El pez más profundo tiene alas de ángel, tentáculos y una increíble capacidad para actuar bajo presión.
Hay una profundidad donde incluso los peces luchan por sobrevivir a la enorme presión. Pero esa profundidad existe solo en un puñado de lugares en la Tierra por debajo de los 27,600 pies, donde el peso del agua puede deformar las proteínas de los peces y aplastar las células. Uno de esos lugares es Mariana Trench, que se hunde a 36,200 pies en Challenger Deep. Presiones superiores a 1.000 atmósferas.
Hace algunos años, escribí sobre lo que encontró el equipo de James Cameron cuando exploraron el fondo de la zanja como parte de su expedición Deep Sea Challenge. Pero ahora los científicos han visitado no solo el fondo de la zanja, sino también los módulos de aterrizaje que derribaron a cinco profundidades diferentes en la pared de la zanja a fines del año pasado.
Al profundizar, pero no del todo, han hecho algunos descubrimientos bastante sorprendentes, incluido un nuevo ganador del título de «pez más profundo del mundo». El pez fue encontrado a 26,872 pies, todavía dentro de un área calculada por el científico del proyecto Paul Yancey como límite hipotético. El descubrimiento fue ampliamente informado en los medios de comunicación a mediados de diciembre, pero las imágenes del nuevo título de profundidad que a menudo acompaña a estas historias no son muy buenas. A continuación se muestra un mejor video. Es un pez extraño que parece combinar de alguna manera la estética de Tissue Angel, Flounder de Disney’s Little Mermaid y Dread Cthulhu.
Echar un vistazo:
Quiero enfatizar que esos tentáculos que parecen tentáculos no tienen la misma estructura que los pulpos y calamares, y ni siquiera estoy seguro de cómo están unidos a este pez. ¿Son proyecciones de la zona de la boca? ¿O parte de esas aletas transparentes? Lo identificaron tentativamente como un pez caracol. Esta imagen de una especie diferente de pez caracol capturada por la NOAA parece sugerir que los «tentáculos» están relacionados de alguna manera con las aletas. (renovar 12/01/15: Thomas Finger, profesor de la Facultad de Medicina de la Universidad de Colorado que estudia el sistema nervioso de los petirrojos marinos, me escribió un correo electrónico diciendo «[T]Los llamados tentáculos de este pez parecen ser rayos modificados de la aleta pectoral, similares a los que se encuentran en los petirrojos (Prionotus). Los rayos de aleta de los petirrojos están especializados en la detección química y los peces los usan para encontrar invertebrados enterrados en la arena. Sorprendentemente, las ramas directas de los nervios que sirven a los rayos quimiosensoriales de las aletas de los petirrojos marinos (y presumiblemente al pez caracol) provienen de la médula espinal y contienen una célula quimiosensorial simple que se propaga intermitentemente por toda la piel del pez.Esto contrasta con los tentáculos del bagre, el pez cabra , y bacalao, que son elaborados por los mismos nervios que alimentan la lengua y contienen las papilas gustativas apropiadas. Puedes ver una hermosa foto de las aletas pectorales del petirrojo aquí.]
«Puro caracol» por David Csepp, NMFS/AKFSC/ABL – http://www.photolib.noaa.gov/htmls/fish4042.htm. Con licencia de dominio público a través de Wikimedia Commons.
Desafortunadamente, no tenemos un nuevo nombre para grabar en el Deep Fish Trophy, ya que este pez solo fue observado en cámara y no fue capturado por un sumergible o un vehículo operado remotamente (ROV). En el mundo de la biología, si no tienes nuevos especímenes para describir, no tienes nuevas especies. Aparecer sin preparación no fue intencional; el ROV Nereus, originalmente planeado para acompañar a la expedición, probablemente implosionó en mayo pasado en la Fosa de Kermadec en el norte de Nueva Zelanda. Los reemplazos ya están en construcción.
La nueva imagen de este pez, tomada a bordo del buque de investigación Falkor por la Expedición de Investigación del Ecosistema Hadal (HADES), financiada por la NSF, es, para mi deleite, el dragón de la suerte del mismo nombre de The Neverending Story (una especie de espíritu apropiado para invocar, creo). , cuando uno se dedica a la investigación científica). El proyecto envió sus cinco módulos de aterrizaje a profundidades de 5000 a 10 600 metros (16 400 pies a 34 750 pies). Como dijo el científico codirector Jeff Drazen, estudiar solo lo que está en el fondo de la zanja es como estudiar una montaña y solo examinar lo que encuentras en la parte superior. aquí Aquí.
Este pez tiene una increíble capacidad para soportar el estrés, gracias a su alta producción del químico TMAO.
TMAO (N-óxido de trimetilamina)
Esta molécula regula el equilibrio osmótico de las células, pero también actúa como un «acompañante químico» que es fundamental para su función al apoyar el plegamiento adecuado de las proteínas y evitar que el agua a alta presión se introduzca en las proteínas y distorsione su forma. Los científicos han descubierto que cuanto más profundo vive un pez óseo, más TMAO produce (curiosamente, el TMAO se degrada a trimetilamina (TMA), el principal químico responsable del olor «a pescado» de los mariscos añejos).
Los peces marinos son hipotónicos con su entorno, es decir, el océano es salado, mientras que el interior del pez es menos salado. En este caso, las fuerzas osmóticas (¿recuerdan la biología de la escuela secundaria?) a menudo harían que el agua se filtrara de sus cuerpos hacia el océano, lo que provocaría una deshidratación fatal. Para combatir este efecto, la evolución ha dotado a los peces de una serie de sistemas para combatir la fuga de agua. Pero cada uno de estos sistemas se basa en el hecho de que los océanos son más salados que los peces.
