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Coastal & Estuarine Science News (CESN)

Coastal & Estuarine Science News (CESN) es una publicación electrónica gratuita, que brinda resúmenes breves de artículos seleccionados de la publicación científica Estuaries & Coasts, que hace énfasis en las aplicaciones de gestión de los hallazgos científicos.

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Julio 2022 (Español)

Contenido

Estimando la Cubierta de Vegetación de las Marismas, desde el Espacio
CSI[3]: ADN Ambiental en los Estuarios
¿Acaso las Prácticas de Conservación de la Tierra Pueden Mejorar la Calidad del Agua?
La Eficacia de los Herbicidas, en los Ecosistemas de Aguas Abiertas


Estimando la Cubierta de Vegetación de las Marismas, desde el Espacio
Desarrollando una base de datos nacional para el IVSV

Las marismas son ecosistemas dinámicos y mixtos, que cuentan con áreas con y sin presencia de vegetación, que cambian en respuesta al avance y retroceso del borde de la marisma y a otros factores, tales como la formación de charcas interiores. El índice de áreas con vegetación y sin vegetación (IVSV) de las marismas, es una medida, recientemente, desarrollada, que sirve para evaluar el estado en el que se encuentra una marisma: el aumento del IVSV puede indicar que el sistema está experimentando un proceso de conversión en hábitats de aguas abiertas, debido al aumento del nivel del mar y a un menor aporte de sedimentos. Ahora bien, el inventario nacional de cubierta vegetal, conjuntamente con el IVSV pueden proporcionar importante información de línea de base para el rápido monitoreo de las tendencias, en la trayectoria de las marismas salinas, a escala estatal y estuarina.

En este estudio, un equipo de científicos del Servicio Ecológico de los Estados Unidos de Norteamérica (USGS, por sus siglas en inglés) usó un enfoque de teledetección de imágenes satelitales para estimar el área fraccional de la cubierta vegetal y el IVSV, en cada pixel de 30 metros de imágenes Landsat sin nubes. Estas imágenes, de los humedales, en los Estados Unidos contiguos[1], fueron tomadas entre el 2014 y el 2018. Este artículo describe la calibración, validación e incertidumbre en las estimaciones. Asimismo, proporciona las estimaciones agregadas o de conjunto del IVSV y de la cubierta vegetal, en cada uno de los estados costeros y 29 estuarios principales y demuestra la utilidad del IVSV para monitorear los cambios, ocasionados por las acciones de manejo. Por ejemplo, la restauración mareal, la deposición o colocación de sedimentos y la ruptura o brecha de diques conllevó a una mayor área fraccional de cubierta vegetal, en los siguientes Refugios Nacionales de Vida Silvestre de los Estados Unidos de Norteamérica: Prime Hook, Bayou Sauvage y Don Edwards - bahía de San Francisco, en los estados de Delaware, Luisiana y California, respectivamente. Este método también se puede usar para evaluar la pérdida de vegetación (p. ejem, disminución del follaje de los humedales de los Everglades[2], ocasionada por el huracán Irma) e identificar las áreas, potencialmente, vulnerables e inestables (p. ejem., isla Mackay, Carolina del Norte).

Aunque, en algunos casos, existe un alto nivel de incertidumbre, El IVSV es una herramienta muy prometedora. Actualmente, existen trabajos en curso para calcular el área fraccional de cubierta vegetal para el periodo de registro de imágenes Landsat (a 1985), así como para actualizar, con regularidad, las instantáneas del IVSV de las marismas, correspondiente al periodo de 5 años (2014-2018), presentado, en este artículo. De este modo, se cerrará una brecha importante para el monitoreo del estado nacional de las marismas salinas, a nivel temporal y espacial.

