Lo que revela el ADN ambiental: huellas ocultas de gigantes marinos

Una ballena de aleta emerge del agua con un pez en la mandíbula. GUERRA CAMON/Shutterstock

El mar Mediterráneo es un refugio para algunos de los animales más grandes del océano. Entre las nueve especies de ballenas comunes en sus costas occidentales se encuentran el rorcual común (Balaenoptera phisalus), la segunda ballena más grande del mundo, y el cachalote (Phiseter macrocephalus). Estas especies pueden alcanzar hasta 23 y 18 metros de longitud, respectivamente, y representan poblaciones genéticamente aisladas de sus homólogas atlánticas.

A pesar de su impresionante tamaño, estos enormes animales pueden resultar difíciles de observar. El cachalote, por ejemplo, vive principalmente en aguas de mar abierto, donde se alimenta de calamares y peces de aguas profundas que se pueden encontrar a más de 1.500 metros. Sus inmersiones pueden durar entre 30 y 60 minutos, tras lo cual sale brevemente a la superficie para respirar y recuperarse durante cinco a quince minutos antes de iniciar otra inmersión.

Debido a su tamaño y comportamiento, estas ballenas tienen un alto riesgo de colisión con embarcaciones, y también se ven afectadas por otras actividades humanas, como el tráfico marítimo, la contaminación acústica o la degradación de su hábitat. La Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN), en su Lista Roja de Especies Amenazadas, clasifica las poblaciones mediterráneas de ambas especies como en peligro de extinción.

Para protegerlos, la ciencia se esfuerza por comprender mejor su ecología y hábitos y así desarrollar planes de conservación efectivos y basados ​​en evidencia sólida.

Métodos de estudio de ballenas en ambientes marinos.

Existen diversas técnicas de estudio y seguimiento de ballenas que la comunidad científica utiliza de forma complementaria. Los inventarios visuales, por ejemplo, han sido el método más utilizado hasta la fecha. Consisten en la observación directa de los animales desde una plataforma, ya sea un barco o un avión, a lo largo de transectos predefinidos. Es decir, establecer una línea recta que recorra el área para registrar datos como presencia, distribución, abundancia, etapa de desarrollo (cría, juvenil o adulto) y comportamiento.

Por otro lado, las grabaciones acústicas nos permiten detectar las vocalizaciones producidas por las ballenas mediante hidrófonos. Estos instrumentos, que funcionan de manera análoga a los micrófonos aéreos, captan sonidos submarinos que luego pueden analizarse con software especializado, lo que facilita la identificación de especies e incluso, en algunos casos, de individuos.

El uso de dispositivos electrónicos acoplados a las ballenas es otro método muy eficaz para el seguimiento individual. Esta técnica, conocida como etiquetado, utiliza sensores para rastrear los movimientos de los animales y registrar variables ambientales. La información obtenida es crucial para conocer sus áreas de distribución, patrones de comportamiento y uso de hábitat, aspectos básicos para diseñar estrategias de conservación más precisas.

Cuando las ballenas mueren, suelen aparecer en costas cercanas y, aunque parezca paradójico, estos acontecimientos también aportan información valiosa. De los animales varados es posible obtener muestras genéticas, parasitológicas o patrones dietéticos, entre otras cosas. Esto nos permite luego evaluar el estado de las poblaciones, sus interacciones ecológicas, amenazas, orígenes y estructura genética.

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Una pequeña molécula con mucha información.

En la última década ha cobrado gran importancia un método innovador basado en el estudio de una molécula fundamental: el ácido desoxirribonucleico, más conocido como ADN. Este enfoque se basa en el hecho de que todos los seres vivos están compuestos por una o más células que contienen ADN, una molécula que almacena información genética responsable, entre otras cosas, de la identidad de las especies.

Las células se liberan continuamente al entorno natural mediante procesos como la muda de la piel, la excreción fecal o la liberación de gametos. Invisibles para el ojo humano, estas partículas están ampliamente distribuidas en el medio ambiente: en el suelo, el agua, el aire o incluso la nieve. En el caso de los animales marinos, como los rorcuales y los cachalotes, el ADN se libera, por ejemplo, cuando se desprenden fragmentos de piel o cuando defecan en el agua.

ADN ambiental: una herramienta de investigación revolucionaria

Cuando una ballena pasa por una zona deja restos celulares que actúan como señal inequívoca de su presencia. Una simple muestra de agua puede contener esa señal en forma de fragmentos de ADN ambiental, que se extraen y secuencian para analizar su composición genética.

Desde principios del siglo XXI, una técnica conocida como metabarcodes ha permitido aislar y amplificar ADN de múltiples especies presentes en una misma muestra ambiental. Con el análisis informático, las secuencias obtenidas pueden identificarse a nivel de especie o grupos taxonómicos específicos, lo que permite determinar qué organismos estuvieron presentes en la zona de muestreo durante el período anterior a la toma de la muestra.

De esta forma, una sola muestra de agua, adecuadamente procesada, puede revelar la presencia no sólo de ballenas como el cachalote o el rorcual común, sino también de otros vertebrados marinos.

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¿Cómo puede ayudar esta técnica en el estudio de las ballenas?

Desde la Unidad de Zoología Marina de la Universitat de València recogemos sistemáticamente, desde 2023, muestras de agua del litoral de la Comunidad Valenciana para su análisis mediante ADN ambiental. Y los resultados son especialmente relevantes, ya que permitieron descubrir material genético de hasta cinco especies de ballenas -incluidos rorcuales y cachalotes-, así como de distintas especies de peces, tiburones, rayas y tortugas marinas.

Estas detecciones permiten identificar áreas frecuentadas por animales y analizar patrones espaciales y estacionales, información que puede compartirse con organizaciones gubernamentales para diseñar áreas marinas protegidas o implementar medidas de conservación específicas.

Además, es posible integrar este enfoque con el uso de embarcaciones que ya navegan regularmente por el Mediterráneo (como ferries, buques de investigación o barcos de pesca) para recolectar muestras de agua. Proyectos dedicados al estudio de cetáceos y otros vertebrados marinos, como LIFE CONCEPTU MARIS en el Mediterráneo occidental, aprovechan los buques comerciales tanto para la observación a bordo como para el muestreo sistemático para análisis de ADN ambiental.

Esta estrategia nos permite reducir costes, minimizar el impacto del muestreo en el medio ambiente y promover una ciencia más abierta, colaborativa y más cercana a los ciudadanos.

Chloe Fernández es candidata a doctorado en el Departamento de Zoología Marina del Instituto de Biodiversidad y Biología Evolutiva de la Universidad Cavanil de Valencia. Su tesis se desarrolló dentro del proyecto CETABIOENA y fue financiada por la Generalitat Valenciana a través del Plan Gent (Departamento de Innovación, Universidades, Ciencia y Sociedad Digital).

Natalia Fraija Fernández forma parte del Departamento de Zoología Marina del Instituto Cavanill de Biodiversidad y Biología Evolutiva de la Universidad de Valencia. Fue IP del proyecto Seguimiento de la Biodiversidad de Cetáceos mediante ADN Ambiental (CETABIOENA) financiado por la Conselleria de Innovación, Universidades, Ciencia y Sociedad Digital de la Generalitat Valenciana dentro del programa de apoyo al talento investigador Plan Gen-T y participó en el proyecto Conservación de ballenas y turbinas pelágicas en el Mar A y su hombre en el Mar Mediterráneo. Sostenibilidad (CONCEPTU MARIS) financiado por el programa LIFE de la Unión Europea.