lamprea marina

La lamprea marina ( Petromyzon marinus ) es una lamprea parásita originaria del hemisferio norte. A veces se la conoce como el "pez vampiro".

Probablemente se introdujo en la región de los Grandes Lagos a través del Canal Erie en 1825 y del Canal Welland en 1919, donde ha atacado a peces autóctonos como la trucha de lago , el corégono de lago , el cacho y el arenque de lago . La lamprea marina se considera una plaga en la región de los Grandes Lagos, ya que cada individuo tiene el potencial de matar 18 kilogramos de pescado durante su período de alimentación de 12 a 18 meses.

La lamprea marina tiene un cuerpo similar al de una anguila , sin aletas pares . Su boca es redonda, ventosa y sin mandíbulas, tan ancha o más ancha que la cabeza; sus afilados dientes están dispuestos en numerosas filas circulares concéntricas alrededor de una lengua afilada y áspera. Presenta siete aberturas branquiales o branquiales detrás del ojo. Las lampreas marinas son de color oliva o amarillo parduzco en la parte dorsal y lateral del cuerpo, con algunas vetas negras y una coloración más clara en el vientre. Durante su ciclo de vida de siete años, los adultos pueden alcanzar una longitud de hasta 120 cm y un peso corporal de hasta 2,3 kg . ^{[ 4 ] [ 5 ]}    

El nombre del género Petromyzon proviene del griego antiguo πέτρα ( pétra ), que significa "piedra", y μυζάω ( muzáō ), que significa "chupar", y por lo tanto, "chupasangre de piedras". El epíteto específico marinus es latín y significa "del mar".

Esta especie se encuentra en el Atlántico Norte y Oeste , a lo largo de las costas de Europa y América del Norte, en el Mediterráneo occidental , el Mar Negro y como especie invasora en los Grandes Lagos . ^{[ 1 ]} Se han encontrado a profundidades de hasta 4000 metros (13 120 pies) y pueden tolerar temperaturas de 1 a 20 °C (34 a 68 °F) . ^{[ 4 ]}   

En Norteamérica, son originarias de la cuenca del río Connecticut en Estados Unidos, y se han convertido en especies invasoras en los Grandes Lagos interiores y el lago Champlain en Nueva York y Vermont . ^{[ 6 ]} Las mayores poblaciones europeas de lampreas marinas se encuentran en las zonas suroccidentales de Europa (centro-norte de Portugal, norte-noroeste de España y oeste-suroeste de Francia). ^{[ 7 ]} Estos países también albergan las principales pesquerías de esta 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 corriente moderadamente fuerte. Tras el desove, mueren los adultos. Las larvas excavan en el fondo arenoso y limoso en aguas tranquilas río abajo de las zonas de desove y se alimentan por filtración de plancton y detritos. ^{[ 1 ]}

Tras varios años en hábitats de agua dulce, las larvas experimentan una metamorfosis que permite a las lampreas jóvenes, postmetamórficas, migrar al mar o a los lagos y comenzar el método de alimentación hematófaga de los adultos. ^{[ 9 ]} Algunos individuos comienzan a alimentarse hematófagamente 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 en 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 lamphredina , ^{[ 12 ]} impide que la sangre de la víctima se coagule. Las víctimas suelen morir por pérdida excesiva de sangre o infección. Tras un año de alimentación hematófaga, las lampreas regresan al río para desovar y morir, 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. En Finlandia se sirven en escabeche. ^{[ 14 ]} Si bien es más conocida por la preparación de lamprea de río cocida o a la parrilla , la lamprea marina 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 para tolerar una amplia gama de salinidades . Las membranas celulares en la superficie de las branquias contribuyen significativamente a la ionorregulación . Los cambios en la composición de la membrana influyen en el movimiento de diferentes iones a través de ella, modificando las cantidades de componentes y, por consiguiente, 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 de los Grandes Lagos. ^{[ 5 ]}

A medida que las larvas (llamadas ammocetes) se desplazan hacia los océanos, la proporción entre ácidos grasos saturados (AGS) y ácidos grasos poliinsaturados (AGPI) en las branquias cambia hacia mayores cantidades de AGS, ya que estos afectan la fluidez de la membrana, y niveles más altos de AGS conducen a una disminución de la permeabilidad en comparación con los AGPI. ^{[ 16 ]} Las ammocetes de lamprea tienen un rango de tolerancia a la salinidad relativamente estrecho, 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 mayor velocidad que la mayoría de los demás peces de agua salada, y en tiempos mucho más cortos, produciéndose la mayor parte de la transferencia de iones en la superficie branquial. ^{[ 18 ]}

Las lampreas marinas parasitan a otros peces para alimentarse, incluyendo elasmobranquios como tiburones y rayas, que tienen niveles naturalmente altos 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 excretarla a tasas extremadamente altas, obtenidas de la sangre ingerida. Los óxidos de trimetilamina presentes en la sangre de elasmobranquios ingeridos ayudan a contrarrestar los efectos perjudiciales de la alta concentración de urea en el torrente sanguíneo de la lamprea mientras se alimenta. ^{[ 19 ]}

El genoma de Petromyzon marinus fue secuenciado en 2013. ^{[ 21 ]} Este estudio reveló que la lamprea presenta patrones inusuales de contenido de guanina-citosina y uso de aminoácidos en comparación con otros vertebrados. La secuencia completa y la anotación del genoma de la lamprea están disponibles en el navegador genómico Ensembl .

