Amplifican su papel como ingenieros de ecosistemas globales
Una nueva investigación escrita en coautoría por Nicholas Pyenson, curador de mamíferos marinos fósiles en el Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian, muestra evidencia de que las ballenas más grandes del mundo se han desestimado como glotonas.
El estudio publicado hoy encuentra que las ballenas barbadas gigantes, como las ballenas azules, de aleta y jorobadas, comen cada año un promedio de tres veces más comida de lo que los científicos habían estimado previamente. Al subestimar cuánto comen estas ballenas, los científicos también pueden haber subestimado previamente la importancia de estos gigantes submarinos para la salud y la productividad de los océanos.
Dado que las ballenas comen más de lo que se pensaba, también defecan más, y la caca de ballena es una fuente crucial de nutrientes en el océano abierto. Al recoger la comida y bombear los excrementos, las ballenas ayudan a mantener los nutrientes clave suspendidos cerca de la superficie, donde pueden impulsar la floración del fitoplancton que absorbe carbono y que forma la base de las redes alimentarias del océano. Sin las ballenas, esos nutrientes se hunden más fácilmente en el fondo marino, lo que puede limitar la productividad en ciertas partes del océano y, a su vez, puede limitar la capacidad de los ecosistemas oceánicos para absorber el dióxido de carbono que calienta el planeta.
Los hallazgos llegan en un momento crucial en el que el planeta enfrenta las crisis interconectadas del cambio climático global y la pérdida de biodiversidad. A medida que el planeta se calienta, los océanos absorben más calor y se vuelven más ácidos, lo que amenaza la supervivencia de las fuentes de alimento que necesitan las ballenas. Muchas especies de ballenas barbadas tampoco se han recuperado de la caza industrial de ballenas durante el siglo XX, permaneciendo en una pequeña fracción del tamaño de su población anterior a la caza de ballenas.
"Nuestros resultados dicen que si restauramos las poblaciones de ballenas a los niveles previos a la caza de ballenas vistos a principios del siglo XX, restauraremos una gran cantidad de funciones perdidas en los ecosistemas oceánicos", dijo Pyenson. "Pueden pasar algunas décadas para ver los beneficios, pero es la lectura más clara hasta ahora sobre el enorme papel de las grandes ballenas en nuestro planeta".
Sorprendentemente, algunas preguntas biológicas básicas siguen sin respuesta cuando se trata de las ballenas más grandes del mundo. El ecólogo marino y becario postdoctoral de la Universidad de Stanford, Matthew Savoca, uno de los colaboradores de Pyenson y autor principal del estudio, se encontró confrontado por uno de estos misterios sin resolver: cuánto comían cada día las ballenas barbadas que se alimentan por filtración masiva.
Savoca dijo que las mejores estimaciones que encontró de investigaciones pasadas fueron conjeturas informadas por pocas mediciones reales de la especie en cuestión. Para resolver el enigma de cuánta comida consumen las ballenas de 30 a 100 pies (9 a 30 metros), Savoca, Pyenson y un equipo de científicos utilizaron datos de 321 ballenas etiquetadas que abarcan siete especies que viven en los océanos Atlántico, Pacífico y Austral recolectadas entre 2010 y 2019.
Savoca dijo que cada una de estas etiquetas, con una ventosa en el lomo de una ballena, es como un teléfono inteligente en miniatura, completado con una cámara, micrófono, GPS y un acelerómetro que rastrea el movimiento. Las etiquetas rastrean los movimientos de las ballenas en un espacio tridimensional, lo que permite al equipo buscar patrones reveladores para averiguar con qué frecuencia los animales participaban en comportamientos de alimentación.
El conjunto de datos también incluyó fotografías de drones de 105 ballenas de las siete especies que se utilizaron para medir sus respectivas longitudes. La longitud de cada animal podría usarse para crear estimaciones precisas de su masa corporal y el volumen de agua que filtró con cada bocado. Finalmente, los miembros del equipo involucrados en este esfuerzo de recolección de datos de casi una década utilizaron botes pequeños equipados con ecosondas para correr hacia los sitios donde se alimentaban las ballenas. Las ecosondas utilizan ondas sonoras para detectar y medir el tamaño y la densidad de los enjambres de krill y otras especies de presas. Este paso fue una base empírica crucial para las estimaciones del equipo de cuánta comida podrían estar consumiendo las ballenas.
Al trenzar estas tres líneas de evidencia juntas (la frecuencia con la que se alimentan las ballenas, la cantidad de presas que podrían consumir mientras se alimentan y la cantidad de presas disponibles), los investigadores pudieron generar las estimaciones más precisas hasta la fecha de cuánto comen estos gigantescos mamíferos cada día y, por extensión, cada año.
