A4 Alteración de la Línea lateral

Tópico

La línea lateral es el sistema de detección hidromecánica del entorno más sensible que tienen los peces, capaz de detectar perturbaciones de la velocidad del flujo de apenas un micrómetro por segundo. Esa sensibilidad depende de dos tipos de receptores, los neuromastos, distribuidos en canales bajo la piel y también en la superficie del cuerpo. La línea lateral se degrada por tres vías distintas: el sedimento en suspensión bloquea físicamente los canales de la línea lateral o cubre los neuromastos superficiales; los contaminantes químicos, como surfactantes, metales pesados o anestésicos del tipo del MS-222, alteran la electrofisiología de las células ciliadas que forman cada neuromasto; y la exposición a niveles altos de antibióticos aminoglucósidos destruye esas mismas células ciliadas de forma irreversible, a diferencia de los otros contaminantes, que solo alteran su funcionamiento sin destruirlas.

El bloqueo por sedimento actúa físicamente sobre el canal de la línea lateral, que puede entenderse como un tubo que el sedimento va obstruyendo de forma parcial. A medida que se deposita más sedimento dentro del canal, la resistencia hidráulica al flujo dentro de ese canal aumenta, y esa mayor resistencia reduce la velocidad del flujo interno que normalmente estimula a los neuromastos canalizados. Si el canal llega a obstruirse por completo, los neuromastos canalizados dejan directamente de responder a los estímulos externos, sin importar cuán fuerte sea la perturbación de flujo que los rodea. El umbral de detección de la línea lateral se eleva en proporción directa al grado de obstrucción del canal: mientras más sedimento se acumula, más intensa debe ser una perturbación de flujo para que el pez la perciba.

La degradación química de las células ciliadas, en cambio, actúa sobre el número efectivo de células funcionales de la línea lateral: cuantas más células ciliadas quedan alteradas o destruidas por los contaminantes o por los aminoglucósidos, menor es ese número efectivo de células funcionales. Esa reducción disminuye a su vez la relación señal-ruido del sistema completo, porque la línea lateral construye su sensibilidad sumando las señales independientes de muchas células ciliadas a la vez. Sin embargo, esa caída en la relación señal-ruido no es proporcional a la caída en el número de células: es más suave, porque la relación señal-ruido depende de la raíz cuadrada del número de células funcionales, de modo que perder una fracción de las células ciliadas reduce la sensibilidad del sistema en una proporción menor a esa misma fracción.

Tanto el bloqueo mecánico por sedimento como la degradación química de las células ciliadas terminan en la misma pérdida de función de la línea lateral, y esa pérdida de función altera tres capacidades del pez que dependen directamente de ella: la capacidad de detectar presas en la oscuridad, donde la línea lateral reemplaza a la visión; la capacidad de mantener la posición dentro de una corriente de agua mediante la reorientación reostática, que depende de sentir la dirección del flujo; y la capacidad de coordinar el nado dentro de un cardumen aprovechando los remolinos que generan los peces vecinos, lo que requiere detectar esos remolinos con precisión.

Cuando la pérdida de función de la línea lateral es total, sus efectos se vuelven medibles con claridad: la ablación completa de la línea lateral aumenta el umbral de detección de presas entre diez y cien veces respecto de un pez con la línea lateral intacta, e impide por completo que el pez coordine su nado aprovechando los remolinos de sus vecinos, lo que a su vez aumenta el costo de transporte del pez cuando nada en agua de corriente entre un veinte y un cincuenta por ciento. Así, un sistema capaz de percibir perturbaciones de flujo minúsculas, como se describió al principio, termina —cuando el sedimento, los contaminantes químicos o los antibióticos lo degradan— dejando al pez sin la sensibilidad hidromecánica que necesita para alimentarse, orientarse en la corriente y nadar de forma eficiente junto a otros peces.

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