Investigación

Biólogo panameño estudia la 'retardación' del parto en un tiburón bambú hembra

Después de que un tiburón hembra pasara casi cuatro años sin tener contacto con un macho, dio a luz una cría al almacenar el esperma.

El biólogo, buzo y fotógrafo marino, de origen panameño, Moisés Bernal lideró esta investigación  junto a colegas en San Francisco, California, Estados Unidos.

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El biólogo Moisés Bernal posa en la colección de peces de la Academia de Ciencias de California en San Francisco, Estados Unidos. El biólogo Moisés Bernal posa en la colección de peces de la Academia de Ciencias de California en San Francisco, Estados Unidos.

El biólogo Moisés Bernal posa en la colección de peces de la Academia de Ciencias de California en San Francisco, Estados Unidos. Foto por: CORTESIA/ Kathryn Whitney

Moisés Bernal colecta especímenes de pez león, en Flower Garden Banks, Golfo de México. Moisés Bernal colecta especímenes de pez león, en Flower Garden Banks, Golfo de México.

Moisés Bernal colecta especímenes de pez león, en Flower Garden Banks, Golfo de México. Foto por: CORTESÍA/ Elliot Jessup

La pasión y la curiosidad que el biólogo y científico panameño Moisés Bernal, de 30 años, tiene por descubrir misterios de criaturas que viven en las profundidades marinas, ha hecho que en las últimas semanas su nombre se haya replicado como eco en más de 40 medios internacionales, tales como Scientific American, BBC Earth, California Academy of Sciences, Washington Post, Science Codex, Phys.org, IFLS y Scienceblog.com.

El motivo: descubrió, junto a un grupo de colegas, que un tiburón bambú hembra almacenó esperma de un macho durante un período de 45 meses, y cumplido este tiempo dio a luz una cría de tiburón bambú de banda marrón, en el tanque de la laguna del Acuario Steinhart de la California Academy of Science, en San Francisco, Estados Unidos (EU).

La copulación había ocurrido en el Aquarium of The Pacific en Long Beach, California, donde la hembra vivió hasta 2007. A partir de ese año, esta hembra, junto a otras dos, fueron adquiridas por The Steinhart Aquarium, y desde entonces no habían tenido contacto con algún macho, explica Bernal vía email desde San Francisco, donde desarrolla su proyecto de investigación en el California Academy of Sciences, en San Francisco.

El líder de este proyecto lo explica así: “los tiburones bambú fueron adquiridos por el Acuario Steinhart en 2007. Desde el momento de su llegada comenzaron a poner huevos en el acuario, sin embargo, estos nunca se llegaron a desarrollar. En 2011, una de las acuaristas (Nancy L. Sinai) comenzó a colectar los huevos y a colocarlos en un tanque especial con condiciones bien específicas. Tras varios intentos, uno de los huevos se desarrolló hasta que eclosionó la cría de tiburón en enero de 2012”.

En ese instante, se preguntó: “¿es este un caso de partenogénesis (en el que un huevo no fecundado llega a convertirse en embrión)? o ¿será un caso de almacenamiento de esperma?”, indica Bernal, quien desde 2009 estudia un doctorado en Ciencias Marinas en la University of Texas en Austin Marine Science Institute, en Texas, EU.

Para resolver la incógnita, se utilizaron técnicas moleculares y se halló que “la cría de tiburón nacida en el acuario tenía mucha información genética que no estaba presente en ninguna de las hembras del acuario. Esa información genética probablemente viene de un macho del acuario de Long Beach. Teniendo esto en cuenta, la hembra pudo haber guardado y utilizado el esperma de ese macho por un período de 45 meses. Es el caso más largo de almacenamiento de esperma que se ha reportado para tiburones”.

El almacenamiento de esperma ocurre en especies solitarias cuando el contacto entre hembras y machos es poco frecuente, explica Bernal, quien desarrolla su proyecto de investigación en California Academy of Sciences, en San Francisco.

“Esto ocurre con frecuencia en insectos, reptiles y varias especies de peces. Incluso, una hembra puede almacenar esperma de varios machos y producir crías de distinta paternidad en un determinado momento. En tiburones lo que ocurre es que el esperma se almacena en los túbulos terminales de la glándula oviducal, una región expandida del oviducto, y es donde se produce la mucosa que recubre los huevos fertilizados”.

