ComposiciónEditar
Animación de la biomineralización de los otolitos de bacalao
La composición de los otolitos de los peces también está resultando útil para los científicos pesqueros. El carbonato de calcio que compone el otolito procede principalmente del agua. A medida que el otolito crece, se forman nuevos cristales de carbonato de calcio. Como ocurre con cualquier estructura cristalina, durante la formación de los cristales existen vacantes en la red que permiten que los oligoelementos del agua se unan al otolito. El estudio de la composición de los oligoelementos o de las firmas isotópicas de los oligoelementos en los otolitos de los peces permite conocer las masas de agua que han ocupado anteriormente. Se han utilizado otolitos de peces de hasta 172 millones de años para estudiar el entorno en el que vivían los peces. También se han utilizado dispositivos robóticos de microfresado para recuperar registros de muy alta resolución de la historia de la vida, incluyendo la dieta y las temperaturas a lo largo de la vida de los peces, así como su origen natal.
La traza más estudiada y las firmas isotópicas son el estroncio debido a la misma carga y radio iónico similar al calcio; sin embargo, los científicos pueden estudiar múltiples elementos traza dentro de un otolito para discriminar firmas más específicas. Una herramienta común utilizada para medir los oligoelementos en un otolito es un espectrómetro de masas de plasma acoplado inductivamente por ablación láser. Esta herramienta puede medir una variedad de oligoelementos simultáneamente. También puede utilizarse un espectrómetro de masas de iones secundarios. Este instrumento puede permitir una mayor resolución química, pero sólo puede medir un oligoelemento a la vez. La esperanza de esta investigación es proporcionar a los científicos una valiosa información sobre el lugar por el que han viajado los peces. En combinación con los anillos de los otolitos, los científicos pueden añadir la edad que tenían los peces cuando viajaron por diferentes masas de agua. Toda esta información se puede utilizar para determinar los ciclos de vida de los peces, de modo que los científicos de la pesca puedan tomar decisiones mejor informadas sobre las poblaciones de peces.
Tasa de crecimiento y edadEditar
Un par de sagittae de un bacalao del Pacífico (Gadus macrocephalus).
Los peces (clase Osteichthyes) tienen tres pares de otolitos – los sagittae (singular sagitta), lapilli (singular lapillus), y asterisci (singular asteriscus). Los sagittae son los más grandes, se encuentran justo detrás de los ojos y aproximadamente al nivel de éstos en sentido vertical. Los lapilli y los asteriscos (los más pequeños de los tres) se encuentran dentro de los canales semicirculares. Los sagittae se componen normalmente de aragonito (aunque pueden producirse anomalías de vaterita), al igual que los lapilli, mientras que los asterisci se componen normalmente de vaterita.
Las formas y tamaños proporcionales de los otolitos varían con las especies de peces. En general, los peces de hábitats muy estructurados, como los arrecifes o los fondos rocosos (por ejemplo, pargos, meros, muchos tambores y corvinas) tendrán otolitos más grandes que los peces que pasan la mayor parte del tiempo nadando a gran velocidad en líneas rectas en el océano abierto (por ejemplo, atunes, caballas, lampuga). Los peces voladores tienen otolitos inusualmente grandes, posiblemente debido a su necesidad de equilibrio cuando se lanzan fuera del agua para «volar» en el aire. A menudo, las especies de peces pueden identificarse a partir de las características morfológicas distintivas de un otolito aislado.
Los otolitos de los peces acumulan capas de carbonato cálcico y matriz gelatinosa a lo largo de su vida. El ritmo de acumulación varía con el crecimiento del pez -a menudo crece menos en invierno y más en verano-, lo que da lugar a la aparición de anillos que se asemejan a los de los árboles. Contando los anillos, es posible determinar la edad del pez en años. Normalmente se utiliza la sagita, por ser la más grande, pero a veces se utilizan los lapilli si tienen una forma más conveniente. El asterisco, que es el más pequeño de los tres, rara vez se utiliza en los estudios de edad y crecimiento.