Fuente: Ganju, N.K. et al. 2022. Development and Application of Landsat–Based Wetland Vegetation Cover and UnVegetated–Vegetated Marsh Ratio (UVVR) for the Conterminous United States (Desarrollo y aplicación de un índice de áreas con vegetación y sin vegetación (IVSV) de las marismas y de la cubierta vegetal de los humedales, de los Estados Unidos Contiguos, en base a imágenes satelitales Landsat)Estuaries and Coasts. DOI: 10.1007/s12237-022-01081-x


[1] También se conoce como Estados Unidos Continentales, que comprende 48 estados de los EE.UU., localizados al sur de Canadá y el distrito de Columbia.

[2] Región natural de humedales tropicales, de gran importancia ecológica, situado al sur del estado de Florida.


CSI[3]: ADN Ambiental en los Estuarios
El futuro es brillante para el ADN ambiental[4]

El ADN ambiental (eDNA, por su acrónimo en inglés), que hace referencia al material genético (moléculas de ADN), liberado al medio ambiente, por organismos vivos o muertos, mediante procesos de excreción, desprendimiento, entre otros, es una poderosa herramienta emergente, que permite la detección de las especies, que habitan o habitaron, en un medioambiente específico. Los métodos de detección de ADN ambiental tienen bajo costo, carácter no invasivo y sirven, especialmente, para la detección de especies raras o difíciles de detectar. Al respecto, en el 2020, se realizó un simposio, en la universidad de California Davis, el cual se centró en el creciente número de estudios asociados con el ADN ambiental, en los estuarios, y sus posibles aplicaciones para el manejo de los sistemas estuarinos.

Los análisis de ADN ambiental son lo suficientemente sensibles y sirven para el monitoreo de especies, que ocurren en bajas densidades. Actualmente, estos métodos de detección de ADN ambiental se están usando, en los estuarios, para el monitoreo de especies invasoras (p.ejem., cangrejo verde europeo, en Maine) y detección de vida marina silvestre (p.ejem., manatíes, en Florida). Asimismo, estos análisis de ADN ambiental se vienen desarrollando, activamente, para muchas otras aplicaciones (p.ejem., salmón Chinook, mejillones invasores y fitoplancton tóxico, en San Francisco). Existen dos enfoques o métodos de detección de ADN ambiental, que se pueden usar para identificar organismos de una sola especie (enfoque uniespecífico o “barcoding[5]”) o de varias especies (enfoque multiespecífico o “metabarcoding de ADN ambiental[6]”). En el estuario del río de Las Perlas (China), el uso del método de metabarcoding permitió detectar un 32% más de especies de peces, en comparación con el método de la pesca de arrastre de fondo. Igualmente, este método, también, se puede usar para estudiar la composición de la comunidad, antes y después de la restauración del hábitat.

Ahora bien, dado que el ADN ambiental implica una detección indirecta, existen importantes limitaciones a tener en cuenta. Estos métodos no proporcionan información sobre el tamaño, edad, fase del ciclo de vida o abundancia absoluta de los organismos. Asimismo, puede existir ambigüedad espacio-temporal, ya que el ADN se puede transportar, fácilmente, a través de medios como el agua. Además, esta técnica requiere el desarrollo de bibliotecas de ADN[7] para las especies de interés y cabe destacar que los análisis desarrollados, en un sistema, podrían no funcionar en otros sistemas. El consenso general fue que el ADN ambiental es ideal para complementar los métodos de encuesta tradicionales, tales como la pesca con redes de cerco y la pesca mediante corriente eléctrica[8], por medio de las cuales sería difícil detectar otras especies como las que ocurren en bajas densidades. No obstante, con los continuos avances y la estandarización de la metodología, los análisis de ADN ambiental se constituirán en una herramienta, cada vez más poderosa, para comprender e identificar los organismos (“quién, qué, cuándo y dónde”) presentes en los estuarios.

 

Fuente: Nagarajan, R.P. et al. 2022. Environmental DNA Methods for Ecological Monitoring and Biodiversity Assessment in Estuaries (Métodos de detección de ADN ambiental para el monitoreo ecológico y la evaluación de la biodiversidad, en los estuarios)Estuaries and Coasts. DOI: 10.1007/s12237-022-01080-y


[3] ADN recogido de muestras ambientales (agua, aire, suelo, etc.) y expulsado al ambiente por organismos, vivos o muertos, de diversas fuentes (piel, cabello, heces, etc.).  Las muestras se analizan mediante el método de metabarcoding, detección de una sola especie y metagenómica, para el seguimiento y medición de la biodiversidad. 

