I+D en especies amenazadas: Proyectos Cero FGCSIC

VV.AA [JAVIER GUALLART, JOSé TEMPLADO, MARTA CALVO, IVáN ACEVEDO, EUSEBIO BONILLA Y ANNIE MACHORDOM (1), JUAN B. PEñA (2), JOSU PéREZ (3), ÁNGEL LUQUE (4), PAOLA MARTíN (5)]

(1) Museo Nacional de Ciencias Naturales (CSIC), (2) Instituto de Acuicultura de Torre de la Sal (IATS-CSIC), (3) Instituto de investigación de la Generalitat de Catalunya, adscrito al Departamento de Agricultura, Ganadería, Pesca, Alimentación y Medio Natural (IRTA), (4) Universidad Autónoma de Madrid (UAM), (5) Periodista

Avances científicos en la conservación de Patella ferruginea

Se cumple ahora el ecuador del periodo establecido para el desarrollo de los primeros Proyectos Cero sobre Especies Amenazadas de la FGCSIC. Es el momento, por tanto, de comentar los avances alcanzados en este tiempo relativos a esta especie y los trabajos que vienen desarrollándose de manera coordinada y paralela por todos los equipos e instituciones implicados.

 Nuestro proyecto se centra en el estudio y establecimiento de las bases para la recuperación de la lapa Patella ferruginea, una de las escasas especies marinas considerada en peligro de extinción en el Mediterráneo, cuya distribución está fundamentalmente restringida a puntos muy concretos de los litorales andaluz y norteafricano, así como a ciertos enclaves de Córcega y Cerdeña. Se cumple ahora el ecuador del periodo establecido para el desarrollo de los primeros Proyectos Cero sobre Especies Amenazadas de la Fundación General del CSIC. Es el momento, por tanto, de comentar los avances alcanzados en este tiempo relativos a esta especie y los trabajos que vienen desarrollándose de manera coordinada y paralela por todos los equipos e instituciones implicados: Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC), Universidad Autónoma de Madrid (UAM), Instituto de Acuicultura de Torre de la Sal de Castellón (IATS-CSIC) e Institut de Recerca Agro-Alimentària de la Generalitat de Catalunya (IRTA) de Sant Carles de la Ràpita (Tarragona).


El objetivo general del proyecto es desarrollar metodologías de trabajo y una amplia
base de conocimientos para intentar conseguir la recuperación de la especie. Entre los objetivos específicos más destacables está la obtención de ejemplares juveniles en suficiente número mediante técnicas de acuicultura (tanto a partir del reclutamiento en colectores artificiales como mediante reproducción controlada), con el fin de restaurar poblaciones afectadas por posibles catástrofes naturales o para repoblaciones en lugares donde la especie ha desaparecido en fechas recientes. Bajo esta perspectiva general, los trabajos se vienen realizando paralelamente en tres líneas principales que, aunque responden a enfoques aparentemente dispares (de hecho implican métodos muy diferentes) son complementarias y suponen distintas aproximaciones que convergen en el objetivo común antes señalado. Dichas líneas pretenden:

1) profundizar en el conocimiento de aquellos aspectos básicos de la biología de la especie de particular relevancia para la gestión y conservación de sus poblaciones;
2) conocer su estructura genética y el alcance de su conectividad;
y 3) llevar a cabo ensayos de producción de juveniles para su potencial traslado a otras zonas.

