Cultivando animales gelatinosos desde la superficie hasta las profundidades

Nuestra exhibición del mar profundo, Into the Deep/En lo Profundo, lleva a los visitantes cara a cara con los habitantes de las profundidades del océano. Hoy, gracias a los avances en métodos de recolección, cultivo y cuidado animal, estamos haciendo realidad lo que una vez fue un sueño. Muchos de los animales gelatinosos que hemos presentado en nuestra galería de aguas intermedias, incluidos los ctenóforos vientre rojo, los anfípodos barril y los sifonóforos comunes, están entre los primeros en ser exhibidos al público.

El camino para alcanzar estos hitos no siempre fue claro o fácil. De hecho, si no hubiera sido por el trabajo innovador y pionero de nuestro Equipo de Medusas, no tendríamos la exhibición del mar profundo que tenemos hoy. El éxito de las maravillosas exhibiciones de los habitantes de aguas intermedias proviene del viaje de años criando ctenóforos en el Monterey Bay Aquarium.

Nuestra historia comienza con la nuez de mar (Mnemiopsis leidyi), también conocida como la medusa peine verrugosa. Como sugieren estos nombres comunes, se asemeja a una nuez con bultos con sus dos grandes lóbulos transparentes que se abren hacia afuera. Comenzamos a trabajar con este animal en 2010 en preparación para la exhibición Jellies Experience.

Los desafíos de criar ctenóforos

Escondido detrás de las escenas de las galerías del Mar Abierto, el equipo de medusas clasifica meticulosamente pequeñas larvas entre varios platos poco profundos de agua de mar. Ubicado en el Laboratorio de Medusas, el equipo está rodeado de docenas de tanques burbujeantes, tubos y contenedores llenos de todo tipo de vida gelatinosa. Representado aquí por los biólogos senior Wyatt Patry y Tommy Knowles, y la acuarista senior MacKenzie Bubel, el equipo es responsable de criar más de 50 especies diferentes de medusas (escifozoos e hidrozoos) a lo largo de los años. Estas son las típicas medusas en las que pensamos cuando escuchamos el término “medusa”—con las grandes campanas redondas y largos tentáculos ondulados que pueden picar, pertenecientes al filo Cnidaria.

Los ctenóforos, por otro lado, son animales completamente diferentes del filo Ctenophora. Resulta que también son en su mayoría gelatinosos. Durante mucho tiempo se consideró en el mundo de los acuarios que eran demasiado delicados y difíciles de cultivar, criar ctenóforos siempre fue el sueño del equipo. Hemos tenido un éxito mixto a lo largo de los años exhibiendo animales como la nuez de mar. Al principio, dependíamos únicamente de recolectar ctenóforos del medio silvestre, lo cual puede ser un proceso que consume tiempo y requiere mucho trabajo. Aunque exhibirlos fue un verdadero logro en sí mismo (debido a su naturaleza delicada), queríamos llevar el proceso de cultivo a nuestras instalaciones para tener una colección de ctenóforos continua y sostenible.

¿Qué es el cultivo?

El cultivo en un entorno de acuario es la capacidad de criar un animal a lo largo de todo su ciclo de vida, una y otra vez. Si comienzas con el animal adulto, ¿puedes lograr que se reproduzca? Si es así, ¿puedes luego criar las larvas (o crías) exitosamente a través de las diversas etapas de la vida hasta que se conviertan en adultos sexualmente maduros y reproductivamente exitosos? ¿Puedes luego repetir el proceso con generaciones sucesivas? El Acuario ha tenido éxito en el cultivo de muchas especies diferentes de medusas cnidarias en la Exhibición de Medusas y varias especies de calamares y sepias cuando tuvimos la exhibición Tentáculos.

El cultivo puede tener otros beneficios. Alimentamos a muchas especies en exhibición con alimento vivo como la mejor y más saludable opción. Por ejemplo, muchas medusas bajo nuestro cuidado prosperan con plancton vivo, los organismos típicamente microscópicos que flotan en el océano. Al cultivar el alimento que las medusas consumen, podemos crear una fuente de alimento continua y sostenible. Lo mismo ocurre con la crianza de los propios animales para la exhibición. Podemos reducir el costo y el esfuerzo asociados con la recolección de los animales al criarlos aquí.

¿Qué hace que el cultivo de ctenóforos sea tan difícil?