[4] Acrónimo inglés de Crime Scene Investigation (Investigación en la escena del crimen). Serie de ficción estadounidense, donde investigadores forenses resuelven crímenes, recogiendo “muestras” y examinando las “pruebas”, encontradas en el “ambiente” del crimen.

[5] Codificación de barras de ADN.

[6] Codificación de metabarras de ADN ambiental. Método de análisis y evaluación de la biodiversidad, en el que se toman muestras del medio ambiente, a través del agua, aire o sedimento, del que se extrae el ADN y, luego, se amplifican y se secuencian para generar millones de lecturas con el fin de determinar la presencia de especies y evaluar la biodiversidad general. Este método aumenta la velocidad, precisión e identificación sobre los códigos de barras tradicionales.

[7] Representación de todo el ADN de un organismo. Para diferenciar mejor entre organismos dentro de una muestra, se utiliza la codificación de metabarras de ADN, en la que se analiza la muestra y se utilizan bibliotecas de ADN como BLAST para determinar qué organismos están presentes.

[8]  Método de pesca, utilizado por los científicos, para supervisar el tamaño de la población de peces, en un área determinada.


¿Acaso las Prácticas de Conservación de la Tierra Pueden Mejorar la Calidad del Agua?
Evaluando los impactos del cambio del uso de la tierra, en la bahía de Chesapeake

Por lo general, el uso de la tierra, para fines agrícolas, ocasiona la degradación de la calidad del agua y mayores tasas de sedimentación, aguas abajo de los estuarios. Si bien las prácticas de conservación de la tierra pueden reducir la carga de nutrientes y sedimentos, sigue siendo difícil realizar una evaluación directa del éxito de estas prácticas. Al respecto, un equipo de científicos, del estado de Maryland (EE.UU.), deseaba saber si el enfoque comparativo entre ecosistemas sería una herramienta efectiva, para evaluar los efectos del cambio del uso de la tierra en la calidad del agua, aguas abajo del estuario.

En este estudio, los científicos compararon los impactos, aguas abajo, de la conversión del uso de la tierra, de tierras para la agricultura intensiva de granos en tierras para plantaciones de conservación, en dos cuencas adyacentes, en los tributarios de la bahía de Chesapeake, que cuentan con historias de uso de la tierra, clima regional e hidrodinámica similares. Desde la década del noventa, aproximadamente, el 50% de las tierras de cultivo – maíz, trigo y soya – en Trippe Creek (cuenca de “tratamiento”) se han convertido en tierras de plantaciones de conservación. En cambio, en Goldsborough Creek (cuenca de “referencia”) hubo una reducción más modesta del 20%, en el uso agrícola de la tierra. No obstante, la intensidad del uso agrícola, en la tierra de cultivo restante, aumentó (con cultivos dobles y uso de fertilizantes), lo que hace que el efecto neto sea difícil de predecir.

Entre el 2010 y el 2016, ambas cuencas experimentaron reducciones en el nitrógeno (N) y fosforo (P) total, así como en la clorofila-a, lo cual sugiere mejoras, en la calidad del agua, como resultado de las reducciones (aunque modestas) en el uso agrícola de la tierra. En Trippe Creek, las tasas de sedimentación, que proporcionan un registro continuo de las condiciones, antes y después, de la conservación, se mantuvieron bastante estables. Por el contrario, en Goldsborough Creek, las tasas de sedimentación aumentaron en, aproximadamente, 50%, lo que, quizás, refleja aumentos en el desarrollo e intensidad agrícola.

Los autores del estudio concluyeron que las comparaciones, a pequeña escala, pueden constituirse en una herramienta, potencialmente, valiosa para detectar los efectos de los cambios en el uso de la tierra, que son mucho más difíciles de detectar u observar, a escalas más grandes. No obstante, dilucidar los cambios, en la calidad del agua, sigue siendo complicado, lo cual dificulta cuantificar los beneficios, que comporta el retiro de las tierras de cultivo. No nos podemos percatar del valor total de este enfoque comparativo, a menos que se ponga en marcha un monitoreo más rutinario de la calidad del agua.

