Dependiendo de nuestras actividades y de las características de nuestro entorno, podemos llegar a sentirnos estresados de vez en cuando. El estrés es la forma y/o mecanismo por el cual el cerebro y el cuerpo responden a cualquier factor adverso. La Organización Mundial de la Salud (OMS) define el estrés como el conjunto de reacciones fisiológicas que preparan al organismo para la acción en respuesta a un estímulo adverso. El propósito de todas estas funciones es la supervivencia, pero el estrés también puede afectar la salud de muchos organismos. Los humanos no somos los únicos seres vivos que nos estresamos, ya que esta respuesta es común en algunos grupos de invertebrados y en todos los vertebrados. Los animales silvestres también sufren de estrés, ya sea por causas naturales o antropogénicas, y es que el cambio climático global —resultado de la pérdida y perturbación de los hábitats naturales— lleva a que se produzcan alteraciones abruptas en los ecosistemas naturales.
El estrés en los anfibios
Los anfibios son un grupo especialmente susceptibles al estrés ambiental debido a que su piel —que es semipermeable— está desprotegida y expuesta al ambiente, ya que viven entre la tierra y el agua, hábitats que han sido altamente degradados por actividades humanas. Esto los ha llevado a ser de los animales más amenazados en el mundo con el 41 % de sus especies en peligro de extinción.
El cambio climático es un factor de estrés que afecta en gran medida a los anfibios, ya que son muy sensibles a las altas temperaturas. La pérdida de sus hábitats por deforestación, urbanización y el cambio de uso de suelo para agricultura y ganadería, ha provocado la pérdida de los cuerpos de agua, desecación de humedales y arroyos, contaminación de agua y suelo por plaguicidas, fertilizantes y aumento de la radiación ultravioleta, factores que dañan la piel de los anfibios. Asimismo, la introducción de especies exóticas aumenta el riesgo de depredación y la infección por patógenos emergentes.
Todo comienza con las hormonas
Sin importar la fuente de estrés, los anfibios reaccionan con respuestas que son reguladas por su cerebro, activando la producción de hormonas llamadas glucocorticoides, principalmente la corticosterona. La corticosterona responde rápidamente ayudando a los anfibios a reducir o evitar el impacto negativo del estrés ambiental; sin embargo, cuando el estrés se mantiene durante mucho tiempo, se vuelve crónico y la respuesta que en un principio fue positiva se vuelve nociva, teniendo graves consecuencias como la aparición de úlceras, afectación en el sistema inmune, crecimiento y reproducción. La corticosterona en los anfibios se puede medir en muestras de sangre y orina. En el caso de la muestra de sangre, esta se recolecta fácilmente de la cola con una aguja o haciendo un ligero raspado y se mide en el laboratorio mediante distintas técnicas.
El estrés ambiental también oxida
Si el estrés ambiental es crónico, provoca que el metabolismo se acelere, lo que implica la sobreproducción de especies reactivas de oxígeno, que son moléculas altamente tóxicas que dañan a las células oxidando los lípidos y proteínas que constituyen las células. La forma más letal del estrés oxidativo ocurre cuando las especies reactivas de oxígeno atacan al ADN (ácido desoxirribonucleico), oxidándolo, produciendo mutaciones y la muerte del anfibio. Por ejemplo, la salamandra ajolote (Ambystoma mexicanum) que es una especie endémica en México y en peligro crítico de extinción, está frecuentemente expuesta a los sedimentos lacustres contaminados del lago de Xochimilco, lo que le provoca la oxidación de los lípidos que afectan directamente las membranas de sus células.
Entre más estresado más riesgo de infección
Los anfibios estresados tiene más riesgo de enfermarse debido a una disminución en su capacidad de defenderse contra patógenos como Batrachochytrium dendrobatidis, causante de la quitridiomicosis, un hongo que amenaza las poblaciones de anfibios a nivel mundial, o Aeromonas hydrophila, causante del síndrome de la «pata roja», una de las enfermedades más contagiosas y mortales en anfibios. También se vuelven más susceptibles a infectarse por parásitos como Ribeiroia ondatrae, causante de malformaciones en las extremidades.
