Los productos químicos artificiales dañan los sellos a nivel molecular

Las focas anilladas se encuentran entre los mamíferos marinos más comunes del Ártico canadiense. Dependen en gran medida del hielo marino como hábitat, respiran a través de agujeros que mantienen en la superficie helada, dan a luz en madrigueras de nieve y se sumergen bajo el hielo para cazar bacalao del Ártico y pequeños crustáceos.

También son presa clave para los osos polares y una parte integral de la cultura inuit, ya que brindan sustento, continuidad cultural y una conexión generacional con la tierra y el mar.

Sin embargo, nuestro nuevo estudio muestra que estas focas se están viendo afectadas por la contaminación química en la red alimentaria del Ártico y el rápido calentamiento climático que está transformando su hábitat de hielo marino. Cada una de estas presiones es grave por sí sola, pero juntas socavan la salud de las focas de maneras que ahora pueden detectarse a nivel molecular.

Nuestra investigación se centró en las focas anilladas a lo largo de la costa norte de Labrador en Canadá, cerca de la bahía de Saglek, un lugar con una larga herencia industrial. Una antigua estación de radar militar que había estado en funcionamiento desde la década de 1950 dejó un punto crítico de bifenilos policlorados (PCB) que afectaba a las focas anilladas.

Patrimonio químico almacenado en la grasa

Los PCB son 209 compuestos químicos a base de cloro que son altamente tóxicos. Se produjeron en grandes cantidades en todo el mundo desde la década de 1920 hasta finales de la de 1970 para su uso en equipos eléctricos industriales y productos comerciales.

A pesar de estar prohibidos durante décadas, siguen siendo muy persistentes en el medio ambiente. Los PCB no se rompen fácilmente. Se unen a la grasa, se mueven a través de las redes alimentarias y se acumulan en animales como focas, ballenas y, en última instancia, en los humanos que dependen de los mamíferos marinos para alimentarse.

Cuando tomamos muestras de focas cerca de la bahía de Saglek entre 2009 y 2011, las concentraciones de PCB se mantuvieron altas, con un promedio de más de 700 nanogramos por gramo de grasa. Además de los PCB, también detectamos residuos de los insecticidas DDT, clordano, dieldrín, mercurio y otros contaminantes persistentes que fueron transportados al Ártico a través del aire y el agua.

Para comprender cómo esta carga química afecta la biología de las focas, utilizamos la metabolómica (un método científico que estudia pequeñas moléculas en los tejidos) para detectar cambios en la fisiología y la función celular. Al medir 254 moléculas en muestras de sangre y hígado, podemos detectar signos tempranos de estrés que pueden no ser visibles en las evaluaciones de salud tradicionales.

Cómo los productos químicos dañan los sellos

Los químicos tóxicos se unen a la grasa, se mueven a través de las redes alimentarias y se acumulan en animales como las focas y, en última instancia, en los humanos que dependen de los mamíferos marinos para alimentarse. (Anais Remilly), proporcionado por el autor (sin reutilización)

Descubrimos que la exposición a contaminantes químicos altera el metabolismo básico de las focas. En el hígado, las focas con niveles más altos de PCB mostraron mayores concentraciones de sulfóxido de metionina, un marcador de estrés oxidativo.

Este compuesto se forma cuando las proteínas son dañadas por especies reactivas de oxígeno, que se producen cuando las células están expuestas a estrés químico. Esto sugiere que los PCB contribuyen al daño oxidativo a nivel celular.

Los clordanos se han asociado con alteraciones en el metabolismo de los aminoácidos que apoyan la síntesis de proteínas y el procesamiento de desechos. Las focas con niveles más altos de estos pesticidas mostraron una reducción de la glutamina, un aminoácido importante para la desintoxicación y la función inmune, junto con cambios en otros marcadores metabólicos indicativos de compensación fisiológica bajo estrés.

Estos cambios no son sólo señales bioquímicas. El estrés oxidativo y el metabolismo alterado de los aminoácidos se asocian con una función inmune reducida, un desequilibrio hormonal, un menor éxito reproductivo y, con el tiempo, un mayor riesgo de enfermedad.

Trabajos anteriores en estas mismas poblaciones también mostraron cambios en la expresión genética asociados con la exposición a contaminantes. Nuestros hallazgos sugieren que estos efectos también se manifiestan a nivel metabólico.

