Cualquier persona que escuche que una expedición de pesca tendrá lugar en la Península de Yucatán, México, se imaginaría que cómo investigadores, estaríamos haciendo snorkel o buceando entre arrecifes de coral en las cálidas aguas del Caribe, o bien en hermosos cenotes con aguas turquesas, rodeados de paisajes idílicos.
Sin embargo, cualquier cosa que pudiese haber imaginado, o buscado en Google antes de mi primer trabajo de campo internacional, estaba lejos de la realidad que vivimos en busca de peces cachorritos (pupfish en inglés; y en español estos peces también son conocidos como bolines). Estábamos en busca de la radiación adaptativa de cachorritos de Chichancanab, un grupo de especies diferentes de cachorrito -llamados así por la forma en la que el movimiento de su aleta caudal se asemeja al movimiento de la cola de un cachorro- que presentan una diferenciación morfológica extrema de sus cabezas.
En lo profundo de la Península de Yucatán, considerada como “un pequeño mar” para los mayas, la Laguna Chichancanab es un lago endorreico de aproximadamente 30 kilómetros cuadrados, y el hogar de una de las únicas dos radiaciones adaptativas de peces cachorritos viviendo en simpatría, el término científico para describir cuando diferentes especies viven dentro de una misma área geográfica. Inicialmente descritos como una radiación de cinco especies hace cuatro décadas, los cachorritos de Chichancanab se diversificaron dentro de la misma laguna en un tiempo evolutivo muy corto (menor a 8,000 años), evitando la competencia por alimento al adquirir distintos comportamientos alimenticios y variaciones craneofaciales extremas entre ellos.
El equipo
El laboratorio de ‘Especiación de Peces’ del Departamento de Biología Integrativa y del Museo de Zoología de Vertebrados de la Universidad de California, Berkeley, dirigido por el Dr. Christopher H. Martin, estudia la ecología, evolución, desarrollo, y genómica de las radiaciones adaptativas de peces. Específicamente, el laboratorio utiliza radiaciones microendémicas de cachorritos especialistas tróficos (el término para el comportamiento dietario) que se encuentran sólo en dos lugares del mundo: la Isla San Salvador, en Bahamas, y en la Laguna Chichancanab, México.
Como investigadora postdoctoral en el laboratorio del Dr. Martin, estudio los cambios genéticos que subyacen la adquisición de las divergencias craneofaciales durante el desarrollo embrionario y larval de los cachorritos de la Isla San Salvador. Estudiando estos cachorritos, mi investigación busca identificar nuevo genes y variantes genéticas involucradas en la evolución de morfologías craneofaciales adaptativas (o ventajosas) y sus posibles implicaciones para entender variaciones craneofaciales clínicas en humanos.
En 2022, el Dr. Martin y sus colaboradores de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y la Universidad de California, Riverside, viajaron a la Laguna Chichancanab para establecer colaboraciones locales y estimar la diversidad y abundancia de los cachorritos en la Laguna.
Visitaron sitios cercanos al extremo sur de la laguna, logrando muestrear tres de las cinco especies originalmente descritas: Cyprinodon beltrani, la especie generalista de la radiación, C. labiosus, cachorrito carnívoro de labios gruesos, y C. simus, el cachorrito boxeador, que presenta una mandíbula más larga, similar al comedor de escamas de la Isla San Salvador, C. desquamator, pero que termina en un abrupto ángulo recto. Acorde al patrón de declive y extinción probablemente causada por la contaminación de la Laguna y la introducción de especies no nativas invasivas como la mojarra maya (Mayaheros) y la tilapia de Mozambique (Oreochromis mossambicus), la abundancia de los cachorritos de Chichancanab estaba en su punto más bajo.
Aunque la expedición de 2022 fue relativamente exitosa, lamentablemente no puedo decir lo mismo de nuestro trabajo de campo en 2024. Descrita hace menos de un siglo, la radiación de cachorritos de Chichancanab se está convirtiendo en una cifra más en la continua pérdida global de diversidad animal en el Antropoceno.
En busca de los cachorritos de Chichancanab
Cancún nos recibió con esa humedad pegajosa característica del Caribe, con cielos nublados, temperaturas sobre los noventa grados Fahrenheit (~30 grados Celsius), y un ritmo pausado que contrasta con nuestras agendas tumultuosas como científicos en el Área de la Bahía de San Francisco. Con nuestra camioneta repleta de redes de pesca, ropa de campo, snorkels, y barras de proteínas, dejamos atrás las idílicas playas de la Riviera Maya, los turistas y las acogedoras calles de Tulum y Cancún, para adentrarnos en tierras comunales mayas. Lentamente, y sin darnos cuenta, adoptamos una vida sin afán, alejada del ritmo acelerado al que estamos acostumbrados en las grandes ciudades.
