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Articulo de referencia

Mortalidad predesove en el salmón coho

La mortalidad pre-desove es un fenómeno en el que los salmones coho adultos , Oncorhynchus kisutch , mueren antes de desovar cuando regresan a arroyos de agua dulce para desovar...

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La mortalidad pre-desove es un fenómeno en el que los salmones coho adultos , Oncorhynchus kisutch , mueren antes de desovar cuando regresan a arroyos de agua dulce para desovar. [ 1 ] [ 2 ] También se conoce como Síndrome de Mortalidad por Escorrentía Urbana en estudios más recientes. [ 3 ] [ 4 ] Este suceso se ha observado en gran parte de la región de Puget Sound del Pacífico Noroeste . [ 5 ] Durante la migración otoñal, los salmónidos (trucha y salmón) pasan por cuencas hidrográficas urbanas que están contaminadas con escorrentía de aguas pluviales. [ 2 ] A medida que los salmones coho pasan por estas aguas, muchos mostrarán síntomas de letargo, pérdida del equilibrio y desorientación, y morirán a las pocas horas de mostrar estos síntomas. [ 2 ] [ 5 ] Estos síntomas y comportamientos son frecuentes después de eventos de lluvia. [ 5 ] La mortalidad a menudo ocurre antes de que los salmones tengan la oportunidad de desovar , lo cual se determina cortando los cadáveres de las hembras y observando los huevos no fertilizados. [ 5 ] Las tasas de mortalidad previa al desove podrían afectar a las poblaciones locales de salmón. [ 2 ] Según las proyecciones del modelo, si las tasas continúan, las poblaciones de salmón coho podrían extinguirse en las próximas décadas. [ 2 ]

La evidencia sugiere que la mortalidad del salmón coho antes del desove se debe a la exposición a la escorrentía de aguas pluviales . Un químico derivado del caucho de los neumáticos, omnipresente, induce mortalidad aguda en el salmón coho. [ 6 ] [ 7 ] Existe una correlación negativa entre la incidencia de mortalidad antes del desove y el uso del suelo urbano, específicamente con las superficies impermeables , el tipo de propiedad comercial y las carreteras locales. [ 1 ] [ 5 ] La exposición a metales e hidrocarburos de petróleo mostró cierta respuesta a la mortalidad antes del desove, mientras que la exposición a pesticidas, enfermedades y variables de calidad del agua no provocó este efecto. [ 7 ] Esta tendencia no se ha observado en ninguna otra etapa del ciclo de vida del salmón coho ni en otras especies de salmón en la región de Puget Sound. [ 1 ]

Historia

La mortalidad previa al desove se observó por primera vez en Puget Sound después de que se realizaran esfuerzos para restaurar las cuencas hidrográficas urbanas con la esperanza de atraer al salmón de regreso a estas áreas. La restauración consistió en la eliminación de alcantarillas, escombros y cualquier otra barrera. [ 8 ] [ 9 ] Los proyectos de restauración tuvieron éxito en el sentido de que el salmón regresó a estas poblaciones; sin embargo, en los estudios iniciales sobre el éxito de la restauración, se observaron síntomas de mortalidad previa al desove. [ 7 ] Ahora se reconoce que, al restaurar las cuencas hidrográficas, también se debe considerar la calidad del agua y la contaminación para que los eventos de desove del salmón coho sean exitosos y la población persista. [ 7 ]

Al presentar síntomas específicos (que se describen a continuación), se puede esperar la mortalidad del salmón coho en pocas horas. La mortalidad suele ocurrir antes de que estos peces hayan tenido la oportunidad de desovar. De hecho, al observar los cadáveres de salmones coho hembra, la mayoría de los peces han retenido más del 90 por ciento de sus huevos. [ 7 ] La mortalidad pre-desove ocurre tanto en salmones machos como hembras; sin embargo, es difícil determinar si los salmones machos han desovado, por lo que la mortalidad pre-desove generalmente se indica por la retención de huevos en las hembras. [ 7 ] La mortalidad pre-desove también se ha observado tanto en peces silvestres como en peces de criadero. [ 7 ]

