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Microbioma de mamíferos marinos: Una ventana a la salud oceánica

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Redacción: César Salvador Cardona Félix

Ilustración: Melissa Vázquez - Carrada

 

Imagina que el aliento de una ballena pudiera contarte la historia del estado de salud del océano. Que bastara una muestra microscópica del lomo de un delfín para saber si su hábitat está contaminado o si está en riesgo de enfermar. De hecho, en la actualidad, esto es posible gracias a estudios del microbioma de los mamíferos marinos, una frontera emergente de las ciencias marinas.

 

Los microbiomas son comunidades de microorganismos (bacterias, virus, hongos y arqueas) que viven en, sobre o dentro de todos los organismos. En los humanos, recientemente se ha hablado mucho del microbioma intestinal como clave para la salud digestiva, inmunitaria y hasta mental. En el caso de los mamíferos marinos como ballenas, delfines, lobos marinos y manatíes, el microbioma ofrece datos sobre su bienestar, pero también sobre el entorno marino que habitan.

 

Lo que el aliento de una ballena nos dice del océano

Durante los últimos años, el avance en metodologías no invasivas ha permitido a los científicos acceder al mundo invisible del microbioma de ballenas y otros mamíferos marinos, interfiriendo lo menos posible con su comportamiento natural. Una de las técnicas más sorprendentes consiste en recolectar el "soplo" (blow en inglés) que las ballenas exhalan al emerger a la superficie. Con la ayuda de drones diseñados especialmente para este fin, los investigadores pueden capturar pequeñas gotas del aliento de las ballenas, cargadas de microorganismos. Esta estrategia ha marcado un antes y un después en la forma en que se estudian estas especies, pues permite obtener datos fisiológicos y microbianos sin necesidad de contacto directo ni causarles estrés.

 

Este soplo además de vapor de agua contiene ADN, bacterias y células de su sistema respiratorio. El análisis de su composición revela no solo qué tipos de microbios viven en sus vías respiratorias, sino también si hay presencia de patógenos, contaminantes, o signos de estrés. Estudios recientes han demostrado que ciertas bacterias, justamente de su tracto respiratorio, están directamente relacionadas con la exposición a contaminantes marinos como el plomo o el cadmio.

 

Por cierto, para quienes hemos tenido la fortuna de observar de cerca a estos majestuosos gigantes del océano desde una panga, debemos reconocer que nuestra sola presencia puede resultar muy estresante para ellas. Aunque alguna vez tengas la oportunidad, ¡no intentes tocarlas! Respetar su espacio es tan vital como estudiarlas.

 

Un espejo del entorno marino

Al igual que un espejo refleja lo que tiene enfrente, los microbiomas marinos muestran el estado del ambiente que los rodea. Las especies que habitan en zonas más contaminadas, cerca de ciudades o rutas marítimas, presentan microbiomas diferentes a los que viven en aguas más alejadas del impacto humano. Estos cambios en la composición microbiana funcionan como un reflejo de las condiciones del ecosistema, alertando sobre la presencia de metales pesados, plásticos, antibióticos, fármacos u otras sustancias tóxicas. De hecho, se han detectado genes asociados a resistencia a antibacterianos en microbiomas de delfines que viven cerca de zonas urbanas.

 

Así, al estudiar el microbioma de estos grandes mamíferos, los investigadores están comenzando a usar a estas especies como "centinelas del mar". El concepto no es nuevo: ya se usaban mejillones o peces para detectar contaminantes. Lo disruptivo aquí es, el nivel de resolución y precisión que permite el análisis microbiano con técnicas de secuenciación de ADN. Además, el monitoreo de estos microbiomas podría integrarse a herramientas de inteligencia artificial que predigan riesgos ecológicos a gran escala.

 

Microbiomas marinos bajo amenaza

Un hallazgo reciente y preocupante es que, el microbioma de algunos cetáceos está cambiando de forma acelerada. Un estudio realizado en ballenas jorobadas del Pacífico reveló que animales expuestos a tráfico marítimo constante, ruido submarino y contaminación presentaban signos de disbiosis, es decir, un desequilibrio microbiano similar al que ocurre en humanos enfermos. Esto puede derivar en mayor susceptibilidad a infecciones o problemas respiratorios, especialmente en especies amenazadas.