La investigación sobre técnicas de producción de juveniles responde a las recomendaciones de la «Estrategia de conservación de la lapa ferrugínea (Patella ferruginea) en España», publicada por el Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino, para el traslado de ejemplares a aquellos lugares donde la especie se halla en alarmante regresión o para las repoblaciones en caso de catástrofes naturales (por ejemplo, una marea negra), dado que la mencionada estrategia desaconseja el traslado de adultos. Sin embargo, para repoblar o reintroducir juveniles es necesario conocer detalladamente la estructura genética de las distintas poblaciones naturales, para así poder tomar las decisiones adecuadas acerca de qué grupos de ejemplares y a qué lugares pueden ser trasladados, sin alterar el Se ha comprobado que el cambio de sexo a lo largo de la vida de la lapa puede suceder en ambos sentidos, tanto de macho a hembra como de hembra a machoacervo genético de la especie. Por otro lado, resulta también fundamental adquirir el mayor conocimiento posible sobre la biología de esta lapa, no sólo para el desarrollo de técnicas básicas para el transporte, mantenimiento en condiciones controladas o la aclimatación de ejemplares, sino para todo lo relacionado con la gestión y manejo de la especie en el medio natural. En todas estas líneas de trabajo se han obtenido ya avances significativos y esperanzadores, que nos permiten augurar la satisfactoria consecución de los objetivos propuestos, a pesar de la dificultad que entrañan.

Paralelamente a estos aspectos científicos y técnicos, otro de los compromisos del proyecto es la difusión de los resultados. En este sentido, también se está desarrollando un notable esfuerzo en el diseño de una página web y de diversos materiales audiovisuales sobre el progreso de la investigación, para dar a conocer los resultados parciales y la evolución del proyecto.

El «trabajo de campo» (en este caso, «de mar») se está llevando a cabo esencialmente en las islas Chafarinas, con el apoyo del personal y de la infraestructura que el Organismo Autónomo de Parques Nacionales tiene en este archipiélago. En las islas se desarrollan trabajos relativos al conocimiento de la biología de la lapa ferrugínea, centrados sobre todo en aspectos de su biología reproductora, pero también acerca de su dinámica poblacional, tasa de crecimiento, reclutamiento, desplazamientos tróficos y características del hábitat óptimo para esta especie.




Extracción de esperma para la fecundación controlada de Patella ferruginea. / Foto: Paola Martín.


Uno de los aspectos que ha sido objeto de mayor atención en la costa es el modo de reproducción de la especie y, en concreto, la capacidad de esta lapa para cambiar de sexo entre ciclos reproductores sucesivos, así como los factores que influyen en estos procesos. Patella ferruginea se reproduce solo una vez al año. Entre agosto y septiembre comienza la maduración de las gónadas, que se completa durante el otoño, coincidiendo con el progresivo descenso de la temperatura del agua, y culmina a mediados de noviembre cuando, con la llegada de los primeros temporales importantes de este mes, se produce la freza (emisión sincrónica de gametos al medio tanto de los machos como de las hembras) de manera más o menos generalizada. Las larvas resultantes de la fecundación externa buscan un sustrato donde fijarse después de permanecer unos días en el plancton, para transformarse en diminutas lapas juveniles reptantes (reclutas) que pasarán a constituir las futuras generaciones de la especie.

Un hecho muy controvertido hasta la fecha ha sido el modo de reproducción de la especie. Se suponía que se trata de una especie hermafrodita protándrica, es decir, los ejemplares jóvenes alcanzan la madurez sexual como machos y, posteriormente, a partir de una determinada talla o edad, cambian a hembras. Sin embargo, los trabajos desarrollados en las islas Chafarinas por parte de nuestro equipo han puesto de manifiesto que la estrategia reproductora de esta especie es mucho más compleja. Se ha comprobado que el cambio de sexo puede tener lugar a lo largo de la vida de los ejemplares en ambos sentidos, tanto de macho a hembra como de hembra a macho, lo que se correspondería con un modo de reproducción de hermafroditismo alternante. La manera en que tiene lugar este proceso y los factores que lo determinan Se han conseguido ejemplares juveniles a partir de las larvas obtenidas en el laboratoriotodavía distan de estar claros, cuestión sobre la que se centra actualmente nuestra investigación. El análisis de estos aspectos en la práctica supone un esfuerzo de muestreo importante y el desarrollo de técnicas de trabajo incruentas que requieren planteamientos novedosos. Los protocolos de trabajo que estamos desarrollando para determinar el sexo de los ejemplares se realizan mediante biopsias que suponen escaso riesgo para la supervivencia de la lapa analizada. Por otra parte, el seguimiento del cambio de sexo entre ciclos anuales requiere además la identificación de cada uno de los ejemplares objeto de estudio mediante técnicas específicas de marcado y, a la vez, realizando un archivo fotográfico detallado de cada ejemplar. Además, el marcado posibilita el estudio de la tasa de crecimiento de la especie. Nuestros trabajos sobre el terreno están aportando información muy novedosa sobre la estacionalidad de la tasa de crecimiento, sobre la existencia de periodos donde predomina la erosión de la concha sobre su crecimiento y, asimismo, sobre la elevada variabilidad existente en estos aspectos entre ejemplares.




