Ontogenetic variation in phototactic responses of juvenile chum salmon (Oncorhynchus keta) under different light intensities

Los peces que viven en los ríos se enfrentan a un desafío constante: cómo desplazarse de forma segura a través de un mundo que a menudo está bloqueado por estructuras hechas por el hombre. Las presas y los vertederos, construidos para retener agua para la energía o el riego, actúan como muros que impiden que los peces naden río arriba. Para ayudarlos a pasar, los ingenieros construyen canales especiales llamados pasos para peces. Pero mientras que estos canales ayudan a los peces a subir, el camino de bajada suele ser más peligroso. Las enormes tuberías que alimentan las turbinas con agua pueden actuar como gigantes aspiradoras, succionando y matando a los peces jóvenes. Para resolver esto, los científicos han estado explorando si la luz puede guiar a estos peces jóvenes lejos del peligro. Muchos animales, incluidos los peces, tienen una reacción instintiva a la luz llamada fototaxia. Esto es simplemente la tendencia a nadar hacia una fuente de luz o a nadar lejos de ella. Durante décadas, los investigadores se han preguntado si podrían usar este instinto para dirigir a los salmones jóvenes lejos de las tomas peligrosas y hacia salidas seguras, pero la respuesta depende en gran medida de cómo reaccionan los peces a diferentes niveles de brillo y cómo cambia su comportamiento a medida que crecen de diminutos alevines a juveniles más grandes.

En un estudio reciente, un investigador llamado Keishi Matsuda se propuso probar exactamente cómo responden a la luz los jóvenes salmones chum, una especie vital para las pesquerías de Japón. El objetivo era ver si estos peces, en el tamaño en que se encuentran cuando son liberados en la naturaleza, nadarían hacia una luz blanca o la evitarían, y si este comportamiento cambiaba a medida que crecían. El experimento tuvo lugar en un tanque cerrado de interior en una estación de investigación en Nikko. El tanque fue diseñado para imitar un río con una corriente suave, y las paredes estaban cubiertas para bloquear cualquier luz exterior. En el interior, el investigador colocó un banco de luces LED blancas en un extremo. Luego introdujo cien salmones jóvenes, cada uno del tamaño de un dedo pequeño, en el tanque. Estos peces aún no estaban completamente crecidos; se encontraban en una etapa justo antes de que comenzaran naturalmente su viaje río abajo hacia el océano.

El investigador no solo encendía y apagaba las luces. En su lugar, creó una secuencia cuidadosa de niveles de brillo, comenzando desde la oscuridad total y aumentando lentamente la intensidad hasta niveles mucho más brillantes que una habitación típica. Se permitió que los peces nadaran libremente y las cámaras registraron a dónde iban. El equipo contó cuántos peces se congregaban cerca de las luces en cada nivel de brillo. Compararon estos resultados con datos de un estudio previo que utilizó exactamente el mismo método pero con salmones ligeramente mayores y más grandes conocidos como esmolts. Esto permitió una comparación directa de cómo se comportaban los peces en dos etapas diferentes de su vida temprana.

Los resultados revelaron que los peces no simplemente nadaban hacia la luz o lejos de ella en línea recta. En cambio, su reacción cambiaba dependiendo de qué tan brillante fuera la luz. Cuando la luz era tenue, los salmones jóvenes tendían a nadar más cerca de la fuente, mostrando una atracción leve. A medida que la luz se volvía más brillante, más peces se congregaban cerca de ella, alcanzando un pico donde se observaron la mayor cantidad de peces en el área iluminada. Sin embargo, una vez que la luz se volvía muy brillante —específicamente cuando la intensidad superaba los 1,000 lux, que es aproximadamente la intensidad de un día nublado brillante o una oficina bien iluminada— el comportamiento se invertía. Los peces comenzaron a evitar la luz, nadando lejos de la fuente y permaneciendo en las partes más oscuras del tanque. Este patrón se mantuvo tanto para los diminutos alevines como para los esmolts más grandes. Aunque los peces más viejos generalmente mostraban una tendencia ligeramente más fuerte a congregarse cerca de la luz que los más jóvenes, la forma general de la respuesta fue la misma para ambos grupos.

Este hallazgo sugiere que el instinto de evitar la luz brillante está presente muy temprano en la vida del salmón chum, mucho antes de que estén listos para migrar al océano. El estudio indica que estos peces jóvenes probablemente evitan las áreas fuertemente iluminadas para esconderse de los depredadores o para permanecer en las partes más oscuras y seguras del río. La investigación también aclara una limitación práctica para los esfuerzos de conservación. Debido a que los peces no muestran una fuerte atracción hacia la luz blanca en las intensidades bajas que podrían usarse para guiarlos, el uso de tales luces para atraer a los alevines hacia una salida segura podría no funcionar bien. Sin embargo, el estudio sugiere que las luces blancas muy brillantes podrían ser útiles para un propósito diferente: mantener a los peces alejados de las tuberías de entrada peligrosas. Al crear una zona de brillo intenso, los gestores podrían ser capaces de disuadir tanto a los alevines jóvenes como a los esmolts más viejos de entrar en la maquinaria que podría dañarlos.

El estudio se llevó a cabo en un tanque, por lo que no tuvo en cuenta las corrientes complejas, las sombras o la presencia de depredadores que se encuentran en un río real. También probó únicamente la luz blanca, dejando abierta la pregunta de si diferentes colores podrían tener efectos distintos. No obstante, los resultados proporcionan una imagen clara de cómo estos peces perciben su mundo. Demuestran que el comportamiento de los salmones chum no es un simple interruptor entre buscar y evitar la luz, sino una respuesta matizada que alcanza su punto máximo en un punto medio y se convierte en evitación cuando la luz es demasiado intensa. Esta comprensión ayuda a científicos e ingenieros a diseñar mejores sistemas para proteger a estos peces mientras navegan por los ríos de su juventud.