Los ctenóforos, como las nueces de mar, tienen un ciclo de vida diferente al de las medusas cnidarias. Mientras que la mayoría de las larvas de medusas, como las de nuestras medusas lunares o ortigas de mar, se asientan y se adhieren al fondo, las larvas de los ctenóforos viven completamente en la columna de agua. Considerando que son increíblemente diminutas y mayormente transparentes, tienes una situación tipo aguja en un pajar solo tratando de localizar a sus crías.

Las larvas de ctenóforos también son extremadamente delicadas. En un entorno de laboratorio, necesitan un ambiente suave que aún permita que el agua fluya a través de su tanque de retención y elimine los desechos. Con las nueces de mar, MacKenzie experimentó con varios montajes diferentes, desde platos de vidrio colocados en baños de agua hasta enormes cilindros con iluminación artificial, e incluso pequeñas estructuras independientes. Sin embargo, ninguno de estos montajes fue la clave para albergar a estos delicados viajeros a la deriva.

La alimentación fue otra consideración importante, especialmente para el crecimiento de las larvas de ctenóforos. Nuestro equipo sabía que necesitaban alimento vivo que fuera más pequeño que las propias larvas. Intentaron alimentarlos con una dieta típica de medusas cnidarias de plancton enriquecido con algas, como artemias bebé y organismos microscópicos llamados rotíferos. Desafortunadamente, los ctenóforos no prosperaban con esta dieta y nuestro equipo necesitaba averiguar qué comerían los casi invisibles bebés de ctenóforos.

Para complicar aún más las cosas, tuvieron que considerar todas las diferentes etapas de vida al pensar en el proceso general de cultivo. A medida que un animal crece, sus necesidades pueden cambiar. El éxito en la exhibición de ctenóforos adultos salvajes representaba solo una instantánea en el ciclo de vida del animal. Para tener verdadero éxito, necesitábamos proporcionar las condiciones ideales (flujo de agua, elección y tamaño del alimento, temperatura, etc.) para cada una de las diferentes etapas de vida. Con las nueces de mar, tuvimos éxito en lograr que los adultos desovaran, pero tuvimos poca suerte al criar sus larvas.

No fue hasta un encuentro fortuito en el mar con otro científico de ctenóforos que pudimos "cerrar el ciclo" de su ciclo de vida.

Descifrando el código del cultivo de ctenóforos

En marzo de 2015, Wyatt se unió a una expedición del Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) liderada por el biólogo marino Dr. Steve Haddock en el Golfo de California. El Dr. William Browne, profesor en la Universidad de Miami que estudia los ctenóforos desde una perspectiva de biología evolutiva, también estaba a bordo. Él y Wyatt rápidamente congeniaron y comenzaron a discutir sobre el cultivo de las nueces de mar.

El Dr. Browne le dijo a Wyatt que la clave para mantener vivos a los ctenóforos bebé era alimentar a sus padres con peces larvales. En teoría, el aumento de nutrición para los adultos produciría crías más robustas. Wyatt rápidamente se puso en contacto con MacKenzie en el Acuario y le aconsejó cambiar la alimentación de los ctenóforos a crías de pez cebra. De repente, los métodos innovadores de desove del equipo de Jellies funcionaron.

“Tan pronto como comenzamos a alimentar a los adultos con peces larvales, tuvimos adultos súper saludables, y la calidad y cantidad de embriones explotó,” dice MacKenzie. Donde los esfuerzos previos habían producido aproximadamente diez ctenóforos bebé, el equipo ahora estaba desovando cientos, incluso superando los 1,000 individuos en un momento dado.

Usando el modelo de la medusa peine

Después de generar tres generaciones de nueces de mar tras bambalinas, el equipo de Medusas pasó a otras especies. Mientras que la exhibición de la Experiencia de Medusas nos brindó la oportunidad de trabajar con medusas tropicales y de aguas cálidas como las nueces de mar, queríamos aplicar el proceso de cultivo a especies locales de aguas frías para nuestras exhibiciones permanentes. Sin embargo, no se trataba simplemente de repetir los pasos que funcionaron antes. Algunas de nuestras medusas peine locales son más pequeñas que las nueces de mar, mientras que otras son aún más delicadas, por lo que el equipo hizo ajustes al proceso.

Para especies como las grosellas de mar (Pleurobrachia spp. y Homiphora spp.), un alimento más pequeño es crucial para la supervivencia de sus larvas. Afortunadamente, en este punto de nuestro viaje con las medusas, comenzamos a cultivar copépodos—crustáceos planctónicos—cuyas larvas resultaron ser lo suficientemente pequeñas para ser consumidas por las diminutas larvas de medusas peine (100 micrones de ancho—aproximadamente tan gruesas como una hoja de papel).

