Las iniciativas beneficiadas son “Respuesta de los vientos favorables al afloramiento en el sistema de Humboldt al cambio climático: de la escala regional a la escala global”, liderado por la Dra. Katerina Goubanova (CEAZA); y “Develando los compromisos energéticos para la inmunidad en etapas críticas del desarrollo de los ostiones: papel de los ácidos grasos poliinsaturados (omega-3) en la dieta y su posible uso en la acuicultura”, dirigido por la Dra. Katherina Brokordt (CEAZA).

Vientos de cambios.. climáticos

El lugar donde se ubica la corriente de Humboldt en el mar (costa de Chile y Perú) es considerado una de las regiones más productivas de todos los océanos, en términos de pesca. La riqueza del ecosistema marino en esa zona es el resultado de la surgencia o ascenso de aguas profundas hacia la superficie del mar, frías y abundantes en nutrientes, inducidas por la acción de los vientos.

“Cómo el sistema de Humboldt y los distintos componentes que lo constituyen (atmosférico, oceánico, biológico, químico) responden al cambio climático aparece como cuestión clave desde el punto de vista científico y socio-económico”, señala la Dra. Katerina Goubanova.

Para aportar elementos de respuesta, la iniciativa que lidera la investigadora, se basa en la modelización climática y se enfoca en el estudio de los vientos que generan la surgencia en Chile central y norte. El proyecto tiene como objetivo científico entender cómo los papeles de diferentes procesos climatológicos locales (ej.: influencia del mar y continente) y de gran escala (ej.: El Niño o la Oscilación Antártica) que impactan el régimen de los vientos, podrían ser modificados por un clima más cálido.

“Nuestra propuesta intentará entender también el impacto de cambio climático sobre la estructura espacial del viento. En particular, es importante evaluar si el gradiente o diferencia entre los vientos cerca de la costa y los que soplan hacia fuera de ella aumentarán o disminuirán como resultado del cambio climático, porque este gradiente determina, junto con la fuerza de los vientos paralelos a la costa, el régimen de surgencia” explica la investigadora.

Goubanova detalla que las colaboraciones con oceanógrafos, que contribuyen en el proyecto, permitirán estimar el impacto potencial del cambio de los vientos sobre la surgencia costera y sobre la circulación oceánica regional.

Confiabilidad de los modelos de cambio climático

El proyecto también evaluará el nivel de confianza que se puede tener en las proyecciones del clima futuro para la región en estudio. Para esto se cuantificarán las incertidumbres de las proyecciones regionales que elaboran los científicos.

“Exploraremos básicamente tres fuentes de incertidumbres: las asociadas a las herramientas de proyecciones o modelos climáticos, las fórmulas matemáticas y físicas que se utilizan para describir el sistema climático. También revisaremos las asociadas a los distintos tipos de escenarios de emisiones, que representan diversa cantidad de emisión futura de gases de efecto invernadero, de forma hipotética. Junto a ellas, analizaremos la incertezas asociadas a la variabilidad interna del sistema climático que puede reforzar o, al contrario, contrarrestar el cambio climático producido por las actividades humanas ”.

Colaboran en el estudio los co-investigadores Dr. (c) Orlando Astudillo (CEAZA), Dr. Marcel Ramos, de la Universidad Católica del Norte (UCN), Dr. Boris Dewitte (UCN/Institut de Recherche pour le Développement) y el Dr. Aldo Montecinos de la Universidad de Concepción. De la misma manera, el proyecto implica colaboraciones con el Instituto Geofísico del Perú y con centros climáticos en Francia.

Mejor salud para el ostión del norte

Uno de los aspectos complejos de la vida de los moluscos, como el ostión del norte (Argopecten purpuratus), es que su respuesta inmunológica a enfermedades es innata y no adquirida, como en los vertebrados superiores (ej: las personas), que una vez expuestos a un patógeno generan moléculas llamadas anticuerpos, que los protegen en caso de exponerse nuevamente a uno de esos microorganismos.

Debido a esa diferencia, el sistema inmunológico de estos invertebrados genera una nueva respuesta cada vez que se presentan organismos causantes de enfermedades, explica la Dra. Brokordt. La investigadora agrega que este mecanismo tiene una demanda energética muy alta. En este sentido, explica que el trabajo busca evaluar la capacidad de respuesta inmune, con respecto a otros procesos críticos del organismo, como la reproducción.

“Nuestra primera hipótesis plantea que cuando un espécimen invierte mucha energía en madurar su gónada para producir sus gametos, presentaría una merma en su capacidad de respuesta inmune. Por ello estaría más susceptible a enfermedades”, explica.

“Sabemos que en un ejemplar maduro existe una disminución de glucógeno (azúcar), que es su gran fuente de energía. Un individuo que aún no invierte en producir sus gametos posee mucho más de este componente en sus tejidos, por lo que tendría más energía disponible para soportar su respuesta inmune”, plantea.

El equipo de especialistas que trabaja en la iniciativa plantea que en general aumenta la mortalidad de larvas en etapas críticas de su desarrollo. Por ejemplo, cuando comienza a alimentarse del medio externo o cuando se transforma en pequeños juveniles (metamorfosis).

“En esos momentos los organismos desarrollan y activan su sistema digestivo, o cambian completamente su forma, procesos que demandan mucha energía. En este sentido, lo que nosotros queremos lograr es la descripción de la respuesta inmune en ostiones en período larval, información que casi no existe a nivel mundial. Para ello trabajaremos con una técnica de secuenciación masiva para el descubrimiento de genes nuevos. Luego los caracterizaremos y mediremos cómo su expresión varía a lo largo del desarrollo larval y después de la metamorfosis”.

Flexibilidad y energía para combatir enfermedades

Los ácidos grasos poliinsaturados, como los omega-3, son componentes esenciales para la fluidez de las membranas celulares de todos los organismos incluidos seres humanos, insectos y moluscos. Una mayor fluidez de membranas celulares hace que ésta funcione en forma más eficiente, y en el caso de células inmunes esta mayor eficiencia podría mejorar la eliminación de patógenos asociados a enfermedades. En los moluscos, como el ostión, los omega-3 se obtienen a través de la dieta (microalgas específicamente). El proyecto también intentará saber qué ocurre en larvas y adultos que son alimentados de microalgas con un mayor contenido de ese componente.

“Proporcionaremos una dieta rica en omega-3 a reproductores en maduración, para que la disminución de energía de ese proceso se compense y puedan tener la misma o mejor respuesta inmune que un individuo que no ha madurado todavía. En cuanto a las larvas, nuestra hipótesis plantea que alimentándolas con microalgas ricas en omega-3 también se verán menos afectadas por la morfogénesis que experimentan, con una consecuente mejor respuesta a la presencia de patógenos” señala la científico.

Asimismo, con esta labor los científicos buscan apoyar la producción de semillas de ostión, en beneficio de los productores de este recurso por ejemplo en Tongoy, donde se produce el 90% del molusco a nivel nacional y que ha experimentado una merma debido a la crisis de la industria, derivada entre otros por altas mortalidades y eventos como el tsunami del 2015.

Junto a la Dra. Brokordt contribuyen al proyecto los coinvestigadores doctores Paulina Schmitt y Luis Mercado de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso (PUCV), Claudia Cárcamo (UCN-CEAZA). También aportarán a la iniciativa Isis Rojas, estudiante del doctorado en acuicultura impartido en conjunto por la UCN, Universidad de Chile y PUCV; y Yohana Defranchi del magíster en ciencias del mar; e Ignacio Espósito estudiante de biología marina, de la UCN.