El principal componente del sistema inmune de los anfibios está conformado por los leucocitos, que son las células blancas de la sangre. Los anfibios tienen cinco tipos de leucocitos: heterófilos, eosinófilos, basófilos, linfocitos y monocitos. El aumento o disminución de alguno de ellos, refleja la presencia de enfermedades y expresa el grado de estrés al cual está sometido. Por ejemplo, cuando están estresados se incrementa la cantidad de neutrófilos, que son células que responden al estrés ambiental y disminuyen la cantidad de linfocitos, células que modulan el sistema inmunológico. Por lo tanto, en los anfibios, el nivel de estrés en frotis de sangre se puede medir como la proporción de neutrófilos a linfocitos (N/L), así como el recuento total de glóbulos blancos. Otro ejemplo es la salamandra de montaña (Ambystoma ordinarium), presente en arroyos muy perturbados, las cuales muestran altos niveles de estrés y de infección por parásitos que deterioran su estado de salud.
Anfibios asimétricos
El estrés ambiental en los anfibios también provoca inestabilidad en sus patrones de desarrollo, esto quiere decir que el organismo pierde la capacidad de reducir o amortiguar los errores que se producen durante su desarrollo. Como consecuencia, el anfibio no presenta el fenotipo o la morfología ideal, sino que muestra anormalidades en su forma. Una manera de analizarlo es a través de la asimetría fluctuante que mide precisamente estas desviaciones que ocurren entre el lado izquierdo y derecho de rasgos bilateralmente simétricos de un organismo, como el abdomen o la cabeza de los anfibios. Se han reportado altos valores de asimetría fluctuante en anfibios estresados por contaminación, acidificación y pérdida de hábitat. Por ejemplo, la especie de sapo de caña (Rhinella marina) es muy adaptada a vivir en lugares perturbados; sin embargo, cuando se desarrollan cerca de los basureros se vuelven asimétricos.
Ambystoma dumerilii, especie en peligro crítico de extinción. Fotografía: Berenice Ramírez López.
Evitemos la extinción de los anfibios
Los anfibios tienen una función importante en la naturaleza y la extinción paulatina de algunas especies —y drástica en otras—, afecta el balance y funcionamiento del ecosistema. Son importantes como depredadores de especies nocivas como los mosquitos que transmiten enfermedades como el dengue o la malaria, o insectos que son plagas de cultivos. Incluso, los anfibios son muy importantes para la salud humana, ya que su piel tiene una gran variedad de compuestos químicos que son analgésicos o antibióticos.
Alrededor del 10 % de los premios Nobel de Medicina han resultado de estudios con anfibios. Por ejemplo, Carol Greider, Nobel de Medicina en 2009, utilizó ranas de la especie Xenopus para entender cómo funciona la telomerasa: proteína de la «eterna juventud». En 2012, John Gurdon, ganó el premio Nobel de Medicina empleando la rana Xenopus laevis para intentar encontrar «el talón de Aquiles» de las células cancerígenas.
Ambystoma mexicanum albino en cautiverio.
Tomada de: https://www.fanmascotas.com/ajolote-mexicanum-axolote/
Sin embargo, y a pesar de su importancia, los anfibios van camino a la extinción y, aunado a su alta sensibilidad a los cambios ambientales, se suma la mortalidad masiva por patógenos emergentes, falta de protección de sus áreas naturales vitales para su ciclo biológico y falta de planes de protección de los cuerpos de agua como arroyos y ríos. En un mundo totalmente antropizado, existe una gran necesidad de monitorear la salud de los anfibios con herramientas rápidas, útiles y económicas. La asimetría fluctuante, por ejemplo, es un buen indicador de salud que detecta problemas antes de que las poblaciones de anfibios comiencen a desaparecer; asimismo, las concentraciones de hormonas del estrés y leucocitos pueden ser útiles para identificar anfibios en alto riesgo debido al estrés crónico.
Saber más:
Burraco P. y Gomez-Mestre I. (2016). «Physiological stress responses in amphibian larvae to multiple stressors reveal marked anthropogenic effects even below lethal levels». Physiological and Biochemical Zoology, 89(6), 462-472. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27792531/
Cabagna Zenklusen M.C., Lajmanovich R.C., Attademo A.M., Peltzer P.M., Junges C.M., Biancucci G.F., Bassó A. (2011). «Hematología y citoquímica de las células sanguíneas de Rhinella fernandezae (Anura: Bufonidae) en Espinal y Delta-Islas del río Paraná, Argentina». Revista de Biología Tropical, 59(1), 17-28. https://www.scielo.sa.cr/pdf/rbt/v59n1/a02v59n1.pdf
Rollins-Smith L. (2017). «Amphibian immunity estress, disease, and climate change». Developmental and Comparative Immunology, 66, 111-119. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27387153/
Yurixhi Maldonado-López. Cátedras Conacyt-Inirena, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.
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Pablo Cuevas Reyes. Investigador en el Laboratorio de Ecología de Interacciones Bióticas, Facultad de Biología, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.
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