Para especies de medusas peine aún más delicadas, las larvas requerían un ambiente más suave. Con las nueces de mar, teníamos a los adultos desovando exitosamente en un tanque de diez litros. Con el tiempo, la configuración se transformó en un diseño de tubo dentro de un tubo que crea un ambiente extremadamente suave con poco flujo de agua, pero aún suficiente para la eliminación de desechos.

Al hacer ajustes para satisfacer las necesidades de cada especie, este nuevo método de cultivo funcionó maravillosamente para cerrar el ciclo de vida de las medusas peine lobuladas (Bolinopsis microptera) y las grosellas de mar (Pleurobrachia bachei y Hormiphora californensis), tres especies que hemos presentado en nuestra galería de Medusas. También nos ha dado la oportunidad de criar a la hermosa diosa del mar conocida como la medusa peine manchada (Leucothea pulchra), un animal excepcionalmente delicado.

Llevando las técnicas En lo Profundo

En preparación para la apertura de En lo Profundo/Into the Deep, combinamos algunos de los procesos utilizados en la crianza de animales gelatinosos con los sistemas necesarios para recrear el ambiente del mar profundo para poder compartir un número cada vez mayor de animales de aguas intermedias con nuestros visitantes. Aunque todavía estamos trabajando para cultivar el primer ctenóforo de mar profundo, hemos aplicado lo que hemos aprendido para ser los primeros en poder exhibir ctenóforos vientre rojo en cualquier lugar. También hemos tenido éxito en exhibir otros organismos gelatinosos de aguas intermedias como anfípodos barril y ángeles de mar.

Dicho esto, hemos tenido éxito en el cultivo de otros animales de mar profundo. El acuarista senior Michael Howard, otro miembro dedicado del equipo de gelatinosos, ha sido responsable de cultivar medusas de labios púrpura (Earleria purpurea) y medusas torre (Neoturris sp.), dos especies de medusas cnidarias de mar profundo que se presentan en En lo Profundo/Into the Deep.

En un avance reciente, el equipo logró otro hito en la industria: criar con éxito el extremadamente delicado sifonóforo común(Nanomia septata). Nuestros esfuerzos de cultivo nos han permitido mantener a este animal en exhibición de manera constante desde la apertura de En lo Profundo/Into the Deep. Esperamos que este éxito se traslade a nuestro trabajo con ctenóforos de mar profundo.

Compartiendo nuestro éxito con colegas

El equipo de Jellies colaboró con el Dr. Browne para publicar un artículo compartiendo los protocolos de cultivo de ctenóforos para que otros investigadores e instituciones puedan aprender de nuestros esfuerzos. Nuestro cultivo de ctenóforos ayudó a nuestros colegas de MBARI a determinar—en un entorno de laboratorio—que las nueces de mar eran bioluminiscentes y podían crear la luz por sí mismas. La capacidad de cultivar estos animales y monitorear su alimentación fue crucial para el éxito de este estudio. Los resultados desafiaron la creencia de que los animales necesitaban consumir otros animales bioluminiscentes para bioluminiscer.

En otro ejemplo, un equipo de científicos liderado por el investigador de MBARI Darrin Schultz generó el primer conjunto completo de cromosomas para un ctenóforo. Este trabajo ha confirmado, en un estudio publicado recientemente en Nature, que los ctenóforos representan la línea más antigua que se separó del árbol de la vida animal. Con este conocimiento, los científicos ahora tienen una mejor comprensión de la genética de toda la vida animal y de cómo han evolucionado con el tiempo características clave de la biología animal, como el tracto digestivo o el sistema nervioso.

Es gracias a hallazgos como este que estamos felices de compartir nuestro trabajo fuera de nuestra institución. Después de todo, si no hubiera sido por la colaboración con el Dr. Browne, no habríamos disfrutado del éxito que hemos tenido criando ctenóforos. MacKenzie, por su parte, está encantada:

El futuro del cultivo de medusas

En los últimos 40 años, hemos logrado muchos avances en la exhibición de animales que nunca antes se habían mostrado al público. Pero nuestro viaje continúa mientras nos esforzamos por criar a muchos más de nuestros animales, incluidos aquellos que se encuentran en En lo Profundo/Into the Deep. Aunque los ctenóforos vientre rojo han sido un punto destacado de nuestra exhibición de mar profundo, todavía estamos trabajando para cerrar el ciclo de vida de estos.

A medida que continuamos haciendo descubrimientos, tanto en el mar profundo como en el proceso de criar estas maravillas gelatinosas, ¡esperamos compartir nuestro viaje contigo!