Tiburón ‘Triaenodon obesus’ en el Parque Nacional Coiba, Panamá Expandir Imagen
Tiburón ‘Triaenodon obesus’ en el Parque Nacional Coiba, Panamá CORTESÍA/Moisés Bernal

El almacenamiento de esperma puede ocurrir cuando la hembra no esté ovulando, y aun cuando no esté totalmente desarrollada. Ello, además, les permite producir varias camadas de tiburones después de aparearse solo una vez, añade Bernal.

En el caso de los tiburones, el almacenamiento de esperma se ha reportado en varias especies, como el tiburón martillo, tiburón tigre, tiburón arenero, tiburón mako, etc. 

“No es una estrategia muy inusual. Sin embargo, hasta hace poco se pensaba que solo ocurría en un período de meses, y como máximo un año. Con nuestro estudio encontramos que los tiburones pueden producir crías hasta un período de cuatro años después de la copulación. Esto, sin embargo, es difícil de medir en la naturaleza, ya que sería imposible monitorear constantemente los movimientos de una hembra en particular para determinar cuándo se reprodujo por última vez. Por eso tuvimos mucha suerte de poder colaborar en el Acuario Steinhart para este estudio”, explica el biólogo y científico Moisés Bernal.

Este hallazgo, en el que participaron Nancy L. Sinai, Claudia Rocha, Michelle R. Gaither, Freeland Dunker y Luiz A. Rocha, se publicó en Journal of Fish Biology el 28 de diciembre de 2014.

Secretos en las profundidades del océano

Bernal confiesa que se siente atraído por el mar desde siempre. Su curiosidad por conocer misterios que oculta su profundidad y apreciar la vida que habita en ella a través del buceo lo llevó a convertirlo en su profesión.

Este licenciado en Biología de la Universidad de Panamá es candidato a doctor en Ciencias Marinas en la Universidad de Texas en Austin, Estados Unidos (EU), por una beca de la Secretaría Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación, y desarrolla su proyecto de investigación en la Academia de Ciencias de California, en San Francisco.

“Desde muy chico mis padres me llevaron a las playas del Pacífico, y siempre tenía la curiosidad de saber qué animales estaban bajo la superficie. De pequeño también tenía predilección por los programas de televisión sobre la vida submarina”, cuenta el buzo y fotógrafo marino.

Peces 'Haemulon maculicauda' y 'Mulloidichthys dentatus' en Baja California, México. Expandir Imagen
Peces 'Haemulon maculicauda' y 'Mulloidichthys dentatus' en Baja California, México. CORTESÍA/Moisés Bernal

El momento durante su infancia que más le marcó “fue cuando mi mamá me compró mi primera máscara para hacer snorkel (amarilla, por cierto, que después mi hermano me la perdió, ¡qué llanto!) para un paseo a Isla Grande, y quedé con una tremenda curiosidad de conocer todo lo que estaba observando, todo me parecía desconocido. A los 16 años comencé a bucear y de allí en adelante el mar fue como un vicio, fue por eso que decidí estudiar biología, y un poco más adelante concentrarme en trabajar con peces”, rememora.

“Cómo se puede originar un gran número de especies marinas sin la influencia de barreras físicas”.

Moisés Bernal Biólogo

Este ictiólogo, es decir, un zoólogo especializado en el estudio de los peces, y biólogo evolutivo (que estudia la genética de los peces para entender su evolución y conectividad genética a través de distintas poblaciones), comparte detalles sobre su inclinación por este campo, reseña de qué trata su investigación actual y comparte sobre la importancia de estudiar el mar.

Pez 'Holocentrus rufus' en Portobelo, Panamá. Expandir Imagen
Pez 'Holocentrus rufus' en Portobelo, Panamá. CORTESÍA/Moisés Bernal

¿A qué edad decidió que estudiaría algo vinculado con las ciencias marinas?

Aunque estuve siempre fascinado por el mar y los animales marinos, al momento de entrar a la Universidad de Panamá me dije: ‘¿por qué no mejor estudiar medicina y tener un trabajo fijo en unos años?’ Hice todos los exámenes para medicina y mientras más lo pensaba más me daba cuenta de que mi verdadero interés estaba en la biología. Al final cuando elegí [inscribirme en] biología, me acuerdo que semanas después me llamaron de la Facultad de Medicina, aterrados porque yo era el único que no había ido a retirar el tan preciado cupo para el año 2003. Ya a mí se me había olvidado esa historia. Eso le tengo que agradecer mucho a mis padres, a pesar de que nadie en la familia estudió biología, ellos siempre me decían: ‘Hijo, usted tiene que elegir la carrera que le gusta’, sin ningún tipo de imposición, aunque ahora mis tías siempre me pregunten de qué voy a trabajar…

A su juicio, ¿por qué es relevante hacer investigaciones científicas orientadas a la biología marina y de qué manera benefician el mundo en que se vive?

