Peces ciegos que viven en cuevas: un misterio evolutivo

La adaptación de los peces a entornos hostiles, como las cuevas, genera una pérdida de pigmentación en la piel y carencia de ojos. / Foto: Felipe Villegas - Instituto Humboldt

Las cuevas de Santander esconden algunos de los animales más extraños del país y del mundo. Cangrejos, arácnidos y ciempiés se encuentran solo en ese territorio, así como uno de los peces más peculiares reportados: un tipo de bagre andino del género Trichomycterus Vlalencinnes. Aunque es pariente de los reconocidos bagres del río Magdalena, tiene unas características únicas: vive en la oscuridad total, es mucho más pequeño, pálido y tiene atrofia ocular (es ciego).

El país cuenta con más de 1.500 especies de peces de agua dulce que pertenecen a cientos de géneros, sin embargo, el único género que tiene especies de cuevas es el Trichomycterus. La existencia y adaptación de estos peces a zonas tan hostiles, así como la manera como llegaron a las cuevas, sigue siendo una incógnita para los científicos; y Santander parece ser el lugar ideal para empezar a responderla.

El departamento tiene la mayor cantidad de cuevas del país (se estima que cerca de 500). Sin embargo, recorrerlas estuvo prohibido para la ciencia por más de 40 años. ¿El motivo? El conflicto armado. A raíz del proceso de paz, expediciones como Colombia Bio pudieron empezar a explorar la biodiversidad de esos ecosistemas creados tras millones de años de erosión y procesos de reacción entre rocas calizas sedimentarias y agua lluvia. El más reciente hallazgo relacionado con los peces en cuevas se dio en 2018, cuando científicos descubrieron la especie Trichomycterus rosablanca. También encontraron que dentro de la misma población de esta especie había individuos con distintos niveles de desarrollo ocular: algunos tenían ojos y otros no.

Mauricio Torres, biólogo de la Universidad Industrial de Santander (UIS), tuvo la oportunidad de conocer las cuevas desde muy joven. A sus 17 años, el destino ya lo había juntado con esos extraños peces en una cueva en Zapatoca. “Cuando entré con un amigo a la cueva nos encontramos con esos bichos rarísimos. Los conocí antes de que se describiera la primera especie de pez ciego”, cuenta el investigador PhD en ecología evolutiva. Actualmente, Santander cuenta con siete especies de Trichomycterus reportadas en cuevas y nueve en quebradas. Cuando decidió estudiar biología, Torres volvió una y otra vez a las cuevas con la intención de analizar estos peces. Ya lleva 18 años. “Aunque algunos de los peces de cueva ya tienen nombre, los misterios alrededor de ellos siguen siendo muchísimos”, asegura.

Por eso, decidió sumar esfuerzos con otro biólogo, Carlos Daniel Cadena, profesor de la U. de los Andes que se ha dedicado estudiar la biología evolutiva de los vertebrados. “Cuando Mauricio me contactó y me comentó sobre los peces en las cuevas de Santander, me interesó muchísimo resolver preguntas sobre su evolución”, explica Cadena. ¿Cómo habían llegado a las cuevas? ¿Cómo se habían adaptado a vivir en esas condiciones extremas? ¿Era la pérdida de coloración en la piel y la pérdida de ojos consecuencia del proceso evolutivo? ¿Eran todos los peces de la misma especie o de diferentes? ¿Qué relación tenían con sus parientes en los arroyos?, se preguntaron los investigadores.

Las hipótesis que se plantearon partían de dos escenarios alternativos: el primero planteaba que su llegada a las cuevas era el resultado de un solo evento de colonización por parte de peces de los arroyos cercanos, y que una vez ahí se habrían extendido por conexiones subterráneas. El segundo suponía que se habían dado colonizaciones múltiples en diferentes cuevas por ancestros superficiales que, posteriormente, habían evolucionado de manera similar cada una. “Ya existían observaciones de unos peces que no tenían ojos ni pigmentación, pero se encontraban en diferentes cuevas, por lo que nuestra pregunta central era cómo había pasado eso desde el punto de vista evolutivo. ¿Pasaron del río superficial y colonizaron las cuevas? O en diferentes regiones colonizaron diferentes cuevas más de una vez y, cada vez que colonizaron, la evolución cogió el mismo camino, que fue perder los ojos y pigmentos”, explica Cadena. Junto con el investigador Carlos DoNascimiento, del Instituto Humboldt, y el biólogo Juan Sebastián Flórez, de la UIS, empezaron a buscar las respuestas.

