Escoltar

Un projecte liderat per l'IMEDEA (CSIC-UIB) estudia el rellotge intern dels peixos

El Projecte CLOCKS estudiarà, per primera vegada, el comportament circadià al llarg de la vida dels peixos marins, des de larves fins a ancians, i les conseqüències que té per a les persones 

Investigadors del Grup d’Ecologia de Peixos de l’Institut Mediterrani d’Estudis Avançats – IMEDEA (CSIC-UIB), el Grup de Neurofisiologia del Son i dels Ritmes Biològics de la Universitat de les Illes Balears (UIB) i el Laboratori d’Investigacions Marines i Aqüicultura (LIMIA) del Govern de les Illes Balears estudien les causes i les conseqüències dels cronotips, variacions en el ritme biològic circadià, en peixos marins en el marc del Projecte CLOCKS. Des de l’1 de juny, treballen en aquest projecte, finançat pel Ministeri de Ciència i Innovació en el marc dels Projectes d’R+D+I del Subprograma Estatal de Generació de Coneixement, i que tindrà una durada de tres anys.

«Els peixos, tenen cronotips com els humans, però quines són causes i conseqüències tenen?». Aquesta pregunta ha empès els investigadors a analitzar el comportament del raor (Xyrichtys novacula), una espècie que aporta molta informació sobre processos ecològics que fins ara eren poc entesos i que tenen un impacte socioeconòmic molt fort a les Illes Balears. «Com a resultat de treballs anteriors, sabem que hi ha individus que s’aixequen, segons el seu rellotge intern, a les 7.15 am, coincidint amb la sortida del sol, i d’altres que s’aixequen a les 11 am, i això ho fan consistentment al llarg del temps. És a dir, existeixen diferents cronotips que reflecteixen el mateix que s’ha observat en les persones», explica el Dr. Josep Alós, investigador Ramón y Cajal a l’IMEDEA (CSIC-UIB) i responsable del Projecte CLOCKS.

En aquests estudis anteriors veieren que els cronotips tenen conseqüències, com succeeix en el cas de les persones. Aixecar-se més prest o més tard té implicacions en la nostra salut, la feina, les relacions o, fins i tot, l’economia. En els peixos, els científics han trobat que els cronotips influeixen en el funcionament de l’oceà i, per exemple, en quins peixos es pesquen i acaben al nostre plat, cosa que afecta la pesca sostenible. Ara, els investigadors volen saber per què uns individus s’aixequen més prest i d’altres, més tard, i, per fer-ho, treballaran en un projecte multidisciplinari amb tecnologia puntera. «A partir de sistemes com els emprats en els dispositius mòbils, podrem conèixer en profunditat com funcionen les societats animals i estudiar fenòmens com la transmissió de la informació social o la dispersió d’una malaltia en les societats humanes», apunta Alós.

L’espècie d’estudi, el raor, permet fer experiments amb molts individus en un ambient homogeni, com és l’arena de la Reserva Marina de la Badia de Palma. «Quan el raor es retira per dormir, s’enterra a l’arena i això ens permet diferenciar-ho molt bé. A més, és una espècie representativa de moltes d’altres, ja que és costanera, s’explota per a la pesca i té una importància socioeconòmica rellevant. Aquesta espècie té una estructura social complexa, gràcies a la qual podem entendre no solament les conseqüències dels diferents cronotips en les societats de peixos, sinó també com funcionen les societats animals, incloent-hi la nostra espècie. Aquestes característiques converteixen el raor en una espècie “ideal” per al seu estudi», destaca Alós.

A banda del raor, el projecte pretén estudiar també el caràcter global dels cronotips, és a dir, aquestes diferències entre individus a l’hora d’anar a dormir i aixecar-se que tenen implicacions en l’ecologia i el funcionament del medi marí. Amb aquest objectiu, els científics utilitzaran la base de dades global European Aquatic Animal Tracking Network i recopilaran dades de les interaccions socials i dels cronotips de moltes espècies, com bacallans, orades o llagostes, per replicar l’estudi dels raors i veure si els cronotips són una característica global de les poblacions de peixos.

Entendre els cronotips

Els cronotips són el resultat del comportament emergent entre el ritme circadià o rellotge biològic dels peixos i l’ambient. «Per tant, per poder entendre el seu ritme circadià, la primera passa és eliminar els factors ambientals i socials, i fer estudis en condicions de laboratori», apunta Alós. Al laboratori, els investigadors estudiaran el comportament d’individus adults per veure si es compleixen les tres normes del ritme circadià: «En primer lloc, el ritme dia-nit s’ha d’ajustar a un factor extern, en aquest cas, la claror; en segon lloc, quan les condicions de claror són continues, el ritme s’hi ha d’ajustar o sincronitzar; i, finalment, els ritmes han de ser compensatoris per la temperatura, és a dir, la temperatura no ha d’afectar el ritme», assenyala l’investigador.

Per poder entendre com funcionen aquests cronotips en totes les etapes de vida dels peixos, els investigadors crearan també un protocol de cria en captivitat del raor i estudiaran per primera vegada el comportament i ritmes circadians de larves de peixos marins. A més, realitzaran un experiment de manipulació amb melatonina, una hormona vinculada al rellotge intern de tots els éssers vius i que està darrere dels ritmes biològics de tots els animals. «La melatonina genera el cicle dormir-vigilar, a més d’afectar la taxa de divisió cel·lular, i influeix en la secreció de l’hormona de creixement», diu Alós. No només això, el Projecte CLOCKS també pretén estudiar la base genètica dels cronotips, ja que hi ha evidència científica en diferents espècies, com els ocells, que els cronotips estan definits per petites variacions en la seqüència de l’ADN.

Aquest és un projecte centrat en els cronotips i que, per tant, ha d’entendre l’ambient a partir de l’estudi de la manera com les principals característiques oceanogràfiques, com ara els canvis en els corrents marins, i les interaccions entre individus afecten l’expressió dels cronotips. «Tecnologies com el tracking, que consisteix en petites marques acústiques que s’enganxen als peixos i emeten un senyal que és detectat per uns receptors, ens permeten estudiar el comportament dels cronotips de centenars de peixos en condicions naturals, des de com interaccionen entre ells, fins a com aquestes interaccions socials afecten els seus cronotips», explica el científic.

Finalment, per entendre les conseqüències dels cronotips, es pretén desenvolupar un model teòric en el qual es pugui relacionar l’individu amb l’ambient i el seu funcionament intern a través de fluxos de massa i energia amb una sèrie de models. La passa següent serà validar aquest nou marc per analitzar si hi ha relacions de dia-nit amb el metabolisme, a través de l’estudi de la microquímica. Amb tot, el Projecte CLOCKS pretén generar de manera pionera la informació bàsica per entendre els ritmes biològics en animals marins i les conseqüències que tenen en la manera com les poblacions de peixos responen a pressions antròpiques com la pesca, el canvi climàtic o la contaminació.

Font: CSIC 

Data de publicació: 31/07/2020