Los seres humanos extraemos del mar más de 200 billones de libras de mariscos al año en el mundo. Millones de personas dependen de la pesca de peces de arrecife para subsistir (tenemos ejemplos de esto en Panamá). Al mismo tiempo, cada vez encontramos más compuestos químicos en organismos marinos que sirven para la elaboración de nuevos medicamentos. Eso sin mencionar los billones de dólares que se generan en buceo y actividades recreativas relacionadas con el mar.

Tomando en cuenta todos estos aspectos, los ecosistemas marinos son fundamentales no solo para la seguridad alimentaria de los humanos, sino también para la economía mundial. ¿Qué va a suceder con todos los beneficios que obtenemos del mar si no comprendemos las consecuencias de nuestras actividades humanas? ¿Cuáles son los límites de lo que podemos extraer de los ecosistemas marinos para garantizar su sostenibilidad a largo plazo? ¿Cómo interactúan las diferentes especies marinas en los ecosistemas naturales y qué sucede si una especie es removida de un sistema? ¿Cuáles son las consecuencias para las poblaciones naturales si se reduce la diversidad genética por la sobreexplotación de los recursos?

Preguntas de este tipo son las que biólogos marinos y oceanógrafos se hacen todos los días, y gracias a sus investigaciones, las respuestas nos ayudarán (idealmente) a mantener los recursos marinos en el futuro. En estos momentos conocemos más sobre la superficie de la Luna que sobre las profundidades del mar. La mayor cantidad de estudios de biología marina se ha hecho en menos de 100 metros de profundidad. Considerando que el punto más profundo del mar tiene 11 kilómetros de profundidad, y que hay más de 30 mil especies de peces, todavía queda mucho por estudiar.

Esta es una carrera contra el tiempo, ya que estamos en un punto en la historia en que las tecnologías de pesca son sumamente avanzadas, y la creciente población mundial demanda más recursos marinos que nunca.

Peces ‘Haemulon sexfasciatum’ en Baja California, México. Expandir Imagen
Peces ‘Haemulon sexfasciatum’ en Baja California, México. CORTESÍA / Moisés Bernal

¿En qué consiste su proyecto de doctorado?

Las teorías de especiación tradicionalmente señalan que las especies se originan cuando una barrera física impide la reproducción entre dos poblaciones. Por ejemplo, el surgimiento del istmo de Panamá llevó a la formación de especies separadas en el Caribe y el Pacífico. Sin embargo, para peces marinos no hay una gran abundancia de barreras físicas que impidan la reproducción entre poblaciones. Igualmente, las poblaciones pueden mantener conectividad genética a través de grandes distancias, ya que la mayoría de las especies tiene estadios larvales planctónicos.

Mi investigación busca entender cómo se puede originar un gran número de especies marinas sin la influencia de barreras físicas. Hasta el momento, mi investigación en peces roncadores (del Pacífico y Caribe de Panamá) demuestra que la selección natural afecta distintas porciones del genoma de manera diferente, lo que puede llevar a diferenciaciones entre poblaciones, aun en la misma región geográfica. Esto ha sido descrito para otros organismos, como moscas de la fruta y mariposas, pero puede ser muy relevante para organismos marinos, pues puede llevar a entender la gran diversidad de organismos que habitan en arrecifes de coral.

Pez ‘Sphyraena barracuda’ en una plataforma petrolera en el Golfo de México. Expandir Imagen
Pez ‘Sphyraena barracuda’ en una plataforma petrolera en el Golfo de México. CORTESÍA/Moisés Bernal

¿Qué es lo que más disfruta de trabajar inmerso en el mar?

Está difícil esa pregunta. Lo que más disfruto cuando buceo es, quizá, poder observar los animales en su ambiente natural, ver especies que no había visto antes, encontrarme con especies poco comunes o en peligro de extinción, observar su comportamiento y cómo se relacionan con otras especies… ¡Apaga aquí y vámonos a bucear! Lo que más disfruto del proceso científico es tener la libertad de hacer una pregunta, hacer una observación y poder llegar a una respuesta tentativa a dicha pregunta después de hacer una investigación. Lo que me da más satisfacción es que, al final, resolver esa pregunta también incrementa el conocimiento general de la humanidad, aunque sea una gota al mar, pero es una contribución, eso nadie te lo puede quitar.

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