La vaquita, el mamífero marino más amenazado, recibe un salvavidas digital

La vaquita (Phocoena sinus), un pequeño delfín que habita en las aguas poco profundas del Golfo de California, se encuentra entre los mamíferos marinos más amenazados del planeta. Con aproximadamente 1,5 metros de longitud, es el miembro más pequeño del grupo de los cetáceos, que incluye a las ballenas y delfines. Reconocible por las marcas oscuras alrededor de sus ojos y boca, la vaquita fue desconocida para la ciencia hasta la segunda mitad del siglo XX. Hoy en día, se ha convertido en un símbolo de la crisis de biodiversidad que afecta a los océanos en todo el mundo.

Se estima que quedan solo unos pocos ejemplares de vaquitas en libertad, lo que pone a la especie en un peligro crítico de extinción. El colapso de su población se ha debido principalmente a la captura accidental en redes de enmalle, especialmente aquellas utilizadas para la pesca ilegal del totoaba. Este pez es objeto de caza debido a que su vejiga natatoria alcanza altos precios en los mercados negros internacionales. A pesar de que la pesca del totoaba fue prohibida hace décadas, la recolección ilegal continúa debido a redes de tráfico de vida silvestre y a la demanda persistente en el extranjero.

A pesar de los años de esfuerzos de conservación, el futuro de la vaquita sigue siendo incierto. Los expertos afirman que su supervivencia depende de la cooperación internacional rápida para eliminar la pesca con redes de enmalle dentro de su hábitat y evitar la desaparición de una de las especies más críticamente amenazadas del océano.

Creación de un archivo digital de la vaquita

En un esfuerzo por preservar el conocimiento sobre la especie, investigadores de la Universidad Atlántica de Florida trabajaron con el San Diego Natural History Museum, SeaWorld California y NOAA Fisheries para documentar digitalmente un esqueleto completo de vaquita hembra. Este espécimen fue donado al museo en 1966 y se ha convertido en la base de un registro digital excepcionalmente detallado de este raro delfín.

La investigación, publicada en Marine Mammal Science, combinó escaneos de tomografía computarizada médica, micro-CT y fotografía digital para producir uno de los registros anatómicos digitales más completos de una vaquita jamás creado. Este enfoque permitió a los científicos capturar características esqueléticas diminutas y transformarlas en modelos tridimensionales interactivos.

"Al combinar tecnologías de imagen avanzadas con el intercambio de datos de acceso abierto, el esfuerzo no solo salvaguarda un valioso registro de uno de los mamíferos marinos más amenazados del planeta, sino que también hace que esa información sea accesible para cualquier persona", dijo Jamie Knaub, primer autor y asistente de laboratorio de imagen en el Berlin Family Bioimaging Lab en el FAU Laboratory Schools Marcus Research and Innovation Center, y candidato a doctorado en el Departamento de Biología de FAU.

Knaub colaboró con los coautores Brittany Aja Dolan, ex miembro de SeaWorld California y líder del proyecto; Philip Unitt, curador de aves y mamíferos en el San Diego Natural History Museum; y Robert L. Brownell Jr., Ph.D., biólogo del Southwest Fisheries Science Center, quien recolectó el espécimen durante la década de 1960 mientras era estudiante de posgrado.

Escaneos de CT y Micro-CT revelan detalles microscópicos

Para construir el archivo digital, el equipo utilizó varias técnicas de imagen que documentaron el esqueleto en múltiples niveles de detalle. Primero, escanearon el espécimen utilizando tomografía computarizada médica (CT), que utiliza rayos X para generar imágenes seccionales. Luego, fotografiaron huesos individuales y componentes esqueléticos antes de realizar escaneos de micro-computadora tomografía, o micro-CT, de alta resolución.

A diferencia de los escáneres CT estándar, los sistemas de micro-CT pueden capturar estructuras anatómicas extremadamente pequeñas medidas en micrones, más pequeñas que el ancho de un cabello humano.

"Este proyecto requirió un flujo de trabajo de imagen inusualmente intrincado para capturar el esqueleto de la vaquita a múltiples escalas, desde la estructura ósea completa hasta los detalles internos microscópicos", comentó Marianne E. Porter, Ph.D., autora principal y profesora del Departamento de Ciencias Biológicas de FAU.

El proceso de escaneo generó miles de imágenes seccionales. Usando software de imagen tridimensional especializado, los investigadores separaron digitalmente cada hueso y los reconstruyeron en modelos 3D altamente detallados. Las réplicas resultantes pueden ser rotadas, ampliadas y vistas desde cualquier ángulo, permitiendo a los científicos estudiar el espécimen sin arriesgar daños al esqueleto original.

Modelos 3D de acceso abierto para investigación y educación

Dado que el esqueleto original de la vaquita es tanto frágil como extremadamente raro, las oportunidades para el estudio directo y la exhibición pública son limitadas. Para hacer la información más accesible, el equipo ha subido los modelos 3D al repositorio en línea MorphoSource, donde pueden ser accedidos libremente.

"El éxito de este proyecto fue posible gracias a las capacidades de imagen avanzadas disponibles en el Berlin Family Bioimaging Lab", dijo Tricia L. Meredith, Ph.D., coautora y directora de investigación para las escuelas de laboratorio de FAU. "Tener acceso a sistemas de micro-CT de alta resolución, junto con la experiencia para procesar y reconstruir grandes conjuntos de datos complejos, fue esencial para transformar los datos de escaneo en modelos 3D utilizables. Este tipo de entorno tecnológico integrado es lo que permite que especímenes como la vaquita sean preservados y compartidos a un nivel de detalle que simplemente no era posible hasta hace poco."

La investigación fue apoyada por la Escuela de Sostenibilidad Ambiental, Costera y Oceánica de FAU, la Joshua M. Berlin Research Gift, las Escuelas de Laboratorio de FAU y SeaWorld California.

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