Además de proteger contra el aumento del estrés, TMAO es un soluto que aumenta la presión osmótica en los peces. Según Yancey, la razón por la que se cree que ningún pez puede vivir a profundidades superiores a los 8.400 metros (27.600 pies) es la presión del pez que se vuelve tan salado como el agua de mar, por así decirlo (TMAO no es en realidad una sal sino un soluto). , donde la sal es un soluto es importante para la ósmosis). Si la concentración de TMAO aumentaba aún más, el pez se volvía hipertónico.
Para que un pez nade más profundo, en realidad tiene que revertir su sistema osmorregulador, desde tratar de retener el agua hasta tratar de empujar el agua por la puerta. Esto no es raro, el salmón hace esto cada vez que pasa de agua dulce a agua salada o viceversa. Pero tienen que detenerse en la frontera y esperar horas o días para deformar sus branquias y riñones. Yancey cree que es poco probable que algún pez de aguas profundas nade hasta cierta profundidad, permanezca en el agua durante horas o días, permita que sus cuerpos se reconfiguren y luego nade más bajo.
La razón por la que los peces óseos de aguas profundas pueden encontrar esto particularmente difícil puede tener algo que ver con su historia evolutiva. La biología de los fósiles y los peces óseos sugiere fuertemente que ambos evolucionaron en agua dulce y luego volvieron a invadir el océano. En agua dulce, donde la concentración de solutos en sus cuerpos es mucho más alta que en agua dulce, han desarrollado estructuras en sus riñones llamadas glomérulos (que tú también tienes) para lidiar con este desequilibrio. También parecen reducir la osmolaridad del cuerpo a niveles mucho más bajos que el agua de mar, posiblemente para ahorrar en costos de osmorregulación.
Sin embargo, cuando los peces óseos volvieron a invadir los océanos donde la salinidad del agua de mar era nuevamente mucho más alta que su salinidad interna, nunca volvieron a niveles más altos de osmolalidad; hoy en día, la mayoría de los peces óseos poco profundos tienen una osmolalidad interna de alrededor de 350 mOsmol/kg, mientras que el agua de mar es de 1100 mOsmol/kg. mOsmol/kg. Las estructuras como los glomérulos que usan en agua dulce se cierran porque ahora son inútiles. En muchos linajes, especialmente los peces de aguas profundas que no han invadido la tierra desde entonces, simplemente desaparecieron. Por lo tanto, el breve coqueteo de los peces de aguas profundas con el agua dulce reduce la osmolaridad de sus cuerpos y los convierte en reguladores activos de la osmolaridad, pero su retirada al océano y su presencia continua los ha privado de la La ironía de la estructura es que vivirían como lo harían en agua dulce en una tierra lejana: hipertónicos a su entorno.
Ahora, o el salto evolutivo fue demasiado grande para reactivar sus glomérulos, o la presión selectiva sobre los peces capaces de nadar más profundo fue insuficiente para apoyar la reevolución de la aptitud necesaria. O tal vez simplemente no es suficiente tiempo para que el pez evolucione. Curiosamente, solo se han encontrado dos familias de peces óseos por debajo de los 6.000 m (20.000 pies): anguilas y caracoles. Existe una fuerte evidencia de que una caída dramática en el oxígeno del agua de mar durante el Cretácico (increíblemente, seis veces desde que los peces evolucionaron hace 400 millones de años) condujo a la muerte masiva de peces de aguas profundas. Cuando el Océano Atlántico se abrió hace 94 millones de años, nuevamente permitió que los patrones de circulación reoxigenaran las aguas profundas, pero los peces óseos parecen haber tardado en reconquistar este territorio.
También debo señalar que TMAO no está exento de inconvenientes. En ausencia de fuerzas desestabilizadoras como la alta presión, en realidad puede afectar la función de las proteínas, ya que las sobreestabiliza y evita que hagan su trabajo, por lo que es muy difícil que los peces puedan reducir la producción si suben a la columna de agua. importante. Los efectos nocivos de TMAO pueden explicar por qué los peces no producen grandes cantidades de TMAO incluso en aguas poco profundas. En ese entorno, en teoría, más TMAO ayudaría a reducir el costo de mantenerse hidratado debido a la diferencia de 750 mOsmol/kg en la osmolalidad de sus cuerpos en relación con el agua de mar. Debe haber un precio mayor a pagar que este beneficio. De hecho, otra hipótesis para la falta de peces por debajo de los 8.400 metros es que el TMAO se vuelve demasiado tóxico en las concentraciones necesarias para contrarrestar la presión por debajo de esa profundidad.
Estos efectos dañinos pueden ser responsables del giro final en la historia de este pez de aguas profundas. Es posible que haya reconocido vagamente el nombre TMAO, abreviatura de N-óxido de trimetilamina. Es el mismo químico que apareció en los titulares en 2022 por supuestamente afectar la salud cardiovascular de las personas que comen carne roja porque es producido en abundancia por las bacterias intestinales de los carnívoros habituales. Otro milagro de la biología (y la química) es que la misma molécula que podría matar prematuramente a un amante de la carne también permite que los peces gelatinosos y etéreos prosperen en los rincones más profundos, oscuros y duros de nuestro planeta.
Referirse a
Yancey PH, ME Gerringer, JC Drazen, AA Rowden y A. Jamieson (2022). Los peces marinos pueden estar limitados bioquímicamente a habitar las profundidades oceánicas más profundas, Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América, 111 (12) 4461-4465. DOI: http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1322003111
