La cueva de azufre es un complejo sistema de cuevas en el sur de México, con condiciones increíblemente duras, que hacen que sea casi imposible que cualquier forma de vida sobreviva. Pero a pesar de que las aguas tienen más de 50 veces la dosis letal de sulfuro de hidrógeno tóxico, una ausencia casi total de luz y un ritual religioso en el que los nativos envenenan aún más las aguas, una especie de pez no solo sobrevive, sino que también prosperar. Esta especie es Atlantic Molly (Poecilia mexicana) que se ha adaptado tan bien a su peligroso entorno que está comenzando a evolucionar hacia una nueva especie. Pero, ¿qué hace que la cueva de azufre sea tan peligrosa y cómo pueden sobrevivir los moluscos en la cueva?
Presiones ambientales
El sulfuro de hidrógeno es un tóxico respiratorio mortal para la mayoría de los organismos, incluso en cantidades micromolares. El H 2 S proviene de ambientes hipóxicos en los que la materia orgánica se descompone debido a la actividad microbiana, como lagos o pantanos, o la actividad volcánica en algunos sistemas de agua dulce. En cualquier caso, los altos niveles de H2S convierten los hábitats acuáticos, como Sulphur Cave, en sistemas extremos, haciendo la vida difícil o incluso imposible para muchos organismos. Otro factor inhibidor es la falta de una fuente de luz en el sistema de cuevas, lo que hace que sus habitantes se adapten a la oscuridad perpetua.
Por lo tanto, la vida en los sistemas de cuevas a menudo involucra características evolutivas complejas de la historia de la vida. En un área geográfica pequeña, hay varias poblaciones reproductivamente aisladas de P. mexicana que viven en ambientes que van desde cuevas tóxicas, cuevas no tóxicas, corrientes superficiales tóxicas y una variedad de aguas superficiales no tóxicas. Debido a las diferentes configuraciones espaciales y geográficas del sistema de cuevas, se teoriza que la P. mexicana que vive dentro de los límites del sistema se convierte en una especie diferente de sus primos de agua dulce que están presentes en ambientes no tóxicos rodeando el sistema de la cueva.
Adaptaciones fisiológicas
Se cree que una adaptación importante a las concentraciones de H2S se origina en el sistema donde la P. mexicana minimiza la absorción de H2S por la respiración en la superficie del agua a través de un comportamiento compensatorio conocido como respiración en agua superficial. Otra variación diferente entre la cueva de la P. mexicana y sus contrapartes adaptativas no tóxicas es la morfología de las branquias . Debido a la toxicidad del agua circundante, estos organismos han desarrollado branquias más grandes para extraer tanto oxígeno disponible de las columnas de agua.
Para minimizar la absorción de H2S, estos peces han desarrollado la capacidad de desintoxicar esta sustancia química a partir de su propia fisiología. Para ello, pasan del metabolismo anaeróbico al aeróbico, aunque esta forma de producción de energía es mucho menos eficiente. También hay un aumento en la expresión genética de las proteínas que descomponen el H2S en formas no tóxicas que pueden ser excretadas. Los peces no sólo han aumentado su resistencia a la toxina, sino que también han encontrado la forma de neutralizarla y eliminarla de su sistema.
Otro problema para las lampreas de las cuevas es que el interior del sistema de cuevas se ha convertido en el último extremo, por lo que pocos otros organismos las han seguido en su oscuro mundo. Las fuentes de alimento han disminuido, lo que significa que están limitados energéticamente. Para adaptarse a esta presión, han evolucionado para reducir su consumo total de energía. Para ello, cambiaron su dieta de algas y detritus a conchas bacterianas e invertebrados, lo que les permitió tener un tracto intestinal más corto y de menor consumo energético. Un hallazgo interesante es que el cerebro de P. mexicana es más pequeño; se cree que esto está relacionado con la falta de fuentes de alimento y el deseo de conservar más energía.
Vivir en una total falta de luz también llevó a adaptaciones frugales. En comparación con sus homólogas de fuera de las bocas de las cuevas, las orugas de las cuevas perdieron sus pigmentos de color, un desperdicio de recursos en un entorno sin luz y de baja visibilidad. Además, han desarrollado ojos más pequeños e insensibles que dependen de un sistema de órganos sensoriales llamado sistema de línea lateral para detectar el movimiento, la vibración y las diferencias de presión en el agua circundante.
Cambios de comportamiento
Además de las adaptaciones genéticas evolutivas que ha sufrido este organismo extremadamente vivo, hay una serie de cambios de comportamiento que son esenciales para su supervivencia. Los moluscos cavernícolas son significativamente menos agresivos que sus vecinos no venenosos, probablemente debido al gasto energético asociado al comportamiento agresivo, que no es deseable en entornos con recursos limitados. También se ha comprobado que las salamandras de las cuevas son menos propensas a formar cardúmenes y suelen ser solitarias.
Vivir en constante oscuridad también influye en la elección de pareja en las especies cavernícolas de la familia Poeciliidae. Se ha observado que las hembras de esta especie eligen selectivamente a los machos más grandes basándose en su sistema de líneas laterales más que en sus características visuales. Un mayor cambio en la presión de la columna de agua indica un macho más grande y proporciona información sobre el tamaño del cuerpo y la condición fisiológica de una potencial pareja de apareamiento. Las crías vivas tienen una fecundidad menor y producen crías más grandes pero menos numerosas, una ventaja en las condiciones extremas del sistema de cuevas.
Se ha comprobado que los moluscos cavernícolas del laberinto del sistema de cuevas difieren genéticamente de los moluscos de las aguas superficiales y, más recientemente, se ha comprobado que los peces de las distintas cámaras del sistema de cuevas también difieren genéticamente. Esto se debe probablemente a que las poblaciones aisladas se han adaptado a su entorno, que difiere en términos de oscuridad y contenido de H2S. Esto hace que los moluscos de las cuevas sean uno de los ejemplos más interesantes de la rapidez y eficacia con que la vida puede evolucionar para adaptarse a las más mínimas diferencias del entorno.
Limitaciones humanas
A pesar de los altos niveles de H2S, la oscuridad constante y los recursos limitados, la población de P. mexicana tiene que sobrevivir a una ceremonia religiosa anual organizada por los residentes locales. Los Zoque del sur de México, que se cree que utilizan esta ceremonia para pedir la lluvia a los dioses, arrojan cada año a la columna de agua hojas que contienen una pasta de raíces de álamo trituradas. Por desgracia, la raíz de ámbar contiene rotenona, un potente narcótico que, aunque no afecta a todos los peces, puede ser muy peligroso. Con el tiempo, los dardos de las cuevas se han vuelto mucho más resistentes a esta droga que sus parientes de la superficie, aunque los machos son mucho más sensibles que las hembras.
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