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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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Mayo 2022 (Español)

El Futuro de la Acuicultura de Ostras en los Lechos de Pastos Marinos
La Importancia Ecológica de los Microorganismos y su Papel en la Restauración Costera
En la Cresta de la Ola: ¿Cómo Aumentar la Diversidad en las Zonas de Surf?
El Turismo en las Costas Tropicales Altera la Composición de Isotopos Estables del Pasto Marino

El Futuro de la Acuicultura de Ostras en los Lechos de Pastos Marinos

¿Qué cambios traerá consigo el aumento del nivel del mar?

Las ostras comerciales, generalmente, se cultivan, en los lechos de pastos marinos, de los estuarios de la costa oeste de los Estados Unidos de Norteamérica, donde las interaccionas, entre los bivalvos y los pastos marinos, pueden ser bastante complejas. Ahora bien, aunque las técnicas de cultivo de ostras pueden disminuir la densidad de los pastos marinos, las ostras también pueden mejorar la productividad de estos pastos mediante la adición de nutrientes al sedimento y la filtración de agua, que, a su vez, aumenta la penetración de la luz.  Sin embargo, los gerentes de recursos naturales y acuicultores, por igual, tienen interés en comprender cómo funciona esta interacción, entre los pastos marinos y los bivalvos, y cómo se verá afectada por los futuros cambios, en la distribución de los pastos marinos, debido al aumento del nivel del mar (ANM).

En este estudio, los científicos evaluaron las relaciones existentes entre el pasto marino nativo (Zostera marina) y las condiciones ambientales (elevación batimétrica, distancia a la desembocadura del estuario y composición del sedimento), en la bahía Willapa (Washington, EE.UU.), que produce hasta el 17% de las ostras comerciales de la nación. Los hallazgos muestran que la elevación batimétrica tuvo el mayor efecto relativo, en la cobertura de Z. marina, seguida por la distancia a la desembocadura del estuario y el porcentaje de limo y arcilla en el sedimento.

El modelo desarrollado se usó para predecir la distribución de Z. marina, en 458 lechos de acuicultura, en la bahía Willapa, en los años 2030, 2050 y 2100, incluyendo escenarios con índices, moderados y altos, de aumento del nivel del mar. El análisis sugiere que la cobertura de Z. marina aumentará, en todos los escenarios de ANM y años contemplados - dando como resultado un aumento de 34% más de cobertura de Z. marina, en el estuario, así como un incremento de 40%, en los lechos de acuicultura de ostras, para el 2100.

Ahora bien, el aumento previsto, en la cobertura de Z. marina, puede presentar múltiples retos, tanto para los cultivadores de ostras como para los encargados del manejo del estuario, ya que su trabajo consiste en proteger ambos recursos marinos (pasto marino y ostras). No obstante, la expansión de Z. marina no solo impactaría, potencialmente, el crecimiento y captura de los moluscos bivalvos, sino que la implementación de regulaciones, cada vez más estrictas, también puede restringir las áreas, donde se permite la acuicultura de ostras. En consecuencia, las futuras estrategias de manejo deben considerar beneficios para ambas especies, donde estas co-existan o coincidan, especialmente, cuando el pasto marino no se vea directamente amenazado e, incluso, la presencia de las ostras pueda contribuir a mejorar su productividad. La protección de las prácticas de acuicultura de ostras y los lechos de pastos marinos no tienen por qué ser objetivos mutuamente excluyentes.

Fuente: Dumbauld, B.R. et al. 2022. Predicted Changes in Seagrass Cover and Distribution in the Face of Sea Level Rise: Implications for Bivalve Aquaculture in a US West Coast Estuary (Cambios previstos en la cubierta y distribución de los pastos marinos ante el aumento del nivel del mar: repercusiones para la acuicultura de bivalvos, en un estuario de la costa oeste de los Estados Unidos de Norteamérica). Estuaries and Coasts. DOI: 10.1007/s12237-022-01060-2

La Importancia Ecológica de los Microorganismos y su Papel en la Restauración Costera

Los simbiontes microbianos[1] son importantes para la salud de las plantas

Aunque se tiene un amplio conocimiento sobre las comunidades de plantas y la vida marina silvestre, en las zonas costeras, la importancia de los microorganismos representa una brecha de conocimiento muy grande. Ahora bien, comprender la relación simbiótica, que existe entre las plantas y los microorganismos - y, luego, introducir o inocular microorganismos cuando se restaure las comunidades de vegetación costera - puede ayudar a mejorar los resultados de la restauración costera.

