa y están disponibles estacionalmente en Francia, España y Portugal. Se sirven en escabeche en Finlandia. [14] La lamprea de mar, conocida principalmente por prepararse cocida o a la parrilla , también se captura ocasionalmente en los ríos de Letonia junto con las lampreas de río. [15]
Debido a su ciclo de vida que alterna entre agua dulce y salada, la lamprea marina está adaptada a tolerar una amplia gama de salinidades . Las membranas celulares en la superficie de las branquias son importantes contribuyentes a la ionorregulación . Los cambios en la composición de la membrana influyen en el movimiento de diferentes iones a través de la membrana, modificando las cantidades de componentes para cambiar el entorno de las membranas. En algunos casos, la lamprea marina se ha adaptado a vivir exclusivamente en agua dulce, como lo demuestra la población en los Grandes Lagos. [5]
A medida que las larvas (llamadas ammocoetes ) se desplazan hacia los océanos, la proporción entre ácidos grasos saturados (AGS) y ácidos grasos poliinsaturados (AGP) en las branquias cambia hacia mayores cantidades de AGS, ya que afectan la fluidez de la membrana, y mayores niveles de AGS conducen a una disminución de la permeabilidad en comparación con los AGP. [16] Las ammocoetes lampreas tienen un rango relativamente estrecho de tolerancia a la salinidad, pero se vuelven más capaces de soportar rangos más amplios de concentraciones de salinidad a medida que alcanzan etapas posteriores de la vida. La regulación estricta de la Na/K-ATPasa y una disminución general en la expresión de la H-ATPasa ayudan a regular el equilibrio interno de fluidos e iones de la lamprea a medida que se desplaza a áreas de mayor salinidad. [17]
Las lampreas también mantienen la homeostasis ácido-base . Cuando se exponen a niveles más altos de ácidos, pueden excretar el exceso de ácidos a tasas más altas que la mayoría de los demás peces de agua salada y en tiempos mucho más cortos, y la mayor parte de la transferencia de iones se produce en la superficie de las branquias. [18]
Las lampreas marinas parasitan a otros peces para su alimentación, incluidos los elasmobranquios como los tiburones y las rayas, que tienen naturalmente altos niveles de urea en la sangre. La urea es tóxica para la mayoría de los peces en altas concentraciones y generalmente se excreta de inmediato. Las lampreas pueden tolerar concentraciones mucho más altas que la mayoría de los demás peces y la excretan a tasas extremadamente altas, obtenidas a partir de la sangre ingerida. Los óxidos de trimetilamina presentes en la sangre ingerida de los elasmobranquios ayudan a contrarrestar los efectos perjudiciales de la alta concentración de urea en el torrente sanguíneo de la lamprea mientras se alimenta. [19]
Se han descubierto en P. marinus dos enzimas de edición de ARNm de apolipoproteína B, similares a polipéptidos catalíticos (APOBEC), expresadas en linfocitos : CDA1 y CDA2. [20]
El genoma de Petromyzon marinus fue secuenciado en 2013. [21] Este esfuerzo de secuenciación reveló que la lamprea tiene un contenido de guanina-citosina y patrones de uso de aminoácidos inusuales en comparación con otros vertebrados. La secuencia completa y la anotación del genoma de la lamprea están disponibles en el navegador de genomas Ensembl .
El genoma de la lamprea puede servir como modelo para estudios de biología del desarrollo y evolución que impliquen la transposición de secuencias repetitivas. El genoma de la lamprea sufre reordenamientos drásticos durante la embriogénesis temprana, en los que se desprende aproximadamente el 20% del ADN de la línea germinal de los tejidos somáticos. El genoma es altamente repetitivo. Aproximadamente el 35% del ensamblaje actual del genoma está compuesto de elementos repetitivos con una alta identidad de secuencia. [21] Las lampreas del norte tienen el mayor número de cromosomas (164-174) entre los vertebrados. [22]
Dos genes importantes para la función inmunitaria (CDA1 y CDA2) se descubrieron por primera vez en P. marinus y luego se descubrió que se conservaban en todas las lampreas. Véase §Inmunología más arriba. [20]
Las lampreas marinas se consideran una plaga en la región de los Grandes Lagos . No estaba claro hasta 2007 si es originaria del lago Ontario , donde se observó por primera vez en la década de 1830, o si se introdujo a través del canal Erie , que se abrió en 1825. [23] La especie se contuvo primero en el lago Ontario debido a la barrera natural formada por las cataratas del Niágara . Sin embargo, después de que se construyera el canal Welland a fines del siglo XIX y principios del XX, pudieron eludir las cataratas del Niágara e invadir los Grandes Lagos restantes: lagos Erie (1921), Michigan (1936), Huron (1937) y Superior (1938), donde diezmó las poblaciones de peces autóctonos en las décadas de 1930 y 1940. [24] [25]
En sus hábitats originales, la lamprea marina coevolucionó con sus huéspedes, y estos desarrollaron una cierta resistencia a las lampreas marinas. Sin embargo, en los Grandes Lagos, la lamprea marina ataca a peces nativos como la trucha de lago , el corégono de lago , el cacho y el arenque de lago , que históricamente no se enfrentaban a las lampreas marinas. La eliminación de estos depredadores permitió que la sábala , otra especie invasora, aumentara enormemente su población, con efectos adversos sobre muchas especies de peces nativos.
