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Biomarcadores de estrés en fauna silvestre

Biomarcadores de estrés en fauna silvestre

Dos de los principales atributos que definen a la Biología de la Conservación son su naturaleza aplicada (tiene por finalidad evitar y remediar daños a la biodiversidad), y su carácter multidisciplinar e integrador. Esa búsqueda de integración con otras ramas del saber, unido al alto grado de especialización que demanda la ciencia moderna, han dado lugar a que actualmente se esté consolidando una nueva sub-disciplina científica: la Fisiología de la Conservación.

Este matrimonio entre Fisiología (ciencia tradicionalmente desarrollada en el ámbito del laboratorio, utilizando especies domésticas) y Conservación (ciencia ligada al estudio de especies silvestres en su medio natural) se ha convertido en un prometedor reto para los biólogos preocupados por documentar, predecir y remediar los problemas que amenazan la viabilidad de muchas poblaciones de fauna. El estándar tradicionalmente utilizado por los ecólogos para cuantificar el estado de conservación de las poblaciones de fauna ha sido su tamaño: si el número de efectivos disminuye, consideramos que existe un problema de conservación.

Esta aproximación presenta varios inconvenientes, uno de los cuales es que detectamos el problema a posteriori, es decir, cuando la perturbación ya está generando un impacto marcadamente negativo. Aunque resulta muy importante cuantificar y verificar si se están produciendo esos efectos numéricos, el tamaño poblacional puede resultar un indicador demasiado tardío para actuar eficazmente. Por este motivo, uno de los mayores retos actuales en Biología de la Conservación consiste en elaborar métodos y técnicas que permitan anticiparnos al futuro cambio poblacional con antelación, de cara a poner remedio antes de que se produzcan los declives. Y este es precisamente uno de los aspectos en los que el matrimonio entre Fisiología y Conservación puede resultar más prometedor: la puesta a punto de biomarcadores fisiológicos en fauna silvestre.

Entre los diferentes parámetros potencialmente útiles para detectar anticipadamente problemas de conservación, resulta evidente que los sistemas fisiológicos de respuesta al estrés están íntimamente conectados con la salud del individuo. La exposición al estrés crónico resulta nociva para cualquier animal (no sólo para los humanos) por sus devastadores efectos sobre el sueño y los ritmos circadianos, el crecimiento, metabolismo, sistema inmune, las funciones cognitivas y reproductoras… Que debilitan al individuo facilitando la aparición de enfermedades y dificultando su reproducción y supervivencia. Pero mucho antes de manifestarse estos efectos, determinados parámetros fisiológicos genéricamente conocidos como “mediadores alostáticos” van a ver alterados sus niveles, anunciando la aparición de problemas mayores. De esta forma, los mediadores alostáticos se postulan como útiles biomarcadores de exposición al estrés.

En cierto modo, la conexión entre una medida de estrés del individuo y su estado de salud es lo que hace la ciencia médica al diagnosticar una patología humana asociada al estrés: vincula los niveles de ciertos biomarcadores fisiológicos con un mayor riesgo de padecer enfermedades. En el ámbito de la Fisiología de la Conservación, si demostramos que un grupo de individuos de fauna silvestre expuestos a una determinada actividad humana poseen niveles anormales de biomarcadores de estrés, podemos anticipar que se producirá algún impacto negativo sobre su salud, con posibles repercusiones sobre sus tasas de reproducción y supervivencia. Puesto que la suma de individuos componen una población, la cuantificación de biomarcadores de estrés en el individuo permitirá  anticipar el futuro efecto de esa actividad humana sobre el tamaño poblacional, disponiendo aún de tiempo para corregir la cadena de impactos negativos.

Estructura química del cortisol.

Estructura química del cortisol.

La cuantificación de glucocorticoides (como el cortisol o la corticosterona) está demostrando ser uno de los biomarcadores más efectivos para detectar la exposición al estrés en vertebrados silvestres, con numerosas aplicaciones en el ámbito de la conservación. Los niveles circulantes de glucocorticoides u “hormonas del estrés” se elevan de forma natural cuando aumentan las demandas energéticas del medio (por ejemplo, en respuesta a perturbaciones antrópicas). A corto plazo, estas elevaciones hormonales favorecen que el individuo adquiera un “estado de emergencia vital”, mediando cambios fisiológicos y de comportamiento encaminados a sobrellevar la perturbación. Sin embargo, a largo plazo, la exposición prolongada o repetida a estímulos nocivos genera una desregulación hormonal crónica, que se traduce en niveles anormalmente altos o bajos de estos biomarcadores.

Por ejemplo, a comienzos del presente siglo se detectaron niveles anormalmente bajos de corticosterona en cigüeñas nacidas en el entorno de Doñana. La Estación Biológica de Doñana realizó un pormenorizado estudio, y demostró una asociación directa con los niveles del plomo procedente del vertido de las minas Boliden-Apirsa, acontecido pocos años antes en la localidad de Aznalcóllar. Este estudio contribuyó a reforzar la idea de que los niveles de glucocorticoides constituyen biomarcadores de exposición a contaminantes en fauna silvestre. A su vez, las propias cigüeñas sirvieron de centinelas ambientales, señalando la existencia de un problema en el medio, y un vínculo genérico con la fisiología de la respuesta al estrés en fauna vertebrada; que sólo años más tarde se confirmaría en poblaciones de humanos.

A diario se publican nuevos estudios que validan el uso de los glucocorticoides como biomarcadores de exposición al estrés ambiental. Por mencionar sólo algunas aplicaciones adicionales en Biología de la Conservación, los glucocorticoides han sido utilizados como biomarcadores para rediseñar programas de rehabilitación y reintroducción de fauna, evaluar la efectividad de traslocaciones y refuerzos poblacionales, estimar la calidad de diferentes tipos de hábitat, evaluar la efectividad e impacto de técnicas de marcaje, o delimitar la amplitud de zonas de reserva que minimicen las molestias a fauna amenazada.


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Autor Julio Blas García

Científico Titular en la Estación Biológica de Doñana, CSIC. Departamento de Biología de la Conservación


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