Investigación UST revela cómo peces costeros chilenos responden a ambientes extremos y entrega claves para anticipar efectos del cambio climático

Un equipo de investigadores del Centro de Investigación e Innovación para el Cambio Climático (CiiCC) de la Universidad Santo Tomás, en conjunto con otras instituciones, publicó recientemente el artículo titulado “Upwelling effects across different levels of biological organization: Integrating biochemical constituents, physiological performance and muscle transcriptomic response in the intertidal fish Girella laevifrons (Kyphosidae)” en la prestigiosa revista Marine Environmental Research (Vol. 205, 2025).

El estudio, que contó con la participación de dos académicos del Programa de Doctorado en Conservación y Gestión de la Biodiversidad de la UST, los doctores M. Roberto García-Huidobro y Marcela Aldana, representa un avance significativo en la comprensión de cómo la variabilidad ambiental asociada a los sistemas de surgencia costera afecta a los organismos marinos en distintos niveles de organización biológica.

El trabajo, que integra herramientas de transcriptómica, ecofisiología y bioquímica, es fruto de una amplia colaboración interinstitucional que incluye a investigadores de la Universidad Andrés Bello, la Pontificia Universidad Católica de Chile, la Universidad Católica de la Santísima Concepción y las universidades estadounidenses Campbell University y Wake Forest School of Medicine.

Un enfoque integral para entender la adaptación al cambio global

La investigación se centró en el pez intermareal Girella laevifrons, conocido comúnmente como baunco, una especie con importancia para la pesca artesanal y local en las costas chilenas. El estudio evaluó cómo las diferentes intensidades de surgencia, fenómeno oceanográfico que impulsa la productividad marina, influyen en la fisiología, el metabolismo y la expresión génica de estos peces.

Para ello, los científicos recolectaron individuos en cuatro localidades de la costa centro-norte de Chile (entre los 29° y 34°S), caracterizadas por condiciones contrastantes de surgencia: dos sitios con alta intensidad (Talcaruca y Quintay) y dos con baja intensidad (Los Molles y Las Cruces).

Según explicó el investigador UST, Dr. Manuel García-Huidobro, uno de los principales desafíos fue integrar herramientas que analizan distintos niveles de organización biológica. “El principal desafío fue conectar puntos de vista muy distintos para que hablaran el mismo idioma. Tuvimos que diseñar el estudio de manera que los datos de genes, moléculas y desempeño fisiológico contaran una misma historia sobre cómo responden los peces a distintas condiciones ambientales”, señaló.

Los resultados revelaron que los peces provenientes de zonas con mayor intensidad de surgencia presentaban mayores concentraciones de glucosa, lípidos y proteínas en su tejido muscular, además de un mejor desempeño fisiológico medido a través de curvas de rendimiento térmico. Específicamente, estos individuos mostraron una mayor tasa metabólica máxima, temperaturas óptimas y umbrales de desnaturalización proteica más elevados, lo que sugiere adaptaciones locales que les permiten prosperar en ambientes más estresantes pero ricos en nutrientes.

A nivel molecular, los análisis transcriptómicos identificaron diferencias significativas en la expresión génica entre localidades. En los sitios con fuerte surgencia se observó una sobreexpresión de genes asociados al desarrollo multicelular, metabolismo del oxígeno y procesos de crecimiento. En contraste, en localidades con baja surgencia se activaron genes relacionados con la degradación y reciclaje de proteínas, lo que indica estrategias metabólicas distintas para enfrentar condiciones de menor disponibilidad de nutrientes.

Una herramienta para predecir impactos del cambio climático

Además de describir diferencias entre poblaciones, el estudio aporta información fundamental para comprender cómo los organismos marinos podrían responder al aumento de la temperatura oceánica y a posibles modificaciones en los patrones de surgencia costera.

“Esta investigación proporciona una verdadera caja de herramientas predictiva. Nos permite comprender los mecanismos que explican el desempeño de los organismos y proyectar cómo podrían cambiar su distribución, abundancia y éxito reproductivo bajo escenarios futuros”, destacó el académico.

A su vez, esta información puede ser relevante para la toma de decisiones en materia de conservación, manejo costero y protección de los recursos marinos. Para el investigador, el estudio aporta información de valor incalculable para la Gestión de Áreas de Manejo y Explotación de Recursos Bentónicos (AMERB). “Las AMERB se pueden catalogar como huertas marinas manejadas por pescadores artesanales. En ese sentido, nosotros podríamos proporcionarles que el pescado de una zona es «más nutritivo» o «más grande», es un valor añadido que pueden usar para su comercialización o para justificar la protección de esas áreas” explicó.

El especialista además plantea que se pueden identificar zonas de reposición o de reserva, donde se prohíba la pesca para permitir que las poblaciones se recuperen y «reabastezcan» a las zonas aledañas. “En ese sentido, se pueden generar pautas de planificación ante cambios priorizando conservación de especies o también implementar medidas como reducir las cuotas de pesca para no poner en riesgo la población” enfatizó.

Por último, el Dr. Roberto García-Huidobro plantea que la evidencia científica permitiría identificar «Refugios Climáticos», donde las poblaciones ya están pre-adaptadas a condiciones más extremas. “Estas zonas podrían actuar como fuentes de individuos tolerantes al calor. Proteger estas áreas es una estrategia inteligente de conservación ante el cambio climático”.

Ecosistemas resilientes, pero con límites

Aunque los resultados muestran que la capacidad de adaptación existe, los investigadores advierten que este proceso tiene límites. Las adaptaciones observadas implican costos energéticos elevados, ya que los individuos con mejor desempeño metabólico requieren mayores cantidades de alimento para sostener su funcionamiento. Si el cambio climático altera la disponibilidad de recursos, esas ventajas podrían transformarse en una desventaja.

A ello se suma otro desafío: la velocidad del cambio ambiental. Mientras las adaptaciones identificadas probablemente se desarrollaron a lo largo de cientos o miles de años, el calentamiento y la acidificación de los océanos avanzan a un ritmo sin precedentes. “Los organismos poseen herramientas genéticas y fisiológicas para responder a su entorno, pero la pregunta sigue siendo si podrán hacerlo tan rápido como cambia el clima. Comprender estos mecanismos es fundamental para identificar qué especies, poblaciones y ecosistemas serán más vulnerables o más resilientes en las próximas décadas”, detalló el investigador.

Asimismo, subrayó que existe una conexión directa entre la salud de los ecosistemas marinos y el bienestar de las personas. “La productividad del océano influye no solo en la biodiversidad, sino también en la calidad nutricional de los recursos pesqueros y en el sustento económico de numerosas comunidades costeras que dependen de ellos”, afirmó.

“Los peces nos muestran que la capacidad de adaptación existe y es real. Sin embargo, la adaptación tiene costos y límites. La gran pregunta es si las poblaciones podrán adaptarse con la misma rapidez con que está cambiando el clima”, concluyó.

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