 

En otro estudio con delfines de Florida, se identificaron bacterias resistentes a múltiples antibióticos, una señal directa de contaminación humana. Este tipo de hallazgos confirma que los microbiomas de mamíferos marinos están siendo afectados por nuestras actividades cotidianas. Las fuentes de contaminación incluyen desechos industriales, descargas urbanas sin tratamiento y la acumulación de microplásticos.

 

También se han encontrado cambios preocupantes en el microbioma intestinal de lobos marinos alimentados en cautiverio con dietas procesadas, lo que sugiere que incluso el manejo en centros de rehabilitación debe ser cuidadosamente evaluado. Las alteraciones en estas comunidades microbianas podrían tener implicaciones en la nutrición, la inmunidad y el comportamiento de los animales.

 

Ventajas para la conservación

El análisis del microbioma abre nuevas posibilidades para la conservación marina. Por ejemplo, podría ayudar a detectar enfermedades emergentes en poblaciones silvestres antes de que se conviertan en epidemias. También podría servir como herramienta para evaluar el éxito de áreas marinas protegidas: si el microbioma mejora, puede ser un buen indicador de recuperación del ecosistema.

 

Además, las herramientas no invasivas permiten monitorear especies vulnerables sin necesidad de capturarlas ni perturbar su comportamiento natural. En un futuro cercano, podrían usarse protocolos estandarizados para muestrear microbiomas de mamíferos marinos en distintas regiones del mundo como parte de programas de salud oceánica global. Existen ya iniciativas piloto en el Ártico y en la costa del Pacífico estadounidense que integran datos microbiológicos con sensores remotos y datos oceanográficos. También, se vislumbra el uso de microbiomas como herramienta forense ambiental. En el caso de varamientos masivos de cetáceos, el análisis de sus microbiomas podría ayudar a identificar causas invisibles, como contaminación química o infecciones sistémicas.

 

Epílogo: Lo pequeño que cuenta grandes historias

El microbioma de los mamíferos marinos es una herramienta poderosa y relativamente nueva que está transformando la forma en que comprendemos la salud de los ecosistemas marinos. En lugar de esperar a ver animales enfermos o ecosistemas colapsados, podemos leer las primeras señales microscópicas de alerta.

 

Y es que, al final, lo que vive en el interior de una ballena o un delfín no solo les afecta a ellos, sino que revela cómo estamos cuidando (o descuidando) a nuestros océanos. Cada microbio identificado es una pieza del rompecabezas ecológico, una pista sobre la historia natural del mar y nuestro impacto silencioso. Apostar por el estudio del microbioma marino es, en muchos sentidos, apostar por un futuro donde la ciencia y la conciencia ambiental, estén profundamente entrelazadas.

 

Literatura para consulta

1.     Vendl, C., Slavich, E., Wemheuer, B., Nelson, T., Ferrari, B., Thomas, T., Rogers, T. (2020). Respiratory microbiota of humpback whales may be reduced in diversity and richness the longer they fast. Sci Rep. (1):12645. doi: 10.1038/s41598-020-69602-x

2.     Apprill, A. (2017). Marine Animal Microbiomes: Toward Understanding Host–Microbiome Interactions in a Changing Ocean. Front. Mar. Sci. 4:222. doi: 10.3389/fmars.2017.00222

3.     Schaefer, A. M., Bossart, G. D., Harrington, T., Fair, P. A., McCarthy, P. J., Reif, J. S. (2019). Temporal changes in antibiotic resistance among bacteria isolated from common bottlenose dolphins (tursiops Truncatus) in the Indian river lagoon, Florida, 2003-2015. Aquatic Mammals, 45(5), 533-542. doi: 10.1578/AM.45.5.2019.533

4.     Apprill, A., Miller, C. A., Van Cise, A. M., U'Ren, J. M., Leslie, M. S., Weber, L., ... & Waring, G. (2020). Marine mammal skin microbiotas are influenced by host phylogeny. Royal Society Open Science, 7(5), 192046. doi: 10.1098/rsos.192046

5.     Raverty, S. A., Rhodes, L. D., Zabek, E., Eshghi, A., Cameron, C. E., Hanson, M. B., & Schroeder, J. P. (2017). Respiratory microbiome of endangered southern resident killer whales and microbiota of surrounding sea surface microlayer in the Eastern North Pacific. Scientific Reports, 7(1), 394. doi: 10.1038/s41598-017-00457-5

 
 
 

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