El genoma de la lamprea puede servir como modelo para estudios de biología del desarrollo y evolución que involucren 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. Alrededor del 35 % del ensamblaje genómico actual está compuesto por elementos repetitivos con 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— fueron descubiertos inicialmente en P.  marinus y posteriormente se comprobó que se conservaban en todas las lampreas. Véase la sección Inmunología más arriba. ^{[ 20 ]}

Las lampreas marinas se consideran una plaga en la región de los Grandes Lagos . En 2007, no estaba claro si eran originarias del lago Ontario , donde se detectaron por primera vez en la década de 1830, o si se introdujeron a través del canal Erie , inaugurado en 1825. ^{[ 23 ]} La especie se limitó inicialmente al lago Ontario debido a la barrera natural formada por las cataratas del Niágara . Sin embargo, tras la construcción del canal Welland a finales del siglo XIX y principios del XX, lograron sortear las cataratas del Niágara e invadir los demás Grandes Lagos: Erie (1921), Michigan (1936), Hurón (1937) y Superior (1938), donde diezmaron 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 cierta resistencia a la lamprea. 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 la lamprea marina. La eliminación de estos depredadores permitió que la población de la alosa , otra especie invasora, se disparara, con efectos adversos en 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 superdepredador , lo que significa que no tiene depredadores naturales. La lamprea marina es un depredador agresivo por naturaleza, lo que le confiere una ventaja competitiva en un sistema lacustre donde no tiene depredadores y sus presas carecen de defensas contra ella. La lamprea marina contribuyó significativamente a la disminución de la población de truchas del Lago Superior. Su introducción, junto con prácticas de pesca deficientes e insostenibles, provocó un declive drástico de las poblaciones de truchas de lago. La relación entre depredadores y presas en el ecosistema de los Grandes Lagos se desequilibró. ^{[ 26 ]} Cada lamprea marina tiene el potencial de matar 40 libras de pescado durante su período de alimentación de 12 a 18 meses. ^{[ 25 ]}

Esfuerzos de control

Los esfuerzos de control, que incluyen corriente eléctrica y lampricidas químicos ^{[ 27 ],} han tenido resultados diversos. Los programas de control se llevan a cabo bajo la Comisión de Pesca de los Grandes Lagos , un organismo conjunto de Canadá y Estados Unidos, específicamente por agentes del Departamento de Pesca y Océanos de Canadá y del Servicio de Pesca y Vida Silvestre de los Estados Unidos .

Los investigadores genéticos han secuenciado 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 se están coordinando con estos genetistas, con la esperanza de descubrir más sobre su sistema inmunológico y ubicarlo en el lugar que le corresponde en el árbol filogenético .

Investigadores de la Universidad Estatal de Michigan se han unido a otros de las Universidades de Minnesota , Guelph y Wisconsin , entre otras, en un proyecto de investigación sobre feromonas de reciente síntesis . Se cree que estas influyen de forma independiente en el comportamiento de la lamprea marina. Un grupo de feromonas cumple una función migratoria: se cree que, al ser producidas por las larvas, atraen a los adultos en desarrollo hacia arroyos con hábitats de desove adecuados. Las feromonas sexuales emitidas por los machos son capaces de atraer a las hembras a largas distancias hasta lugares específicos. Estas feromonas son compuestos distintos que se cree que desencadenan diferentes comportamientos que, en conjunto, influyen en las lampreas para que exhiban conductas migratorias o de desove. Los científicos están intentando caracterizar la función de cada feromona y de cada componente molecular para determinar si pueden utilizarse en un programa específico de control de la lamprea respetuoso con el medio ambiente. Sin embargo, a partir de 2017, las medidas de control más efectivas aún implican la aplicación de (3-trifluorometil-4-nitrofenol) , o TFM, un plaguicida selectivo, en los ríos. ^{[ 28 ]} A partir de 2018No 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 arroyos de reproducción de gran importancia para estos reptiles. El propósito 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 los afluentes ven impedido su desplazamiento río arriba para desovar. Para solucionar esto, se han modificado las barreras y se han diseñado para permitir el paso de la mayoría de las especies de peces, pero aún así impedir el paso de otras. ^{[ 29 ] [ 30 ]}

Restauración

El objetivo de los programas de control de lampreas es lograr un hábitat más seguro y un crecimiento poblacional más saludable para especies de peces nativas vulnerables, como la trucha de lago. El Departamento de Energía y Protección Ambiental de Connecticut (DEEP) ha optado por un enfoque diferente para alcanzar este mismo objetivo, introduciendo lampreas marinas en ríos y lagos de agua dulce de la cuenca del río Connecticut y facilitando el acceso a los sitios de desove río arriba, sorteando presas y otras barreras. ^{[ 31 ]} Tras alimentarse de peces más grandes en el mar, las lampreas adultas migran río arriba para desovar, donde mueren rápidamente por causas naturales y se descomponen , proporcionando así alimento a las especies de peces de agua dulce nativas.

• pastel de lamprea

• Invading Species.com Ministerio de Recursos Naturales de Ontario y Federación de Pescadores y Cazadores de Ontario
• Ficha informativa sobre la especie GLANSIS , Servicio Geológico de los Estados Unidos
• Perfil de la especie: Lamprea marina ( Petromyzon marinus ) , Centro Nacional de Información sobre Especies Invasoras, Biblioteca Nacional de Agricultura de los Estados Unidos . Incluye información general y recursos sobre la lamprea marina.
• Consulta el genoma de la lamprea en Ensembl .
• Visualice el ensamblaje del genoma petMar2 en el navegador genómico de UCSC.
• "La batalla de los Grandes Lagos" por CleLand Van Dresser, Popular Mechanics , febrero de 1950, págs.  159–161/244.
• Fotografías de lampreas marinas en la colección de vida marina.