Hace unos días la prensa publicó que un equipo del CSIC había descubierto que la especie invasora Trichocorixa verticalis presenta una respuesta inmune a la infección por parásitos más débil que las especies nativas y que se trata de un ejemplo raro en el que una especie invasora presenta una desventaja a la infección por parásitos en comparación con las especies nativas.

Pues bien, yo soy una de las autoras de esta investigación, realizada por un equipo de investigadores de la Estación Biológica de Doñana (EBD) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en Sevilla, de la Universidad de Cádiz y de la Universidad de Leuven (Bélgica), que durante años hemos analizado la respuesta inmune de los barqueros de agua, insectos de la familia corixidae, al ectoparasitismo por ácaros acuáticos con el objetivo de determinar sus implicaciones en la competencia y en la invasión de la especie exótica Trichocorixa verticalis. La investigación ha sido publicada en el último número de la revista Biological Invasions.

Pero antes de nada voy a explicar que es la especie exótica Trichocorixa verticalis. Se conoce comúnmente como el barquero de agua, un bicho común de agua, miembro de la familia “Corixidae”. La orden “Hemiptera” se clasifica en más de 300 especies del barquero acuático. Se encuentran en un gran número en todo el mundo y se ven comúnmente en aguas fijas o corrientes como estanques, lagos, ríos, etc. Se supone que deben mantener sus burbujas de aire llenas para que puedan respirar bajo el agua ya que carecen de branquias como otros animales acuáticos. Les gusta volar con las luces artificiales iluminadas por la noche cerca de su residencia. Sus hábitos alimenticios, a veces, resultan útiles a medida que se alimentan de mosquitos y otros pequeños insectos peligrosos.

Dicho esto, nuestro estudio lanza resultados que podrían ayudar a entender por qué la especie invasora vive preferentemente en los humedales salinos y menos en aguas dulces. Trichocorixa verticalis mostró los valores basales más bajos de respuesta inmune de entre todas las especies de coríxidos estudiadas. En condiciones de alta salinidad, donde los parásitos son escasos, invertir en defensa inmune no sería ventajoso, ya que ésta resulta costosa para el huésped. Es decir, los resultados de este estudio ayudan a explicar por qué Trichocorixa verticalis tiene una preferencia por aguas salinas dónde el ectoparasitismo es menos importante.

Para el estudio, los barqueros de agua, concretamente Sigara lateralis, S. scripta, S. stagnalis, Corixa affinis y la invasora Trichocorixa verticalis, fueron recolectados en una de las Instalaciones Científicas y Técnicas (ICTS) gestionadas por el CSIC, la Reserva Biológica de Doñana, en Huelva y en Caracoles, en el entorno del Centro de Interpretación de José Antonio Valverde en Sevilla. Se tomaron tanto ejemplares sanos como infectados por los ectoparásitos de las especies Hydrachna skorikowi y Eylais infundibulifera y se realizaron infecciones controladas en el laboratorio para excluir otros factores estresantes que podrían afectar a la respuesta inmune.

Con el trabajo se determinó que las infecciones por ácaros disminuyen la función inmune de los tres géneros estudiados Sigara, Corixa y Trichocorixa, pero en mucho mayor medida para el caso de la especie invasora. Y aquí está lo interesante: los resultados de esta investigación proporcionan uno de los pocos ejemplos en los que los parásitos inmuno-suprimen al huésped invasor en mayor grado que a las especies nativas, lo que sugiere una desventaja competitiva para el invasor.

Mi colega Marta I. Sánchez, co-directora de mi tesis y autora senior del artículo recién publicado, añade a todo esto que “estudios eco-inmunológicos como el realizado pueden ayudar significativamente a comprender los mecanismos proximales implicados en las invasiones biológicas, ya que pequeñas fluctuaciones en la función inmune pueden implicar cambios importantes en la eficacia biológica de los organismos”. Hasta el momento, prosigue ella, “investigaciones que integren la influencia del ambiente (condiciones ambientales y parasitismo, por ejemplo) en la respuesta inmune de los organismos siguen siendo muy limitados en el campo de las invasiones biológicas”.

Referencia al artículo:

Céspedes V, Stoks R, Green AJ and Sánchez MI. “Eco-immunology of native and invasive water bugs in response to water mite parasites: insights from phenoloxidase activity” (DOI: 10.1007/s10530-019-01988-w)

Trichocorixa verticalis (T. verticalis) (Fieber, 1851) es uno de los pocos insectos acuáticos considerado como especie “invasora” y además es el único con dicha categoría en Europa. Este coríxido o “chinche acuática”, de un tamaño inferior a 5.5 mm, es nativo de Norte América y las Islas del Caribe. T. verticalis se encuentra actualmente en expansión en el sur de España y Portugal, y al norte de Marruecos

Pero… ¿Qué cualidades presenta esta especie que la hace invasora? T verticalis presenta una alta capacidad osmorreguladora en todas las etapas del ciclo (adultos, ninfa y huevo), pudiendo llegar a ser el coríxido dominante en humedales salinos o incluso sobrevivir en mar abierto u ocupar charcas de agua dulce. Se trata de una especie con alta tolerancia a la temperatura, alta capacidad reproductiva y una mayor capacidad de dispersión que las especies de chinches acuáticas nativas. Todo ello hace que tenga un gran éxito en su invasión.