En este estudio, un equipo de investigación científica, en New Orleans, revisó la literatura científica existente sobre la ecología de la simbiosis[1] entre plantas y microorganismos, en los ecosistemas costeros. Se incluyen 5 tipos de simbiontes microbianos, a saber: micorrizas[2], organismos fijadores de nitrógeno, endófitos[3], microorganismos de la rizosfera[4] y patógenos, y sus repercusiones para la restauración. Los científicos se centraron en cuatro comunidades costeras típicas: dunas de arena, marismas, manglares y bosques/matorrales. Los hallazgos muestran que los microorganismos influyen en el establecimiento, crecimiento, habilidad competitiva y tolerancia al estrés de las plantas, así como también modulan el ciclado biogeoquímico, en estos ecosistemas costeros. Entre los beneficios más comunes, que los simbiontes microbianos aportan a las plantas y que son relevantes para la restauración, se incluyen: ayudar en la absorción de los nutrientes, conferir tolerancia a la salinidad y a la sequía, producir hormonas de crecimiento de las plantas, mejorar su tolerancia al estrés y brindar protección contra los patógenos.

El potencial para usar los microorganismos para mejorar el éxito de los proyectos de restauración de los ecosistemas costeros depende de tres cosas: (1) la dependencia de las plantas en los microorganismos, (2) el tipo de inóculo (local vs. externo) usado en la restauración y (3) el tipo de restauración (trasplante vs siembra) empleada. En primer lugar, los sitios degradados, previamente invadidos o restaurados, que están alejados de las áreas naturales, pueden beneficiarse, especialmente, de la inoculación de microorganismos, siempre y cuando las plantas se adapten a estos. En segundo lugar, el inóculo se puede obtener del suelo o de las raíces, recolectadas de un ecosistema de referencia, o se puede cultivar y multiplicar taxones microbianos, en un invernadero o laboratorio. Si bien los inóculos comerciales genéricos son, cada vez más, asequibles para su uso en los proyectos de restauración, los microorganismos, de procedencia local, constituyen una mejor fuente de simbiosis mutualista[5], por naturaleza. Finalmente, y respecto al tipo de restauración, es más fácil introducir microorganismos mediante el trasplante de plantas vivas o plantones (en vez de siembra) porque la simbiosis se puede establecer, con antelación, en el invernadero.

Ahora bien, a pesar de que, en las acciones de restauración costera, el uso de simbiontes microbianos aún se encuentra en sus etapas iniciales, resulta prometedor y brinda numerosas oportunidades de colaboración para que los practicantes de restauración y los ecologistas microbianos trabajen hacia la consecución de un objetivo común, que consiste en mejorar la resiliencia de los ecosistemas costeros.

Fuente: Farrer, E.C. et al. 2022. Plant‑Microbial Symbioses in Coastal Systems: Their Ecological Importance and Role in Coastal Restoration (Simbiosis entre plantas y microorganismos, en los ecosistemas costeros: su importancia ecológica y el papel que cumplen en la restauración costera). Estuaries and Coasts. DOI: 10.1007/s12237-022-01052-2

[1] Organismo, que interactúa con otro, en una relación de simbiosis, donde el más grande se denomina huésped y el más pequeño simbionte.
[1] Relación de convivencia, a nivel ecológico, entre dos individuos de diferentes especies, con el objetivo de obtener un beneficio de dicha unión.
[2] Simbiosis entre un hongo y las raíces de una planta, donde ambos se benefician en una relación de mutualismo.
[3] Organismo, que habita dentro de las plantas. La planta provee alimento, hospedaje y protección y los endófitos confieren gran potencial adaptativo frente a condiciones adversas. Esta simbiosis otorga mayor habilidad competitiva a las plantas.
[4] Región, que se extiende desde la superficie de las raíces al interior del suelo, donde interactúan las raíces de las plantas con el suelo y sus microorganismos.
[5] Interacción biológica, entre individuos de diferentes especies, donde ambos se benefician y mejoran su aptitud biológica.

