Al amanecer, mis colegas de la Universidad Complutense de Madrid y yo nos dirigimos a muestrear en varios ríos de montaña cercanos a Madrid. Son los únicos ríos en donde antes convivían la lamprehuela y la colmilleja, dos pequeños peces endémicos de la península ibérica actualmente muy amenazados. “Antes” es la palabra clave, pues una vez más, como a lo largo de todo el proyecto, no encontramos ni rastro de la lamprehuela, probablemente extinta a nivel local. No es un caso aislado: los peces de agua dulce están entre los grupos animales más amenazados del planeta.

18 de julio de 2025.

El cambio climático afecta especialmente a las especies de aguas frías

Las causas del declive de los peces de agua dulce son muy variadas y principalmente tienen un origen humano, pero se estima que alrededor del 20 % de las especies amenazadas están afectadas por el cambio climático. Por ejemplo, los salmónidos, representados en nuestros ríos por la trucha común y el salmón atlántico, dependen de aguas frías, limpias y oxigenadas, por lo que el cambio climático les pone en una situación crítica. De hecho, hemos detectado un declive en las poblaciones de trucha y salmón de la península ibérica en las últimas décadas, a medida que los ríos han aumentado su temperatura y disminuido su caudal.

Pero, ¿qué quiere decir exactamente que los salmónidos son peces de aguas frías? Básicamente, que su fisiología está adaptada para funcionar eficientemente en un rango estrecho de temperaturas bajas. Los costes energéticos de mantener procesos vitales como la respiración celular, la digestión o la actividad muscular aumentan de forma exponencial con la temperatura del agua. Cuando esta supera el rango óptimo ─el cual es mucho más bajo que el de las especies de aguas cálidas─, el metabolismo se acelera desproporcionadamente, elevando además el consumo de oxígeno ─cuya disponibilidad en el agua disminuye a su vez con la temperatura─. Esto hace que su alimentación sea menos eficiente, lo que reduce su tasa de crecimiento y, finalmente, su capacidad para reproducirse.

Mecanismos de resistencia al cambio climático

Pese a todo, las extinciones locales de trucha y salmón aún son raras, porque los salmónidos son animales particularmente adaptables y resilientes. Están experimentando, como respuesta a las nuevas condiciones ambientales, cambios fisiológicos que afectan a muchos de los rasgos que determinan su capacidad para dejar descendencia y transmitir sus genes, como en su tolerancia térmica, tasas metabólicas, tamaño y edad de madurez sexual, o al momento de la migración o la reproducción. Estas respuestas se están produciendo a través de procesos evolutivos, mediante la selección de los individuos mejor adaptados genéticamente a las nuevas condiciones locales, y plásticos ─sin necesidad de que existan cambios genéticos─. La plasticidad en el comportamiento es otro mecanismo de respuesta al cambio ambiental, que podría ser tan relevante como dichos cambios fisiológicos, ya que al contrario que estos, es rápida y reversible. Hay dos tipos de respuestas comportamentales particularmente interesantes.

Por un lado, los movimientos para regular la temperatura corporal son bastante comunes en los salmónidos: los individuos se desplazan a lo largo de la red fluvial buscando tramos con temperaturas menos estresantes y mejor potencial de crecimiento. Así pueden maximizar su producción anual explotando de forma estacional la heterogeneidad térmica que ocurre en los ríos, residiendo en los hábitats de aguas frías de cabecera, llamados refugios térmicos, en la época estival adversa y en los tramos bajos de mayor temperatura y productividad el resto del año. Spoiler: esto no funciona si los ríos están llenos de presas que impiden estos movimientos.

Por otro lado, y de forma independiente a la termorregulación, los salmónidos pueden variar flexiblemente sus patrones circadianos de actividad y selección de hábitat ─decidiendo cuándo y dónde alimentarse─ para ajustarse a cambios rápidos en las condiciones ambientales. Lo que no se había estudiado antes es si esta flexibilidad comportamental podría aumentar la capacidad de supervivencia a largo plazo de las poblaciones más afectadas por el cambio climático. Esto es precisamente lo que tratamos de resolver en un artículo publicado en la revista Individual-based Ecology, mediante experimentos virtuales con un modelo de simulación basado en individuos, inSTREAM.