¿Cuál es su impacto en los ecosistemas acuáticos de la zona nativa?

En su distribución nativa, se ha observado que T. verticalis es un predador importante en sistemas hipersalinos como el Gran lago Salado (Utah, EE.UU), provocando importantes cascadas tróficas. En este tipo de ecosistemas el crustáceo Artemia (Branchiopoda, Anostraca) ejerce un fuerte control de las poblaciones de zooplancton debido a sus altas tasas de filtración. En el gran lago Salado, dominado por la especie A. franciscana, cuando la salinidad desciende debido a las lluvias, las densidades de T. verticalis aumentan, y su predación sobre los nauplios de Artemia provoca un descenso significativo de las poblaciones del crustáceo, lo que a su vez repercute en un aumento en las poblaciones de fitoplancton. Este aumento del fitoplancton se traduce en una disminución en la cantidad de luz que atraviesa la columna de agua, y esto tiene el potencial de afectar al desarrollo de las bacterias fotógrafas y otros microorganismos de los tapetes microbianos, muy importantes en los ecosistemas hipersalinos. Cascadas tróficas similares se han descrito en mesocosmos.

¿Qué sabemos sobre los efectos de T. verticalis en los ecosistemas acuáticos invadidos?

Se conoce muy poco sobre el impacto ecológico de T. verticalis en las zonas invadidas. Es por ello por lo que investigadores de la Estación Biológica de Doñana se han interesado en su estudio. Se trata del tema central del proyecto de tesis de Vanessa Céspedes dirigido por Andy J. Green y Marta I. Sánchez. Por ejemplo, estamos estudiando el impacto que podría tener esta especie invasora sobre la especie nativa Artemia parthenogenetica en sistemas hipersalinos donde conviven, como en las Marismas del Odiel y otros enclaves de interés ambiental.

En un estudio recién publicado (Céspedes et al. 2017) mostramos que T. verticalis es un importante predador de Artemia en condiciones de laboratorio, y podría controlar las poblaciones de Artemia en condiciones naturales, explicando en parte la ausencia del crustáceo a salinidades por debajo de los 100g/l donde la especie invasora es abundante. Encontramos que las hembras de T. verticalis, de mayor tamaño que los machos, presentan tasas más altas de depredación que los machos, y prefieren alimentarse de individuos de menor tamaño.

Los parásitos, clave en los ecosistemas

En el estudio citado mostramos además el papel clave que juegan los parásitos facilitando el flujo de energía entre Artemia y T. verticalis. Los cestodos son parásitos de ciclo de vida complejo que necesitan más de un huésped para completar su ciclo de vida. Artemia es huésped intermediario de una rica comunidad de cestodos que usan las aves como huéspedes definitivos. Estos parásitos son capaces de producir cambios espectaculares en Artemia, incluyendo cambios de color, comportamiento o fisiología. Uno de los más comunes es Flamingolepis liguloides, cuyo adulto parasita a los flamencos. Las Artemias infectadas con F. liguloides cambian de color, pasando de un rosado pálido a un rojo intenso En estudios previos hemos mostrado que este cambio de color aumenta la probabilidad depredación por las aves. Sin embargo, no existen estudios mostrando el efecto del parasitismo sobre las tasas de depredación de otros grupos animales como invertebrados predadores. En el estudio citado mostramos que T. verticalis también muestra una preferencia por Artemias con parásitos, depredando dos veces más sobre las Artemias infectadas. Dado que T. verticalis no actúa como huésped, la predación de individuos infectados podría tener un efecto en las poblaciones de parásitos, que no podrían completar su ciclo en el nuevo predador.

En conclusión, la invasión de T. verticalis podría tener un impacto importante en los sistemas hipersalinos, donde los invertebrados predadores son muy limitados. La invasión podría afectar a la abundancia y distribución de Artemia, y a su comunidad de parásitos asociada, cuyos efectos podrían amplificarse al resto del ecosistema a través de cascadas tróficas. Otras líneas de progreso en el estudio de la invasión de T. verticalis es determinar las consecuencias de la invasión en comunidades de diferentes presas a salinidades inferiores donde la especie invasora coexiste con especies nativas de chinches acuáticas (corixidos), como en los humedales salobres y dulces de Doñana.

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