En la Cresta de la Ola: ¿Cómo Aumentar la Diversidad en las Zonas de Surf?

La importancia de la complejidad y la conectividad del hábitat para las playas

Aunque a nivel mundial, las playas arenosas dominan las líneas de costa, generalmente, se piensa que las zonas de surf de las playas, son sistemas de baja complejidad estructural y, en consecuencia, poseen una baja diversidad de especies de peces. Sin embargo, la buena conectividad existente entre las zonas de surf[1] y la proximidad de ecosistemas altamente productivos o estructuralmente complejos, sugiere que la diversidad y abundancia de peces, en las zonas de surf, puede ser mayor que lo previsto.

En este estudio, los científicos usaron sistemas de video submarino remoto con carnada para tomar muestras de los ensambles de peces, en 25 playas, a lo largo de 50 kilómetros de línea de costa, en Queensland del sudeste (Australia) para examinar cómo la proximidad a los hábitats adyacentes puede modelar la riqueza y diversidad funcional de las especies de peces, en las zonas de surf. Estas playas diferían, principalmente, en cuanto a su proximidad, con respecto a los arrecifes rocosos, promontorios rocosos prominentes y entradas de estuario más cercanas, y en cuanto a su extensión de área urbana. Los peces se clasificaron en siete grupos funcionales, en base al tipo de alimentación, a saber: zoobentivoro, zooplanctivoro, piscívoro, omnívoro, coralívoro, herbívoro y detritívoro.

Los resultados de este estudio muestran que la distancia (mayor proximidad) de las zonas de surf a los arrecifes rocosos fue el factor clave, que modela la riqueza y diversidad funcional de las comunidades de peces, en las zonas de surf de las playas arenosas. Los sistemas de playas con zonas de surf, próximas (dentro de 600 m.) a los arrecifes rocosos, mantenían ensambles de peces, con un mayor número de especies y una mayor diversidad de grupos funcionales, según el número de categorías de alimentación. Asimismo, la riqueza de especies y la diversidad funcional también fueron mayores, en los bancos de arena[2] (donde las olas rompen, primero), en comparación con los surcos litorales, en la zona cercana a la costa[3]. En esta área de estudio, los efectos de la proximidad a los promontorios rocosos, estuarios o zonas urbanizadas no fueron tan relevantes.

Las zonas de surf pueden ser importantes zonas de conectividad entre arrecifes, estuarios y aguas de mar abierto. Ahora bien, de las 70 especies observadas, en este estudio, solo se halló 14 especies, exclusivamente, en las zonas de surf, que contenían arrecifes rocosos, directamente por debajo de las zonas de olas rompientes. Lo anterior sugiere que una gran diversidad de especies de peces utiliza un sistema, que, tradicionalmente, se cree que posee una baja heterogeneidad de hábitat. Estos resultados destacan la importancia de mantener la conectividad entre los distintos tipos de hábitat con el fin de promover una mayor diversidad de especies y funciones.

Fuente: Henderson, C.J. et al. 2022. Connectivity Shapes Functional Diversity and Maintains Complementarity in Surf Zones on Exposed Coasts (La conectividad modela la diversidad funcional y mantiene la complementariedad funcional de los peces, en las zonas de surf, en costas expuestas). Estuaries and Coasts. DOI: 10.1007/s12237-022-01046-0

[1] Zona de rompientes, cercana a la costa, donde el agua de las olas llega a la playa.
[2] Cresta de arena, sumergida o parcialmente expuesta, que se construye por las olas desde una playa. La parte superior de la barra se mantiene por debajo del nivel de las aguas, por acción de la caída de las olas sobre ella.
[3] También se le conoce como nearshore. Zona ocupada por los sistemas de barras y surcos, donde se pueden distinguir tres perfiles: zona de ruptura, zona de surf y zona de derrame.

