Coastal & Estuarine Science News (CESN)

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Enero 2021 (Español)

Las Algas Invasoras Podrían Beneficiar a los Ejemplares Juveniles de Salmón
¿Cuántos Herbívoros Puede Soportar un Ecosistema de Praderas de Thalassia Testudinum?
La Resiliencia de los Estuarios de Texas Tras el Paso del Huracán Harvey
Prediciendo la Trayectoria Futura de los Ecosistemas de Pastos Marinos en un Contexto de Calentamiento Global del Planeta

Las Algas Invasoras Podrían Beneficiar a los Ejemplares Juveniles de Salmón
La diversidad de hábitats mejora la función de criadero de los ecosistemas costeros

En el siglo pasado, el alga invasora parda Sargassum muticum logró establecerse, con éxito, a lo largo de la costa oeste de norteamérica, donde también existen áreas de Zostera marina nativa (especie de pasto marino). En estas mismas áreas habita el salmón Chinook^{^[1]} (Oncorhynchus tshawytscha), especie en peligro de extinción, que tras pasar meses viviendo en los estuarios del Pacífico Noroeste, durante los primeros estadios (“smolts^{^[2]}”) de su ciclo de vida, comienzan su migración hacia el mar abierto.

En este estudio, un equipo de investigadores se propuso evaluar si la presencia de la especie invasora Sargassum muticun afectó la función de criadero que cumplen los habitas costeros en el estado de Washington (EE.UU.). Se realizó un experimento de campo a pequeña escala (Isla de San Juan, EE.UU.), donde se colocó tanques de fibra de vidrio con distintos tipos de hábitats, a saber: Zostera marina nativa (pasto marino), Srgassum muticum no nativo (alga marina), hábitat mixto de Z. marina y Sargassum muticum y suelo desnudo sin presencia de vegetación como control. En estos distintos tipos de hábitats, se introdujeron ejemplares juveniles de salmón Chinook de criadero y se procedió a medir su crecimiento y supervivencia, así como la disponibilidad de presas de invertebrados, por un periodo de tres semanas, que duró el experimento. Los resultados muestran que el crecimiento y la supervivencia del salmón juvenil, al igual que la disponibilidad de presas variaron en los hábitats de tratamiento. No obstante, cuando todos estos factores se consideraron, en conjunto, en un análisis de los componentes principales (ACP), los investigadores concluyeron que el hábitat de tratamiento mixto (Z. marina y Sargassum) tuvo los efectos más positivos con respecto a la función de criadero que cumple, debido a la alta disponibilidad de presas de anfípodos. Los resultados de este estudio sugieren que, probablemente, la complejidad creada por la mezcla de múltiples tipos de hábitats brinde mayor refugio tanto a los peces juveniles como a los invertebrados de los que se alimentan

Estos resultados destacan la importancia que posee la diversidad de hábitats en la provisión de una función ecosistémica particular y demuestran que las especies invasoras pueden ayudar a sostener las funciones de criadero que cumplen los ecosistemas costeros – pero solo en presencia de la especie nativa (Z. marina) que conforma el hábitat. Ahora bien, dado que las especies invasoras están tan extendidas, las futuras investigaciones que se basen en el presente trabajo podrían conducir a un manejo más efectivo del hábitat esencial de los ejemplares juveniles del salmón Chinook.

Fuente: Hughes, B.B. et al. 2020. Native and Invasive Macrophytes Differ in Their Effectiveness as Nurseries for Juvenile Endangered Salmon (Las macrófitas nativas e invasoras difieren en su efectividad como criaderos del salmón juvenil en peligro de extinción). Estuaries and Coasts. DOI: 10.1007/s12237-020-00845-7

[1] También se le conoce como salmón real.

[2] Salmón juvenil al momento de iniciar su adaptación fisiológica para vivir en un medio marino.

¿Cuántos Herbívoros Puede Soportar un Ecosistema de Praderas de Thalassia Testudinum^{^[1]}?
Calculando la capacidad de carga de una bahía de la Florida

Tras décadas de esfuerzos de conservación, las poblaciones de tortuga verde están repuntando en muchas áreas, incluyendo el norte del golfo de México. Hace tres décadas, en la bahía de San José (Florida, EE.UU.), las poblaciones de tortuga verde eran, probablemente, inexistentes. Sin embargo, estimaciones basadas en fotografías aéreas efectuadas con drones sugieren que, actualmente, habría unas 82.000 tortugas. La tortuga verde (Chelonia mydas) y el erizo verde de mar (Lytechinus variegatus) se alimentan de las praderas de Thalassia testudinum de la bahía. Sin embargo, cabría preguntarse cuántos de estos herbívoros puede soportar la bahía. Para responder a esta interrogante, un equipo de investigadores se dispuso a estimar la capacidad de carga de los herbívoros que tiene la bahía, calculando la producción de hierba de tortuga, las densidades de tortugas y erizos de mar y sus respectivas tasas de consumo de alimentos.