Choques ambientales debido al calentamiento de los océanos

El cambio climático añade otra capa de estrés. Durante 2009 y 2010, el Mar de Labrador experimentó condiciones invernales inusualmente cálidas, con temperaturas de la superficie del mar de 5 a 10 grados por encima de lo normal y una fuerte disminución de la capa de hielo. Esto representó un cambio breve pero poderoso en las condiciones ambientales.

Las muestras de sangre de las focas que recolectamos ese año mostraron cambios significativos en la composición de lípidos. Los ácidos grasos esenciales omega-3 y omega-6, que son fundamentales para las membranas celulares y regulan la inflamación y la función neurológica, se reducen significativamente. Al mismo tiempo, los niveles de grasas saturadas aumentaron, lo que indica cambios en la dieta, alteración del gasto energético o estrés fisiológico.

Este cambio bioquímico se reflejó en el estado del cuerpo. Las focas adultas que tomamos muestras en 2010 tenían capas de grasa significativamente más delgadas en comparación con otros años. Dado que la grasa sirve como aislamiento y reserva de energía, un espesor reducido indica una ingesta de energía reducida, un gasto de energía aumentado o ambas cosas.

Estos dos factores estresantes no actúan de forma independiente. Cuando las focas pierden grasa durante períodos de escasez de alimentos o condiciones cálidas, los contaminantes almacenados en la grasa, como los PCB y los clordanos, pueden liberarse al torrente sanguíneo.

Esto significa que el estrés nutricional puede aumentar directamente la exposición interna a sustancias químicas tóxicas. El resultado es un efecto compuesto: los animales sometidos a estrés climático pueden experimentar simultáneamente una mayor exposición a la toxicidad. Esta dinámica es particularmente preocupante para las focas jóvenes que acumulan reservas de grasa y para las hembras adultas que amamantan a sus crías.

Cuando las focas pierden grasa durante períodos de escasez de alimentos o condiciones cálidas, los contaminantes almacenados en la grasa pueden liberarse al torrente sanguíneo. (Tanya Brown), autor proporcionado (sin reutilización) Implicaciones para las comunidades inuit

Las focas anilladas no sólo son importantes para el ecosistema ártico, sino que también sirven como fuente de alimento fundamental para las comunidades inuit de toda la región. Los cambios en la salud de las focas anilladas afectan directamente la seguridad alimentaria, las tradiciones y el bienestar general de estas comunidades.

Las fuentes de estos contaminantes están mucho más allá del control local. Los contaminantes industriales como los PCB se producen y liberan en las regiones del sur, mientras que las emisiones de gases de efecto invernadero que causan el calentamiento del Ártico provienen de fuentes de todo el mundo. Sin embargo, las comunidades árticas suelen sufrir el mayor impacto de ambos.

Las focas anilladas siguen siendo vitales para la dieta tradicional inuit debido a su importancia cultural, densidad dietética y mayor accesibilidad y nutrición en comparación con las alternativas compradas en tiendas.

Un clima cambiante que afecta tanto la salud de las focas como su exposición a contaminantes subraya la necesidad de monitorear y proteger la seguridad y calidad de los alimentos tradicionales.

Lo que sigue siendo desconocido

La metabolómica ofrece información valiosa sobre los cambios fisiológicos en los animales. Pero en sistemas complejos, puede resultar complicado distinguir los efectos de contaminantes específicos de otros factores biológicos o ambientales variables.

El seguimiento a largo plazo de los animales, combinado con estudios experimentales de mezclas y contaminantes del mundo real, está ayudando a dilucidar cómo sustancias químicas específicas provocan estos efectos.

Sin embargo, lo que ya está claro es que tanto los factores estresantes climáticos como químicos están relacionados con la salud comprometida de las focas. El hígado señala el estrés constante de la desintoxicación, mientras que la sangre indica cambios en el equilibrio energético a medida que el clima se calienta.

Las focas anilladas han sobrevivido a fluctuaciones climáticas pasadas, pero no han enfrentado los desafíos combinados del rápido calentamiento inducido por el hombre y la persistente contaminación industrial. Monitorear su salud no sólo proporciona información sobre los ecosistemas árticos, sino también un sistema de alerta temprana para las comunidades que dependen de ellos.