Iluminada por una hermosa luna llena de agosto, la selva maya nos recibía de noche con sonidos a los cuales no estamos acostumbrados en la ciudad. El hipnótico y estridente cepillar de las patas de los grillos, los sonidos constantes de las ranas croando, los geckos besucones haciendo de lo suyo (tirando besos), y por supuesto, el constante zumbido de los mosquitos.
Nos reunimos con colaboradores locales de la UNAM, el Colegio de la Frontera Sur, el Instituto Tecnológico Nacional, y el Laboratorio de Conservación Biológica (Fig 3, 4). Nuestros vínculos se hacían más cercanos a medida que planeábamos el trabajo de campo del día siguiente, y compartíamos deliciosos guacamoles y totopos recién hechos. Manteníamos la esperanza de encontrar las especies observadas en 2022, pero ciertamente teníamos menos esperanza de encontrar al escaso cachorrito boxeador, C. simus.
Como hablante de español nativa, estaba conmovida de ver a mis compañeros de laboratorio tratar, de la mejor manera, de hablar español, de aprender y utilizar nuevas palabras para comunicarse de mejor manera con nuestros colaboradores y con la comunidad local. Intentar hablar en otro idioma requiere de gran coraje, y, aun así, ahí estábamos, un montón de ictiólogos Hispano- y Anglo-parlantes planeando una emocionante búsqueda para encontrar esta radiación adaptativa de cachorritos en vías de extinción, mientras comíamos tacos de arrachera en el restorán sin afán del pueblo.
Adentrándonos en aguas turbias
Al siguiente día fuimos a un nuevo sitio de muestreo, “El Rancho”, al sureste de la Laguna. Le tomó -literamente- 3 minutos al Dr. Martin ponerse su snorkel y saltar a la Laguna para explorar la abundancia y diversidad de especies en el nuevo sitio de muestreo. Para estudiar la abundancia de peces y su contenido estomacal (como proxy de su dieta), nos dividimos en equipos – algunos snorkeleaban las orillas de la Laguna en “El Rancho”, otros chinchorreando y poniendo trampas a lo largo de la orilla, y otros tirando redes de atarraya desde el muelle. Red tras red, lo único que encontrábamos era el generalista C. beltrani y el cíclido Mayaheros. Tristemente, el “El Rancho” parecía ser una especie de profecía que anticipaba el resultado de nuestro trabajo de campo.
Después de “El Rancho”, y ya contando con algunos especímenes vivos de C. beltrani, planeamos realizar experimentos para analizar la motilidad y trayectoria de espermatozoides de los peces muestreados. Matt C. Kustra es un investigador postdoctoral del Instituto Miller de la Universidad de California, experto en biología de espermatozoides de peces, quien estudia cómo la selección natural y sexual interactúan para crear nuevas especies (en un proceso que se conoce como especiación). Uno de los objetivos del Dr. Kustra en Chichancanab era medir la performance (la relación entre la motilidad, velocidad, y trayectoria de las células) de los espermatozoides de los cachorritos para identificar potenciales incompatibilidades que subyacen al proceso de especiación en la Laguna.
Nuestros colaboradores Maribel Badillo y Fernando Mesh, del Laboratorio de Conservación Biológica de la UNAM habían traído desde Sisal al cachorrito de Yucatán, C. artifrons, quien es la especie externa de la radiación de Chichancanab, con un linaje separado aproximadamente por 100,000 años. Junto con los especímenes muestreados en “El Rancho” en la mañana, el Dr. Kustra y yo comenzamos los experimentos esa misma tarde, en un acogedor laboratorio improvisado en su cabaña.
El proceso para la recolección de esperma consiste en apretar gentilmente un cachorrito adulto (generalmente miden 2-3 pulgadas, o 3-8 cm) anestesiado para lograr colectar, generalmente, menos de 1 microlitro de esperma, que luego es diluido serialmente para analizar el movimiento, velocidad y trayectoria de células espermáticas individuales en aguas con osmolaridades y concentraciones de metales e iones diferentes, en un sistema automatizado de seguimiento integrado en el microscopio. La especie distante, C. artifrons, habita aguas marinas y salobres y es endémico de todas las cosas de la Península, mientras que C. beltrani, vive sólo en Chichancanab, que contiene aguas que varían de dulce a salobre y con altas concentraciones de precipitado de yeso.