Las estimaciones del presente estudio muestran que los erizos verdes de mar, actualmente, consumen, aproximadamente, el 66% de la hierba de tortuga que se produce anualmente y la cantidad restante puede soportar, aproximadamente, 278 juveniles de tortuga verde por hectárea (ha) – es decir, aproximadamente, 556.010 tortugas en toda la bahía. Esto pone a la actual abundancia de juveniles de tortuga verde (un promedio de 26 tortugas/ha) muy por debajo de la capacidad de carga de los herbívoros de la bahía. No obstante, esta estimación viene con una advertencia: Simulaciones previas, en el sistema de la bahía de San José, muestran que el grado de herbivoría de la tortuga verde puede reducir la productividad de hierba de tortuga en un 40%. Ahora bien, si la producción de esta especie de pasto marino disminuye, el estudio sugiere que la bahía soportaría un menor número de tortugas en las actuales densidades del erizo verde de mar. Por ejemplo, en las Bermudas, las tortugas verdes, recientemente, se han expandido más allá de la capacidad de carga del sistema, lo que condujo al sobrepastoreo de las praderas de Thalassia testudinum.

Dado que las tortugas verdes son grandes consumidoras de pasto marino, la sobreexplotación que esta especie sufrió en el pasado liberó de la presión de pastoreo a las praderas de pastos marinos, que vienen disminuyendo a nivel global. Ahora bien, debido al relativamente rápido aumento de la tortuga verde a nivel mundial, es de vital importancia evaluar las densidades actuales, así como las futuras capacidades de carga con el fin de actualizar y lograr los objetivos de recuperación, tanto para las tortugas verdes como para las praderas de pastos marinos. Cuando las poblaciones de una especie se aproximan a la capacidad de carga, es probable que, eventualmente, sea necesario realizar un control top-down^{^[2]} con el fin de buscar un equilibrio entre los ecosistemas dominados por herbívoros y pastos marinos.

Fuente: Rodriguez, A.R. and K.L. Heck Jr. 2020. Approaching a Tipping Point? Herbivore-Carrying Capacity Estimates in a Rapidly Changing, Seagrass-Dominated Florida Bay (¿Aproximándose al punto de capacidad de carga máxima del sistema? Estimaciones sobre la capacidad de carga de los herbívoros en el sistema rápidamente cambiante y dominado por pastos marinos de una bahía de la Florida). Estuaries and Coasts. DOI: 10.1007/s12237-020-00866-2

[1] También se le conoce como hierba o pasto de tortuga.

[2] Cuando un superdepredador controla la dinámica o la estructura de la población del ecosistema. Las interacciones entre estos superdepredadores y sus presas es lo que influye en los niveles tróficos inferiores.

La Resiliencia de los Estuarios de Texas Tras el Paso del Huracán Harvey
Los efectos de los ciclones tropicales en la calidad del agua fueron de corta duración

A pesar de los impactos potencialmente severos de los ciclones tropicales, muchos estudios muestran que la calidad del agua de los estuarios afectados, generalmente, regresa a su estado original (antes del huracán) en meses o, incluso, días tras la ocurrencia de ¡perturbaciones, tales como el paso del huracán Harvey. Sin embargo, muy pocas veces se ha documentado los efectos a largo plazo en la calidad del agua. Por este motivo, con la finalidad de cuantificar los efectos a corto y largo plazo del huracán Harvey en los indicadores de calidad del agua en tres estuarios – Guadalupe, La Vaca-Colorado y Nueces-Corpus – del estado de Texas (EE.UU.), los investigadores tomaron muestras continuas y discretas de la calidad del agua de los estuarios en 26 sitios, antes de la ocurrencia y hasta nueve meses después del paso del huracán de categoría 4, en agosto de 2017.

Los hallazgos de este estudio muestran la resiliencia de la calidad del agua de los estuarios, lo que sorprendió dada la fuerza de los vientos y la intensidad de las precipitaciones asociadas con el huracán Harvey. Se observó un rápido aumento en el nivel de salinidad, ocasionada por la marea de tormenta^{^[1]}, tras lo cual sobrevino una rápida disminución a medida que las aguas provenientes de la inundación llegaban al estuario. Durante este periodo de bajo nivel de salinidad se desarrolló hipoxia (escasez de oxígeno) en las aguas del fondo, que duró nueve días. Asimismo, la reducción de los niveles de oxígeno disuelto (OD) conllevó a una disminución en el nivel de pH, aunque este regresó a sus niveles originales en el plazo de un mes. Los tres estuarios experimentaron un aumento en la cantidad de nutrientes inorgánicos (NI) tras el paso del huracán, aunque, en su mayoría, estos últimos regresaron a sus niveles de base en invierno.

