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Zoología

Epidemiología retroactiva

En un estudio con renacuajos preservados en museos se responsabiliza a un hongo por la mortalidad de especies registrada hace casi cuatro décadas

Guilherme Becker/ Unesp Especímenes en la colección de la UnicampGuilherme Becker/ Unesp

En la década de 1980, una amplia mortandad de sapos dejó su impronta en algunas regiones brasileñas sin que nadie descubriera el motivo de ello. De las especies en cuestión, algunas se volvieron raras, otras desaparecieron en un lugar, o en todos definitivamente. “Estimamos que al menos 65 especies se vieron afectadas, lo que condujo a 49 extinciones locales y a la desaparición de 15 especies”, calcula el biólogo Luís Felipe Toledo, docente de la Universidad de Campinas (Unicamp). El escenario de este desastre anfibio fue fundamentalmente el fragmento del Bosque Atlántico situado entre los estados de Paraná y Espírito Santo, e incluyó áreas en donde la selva se encuentra intacta, tales como la Estación Biológica de Boraceia y el Parque Nacional de Itatiaia. A primera vista, quedó excluido el villano habitual (el desmonte) de la lista de sospechosos. Casi 40 años después, un trío de biólogos que incluye a Toledo apunta al hongo Batrachochytrium dendrobatidis, el quítridio de los anfibios, como el asesino, en un artículo publicado en febrero en la revista Proceedings of the Royal Society B.

Esta conclusión requirió de la paciencia y la persistencia de la bióloga Tamilie Carvalho durante su maestría, dirigida por Toledo. En el transcurso de medio año, la investigadora recorrió 10 museos de zoología situados en seis estados brasileños, en los cuales no tuvo tiempo para hacer turismo. “Prácticamente dormía en el museo, respirando formol”, bromea. Y no es para menos: durante ese lapso de tiempo, Carvalho examinó con lupa la boca de 33 mil renacuajos almacenados en frascos de formol. Y fue aprendiendo trucos tendientes a agilizar el trabajo y respirar menos los gases que causan náusea: pasar el renacuajo por agua y depositarlo sobre un papel absorbente debajo de la lupa, después presionar levemente la boca del animal con una pinza, de manera tal de observar las estructuras ricas en queratina, la proteína a la que el hongo ataca. Con esa práctica adquirida, llegó a examinar un renacuajo por minuto, más o menos. Aparentemente ésa es la manera más rápida y barata de diagnosticar la infección por el quítrido, que blanquea los dentículos, normalmente negros. “Analicé renacuajos de 13 familias distintas; siempre debía estudiar la morfología sana para saber si las manchas podían ser normales”, comenta Carvalho. Nunca lo eran.

La concentración de los diagnósticos de renacuajos almacenados en museos y no en sapos adultos fue una de las diferencias de este estudio; y fue lo que le permitió a Carvalho llegar a lo que considera como un resultado magnífico: entender qué sucedió con las enigmáticas declinaciones de especies de la década de 1980. Los adultos, en los cuales estudios anteriores se habían concentrado, se mueren rápidamente cuando están infectados y llegan más raramente a los museos. Sucede que los daños en la queratina causan en ellos anomalías en el balance hídrico que derivan en dificultades respiratorias y cardíacas. Los renacuajos resisten más, pero terminan comiendo menos y pasando por la metamorfosis con un tamaño menor. Lo importante, para los propósitos del estudio, es que los renacuajos infectados fueron capturados antes de que el hongo los llevase a la muerte. Por eso están presentes en las colecciones, lo que permite analizar la tasa de infección prácticamente en todo Brasil, en áreas representativas de todos los biomas (vea el mapa).

Luís Felipe Toledo/ Unicamp Extinto en Boraceia, Cycloramphus boraceiensis resiste en IlhabelaLuís Felipe Toledo/ Unicamp

En el estudio se analizaron animales recolectados entre 1930 y 2015, y en ese período se detectó la presencia del hongo fundamentalmente en el Bosque Atlántico: alrededor del 17% de los renacuajos analizados en ese bioma estaban infectados, pero los casos se concentraron en las regiones sudeste y sur. Un análisis estadístico que abarca tiempo y espacio permitió detectar la coincidencia entre la presencia del quítrido y la mayor parte de los eventos registrados de extinciones o declinaciones poblacionales, en un área de Bosque Atlántico que se extiende desde Río de Janeiro hasta Paraná, e incluye a Itatiaia, en Río de Janeiro, y Boraceia, en São Paulo. Para el biólogo Guilherme Becker, investigador que realiza una pasantía posdoctoral en el campus de Rio Claro de la Universidade Estadual Paulista (Unesp), y el autor más implicado en la parte estadística del estudio, esta fuerte correlación parece indicar que el hongo puede haber causado efectivamente esa mortandad.

La realidad aparente en los resultados pone en duda un estudio anterior de Becker, quien en experimentos de laboratorio encontró indicios de que la alta biodiversidad combatiría la transmisión de la enfermedad (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 226). “Mientras que los experimentos indican un efecto protector de la biodiversidad, estudios de campo apuntan un mayor riesgo de enfermedades en áreas con vegetación natural y alta diversidad de anfibios”, explica, y hace hincapié en que éstas son consideraciones especulativas por ahora. Cuanto mayor es la biodiversidad, más intrincada es la red de relaciones ecológicas y mayor es la probabilidad de que los anfibios que nunca llegan cerca del agua tengan contacto con las especies acuáticas, que transmiten la enfermedad. En los cursos de agua es donde habita el quítrido.

