Impacto combinado de microplásticos y del aumento térmico en peces antárticos y subantárticos: el género Harpagifer como modelo de estudio
Fuente: INACH
La contaminación por microplásticos (MP) y el aumento de la temperatura oceánica emergen como amenazas críticas para los ecosistemas marinos de altas latitudes. Este estudio evaluó el efecto combinado de la exposición a microplásticos de PVC y el aumento térmico en la fisiología de dos especies de nototénidos: el pez antártico Harpagifer antarcticus y su par subantártico Harpagifer bispinis. Los resultados indican que ambos estresores, al actuar de forma independiente, inducen respuestas significativas de estrés oxidativo y afectan la expresión de genes relacionados con la respuesta inmune innata, lo que, a su vez, favorece las vías de muerte celular (apoptosis). Se observó que la combinación de microplásticos y temperatura reduce la diversidad y altera la composición del microbioma intestinal en ambas especies. Estos hallazgos subrayan la necesidad de monitorear estas especies ante la expansión de actividades humanas, como la salmonicultura en el sur de Chile, que podrían incrementar la carga de contaminantes y, sobre todo, de microplásticos en áreas próximas al Continente Blanco.
Daniela Nualart Carrasco y Luis Vargas-Chacoff
Programa de Doctorado en Ciencias de la Acuicultura, Universidad Austral de Chile, Puerto Montt.
Centro FONDAP de Investigación en Dinámica de Ecosistemas Marinos de Altas Latitudes (IDEAL).
Instituto Milenio Biodiversidad de Ecosistemas Antárticos y Subantárticos (BASE).
Instituto de Ciencias Marinas y Limnológicas, Universidad Austral de Chile, Valdivia.
daniela.nualart@gmail.com, luis.vargas@uach.cl
El océano Austral ha sido históricamente un ambiente estable y aislado, pero hoy enfrenta presiones sin precedentes. La producción mundial de plásticos superó los 390 millones de toneladas en 2021 y una parte considerable de estos residuos termina fragmentándose en microplásticos de menos de 5 mm que viajan por las corrientes hasta la Antártica. Paralelamente, el calentamiento global está elevando las temperaturas de las aguas donde habitan especies estenotermas (adaptadas a rangos de temperatura muy estrechos), como los peces del género Harpagifer (fig. 1).
Nuestro proyecto propuso caracterizar cómo la interacción entre el PVC y el aumento térmico afecta la homeostasis de Harpagifer antarcticus (Antártica) y Harpagifer bispinis (zona subantártica). Estas especies son fundamentales para la cadena trófica, ya que conectan la macrofauna con depredadores mayores.
El diseño experimental incluyó la recolección de ejemplares en la bahía Fildes (Isla Rey Jorge, Antártica) de H. antarcticus (HAAN) y en Punta Arenas de H. bispinis (HABI). Los peces fueron sometidos a dos tipos de desafíos:
- Exposición por cánula: simulación de la ingesta accidental (por ejemplo, por confusión de la presa) de una dosis conocida de microplásticos.
- Exposición por baño: simulación del contacto con el ambiente y con partículas en suspensión.
Se utilizaron temperaturas de aclimatación “control” (2 °C para la especie antártica y 8 °C para la subantártica) y de estrés térmico proyectadas para el año 2100 (5 °C y 12 °C, respectivamente; fig. 2).
Resultados y relevancia
Los resultados muestran que los peces no son indiferentes ante estos cambios. Se detectó la activación de la enzima catalasa (CAT) y de la glutatión peroxidasa (GPx) en las branquias de H. bispinis, lo que indica que el pez intenta compensar el daño oxidativo causado por los microplásticos de PVC.
Sin embargo, en H. antarcticus algunas capacidades de defensa inmunológica y antioxidantes (como la SOD) disminuyeron, lo que sugiere una menor resiliencia ante la combinación de ambos factores. Este proyecto es vital para entender si la fauna nativa podrá sobrevivir a un futuro con más plástico y aguas más cálidas.
La investigación concluyó que el aumento térmico ejerce un efecto más pronunciado sobre la expresión génica que la mera presencia de microplásticos. En H. bispinis, el calor indujo la activación de los genes implicados en la respuesta al estrés oxidativo en las branquias. No obstante, al combinar el calor con el PVC, la respuesta inmunitaria innata se vio comprometida, lo que activó marcadores de apoptosis (muerte celular programada) en órganos vitales como el riñón anterior y el bazo.
Uno de los descubrimientos más reveladores fue la alteración de la comunidad bacteriana del intestino. La diversidad microbiana, esencial para la digestión y la salud inmunológica, disminuyó significativamente bajo la influencia de ambos estresores. En la especie antártica, se observó que el estrés favorece la proliferación de taxones bacterianos raros o transitorios, lo que reduce la estabilidad del microbioma intestinal y podría dejar al pez más vulnerable a los patógenos.
El análisis de los tejidos reveló que la exposición aguda no resultó letal, pero sí dejó “huellas”. Se identificaron lesiones celulares y epiteliales (hiperplasia) en las branquias y en el riñón de ambas especies. En el intestino posterior de H. bispinis, las lesiones degenerativas fueron prominentes bajo la combinación de microplásticos y calor, mientras que en H. antarcticus se observó vacuolización de las células mucosas y hemorragias leves.
Conclusiones
Aunque la hipótesis de un efecto sinérgico se rechazó parcialmente, los resultados evidencian una clara vulnerabilidad fisiológica. La capacidad de estos nototénidos para mantener su equilibrio interno (homeostasis) se ve tensionada cuando el termómetro sube y el plástico aparece en su dieta o en su entorno, como se observa en la figura 3.
Este estudio, financiado por iniciativas como el FONDAP-IDEAL, el Instituto Milenio BASE e INACH (proyecto “Interacción entre microplásticos y temperatura: sus efectos sobre la fisiología del nototénido antártico Harpagifer antarcticus y el subantártico Harpagifer bispinis” DG_03-23), constituye una línea de base crítica. Es imperativo realizar estudios de exposición crónica a largo plazo, ya que los daños acumulados en el microbioma y en los tejidos podrían comprometer la reproducción y el crecimiento de estas especies a futuro, alterando el equilibrio de los ecosistemas antárticos y subantárticos.
Este trabajo es de suma relevancia, ya que aborda la interacción entre la contaminación por microplásticos y el cambio climático en especies clave del océano Austral.