Juveniles (de 2-3 mm) obtenidos en el Instituto de Acuicultura de Torre de la Sal de Castellón (IATS), resultado de un proceso de reproducción controlada. / Foto: Juan B. Peña.


Otro aspecto muy relevante es el estudio del reclutamiento de juveniles de P. ferruginea y, en particular, el análisis de la variabilidad entre años. Se entiende por reclutamiento la incorporación anual de nuevos individuos a las poblaciones, y depende en buena medida del éxito de la fase crítica que supone el paso de larva planctónica nadadora a juvenil reptante y de su supervivencia posterior. Los datos disponibles indican que en las islas Chafarinas se produce un reclutamiento significativo cada año, aunque irregular, y muy superior al señalado en otras zonas, siendo este uno de los parámetros indicativos del excelente estado de conservación de la población en estas islas. Cabe resaltar que en 2011 el reclutamiento ha sido excepcional, posiblemente el mayor nunca descrito para la especie. La investigación en estos momentos se está centrando en determinar los factores que pueden influir en la variabilidad del éxito del reclutamiento entre años y la influencia que ello puede tener para la dinámica de la especie a gran escala. Para estos análisis Entre los objetivos específicos está la obtención de ejemplares juveniles mediante técnicas de acuiculturase ha iniciado una colaboración con un grupo de investigación del IMEDEA de Baleares, especializado en modelizar los factores oceanográficos y fisicoquímicos, a fin de caracterizar a lo largo del tiempo los cambios en las masas de agua del mar de Alborán.

Asimismo, se han instalado en las aguas de las islas Chafarinas diversos elementos y materiales para la captación de «semillas» del medio (colectores flotantes). En acuicultura se denominan semillas a los juveniles fijados espontáneamente sobre superficies artificiales. Diseñar un tipo de colectores adecuados para la fijación espontánea de juveniles de P. ferruginea, con características que faciliten la instalación de un número suficiente de estas estructuras, supondría algunas ventajas obvias con vistas a su obtención. La principal sería que los juveniles obtenidos, cuyos destinos finales radicarían en ser traslados a otras zonas geográficas en caso de urgencia, presentarían una diversidad genética considerable, acorde a la mezcla genética de gametos que tendría lugar durante el momento de la freza otoñal de la población de las islas Chafarinas.




Trabajo en el laboratorio: inducción al desove mediante manipulación de la temperatura en el Instituto de Acuicultura de Torre de la Sal (IATS). / Foto: Javier Guallart.


Por su parte, los trabajos dirigidos a la reproducción controlada para la obtención de juveniles de P. ferruginea mediante técnicas de acuicultura se están desarrollando de forma paralela y bajo condiciones distintas en los centros de Castellón y de Tarragona. Ello conlleva el desarrollo o perfeccionamiento de técnicas relativamente heterogéneas para resolver aspectos como el mantenimiento de adultos ex situ, la inducción a la puesta, la maximización de la fecundación de los gametos, el seguimiento del desarrollo larvario, la consecución de la metamorfosis de las larvas nadadoras hasta que se fijan al sustrato como postlarvas, así como el crecimiento posterior de estos juveniles en condiciones adecuadas. Cabe destacar que los resultados obtenidos hasta la fecha en estos aspectos han sido más que satisfactorios. Se ha logrado reproducir en condiciones de laboratorio todo el ciclo embrionario y larvario y, lo que es más importante, se han conseguido ejemplares juveniles a partir de las larvas obtenidas en el laboratorio. Precisamente el paso de la fase larvaria en la columna de agua al juvenil reptante sobre el sustrato mediante la metamorfosis se considera que es la fase más crítica del desarrollo vital de la especie. Haber conseguido superar esta fase en condiciones artificiales supone un hito que hace presagiar el éxito del proyecto, diseñando una metodología para cerrar el ciclo biológico de la especie y producir ejemplares juveniles mediante técnicas de acuicultura. Para ello todavía es necesario lograr que estos pequeños ejemplares o reclutas sobrevivan y crezcan hasta alcanzar la madurez sexual.




