“Who did you eat before I ate you?”: a metagenomic analysis of gut contents of the Arctic lamprey (Lethenteron camtschaticum) during its feeding phase (Gulf of Ob, Kara Sea)
Este estudio utilizó la secuenciación metagenómica de tipo shotgun de los contenidos intestinales de la lamprea ártica en el Golfo de Ob para identificar a los peces blancos (Coregonus) como su presa principal, demostrando la utilidad del método para dilucidar la ecología alimentaria regional al tiempo que destaca la necesidad de bases de datos de referencia curadas y específicas de la ubicación.
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En las aguas frías y oscuras del Ártico, un pez sin mandíbulas conocido como lamprea ha vivido durante cientos de millones de años, sobreviviendo adhiriéndose a otros peces para alimentarse de su sangre y carne. Aunque estas criaturas son antiguas y bien conocidas, los científicos han luchado durante mucho tiempo por comprender exactamente qué comen en regiones específicas. Los métodos tradicionales de observar el interior del estómago de una lamprea suelen fallar porque los tejidos blandos de sus presas se digieren tan rápido que no quedan huesos ni escamas para identificar la comida. Para resolver esto, los investigadores han recurrido a una técnica moderna llamada metagenómica de escopeta (shotgun metagenomics). En lugar de buscar restos físicos, este método lee el código genético, o ADN, presente en el contenido intestinal. Al secuenciar cada fragmento de material genético presente, los científicos pueden identificar la especie de pez que fue consumida, incluso si la comida se ha reducido a una pasta líquida. Comprender estas dietas es crucial para gestionar las poblaciones de peces y mantener el equilibrio de las redes tróficas marinas, especialmente en el entorno del Ártico, que cambia rápidamente.
En agosto de 2018, los investigadores recolectaron dos lampreas árticas en el Golfo de Ob, un estuario masivo en el Mar de Kara, Rusia. Estos peces fueron capturados como parte de un estudio de investigación estándar, y sus contenidos intestinales fueron cuidadosamente preservados para su análisis. El material en su interior no era una colección de partes reconocibles, sino una pasta de color marrón rojizo semidigerida, consistente con sangre y tejido muscular triturado. Para descubrir la identidad de la última comida de las lampreas, el equipo extrajo todo el ADN de esta pasta y lo secuenció utilizando un método potente que lee millones de fragmentos genéticos a la vez. El desafío era que el intestino contenía una mezcla de ADN de la propia lamprea, bacterias y de los investigadores que manipularon las muestras, todo lo cual debía ser filtrado para revelar la verdadera señal dietética.
Tras eliminar el ruido genético de los humanos, las bacterias y el huésped lamprea, los datos restantes revelaron una imagen clara de lo que estos depredadores habían consumido. El análisis mostró que la principal fuente de alimento para la lamprea ártica en esta región es el blanco, un grupo grande de peces pertenecientes al género Coregonus. En una de las lampreas, el ADN de los blancos constituía casi dos tercios del material genético de peces identificable, mientras que en la otra, representaba más de cuatro quintas partes. Este hallazgo confirma que, en el Golfo de Ob, estas lampreas actúan como depredadores de peces grandes y abundantes en lugar de ser solo parásitos de especies más pequeñas. El estudio también detectó rastros de otros peces, incluyendo el espinoso de nueve espinas, el char ártico y miembros de la familia de los bacalaos, aunque estos aparecieron en cantidades mucho menores.
Los investigadores tuvieron que ser cuidadosos al interpretar estos resultados porque las bases de datos genéticas que utilizaron para identificar los peces no eran perfectas. Los datos iniciales contenían coincidencias genéticas con especies de peces que no viven en el Ártico, como especies tropicales de América o África. Estos fueron identificados como errores causados por las lagunas en las bibliotecas de referencia científica, las cuales están fuertemente sesgadas hacia peces bien estudiados y económicamente importantes, y carecen de suficientes datos sobre las especies del Ártico. Para corregir esto, el equipo desarrolló un sistema que ponderaba los hallazjes genéticos frente a lo que se sabe sobre los peces que realmente viven en el Golfo de Ob. Este enfoque les permitió descartar con confianza las coincidencias exóticas e imposibles y centrarse en las especies locales que estaban genuinamente presentes en los intestinos de las lampreas.
La dieta encontrada en el Golfo de Ob contrasta fuertemente con lo que se ha observado en otras partes del mundo. En el Mar de Bering, por ejemplo, se ha encontrado que las lampreas árticas se alimentan principalmente de peces pequeños y gregarios como el capelán y la arenque. Sin embargo, las lampreas del Ártico ruso claramente se dirigen a los grandes blancos que dominan sus aguas locales. Esta diferencia resalta la flexibilidad de los hábitos alimenticios de la lamprea; no se limitan a un solo tipo de presa, sino que se adaptan a cualquier pez grande y nutritivo que esté más disponible en su entorno específico. El estudio también señaló que los dos ejemplares de lamprea examinados tenían dietas ligeramente diferentes, con uno que había comido una mezcla más variada de peces y otro que se había alimentado casi exclusivamente de blancos. Esto sugiere que la historia de alimentación individual y la disponibilidad local juegan un papel significativo en lo que cada lamprea come.
Si bien el estudio proporciona la primera visión molecular de la dieta de las lampreas árticas en el Ártico europeo, los autores reconocen que su tamaño de muestra fue muy pequeño, consistiendo en solo dos peces de una única ubicación y momento. Advierten que esto es una mirada exploratoria a la ecología alimentaria de la especie en lugar de un censo completo de su dieta. La presencia de algún ADN de peces, como el del espinoso, también podría ser el resultado de un consumo secundario, lo que significa que la lamprea pudo haber comido un pez que había comido recientemente un espinoso, en lugar de comer el espinoso directamente. A pesar de estas limitaciones, la investigación demuestra con éxito que la metagenómica de escopeta es una herramienta poderosa para estudiar las dietas de animales donde los métodos tradicionales fallan. También subraya la necesidad urgente de que los científicos construyan bibliotecas genéticas mejores y más completas para las especies del Ártico para asegurar que los estudios futuros puedan identificar las presas con una precisión aún mayor.
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