Con varias salidas de campo recorrieron nueve cuevas en Lebrija, Los Santos, Piedecuesta, Zapatoca, Curití, Guapotá y Guadalupe. Allí recolectaron 49 especímenes de cuevas y de superficies cercanas a las cuevas. También se apoyaron en las colecciones recogidas por otros investigadores en expediciones pasadas. “Una vez en Bogotá se secuenció el ADN de todos esos peces para tratar de construir su filogenia, es decir, el ‘árbol genealógico’. Eso nos permitiría conocer si los peces de cuevas eran parientes cercanos, descendientes de un solo ancestro o descendientes de ancestros distintos”, explican.

Lo que los genes les sugirieron fue que hubo por lo menos dos eventos de colonización independientes en cuevas que se encontraban en drenajes separados. Una en el río Suárez y otra en el Carare. “Al menos dos linajes colonizaron cuevas de forma independiente y evolucionaron de forma convergente”, relata la investigación. “Entonces, entendimos que la respuesta evolutiva de los animales, a pesar de que se había tratado de dos procesos diferentes, había sido la misma: perder los ojos y disminuir su pigmentación”, asegura Cadena. “Esto nos permite ver una historia muy chévere de repetibilidad de la evolución, ya que, dadas las mismas presiones del ambiente, variados grupos con ancestros diferentes pueden atravesar el mismo proceso”.

Lo más impresionante para ellos es que las cuevas de Santander se convierten en un laboratorio natural para estudiar cómo las diversas especies desarrollan adaptaciones similares. “La evolución está sucediendo todo el tiempo. Pero, para poder estudiarla, muchas veces los científicos tienen que remontarse a los fósiles con el fin de reconstruir la vía evolutiva de un animal” asegura Torres, quien también coordinó la expedición Santander Bio. “Lo increíble de esto es que cada cueva funciona como un tubo de ensayo diferente en el que podemos medir ese proceso evolutivo. Hay unas en las que parece que el proceso acaba de empezar -porque hay peces con características similares a los que viven en la superficie-, y hay otras donde parece que entraron hace muchísimo tiempo y llevan mucho tiempo evolucionando”, explica. Para él, esto es una muestra de cómo la evolución intenta resolver el problema de adaptarse a un ambiente tan distinto a la superficie una y otra vez. “Eso es lo emocionante, porque estamos casi que capturando el proceso de origen de especies nuevas en acción”, agrega Cadena.

No obstante, trecho para futuras investigaciones sigue siendo largo. “Esto es como una exploración espacial, es una frontera científica. La adaptación y la evolución de los peces en cuevas y grandes profundidades es aún una gran incógnita y con estos resultados se abren puertas a nuevas preguntas. Nuestro artículo es como un anzuelo para quienes trabajan con peces”, asegura Torres.

Entre los retos que esperan abordar de ahora en adelante está continuar investigando la genética y la fisiología de otros peces ciegos en el río para conocer si están usando mutaciones genéticas similares para adaptarse. “Ya sabemos que estos peces perdieron los ojos y pigmentos, pero, independientemente de eso queremos saber si lo hicieron usando los mismos mecanismos a nivel genético; si son los mismos genes lo que determinan la pérdida de ojos en lugar y en otro”, asegura Cadena. También, esperan conocer si la pérdida de la visión ha potenciado otros sentidos en el ambiente de las cuevas ¿serán capaces de detectar pistas químicas en el ambiente? ¿o usan el sentido del tacto?

Por último, esperan aclarar dudas sobre la taxonomía de “los bichos”, como les llaman, donde el experto es DoNascimiento, pues los bagres Trichomycterus son uno de los grupos de peces neotropicales más desafiantes taxonómicamente. El género comprende 170 especies que van desde Costa Rica hasta el norte de la Patagonia y, debido a su morfología simplificada, suelen colocarse especies que no cumplen con las características necesarias.

Entretanto, los nuevos datos recolectados y las cuevas de Santander seguirán teniendo un potencial enorme para explicar la evolución del grupo y propiciar nuevos hallazgos para la ciencia.