Síntomas

Los salmones que mueren antes del desove muestran comportamientos y síntomas inusuales, como nadar en círculos o exhibir otros patrones de natación erráticos. [ 2 ] Otros síntomas incluyen letargo, desorientación, pérdida del equilibrio, boqueo y extensión de las aletas. [ 1 ] [ 2 ] La muerte del salmón coho ocurre a las pocas horas de observar estos síntomas. [ 1 ] [ 2 ]

Comportamiento y patrones de natación de los peces

Los salmones coho afectados por la mortalidad previa al desove muestran síntomas de comportamiento fácilmente identificables. Los peces exhibieron comportamientos como nadar cerca de la superficie del agua, nadar en patrones circulares o correr constantemente hacia la orilla del río. [ 2 ] [ 7 ] Esto puede deberse a una pérdida de equilibrio y orientación del pez. [ 7 ]

Boquiabierto

Este síntoma consiste en que el salmón abre y cierra la boca repetidamente. [ 7 ] En algunas especies de peces (por ejemplo, las anguilas), esta acción se utiliza para impulsar el agua sobre las branquias y así satisfacer las necesidades respiratorias. En el caso del salmón coho, esto podría indicar que el pez no está recibiendo suficiente oxígeno disuelto, lo que significa estrés en el sistema respiratorio o que el sistema muscular se ha visto afectado y esta apertura de la boca es una acción forzada. [ 10 ]

Aletas extendidas

La extensión de las aletas ocurre cuando la aleta pectoral del salmón está rígida y extendida perpendicularmente al cuerpo del pez en lugar de estar plana contra él. [ 7 ] [ 11 ] En otros peces, por ejemplo, la lubina de algas, esta acción es una respuesta de sobresalto. [ 11 ]

Causa

Un estudio indicó que las muestras de agua y escorrentía de carreteras recolectadas en casos de URMS de salmón coho eran químicamente similares con el lixiviado de partículas de desgaste de la banda de rodadura de los neumáticos. [ 4 ] Una investigación posterior sobre URMS y el lixiviado de desgaste de neumáticos redujo el alcance de miles de sustancias químicas a una sustancia química desconocida, que se encontró como un producto de ozonización del antiozonante común 6PPD . [ 12 ] Este producto de transformación tóxico, llamado 6PPD-quinona, mata al salmón coho en concentraciones de nanogramos por litro. [ 13 ] Se ha detectado en la escorrentía de carreteras y aguas pluviales de arroyos cuando ocurrió URMS.

contaminación de fuentes difusas

escorrentía urbana y pluvial

Muchos de los contaminantes responsables de la degradación de las cuencas hidrográficas urbanas provienen de la contaminación difusa . [ 2 ] Esta consiste en una amplia gama de contaminantes provenientes de diversas fuentes y ubicaciones.

Los contaminantes que se han encontrado en la escorrentía de aguas pluviales incluyen metales, como aluminio , bario , cobalto , hierro , arsénico , cadmio , cromo , cobre , plomo , níquel y zinc , [ 14 ] hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), hidrocarburos de petróleo (aceite de motor y combustible) y pesticidas (incluidos insecticidas ). [ 7 ] [ 15 ]

Las fuentes antropogénicas son responsables de muchos de los contaminantes en la escorrentía pluvial en áreas urbanas. Estas fuentes antropogénicas incluyen vehículos motorizados, que aportan metales, anticongelantes o refrigerantes e hidrocarburos de petróleo provenientes de pastillas de freno y fugas de fluidos. [ 7 ] [ 14 ] Muchos de estos contaminantes se acumulan en superficies impermeables (por ejemplo, carreteras y estacionamientos) y, con la lluvia, son arrastrados a arroyos, ríos y al océano. Otras fuentes de escorrentía incluyen pesticidas y fertilizantes utilizados en propiedades residenciales y comerciales, que pueden ser arrastrados a los desagües pluviales durante las lluvias. [ 15 ]

Efectos de la escorrentía

Existen varias posibilidades respecto a la causa de la mortalidad previa al desove. Es posible que esta mortalidad se deba a una toxicidad cardiorrespiratoria aguda en los peces. [ 7 ] Los síntomas (mencionados anteriormente) y la rápida tasa de mortalidad son compatibles con este tipo de toxicidad. [ 7 ] Se desconoce la combinación química exacta responsable de esta mortalidad temprana. Sin embargo, a continuación se analizan algunas posibles explicaciones.