Junto al Dr. Kustra observamos una mayor trayectoria y velocidad en los espermatozoides de C. beltrani en aguas de la Laguna Chichancanab, y una motilidad menor en aguas salobres provenientes de Sisal. A la inversa, los espermatozoides de C. artifrons demostraron tener una mayor motilidad en aguas salobres, y no en aguas provenientes de la Laguna. Como continuación de este trabajo, y liderado por el Dr. Kustra, más experimentos para medir la motilidad de los espermatozoides, fertilización in-vitro, e incompatibilidades pre- y post-cigóticas entre C. beltrani y C. artifrons se están llevando a cabo en el laboratorio del Dr. Martin, en UC Berkeley.
Pasamos los tres siguientes días muestreando los sitios previamente visitados en el 2022. Tal como lo que observamos en “El Rancho”, en “La Playa” y “San Diego”, sólo pudimos encontrar como especie dominante al generalista C. beltrani, al introducido cíclido Mayaheros, además de peces del género Poecilia y Astyanax. A pesar de que llevo casi cuatro años estudiando cachorritos, esta era mi primer trabajo de campo para encontrarlos en la naturaleza. Uno de mis principales objetivos en la Península era observar a los cachorritos en su hábitat natural. En medio de aguas turbias, llenas de algas, camas de pasto de Cladium y Eleocharis, y del endémico mangle rojo, Rhizophora mangle, tuve la oportunidad de ver adultos de C. beltrani en toda la Laguna, y de -afortunadamente- capturar el único video que se tiene de un adulto C. beltrani mostrando colores nupciales, visitando varios territorios dentro de la Laguna, nadando junto a los introducidos Mayaheros y Astyanax.
Los hallazgos de la investigación
Análisis de contenido estomacal liderado por el Dr. Carlos Grácida y su equipo del Instituto Tecnológico Nacional, realizados después del trabajo de campo, sugieren fuertemente que Mayaheros es un depredador significativo de los cachorritos Cyprinodontiformes, que son generalmente de menor tamaño. Sin embargo, hoy en día, las amenazas para esta espectacular radiación adaptativa de cachorritos no sólo están representadas por la introducción de estos peces predatorios -que son potencialmente más apetecibles para las comunidades locales debido a su mayor tamaño y valor alimenticio- sino también por la amenaza simultánea y recurrente de la contaminación de aguas de la Laguna. En “La Playa” observamos que la mayoría de los Mayaheros colectados, irrespectivamente de su tamaño, mostraban evidencia de quistes ectoparasíticos en su piel. Lamentablemente, no sabemos nada acerca de los números y/o incidencia de estos parásitos, y cómo puede afectar la salud y el ciclo de vida de los cachorritos de Chichancanab.
Después de cuatro días de muestreo de cachorritos en Chichancanab, ahora era nuestro turno como grupo apoyar la investigación de nuestros colaboradores en busca de peces troglobíticos – peces que habitan las oscuras profundidades de las cuevas llenas de aguas y cenotes que abundan en la Península. Equipados con tanques de oxígeno y trajes de buceo para soportar las heladas aguas subterráneas, el. Dr Arroyave y su colaborador y también experto buceador de cuevas, Erick Sosa, colectaron exitosamente dos especies de peces de caverna, en dos cuevas diferentes y a distintas profundidades.
Primero, encontraron a la elusiva especie de anguila oscura de pantano hermafrodita (Ophisternon aenigmaticum), a una profundidad de 98 pies (30 metros) bajo la superficie del agua, en un cenote ubicado un hermoso sistema interconectado de lagunas, tres horas al sur de Chichancanab. Asiduos a enterrarse en el sustrato, todas las especies del género Ophisternon muestran una tendencia hacia la reducción de ojos; sin embargo, entre las especies neotropicales del género, sólo O. infernalis (una especie estrictamente troglobítica endémica de los cenotes y cuevas sumergidas de Yucatán) y la nueva especie O. berlini descrita en Costa Rica, son completamente ciegas.
Emocionados por el encuentro con O. aenigmaticum y deseosos de encontrar más peces troglobíticos, viajamos al día siguiente a la turística ciudad de Tulum. Nuestro sitio de muestreo, por supuesto, no iba ser nada parecido a los idílicos cenotes de aguas turquesas generalmente visitados alrededor de Tulum.
Cruzando tierras comunales mayas infestadas de mosquitos, con una humedad del 100% y temperaturas que fácilmente superaban los cien grados Fahrenheit (37 Celsius), llegamos a nuestro siguiente sitio de muestreo en medio de la selva. Allí nos esperaba una especie de charco de aguas turbias, sin orilla: el tenebroso cenote Darth Vader. A unos aproximados 160 pies (50 metros) bajo el nivel del agua superficial, Arroyave y Sosa colectaron desde las profundidades varios especímenes de la endémica Dama Blanca (Typhliasina pearsei), o sak kay en Maya. Completamente desprovista de ojos, sin escamas, sin pigmento, y con una piel altamente vascularizada cubierta por grandes cavidades y papilas sensoriales, se cree que la Dama Blanca es uno de los principales depredadores del acuífero de Yucatán.