El Turismo en las Costas Tropicales Altera la Composición de Isotopos Estables del Pasto Marino

Rastreando el aporte de nutrientes en el segundo sistema de arrecifes de coral más grande del mundo

Entre los ecosistemas marinos más amenazados del planeta se encuentran aquellos que están asociados con las costas tropicales. La laguna del Cayo Ambergris[1] (Belice), próxima a múltiples áreas protegidas, que se encuentran dentro y alrededor del Sistema de Reserva de Arrecifes de Barrera de Belice, está considerado como Patrimonio de la Humanidad de la UNESCO. No obstante, el desarrollo de infraestructura turística, en la región, redujo el número de humedales de franja y hábitats con vegetación acuática, mientras que el número de superficies impermeables aumentó. En este estudio, un equipo de investigación científica puso a prueba si mediante el análisis de la composición de isotopos estables del tejido del pasto marino se puede identificar patrones espaciales, en la carga de nitrógeno antropogénico. En este estudio, se usó la cubierta de superficie impermeable, como un indicador de proxy, para medir la intensidad de uso del suelo, y el pasto marino Thalassia testudinum (hierba de tortuga) como especie centinela[2], para detectar los aportes y el movimiento de los nutrientes, en la laguna del Cayo Ambergris.

En este estudio, durante el mes de marzo de 2017 y 2018, se colectaron muestras de T. testudinum, en estaciones distribuidas, a lo largo de una sección de 24 kilómetros, de la laguna del Cayo Ambergris. Los sitios, donde se tomaron las muestras, estaban distribuidos a lo largo de un gradiente inshore-offshore y un gradiente sur-norte, a lo largo de la costa. El equipo de científicos realizó el análisis del Carbono/Nitrógeno (C:N), la composición de isotopos estables (δ13C, δ15N) del tejido de las hojas del pasto Thalassia testudinum y la carga de epifitas (mg epífitos·cm-2 hoja), que según se conoce,  aumenta con la eutrofización.

Según lo previsto, se halló que la proximidad a las áreas urbanas alteró la composición de los nutrientes de los pastos marinos, en la laguna. El valor de δ15N del tejido de las hojas del pasto T. testudinum, fue mayor, cerca o ligeramente aguas abajo de las áreas más urbanizadas de San Pedro. Asimismo, la carga de epífitas también aumentó con la proximidad a las áreas más urbanizadas. Sin embargo, la relación carbono/nitrógeno (C:N) del tejido disminuyó (indicando una mayor cantidad de N). Y aunque los efectos son mayores, cerca de San Pedro y en los desarrollos periféricos, los patrones de distribución espacial, en los valores de δ15N del pasto marino sugieren que, incluso, las áreas marinas protegidas[3] (AMP), más alejadas, de la laguna, se ven afectadas por la carga de nutrientes. 

Los resultados del estudio sostienen que el análisis de la composición de los isotopos estables del tejido del pasto marino tiene bajo costo y permite detectar los aportes de nutrientes. Asimismo, es de vital importancia contar con información espacialmente explícita sobre los aportes de nutrientes, para ayudar a los gerentes de recursos naturales y planificadores del uso del suelo a abordar el problema de la eutrofización antropogénica, en los ecosistemas costeros tropicales vulnerables como el de la laguna del cayo Ambergris.  

Fuente: Murphy, T.E. et al. 2022. Seagrass Stable Isotope Composition Provides Seascape‑Scale Tracking of Anthropogenic Nitrogen Inputs in a Tropical Marine Lagoon (La composición de isótopos estables del tejido del pasto marino, permite el monitoreo, a escala del paisaje marino, de los aportes de nitrógeno antropogénico, en una laguna tropical marina). Estuaries and Coasts. DOI: 10.1007/s12237-022-01058-w

[1] Isla, ubicada en el noreste de Belice, en el mar Caribe. Tiene una población aproximada de 2000 habitantes, la mayoría concentrada en San Pedro, en las costas del Mar. Es la segunda mayor barrera de arrecifes del mundo y popular destino turístico.
[2] Especie capaz de acumular contaminantes en sus tejidos y ser utilizada para detectar riesgos, ya que permite correlacionar el grado de contaminantes presentes en sus tejidos con los del medio ambiente.
[3] Zonas de tierra y/o mar dedicadas a la protección y mantenimiento de la diversidad biológica y de los recursos naturales, culturales y económicos asociados.