Efectos narcóticos

La narcosis es un fenómeno que ocurre cuando una combinación de tóxicos orgánicos, cada uno en bajas concentraciones, tiene un efecto tóxico sobre un organismo. [ 16 ] La narcosis tiene un modo de acción inespecífico , donde no se dirige a un sitio de acción específico, sino que afecta las membranas y el protoplasma . [ 16 ] Estos tóxicos orgánicos individuales afectan a los peces a niveles subletales; sin embargo, la combinación de contaminantes puede provocar la mortalidad del organismo. No obstante, si se elimina el factor estresante, los efectos narcóticos pueden revertirse. [ 16 ] Los peces afectados por la narcosis pueden presentar síntomas de letargo. [ 16 ] La narcosis también puede producir respuestas respiratorias y cardiovasculares en los peces. [ 17 ]

Mezclas

La mortalidad previa al desove puede atribuirse a una mezcla de contaminantes. En la escorrentía de fuentes difusas, a menudo hay más de un producto químico, por lo que los organismos pueden verse afectados por la combinación o mezcla de diferentes contaminantes. Las mezclas de productos químicos pueden tener el mismo modo de acción, lo que puede aumentar la toxicidad debido a que dos o más productos químicos influyen en el mismo sitio de un organismo. [ 18 ] La mezcla de dos o más contaminantes puede tener varios efectos diferentes en un organismo, como efectos aditivos o sinérgicos. La toxicidad aditiva ocurre cuando la toxicidad de los contaminantes individuales (con un modo de acción similar) se puede sumar para determinar la toxicidad final. [ 18 ] El sinergismo ocurre cuando la suma de dos o más tóxicos es mayor que la suma de los componentes individuales.

Pueden resultar combinaciones adicionales de efectos de contaminantes y patógenos [ 19 ] o de contaminantes y efectos fisiológicos [ 7 ] . A medida que los peces anádromos migran del océano a los arroyos de agua dulce, se producen muchos cambios en los sistemas osmorreguladores e iónicos debido a los cambios en la composición entre el agua dulce y el agua salada [ 7 ] [ 20 ] . Estos cambios, en combinación con contaminantes químicos, pueden causar los síntomas observados y la muerte de estos salmones coho. Sin embargo, estos síntomas específicos y la mortalidad pre-desove resultante no se observan en otros peces anádromos ; por lo tanto, el salmón coho puede ser una especie más sensible que otros salmónidos [ 7 ] .

Rieles

Muchos contaminantes metálicos ingresan a la cuenca hidrográfica debido a vehículos motorizados y superficies impermeables cerca de ríos y arroyos. Los resultados de experimentos que analizan los efectos de los contaminantes metálicos en peces descubrieron un aumento de cadmio, plomo y níquel en el tejido branquial. [ 7 ] Estudios sobre el cobre y otros metales demuestran toxicidad para los peces debido a su capacidad de influir en la ionorregulación. El cobre compite con otros cationes por el sitio de unión en la branquia de los peces, y la mortalidad puede ocurrir con concentraciones suficientemente altas de cobre que se unen a estos sitios (ver Modelo de ligando biótico ). [ 21 ] El cobre disuelto también puede afectar el sistema nervioso olfativo en los peces, al influir directamente en las neuronas sensoriales en el epitelio olfativo. [ 5 ] Esto resulta en una reducción de los sentidos olfativos , aumentando la vulnerabilidad de los peces a la depredación, ya que ya no pueden usar señales químicas para localizar y evitar a los depredadores. [ 5 ] Estos efectos neurotóxicos olfativos también pueden influir en la capacidad de los salmones para navegar y encontrar arroyos adecuados para el desove. [ 5 ]

Hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP)

Las superficies impermeables y los vehículos también contribuyen con contaminantes como combustibles fósiles o gasolina, aceites lubricantes y selladores químicos para estacionamientos (por ejemplo, selladores a base de alquitrán de hulla). [ 5 ] [ 22 ] Estos contaminantes se agrupan como hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP). Los efectos de los HAP en los peces han demostrado que estos contaminantes pueden ser cancerígenos y también afectar las primeras etapas del ciclo de vida de los peces. También pueden influir en la fisiología cardiovascular de los peces. [ 5 ] Se necesitan estudios adicionales para determinar el efecto completo de los HAP en los peces. [ 5 ]

Esfuerzos para reducir la escorrentía de aguas pluviales urbanas

Una estrategia para reducir la escorrentía que llega a arroyos y ríos es la implementación de prácticas de desarrollo de bajo impacto . Estas prácticas de biorretención buscan filtrar el agua y los contaminantes en el suelo y la vegetación con el objetivo de reducir el volumen de agua y contaminantes que llegan a los arroyos. [ 15 ] Las prácticas de biorretención incluyen jardines de lluvia , cunetas vegetadas , reducción de superficies impermeables (en lugar de usar concreto permeable ) y techos verdes . [ 15 ]

Ejemplos adicionales

Se ha observado mortalidad pre-desove en otras especies de peces, incluyendo el salmón Chinook y el salmón rojo y la trucha arcoíris . [ 7 ] La causa de la mortalidad pre-desove en estos peces en el río Fraser (salmón rojo) y el río Klamath ( salmón Chinook y trucha arcoíris) difiere de la observada en el salmón coho. La causa de la mortalidad pre-desove para el salmón rojo en el río Fraser, BC, y la bahía de Bristol , Alaska, puede atribuirse a factores como el regreso prematuro de los peces al desove, temperaturas del agua más cálidas, bajo oxígeno disuelto y enfermedades o parásitos. [ 20 ] [ 23 ] En el río Klamath, la mortalidad antes del desove se debió a enfermedades, estrés térmico, un caudal bajo y un número creciente de salmones migrando en el mismo período de tiempo. [ 24 ]

Véase también

Referencias

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  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Spromberg JA y Scholz NL. 2011. Estimación del declive futuro de las poblaciones de salmón coho silvestre como resultado de la muerte prematura de reproductores en cuencas hidrográficas urbanizadas del noroeste del Pacífico, EE. UU. Evaluación y gestión ambiental integrada 9999: 1-9.
  3. ↑ Chow, MI, Lundin, JI, Mitchell, CJ, Davis, JW, Young, G., Scholz, NL, & McIntyre, JK (2019). Un síndrome de mortalidad por escorrentía de aguas pluviales urbanas en salmones coho juveniles. Toxicología acuática, 214, 105231.
  4. 1 2 Peter, KT, Tian, ​​Z., Wu, C., Lin, P., White, S., Du, B., ... & Kolodziej, EP (2018). Uso de espectrometría de masas de alta resolución para identificar contaminantes orgánicos vinculados al síndrome de mortalidad por aguas pluviales urbanas en el salmón coho. Environmental science & technology, 52(18), 10317-10327.
  5. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 McCarthy SG, Incardona JP y Scholz NL. 2008. Tormentas costeras, escorrentía tóxica y la conservación sostenible de peces y pesquerías. Simposio 64 de la Sociedad Americana de Pesca : 1-21.
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  7. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Scholz NL, Myers MS , McCarthy SG, Labenia JS, McIntyre JK, Ylitalo GM, Rhodes LD, Laetz CA, Stehr CM, French BL, McMillan B, Wilson D, Reed L, Lynch KD, Damm S, Davis JW y Collier TK. 2011. Mortandad recurrente de salmones coho adultos que regresan a desovar en arroyos urbanos de tierras bajas de Puget Sound. PLOS ONE 6(12): 1-12.
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