Especies en desaparición
Después de una semana de trabajo de campo y seguido de nuestro encuentro matutino con la Dama Blanca, volvíamos a donde todo comenzó, Cancún. Estábamos por dejar atrás nuestro caminar lento, la vida sin afán de la cual brevemente fuimos parte. Pero, antes de irnos, teníamos que, naturalmente, hacer una última parada en de un sitio de muestreo para C. artifrons que fuese más cercano a la Laguna Chichancanab. Vestidos con nuestra ropa de campo aún húmeda y cubierta de barro, hablando un fuerte Spanglish, sin duda no pasábamos inadvertidos para los locales y los turistas internacionales que disfrutaban de las aguas cristalinas en sus trajes de baño en de las lagunas privadas que visitamos. Por supuesto, cualquier duda respecto a nuestra no pertenencia en ese lugar desapareció en el instante en que saltamos y gritamos dichosos al confirmar la presencia de cachorritos en la orilla de una de las tantas lagunas privadas del área.
Así, en un abrir y cerrar de ojos, mi primera expedición como ictióloga de campo llegaba a un final agridulce. Podría enumerar incansablemente las cosas que hicieron el lado dulce de este viaje. Por sobre todo, lo mejor del viaje fueron sin duda, los peces y humanos que hicieron este viaje posible. Me siento inmensamente afortunada de haber tenido la oportunidad de pasar una semana de mi vida rodeada de peces, aprendiendo de expertos ictiólogos locales e internacionales.
Volver al laboratorio: la riqueza de las colaboraciones diversas
Una experiencia de campo exitosa requiere planificación y coordinación extensiva, pero también demanda una comunicación sincera, respetuosa y asertiva entre las partes involucradas. Para nosotros, como científicos visitantes y privilegiados al ser parte de unas las mejores universidades del mundo, es importante destacar que los especímenes y muestras colectadas durante este viaje van a enriquecer las colecciones científicas no sólo del Museo de Zoología de Vertebrados en UC Berkeley, sino que también van a ser parte de las investigaciones de laboratorios locales en México, en donde nuestros invaluables colaboradores- y ahora también amigos- están.
Las muestras y especímenes colectados fueron distribuidos equitativamente de acuerdo con el trabajo investigativo de cada uno de los grupos participantes, evidenciando nuestro continuo compromiso con la colaboración equitativa y transparente. Sin el trabajo, dedicación, expertise, y contribución de nuestros colaboradores locales en México, este trabajo de campo no hubiese sido posible. La colaboración internacional, equitativa, y diversa no sólo enriquece la investigación en UC Berkeley, sino que también permite brindar oportunidades a comunidades científicas menos privilegiadas.
¿Y el lado amargo? Sin duda, confirmar la posible extinción en la naturaleza de los especialistas de la radiación adaptativa de Chichancanab (C. labiosus y C. simus). Estas especies únicas en el mundo ofrecen la posibilidad de entender cómo cambios en el genoma orquestan la adquisición de morfologías craneofaciales ventajosas, haciendo un posible paralelo con patologías o síndromes craneofaciales en humanos. Por ejemplo, mucho de los genes que se han identificado como adaptativos en la radiación de cachorritos de la Isla San Salvador, tienen variantes defectivas que están detrás de una gran variedad de síndromes craneofaciales. El estudio de las radiaciones adaptativas de cachorritos alberga así una promesa de entender la relación entre la genética de la adaptación, la biología del desarrollo, y distintas síndromes craneofaciales en humanos.
Este fue mi primer trabajo de campo con cachorritos, pero ciertamente no el último. Mi objetivo como investigadora es, en el corto plazo, generar un plan de investigación independiente que permita entender las bases genómicas de las adaptaciones craneofaciales y sensoriales, utilizando radiaciones adaptativas de cachorritos como sistemas naturales de ‘mutantes evolutivos’. Este viaje reafirmó para mí la importancia de crear, mantener, y nutrir colaboraciones científicas con diversos grupos de personas – individuos que, con diferentes historias de vida, experiencias, y herramientas, hacen posible grandes innovaciones científicas. En un mundo con constante disminución de la riqueza y diversidad de especies, no podemos aceptar perder también la riqueza intelectual que nos rodea.
Fernanda (feña) Palominos es una fellow del National Institute of Dental and Craniofacial Research, a través del premio K99/R00 Pathway to Independence Award en el laboratorio de Especiación de Peces dirigido por el Dr. Chris H. Martin. Originaria de Chile, cuando no está en el laboratorio, en el computador, o en la sala de peces, feña disfruta andar en bicicleta y bailar.
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