Las lentes de los ojos de los peces registran su exposición a lo largo de su vida al mercurio tóxico, según una nueva investigación

La contaminación por mercurio es una amenaza global para la salud humana, especialmente para los fetos y los niños pequeños.Exposición a metilmercurio, un tipo que se forma cuando el mercurio llega a lagos y arroyos, puede perjudicar el desarrollo cerebral de los niños y causar síntomas que incluyen deterioro del habla y debilidad muscular en adultos que consumen mariscos como principal fuente de alimento.El metilmercurio también amenaza la salud y la reproducción en peces y otros animales salvajes.

Los seres humanos, los animales y las aves están expuestos al metilmercurio cuando comen pescado y mariscos.Los científicos llevan décadas trabajando para comprender cómo y cuándo los peces acumulan mercurio.Esta información es clave para evaluar los riesgos del mercurio en diferentes masas de agua y paisajes, y para evaluar cambios de políticas diseñados para reducir las emisiones de mercurio.

Durante décadas, los científicos han utilizado piedras de orejas de pez, conocidas como otolitos, para obtener información sobre el crecimiento, la migración, la dieta y el momento de exposición de los peces a ciertos contaminantes.Estas pequeñas estructuras de carbonato de calcio, aproximadamente del tamaño de un guisante, se forman dentro del oído interno de los peces, donde ayudan a regular la audición y el equilibrio.Los otolitos también pueden proporcionar pistas sobre cómo el cambio climático está afectando a los peces.

Pero algunos contaminantes, incluido el mercurio, no se incorporan a los otolitos.Más bien, se unen muy fuertemente a los tejidos que contienen azufre, como los tejidos musculares.Es por eso que históricamente los tejidos musculares se han utilizado para evaluar la contaminación por mercurio.

En un estudio recientemente publicado, describimos una nueva ventana a la exposición de los peces al mercurio a lo largo de su vida mediante midiéndolo en los ojos del pez.Este trabajo está abriendo nuevas posibilidades para comprender la exposición de los peces a este potente neurotóxico durante toda su vida.

Pistas en orejas y ojos de pez

Hoy en día, los científicos analizan la absorción de mercurio en el pescado midiendo cuánto se acumula en el cuerpo entero del pescado o, a menudo, solo en los filetes, es decir, los tejidos musculares.Este enfoque nos dice cuánto mercurio ha acumulado el pez a lo largo de su vida, pero no nos dice específicamente en qué momento de su vida estuvo expuesto.Falta una marca de tiempo.

Las concentraciones de mercurio pueden variar ampliamente dentro de una determinada especie de pez.Por ejemplo, de 1991 a 2010, EE.UU.monitores gubernamentales detectados niveles de mercurio en el bacalao eso promedió 0,111 partes por millón pero llegó hasta 0,989 partes por millón, una diferencia nueve veces mayor.Esto sugiere que, además de los cambios en las emisiones de mercurio a lo largo del tiempo, los movimientos y la dieta de un pez individual pueden afectar significativamente su exposición.

En nuestro estudio, proponemos un nuevo método que combina mediciones del envejecimiento de los otolitos y del mercurio en las lentes de los ojos de un pez para asignar edades a las concentraciones de mercurio en los ojos de los peces.Los lentes oculares están hechos de proteína pura, tienen un alto contenido de azufre y, por lo tanto, absorben fácilmente el mercurio. directamente del agua o de la dieta del pez.

El metilmercurio parece absorberse preferentemente en determinados órganos, incluyendo lentes oculares.En dosis altas, puede afectar la visión de los peces.

Nuestro enfoque comienza con la técnica bien establecida de envejecer un pez utilizando su otolito.A medida que un pez crece y envejece, sus otolitos añaden capas anuales de carbonato de calcio.Podemos estimar la edad y las tasas de crecimiento de los peces midiendo la distancia entre las capas de crecimiento anual, que se llaman anillos, de forma muy similar a como los silvicultores datan los árboles midiendo los anillos de crecimiento en sus troncos.

También sabemos que el ojo de un pez crece a un ritmo proporcional al crecimiento de su otolito.Entonces, en nuestro análisis, aplicamos la distancia proporcional que encontramos en el otolito del pez a su cristalino.Para nuestra especie focal, el Gobio Redondo (Neogobius melanostomus), la relación lineal entre estas dos medidas es fuerte.

A medida que el cristalino del ojo crece y acumula mercurio, podemos identificar cuándo estuvo expuesto el pez utilizando esta correspondencia con el otolito.Y debido a que el cristalino del ojo de pez crece en capas a lo largo de la vida, podemos seguir la cronología de la exposición a lo largo de la vida.

Una posible conexión climática

Con este nuevo método, podemos comenzar a rastrear la cronología de la exposición al mercurio de un pez a lo largo de su vida.Y podemos hacer preguntas sobre cómo los eventos de la historia de la vida, como la migración y los cambios en la dieta, o eventos temporales como la Bajos niveles de oxígeno disuelto en el agua. en determinadas épocas del año, puede influir en los niveles de mercurio del pescado.

La ventaja de este método es que proporciona información para peces individuales, lo cual es tan importante como para los humanos.Los distintos peces tienen distintas capacidades para capturar presas y evitar o tolerar el estrés, todo lo cual puede afectar su crecimiento y exposición al mercurio.

Y tener información sobre la exposición al mercurio de un solo pez en todas las edades puede ayudar a disminuir la necesidad de recolectar grandes muestras de muchos peces de todas las edades, que es la forma en que los científicos tradicionalmente han evaluado cómo cambia la exposición de los peces a lo largo de su vida.

Este nuevo método también puede ayudarnos a comprender cómo el cambio climático está afectando la exposición al mercurio.

A medida que aumenta la temperatura del agua, los ríos, lagos, estuarios y océanos pierden parte de su oxígeno disuelto.Este proceso, conocido como desoxigenación, es un factor estresante crítico para la vida acuática.

Cuando el oxígeno en un estanque o bahía cae por debajo de los 2 miligramos por litro, en comparación con los niveles normales de 5 a 8 miligramos por litro, se dice que esa masa de agua es hipóxica, y las condiciones hipóxicas pueden estar asociadas con concentraciones elevadas de metilmercurio.Esta pérdida de oxígeno se ve agravada por contaminación de nutrientes – por ejemplo, de escorrentías urbanas o agrícolas.Pero también puede ocurrir en océanos abiertos, lejos de los continentes, debido al calentamiento.

El aumento de la hipoxia podría anular Esfuerzos globales recientes para reducir las emisiones de mercurio. haciendo que el mercurio que ya se encuentra en lagos y océanos esté más disponible para ser absorbido por los peces.Sin embargo, la respuesta de los peces a la hipoxia puede variar según el individuo y la especie.Nuestra investigación actual, patrocinada por la Fundación Nacional de Ciencias, explora cómo las lentes de ojo de pez, junto con los otolitos, pueden ayudarnos a separar la exposición al mercurio de la dieta y la hipoxia.

Cada vez más, los científicos reconocen que varias partes del cuerpo de los organismos funcionan como archivos del pasado.Para nosotros, los lentes oculares y los otolitos son medios clave para comprender la vida secreta de cada pez.