La trucha de lago desempeña un papel vital en el ecosistema del Lago Superior. Tradicionalmente, se la ha considerado un depredador máximo , lo que significa que no tiene depredadores. La lamprea marina es un depredador agresivo por naturaleza, lo que le da una ventaja competitiva en un sistema lacustre donde no tiene depredadores y sus presas carecen de defensas contra ella. La lamprea marina jugó un papel importante en la destrucción de la población de trucha del Lago Superior. La introducción de lamprea junto con prácticas de pesca deficientes e insostenibles provocó que las poblaciones de trucha de lago disminuyeran drásticamente. La relación entre depredadores y presas en el ecosistema de los Grandes Lagos se desequilibró. [26] Cada lamprea marina individual tiene el potencial de matar 40 libras de peces durante su período de alimentación de 12 a 18 meses. [25]
Los esfuerzos de control, que incluyen la aplicación de corriente eléctrica y de lampricidas químicos [27], han tenido resultados diversos. Los programas de control se llevan a cabo en el marco de la Comisión de Pesca de los Grandes Lagos , un organismo conjunto de Canadá y Estados Unidos, en particular por los agentes del Ministerio de Pesca y Océanos de Canadá y el Servicio de Pesca y Vida Silvestre de Estados Unidos .
Los investigadores genéticos han mapeado el genoma de la lamprea marina con la esperanza de descubrir más sobre la evolución; los científicos que intentan eliminar el problema de los Grandes Lagos están coordinando con estos científicos genéticos, con la esperanza de descubrir más sobre su sistema inmunológico y encajarlo en su lugar en el árbol filogenético .
Investigadores de la Universidad Estatal de Michigan se han asociado con otros de las Universidades de Minnesota , Guelph y Wisconsin , y otras, en un esfuerzo de investigación sobre feromonas recientemente sintetizadas . Se cree que estas tienen influencias independientes en el comportamiento de la lamprea marina. Un grupo de feromonas cumple una función migratoria, ya que cuando son producidas por larvas, se cree que atraen a los adultos maduros a arroyos con hábitat adecuado para el desove. Las feromonas sexuales emitidas por los machos son capaces de atraer a las hembras a largas distancias a lugares específicos. Estas feromonas son ambos varios compuestos diferentes que se cree que provocan diferentes comportamientos que colectivamente influyen en las lampreas para exhibir comportamientos migratorios o de desove. Los científicos están tratando de caracterizar la función de cada feromona, y cada parte de las moléculas, para determinar si se pueden utilizar en un esfuerzo dirigido al control de la lamprea respetuoso con el medio ambiente. Sin embargo, a partir de 2017, las medidas de control más eficaces siguen implicando la aplicación de (3-trifluorometil-4-nitrofenol) , o TFM, un pesticida selectivo, en los ríos. [28] A partir de 2018, [actualizar]no se ha detectado resistencia a los lampricidas en los Grandes Lagos. Se necesitan más investigaciones y el uso combinado de múltiples métodos de control para prevenir el desarrollo futuro de resistencia. [27]
Otra técnica utilizada para prevenir el crecimiento de la población de lampreas es el uso de barreras en los principales cauces de reproducción de gran valor para la lamprea. El objetivo de las barreras es bloquear su migración río arriba para reducir la reproducción. El problema con estas barreras es que también inhiben a otras especies acuáticas. Los peces que utilizan afluentes no pueden viajar río arriba para desovar. Para compensar esto, se han modificado y diseñado barreras que permiten el paso de la mayoría de las especies de peces, pero que siguen impidiendo el paso de otras. [29] [30]
El objetivo de los programas de control de la lamprea es crear un hábitat más seguro y un crecimiento poblacional más saludable para las especies de peces nativos vulnerables, como la trucha de lago. El Departamento de Energía y Protección Ambiental de Connecticut (DEEP) ha tomado un camino diferente para lograr este mismo objetivo al introducir lampreas marinas en ríos y lagos de agua dulce de la cuenca del río Connecticut y proporcionar un acceso más fácil alrededor de las represas y otras barreras para que las lampreas lleguen a los sitios de desove río arriba. [31] Después de cazar peces más grandes en el mar, las lampreas adultas migran río arriba para desovar, tras lo cual mueren rápidamente por causas naturales y se descomponen , proporcionando así una fuente de alimento para las especies de peces de agua dulce nativas.
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