Fuente: Palinkas, C.M. et al. 2022. Evaluating Impacts of Land‑Use Change on Water Quality and Sedimentation in Downstream Estuarine Waters: a Comparative Approach (Evaluando los impactos del cambio del uso de la tierra en la calidad del agua y las tasas de sedimentación, aguas abajo del estuario: un enfoque comparativo)Estuaries and Coasts. DOI: 10.1007/s12237-022-01077-7


La Eficacia de los Herbicidas, en los Ecosistemas de Aguas Abiertas
¿Acaso el herbicida, de amplio uso, Fluridone ayuda al eperlano del delta[9], en el estuario de San Francisco?

Fluridone es un herbicida de acción lenta, que, generalmente, se usa para el control de la vegetación acuática sumergida (VAS) invasora. Dada su baja toxicidad a las especies no objetivo[10], este herbicida se ha usado, durante los últimos veinte años, en el delta del río Sacramento-San Joaquín para limpiar los cursos de agua, y, más recientemente, para restaurar el hábitat de aguas abiertas del eperlano del delta (Hypomesus transpacificus), especie en peligro crítico de extinción[11]. No obstante, la eficacia de este herbicida depende de mantener las concentraciones adecuadas, en el agua, por tiempo suficiente – lo que se logra, con mayor facilidad, en ecosistemas lenticos[12], donde se han realizado la mayoría de las evaluaciones de campo de este herbicida.

En este estudio, un equipo de científicos, de California, realizó la aplicación de Fluridone, múltiples veces, conjuntamente con el monitoreo de las concentraciones de este herbicida, en dos pares de sitios de tratamiento y de referencia, en el delta del río Sacramento-San Joaquín (California), durante 18 meses. Se halló que las concentraciones de Fluridone, en el agua, de los sitios de tratamiento, estaban, generalmente, por debajo del rango adecuado de concentración, que se requiere para el control de la VAS. Asimismo, no se observó reducciones duraderas, en la abundancia de la VAS, o grandes cambios, en la composición de las comunidades de VAS. Por el contrario, las concentraciones de Fluridone, en el sedimento, fueron cientos de veces más altas, que aquellas que se midieron, en el agua, y lograron persistir por meses. Asimismo, si bien la presencia de altas concentraciones, en el sedimento, no afectó la abundancia o la composición de las comunidades de VAS, en este estudio, se desconoce si las altas cargas, presentes en el sedimento, tienen un impacto en las especies no objetivo. Sorprendentemente, en los sitios de referencia, se halló la presencia de Fluridone, en las muestras de agua y sedimento, lo que sugiere una rápida disipación de las concentraciones de este herbicida, procedentes de los sitios de tratamiento, por efecto de las mareas.

Este estudio destaca la investigación, que se requieren para comprender el tiempo de residencia del agua y la exposición de Fluridone, en sistemas con fuerte influencia de las mareas, así como la importancia de monitorear el sedimento. Mientras tanto, la pequeña población restante del eperlano del delta, en el sistema, podría estar confinada en áreas, donde la turbidez, la salinidad y la profundidad del agua contribuyen a eliminar la VAS. 

Fuente: Rasmussen, N. et al. 2022. Efficacy and Fate of Fluridone Applications for Control of Invasive Submersed Aquatic Vegetation in the Estuarine ( Environment of the Sacramento‑San Joaquin Delta

 


[9] Especie endémica del estuario de Sacramento-San Joaquín de California, que habita en la columna de agua abierta, lejos del fondo.

[10] Especie susceptible de ser capturada, pero para la que no se busca la captura.

[11] Especie en riesgo extremadamente alto de extinción, en estado silvestre.

[12] Sistemas acuáticos interiores, en los que no se da ningún flujo de corriente entre sus aguas.