Es posible que los efectos del huracán en la calidad del agua se redujeran debido a que estos estuarios poseen cuencas saludables, que no han sufrido degradación en la calidad de sus aguas. Independientemente de lo anterior, estos efectos de corta duración tuvieron un impacto negativo en la vida marina: Estudios previos muestran una disminución en la abundancia, diversidad y biomasa bentónica y se observó una menor cantidad de capturas y cambios ligeros en la estructura de la comunidad de peces por espacio de un mes. El presente estudio demuestra el valor de combinar un monitoreo continuo de alta frecuencia con un muestreo discreto, efectuado en forma manual, de la calidad del agua, especialmente, ya que, debido al cambio climático, se proyecta el aumento de la intensidad de los ciclones tropicales y la frecuencia de los eventos con un alto nivel de precipitaciones.

Fuente: Walker, L.M. et al. 2020. Timescales and Magnitude of Water Quality Change in Three Texas Estuaries Induced by Passage of Hurricane Harvey (Escalas de tiempo y magnitud del cambio en los indicadores de la calidad del agua en tres estuarios de Texas debido al paso del huracán Harvey). Estuaries and Coasts.

DOI: 10.1007/s12237-020-00846-6

[1] Aumento repentino en el nivel del mar debido a una tormenta.

Prediciendo la Trayectoria Futura de los Ecosistemas de Pastos Marinos en un Contexto de Calentamiento Global del Planeta
Una comprensión mecanicista de los efectos del cambio climático en el desempeño de los ecosistemas de pastos marinos

La relación que existe entre la claridad del agua y el éxito de los pastos marinos se encuentra bien determinada. Generalmente, el manejo de los pastos marinos se centra en la reducción del nivel de nutrientes como un medio para mejorar la disponibilidad de la luz. Sin embargo, los pastos marinos también vienen enfrentando serias amenazas debido al cambio climático, tales como el aumento de la temperatura y la acidificación de los océanos, los cuales también afectan su crecimiento y supervivencia. En esta perspectiva, el autor revisó casi cinco décadas de estudios sobre pastos marinos – que comprenden desde experimentos con segmentos de tejidos y plantas completas hasta imágenes satelitales de praderas completas de pastos marinos con el fin de ayudar a comprender la respuesta de los pastos marinos ante los cambios en la temperatura y la concentración de dióxido de carbono (CO2) y lo que esto significa para su productividad.

Los estudios han demostrado, de manera consistente, que el aumento de CO2 mejora la productividad de un amplio rango de especies de pastos marinos, estimulando la fotosíntesis y el crecimiento de las plantas y reduciendo los requerimientos de luz. Por otra parte, el aumento de la temperatura incrementa el metabolismo de los pastos marinos, lo que conlleva a una menor producción. Ahora bien, dada la forma en que la temperatura, el CO2 y la luz afectan la fisiología de las plantas, el CO2 extra, asociado con la acidificación de los océanos, podría hacer que los pastos marinos compensen los efectos dañinos del estrés ocasionado por la temperatura. En efecto, la luz puede reducir la respuesta de la temperatura, incluso, en los niveles actuales de CO2. De conformidad con lo anterior, las predicciones del modelo muestran que existe una mayor probabilidad de que las áreas costeras con una buena calidad de agua (y, por consiguiente, más luz) puedan soportar temperaturas cada vez más elevadas. Sin embargo, a pesar de estas buenas noticias, el autor señala que podrían haber otros efectos potencialmente dañinos, asociados con esta respuesta, tales como menores defensas químicas y que los pastos marinos continúen siendo vulnerables a las proliferaciones de algas nocivas (PAN) y a las olas de calor marinas a nivel local.

Desde la década del 70, la ciencia de los pastos marinos se ha transformado de un campo ampliamente descriptivo a un esfuerzo cada vez más predictivo y cuantitativo, que evalúa la forma en que el medio ambiente afecta el crecimiento, la producción y el flujo de energía. Este tipo de comprensión mecanicista es importante para predecir la trayectoria futura de los ecosistemas de pastos marinos.

Fuente: Zimmerman, R.C. 2020. Scaling up: Predicting the Impacts of Climate Change on Seagrass Ecosystems (Aumentando a escala global: Prediciendo los impactos del cambio climático en los ecosistemas de pastos marinos). Estuaries and Coasts. DOI: 10.1007/s12237-020-00837-7