Además, en la mayoría de las especies la acumulación de carbonato cálcico y de matriz gelatinosa se alterna en un ciclo diario. Por lo tanto, también es posible determinar la edad de los peces en días. Esta última información se obtiene a menudo con un microscopio, y proporciona datos significativos para los estudios de la historia de la vida temprana.
Mediendo el grosor de los anillos individuales, se ha supuesto (al menos en algunas especies) que se puede estimar el crecimiento de los peces, ya que el crecimiento de los peces es directamente proporcional al crecimiento de los otolitos. Sin embargo, algunos estudios desmienten una relación directa entre el crecimiento corporal y el crecimiento del otolito. Cuando el crecimiento corporal es menor o nulo, el otolito sigue creciendo, lo que lleva a algunos investigadores a creer que la relación directa es con el metabolismo, no con el crecimiento en sí. Los otolitos, a diferencia de las escamas, no se reabsorben durante los periodos de menor energía, lo que los convierte en una herramienta aún más útil para determinar la edad de un pez. Los peces nunca dejan de crecer del todo, aunque la tasa de crecimiento en los peces maduros se reduce. Por ello, los anillos correspondientes a las últimas partes del ciclo vital tienden a estar más juntos. Además, un pequeño porcentaje de los otolitos de algunas especies presentan deformaciones a lo largo del tiempo.
Los estudios sobre la edad y el crecimiento de los peces son importantes para comprender aspectos como el momento y la magnitud del desove, el reclutamiento y el uso del hábitat, la duración de las larvas y los juveniles, y la estructura de edad de la población. Este conocimiento es a su vez importante para diseñar políticas de gestión pesquera adecuadas.
Investigación de la dietaEditar
Dado que los compuestos de los otolitos de los peces son resistentes a la digestión, se encuentran en el tracto digestivo y en las heces de las aves marinas y de los mamíferos marinos piscívoros, como los delfines, las focas, los leones marinos y las morsas. Muchos peces pueden ser identificados hasta el género y la especie por sus otolitos. Por lo tanto, los otolitos pueden utilizarse, hasta cierto punto, para reconstruir la composición de las presas de la dieta de los mamíferos marinos y las aves marinas.
Los otolitos (sagittae) son bilateralmente simétricos, y cada pez tiene uno derecho y otro izquierdo. La separación de los otolitos recuperados en derecho e izquierdo, por lo tanto, permite inferir un número mínimo de individuos de presa ingeridos para una determinada especie de pez. El tamaño de los otolitos también es proporcional a la longitud y el peso de un pez. Por lo tanto, pueden utilizarse para calcular el tamaño y la biomasa de las presas, lo que resulta útil cuando se trata de estimar el consumo de presas de mamíferos marinos y los posibles impactos en las poblaciones de peces.
Sin embargo, los otolitos no pueden utilizarse por sí solos para estimar de forma fiable las dietas de los cetáceos o pinnípedos. Pueden sufrir una erosión parcial o completa en el tracto digestivo, sesgando las mediciones del número de presas y la biomasa. Las especies con otolitos frágiles y fáciles de digerir pueden ser subestimadas en la dieta. Para hacer frente a estos sesgos, se han desarrollado factores de corrección de los otolitos a través de experimentos de alimentación en cautividad, en los que se alimenta a las focas con peces de tamaño conocido y se cuantifica el grado de erosión de los otolitos para diferentes taxones de presas.
La inclusión de vértebras de peces, huesos de la mandíbula, dientes y otros elementos esqueléticos informativos mejora la identificación y cuantificación de las presas en comparación con el análisis de los otolitos solamente. Esto es especialmente cierto para las especies de peces con otolitos frágiles, pero otros huesos distintivos, como la caballa del Atlántico (Scomber scombrus), y el arenque del Atlántico (Clupea harengus).