Un compañero letal
El resultado también sorprendió porque el hongo está presente en esa área desde hace más de un siglo, a punto tal de haber sido considerado parte del ecosistema por algunos especialistas como el zoólogo Célio Haddad, docente de la Unesp en Rio Claro (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 220). Esta percepción, basada en estudios anteriores, indicaba que los anfibios brasileños lograban sobrevivir a la enfermedad, a diferencia del exterminio registrado en otros países como Costa Rica.

Pero lo que diferencia a Brasil no es sólo la presunta resistencia de los anfibios. El linaje nacional del quítrido, aparentemente exclusivo de aquí, puede ser menos letal. Una hipótesis indica que el responsable de las extinciones sería un linaje especialmente virulento del quítrido global que desembarcó en Brasil a finales de la década de 1970, quizá a remolque de las ranas toro importadas para su cría en cautiverio. Y hay más: la cepa forastera se mezcló con la local. “El quítrido es asexuado en todo el mundo”, comenta Toledo. “Pero acá aparentemente logra pasar a la reproducción sexual y formar híbridos que pueden ser más agresivos.”

En experimentos preliminares, Becker apuntó que esa mezcla exclusiva de Brasil es más eficaz a la hora de matar sapos. “Estos animales no tienen una respuesta inmunológica para esa variante”, explica. Una limitación hasta ahora, en el momento de diagnosticar los especímenes de los museos, consiste en que los híbridos sólo fueron descubiertos recientemente, y aún no ha sido posible realizar la caracterización genética de la epidemia de la década de 1980.

Según Haddad, quien en 1979 ingresó a la universidad y al año siguiente a la búsqueda de sapos, sólo algunos años después que la desaparición de algunas especies en Itatiaia se convirtió en un tema. “Cuando fui allá, ya no lograba encontrarlos”, recuerda. Especulaciones sobre las causas giraban en torno de la actividad humana, tales como una carretera o la contaminación vinculada con el programa Proalcohol.

Guilherme Becker/ Unesp La especie Holoaden bradei, eliminada por el quítrido en la década de 1980, vivía únicamente en ItatiaiaGuilherme Becker/ Unesp

Pero salta a la vista la posibilidad de un efecto más global, ya que en la década de 1980, las declinaciones poblacionales también se observaron en América Central, en América del Norte y en Australia. Los cambios climáticos pueden estar implicados en esta ecuación, lo que potencia la presencia del hongo. “El gráfico de la temperatura media mundial muestra un lento crescendo hasta 1979, cuando experimentó un gran salto”, acota Becker. Su hipótesis indica que los sapos habitantes de zonas elevadas, los más afectados por el quítrido, tienen una capacidad de adaptación pequeña a los cambios de temperatura. “Esos anfibios están adaptados a climas constantemente más fríos”. El investigador ahora ha empezado a realizar experimentos con animales provenientes de distintas alturas para ver cómo responden a la infección a diferentes temperaturas.

El estudio indica que lo crucial en Brasil no es la presencia o la ausencia del hongo. “En los otros países los sapos mueren cuando llega el quítrido”, dice Toledo. “Acá, mueren cuando aumenta la prevalencia”. O algo cambia, y por eso es necesario monitorear las áreas en donde existe. Hasta cierto punto, el estudio de Carvalho, Becker y Toledo corrobora factores de riesgo que ya se conocían con respecto a esta enfermedad: áreas de altura con topografía compleja, lluviosas y de temperaturas frescas. Pero resta investigar si otros factores, tales como la contaminación o el desmonte, aumentan la vulnerabilidad de los anfibios y, por ende, su mortalidad. “Debemos estudiar variables que permitan prever la presencia del quítrido”, planea el biólogo de la Unicamp. “Las implicaciones de los resultados son enormes para la conservación de los anfibios brasileños”, añade Becker. “Ahora sabemos que el hongo puede volver a amenazar nuestra biodiversidad, tal como sucedió en la década de 1980.”

Carvalho, quien ha empezado su doctorado en la Unicamp, está intentando justamente develar los factores y los mecanismos de esa vulnerabilidad al hongo. Para la investigadora, este estudio va mucho más allá de la enfermedad y de los sapos. Se trata de valerse de la enfermedad para entender ciertos mecanismos ecológicos. Para confirmar las extinciones, Haddad participa en un proyecto que apunta a analizar el ADN extraído de los ríos. “Puede ser que no encontremos a los sapos por incapacidad nuestra, pero, si existen, su ADN está en el agua”, afirma.

Proyecto
Comunicación y sistemas sensoriales en anuros del Bosque Atlántico (nº 14/23388-7); Modalidad Ayuda a la Investigación – Regular; Investigador responsable Luís Felipe Toledo (Unicamp); Inversión R$ 139.637,65

Artículo científico
CARVALHO, T. et al. Historical amphibian declines and extinctions in Brazil linked to chytridiomycosis. Proceedings of the Royal Society B. v. 284, n. 1848. 8 feb. 2017.

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