Modelos de simulación basados en individuos

La idea central de estos modelos, y de la ecología basada en individuos en general, es que un sistema biológico puede describirse a través de sus agentes individuales, su entorno, y las interacciones entre los agentes, y entre los agentes y su entorno. Los agentes de un sistema (por ejemplo, todos los peces de una población) se modelizan como individuos únicos y autónomos con sus propias características.

Los agentes también tienen comportamientos: toman decisiones siguiendo reglas o algoritmos simples, de forma independiente de otros individuos, y persiguen objetivos, como sobrevivir para poder reproducirse en el futuro. Estos comportamientos son adaptativos: los agentes adaptan sus decisiones en función de su estado y del estado de su entorno. De este modo, los patrones que observamos a nivel de población emergen realmente del comportamiento de los individuos. En inSTREAM, las truchas simuladas deciden si alimentarse o esconderse de los depredadores en distintos momentos del día, asumiendo un equilibrio entre la necesidad de alimentarse y el riesgo de depredación que ello implica. La temperatura condiciona considerablemente este equilibrio, ya que afecta a los costes energéticos que tiene el pez y, por tanto, a la cantidad de alimento que necesita.

La plasticidad en los patrones circadianos de alimentación como mecanismo de resistencia al cambio climático

¿Qué aprendimos con nuestras simulaciones? En primer lugar, confirmaron lo que los ecólogos del comportamiento saben por sus experimentos: durante los veranos con altas temperaturas, las truchas solo pueden satisfacer sus necesidades metabólicas alimentándose en varios momentos del día, pero segregándose temporalmente, de forma que peces de distinto tamaño puedan alimentarse en el mismo lugar a diferentes horas. Alimentarse durante el día es más rentable energéticamente, pero también más arriesgado; hacerlo de noche es más seguro, pero menos eficiente; y alimentarse al amanecer o al atardecer ofrece un crecimiento casi tan bueno como el del día y con un riesgo algo menor, pero son periodos de corta duración.

Después analizamos cómo las truchas simuladas modificaban su comportamiento de alimentación en un río con temperaturas cada vez más elevadas y caudales cada vez más bajos. Tal como esperábamos, las truchas mostraron una gran plasticidad comportamental: respondieron aumentando su actividad general de búsqueda de alimento, especialmente la diurna, aunque los patrones de actividad diaria variaron en función de la edad, pues los requerimientos energéticos aumentan desproporcionadamente con el tamaño. En nuestro segundo experimento aprovechamos una de las grandes ventajas de estos modelos: pueden funcionar como un laboratorio virtual, lo que nos permite realizar experimentos imposibles en el mundo real. En este caso, evaluamos la importancia de la plasticidad comportamental simplemente “apagando” ese comportamiento. En nuestras simulaciones, las poblaciones virtuales de truchas capaces de ajustar flexiblemente su patrón circadiano de alimentación fueron más resistentes al cambio climático ─presentaron mayor biomasa y una estructura de edades más equilibrada─ que las poblaciones que se alimentaban de forma fija solo durante el día.

Estos experimentos virtuales refuerzan la idea de que la plasticidad del comportamiento puede ser clave para hacer frente a los cambios ambientales. No deberíamos subestimar su importancia a la hora de predecir la supervivencia de las poblaciones de especies tan emblemáticas como la trucha o el salmón en nuestros ríos, sometidos a temperaturas crecientes y caudales menguantes. Sin duda, esta conclusión también puede aplicarse a otros grupos de animales con comportamientos adaptativos complejos.

El autor de este texto es Daniel Ayllón Fernández, investigador de la Facultad de Ciencias Biológicas de la UCM. 

Con la colaboración de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología - Ministerio de
Ciencia, Innovación y Universidades