Visión ventral de un juvenil de unos 2 mm de longitud, obtenido mediante reproducción controlada. / Foto: Javier Guallart.


Una tercera línea señalada dentro del proyecto es el estudio genético de las principales poblaciones de la lapa ferrugínea, que se está llevando a cabo en el laboratorio de Sistemática Molecular del Museo Nacional de Ciencias Naturales. Los únicos trabajos genéticos publicados hasta la fecha están basados en marcadores moleculares universales que, aunque permiten hacer inferencias sobre el flujo genético en épocas pasadas, no tienen el nivel de resolución suficiente para dilucidar el estado genético de las poblaciones actuales y el alcance de la conectividad entre ellas en las condiciones presentes. Para ello, previamente, nuestro equipo había diseñado marcadores microsatélites específicos para esta especie, que se aplicarán a sus principales poblaciones, ubicadas en el mar de Alborán y la costa argelina. Por el momento se dispone ya de muestras suficientes de Ceuta, de las islas Chafarinas y de algunos puntos de las costas marroquí y tunecina. En próximas campañas se espera completar las muestras necesarias para el estudio con material de la isla de Alborán, de Argelia y de varias localizaciones del litoral andaluz.

Por último, la Universidad Autónoma de Madrid participa en la adecuación de las investigaciones y resultados, que se van obteniendo, a las recomendaciones de la «Estrategia de conservación de la lapa ferrugínea (Patella ferruginea) en España» y a lo señalado en la Ley del Patrimonio Natural y la Biodiversidad relativo a las especies del Catálogo Español de Especies Amenazadas. Asimismo, se encarga de la elaboración y corrección de textos para los diferentes artículos, tanto científicos como divulgativos.

En definitiva, los resultados obtenidos hasta la fecha han sido notoriamente positivos en muchos aspectos, aunque todavía quedan algunos retos pendientes. Entre los logros más destacables deben reseñarse, por una parte, el haber conseguido establecer las condiciones para la estabulación (adaptación a la cautividad) de juveniles y adultos y, por otra, completar prácticamente el desarrollo larvario de la especie, alcanzando la metamorfosis hasta el estado de juvenil reptante en condiciones de laboratorio. No obstante, quedan aún por resolver algunos aspectos cruciales para que sea una realidad completar la reproducción controlada de P. ferruginea (lo que en acuicultura se conoce como «cerrar el ciclo»).

En resumen, nuestro objetivo es establecer, mediante una aproximación multidisciplinar, los marcos teórico, técnico y práctico para la adecuada conservación de la lapa ferrugínea, minimizando su riesgo de extinción. Con esfuerzo, ingenio y los imprescindibles fondos para la investigación, podremos fijar las condiciones favorables para la supervivencia de una especie poco conocida y valorada, a la vez que extremadamente amenazada, para convertirse, por qué no, en un símbolo de la conservación de la biodiversidad marina.




Los integrantes del equipo de investigación, de izquierda a derecha, rodeando la mesa: Marta Calvo, Juan B. Peña, Ángel Luque, Eusebio Bonilla, Paola Martín, Josu Pérez, Javier Guallart, José Templado, Iván Acevedo y Annie Machordom. / Foto: Servicio de Fotografía MNCN-CSIC.

Publicado en Núm. 09


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