Por ejemplo, el estudio encontró que una ballena azul adulta del Pacífico norte oriental probablemente consume 16 toneladas métricas de krill por día durante su temporada de alimentación, mientras que una ballena franca del Atlántico norte come alrededor de 5 toneladas métricas de pequeño zooplancton al día y una ballena de Groenlandia consume aproximadamente 6 toneladas métricas de pequeño zooplancton por día.
Para cuantificar lo que significan estas nuevas estimaciones en el contexto del ecosistema más grande, un estudio de 2008 estimó que todas las ballenas en lo que se conoce como el Ecosistema de la Corriente de California, que se extiende desde Columbia Británica hasta México, consumieron cada año alrededor de 2 millones de toneladas métricas de pescado, krill, zooplancton y calamar. Los nuevos resultados sugieren que las poblaciones de ballenas azules, de aleta y jorobadas que viven en el actual ecosistema de California requieren cada una más de 2 millones de toneladas de alimentos al año.
Para demostrar cómo un mayor consumo de presas por parte de las ballenas aumenta su capacidad para reciclar nutrientes clave que de otro modo podrían hundirse en el fondo marino, los investigadores también calcularon la cantidad de hierro que toda esta alimentación adicional de las ballenas recircularía en forma de heces.
En muchas partes del océano, el hierro disuelto es un nutriente limitante, lo que significa que puede haber muchos otros nutrientes clave como nitrógeno o fósforo en el agua, pero la falta de hierro previene posibles floraciones de fitoplancton. Debido a que las ballenas comen tanto, terminan ingiriendo y excretando cantidades sustanciales de hierro. Investigaciones anteriores encontraron que la caca de ballena tiene alrededor de 10 millones de veces la cantidad de hierro que se encuentra en el agua de mar de la Antártida, y debido a que las ballenas respiran aire, tienden a defecar cerca de la superficie, justo donde el fitoplancton necesita nutrientes para ayudar a impulsar la fotosíntesis.
Usando mediciones anteriores de las concentraciones promedio de hierro en la caca de ballena, los investigadores calcularon que las ballenas en el Océano Austral reciclan aproximadamente 1.200 toneladas métricas de hierro cada año.
Estos sorprendentes hallazgos llevaron a los científicos a investigar qué podrían decirles sus resultados sobre el ecosistema marino antes de que la caza industrial de ballenas matara de 2 a 3 millones de ballenas en el transcurso del siglo XX. Con base en los registros de la industria ballenera de animales muertos en las aguas que rodean la Antártida en el Océano Austral, los investigadores utilizaron estimaciones existentes de cuántas ballenas solían vivir en la región combinadas con sus nuevos resultados para estimar cuánto probablemente comían esos animales.
Según el análisis, las ballenas minke, jorobadas, de aleta y azules en el Océano Austral consumían unas 430 millones de toneladas métricas de krill anualmente a principios del siglo XX. Ese total es el doble de la cantidad de krill en todo el Océano Austral en la actualidad y es más del doble de la captura mundial total de todas las pesquerías de captura silvestre combinadas.
En cuanto al papel de las ballenas como recicladoras de nutrientes, los investigadores calculan que las poblaciones de ballenas, antes de las pérdidas por la caza de ballenas en el siglo XX, producían un prodigioso flujo de excretas que contenían 12.000 toneladas métricas de hierro, 10 veces la cantidad que las ballenas reciclan actualmente en el Océano Austral.
Imagen: Mediciones de campo que informan sobre el consumo de presas de ballenas barbadas y el reciclaje de nutrientes. Fotos tomadas bajo los permisos NOAA 16111, 14809, 23095 y los permisos ACA 2015-011 y 2020-016. Crédito: Alex Boersma
Estos cálculos sugieren que cuando había muchas más ballenas comiendo krill, debió haber mucho más krill para comer. Savoca dijo que los investigadores conocen la disminución del número de krill después de la pérdida de tantos de sus mayores depredadores como la paradoja del krill y que la disminución de las poblaciones de krill es más pronunciada en áreas donde la caza de ballenas fue especialmente intensa, como el Mar de Escocia entre el Océano Austral y el Océano Atlántico al sureste de América del Sur.
"Esta disminución no tiene sentido hasta que se considera que las ballenas están actuando como plantas móviles de procesamiento de krill", dijo Savoca. "Estos son animales del tamaño de un Boeing 737, que comen y defecan lejos de la tierra en un sistema que está limitado por el hierro en muchos lugares. Estas ballenas estaban sembrando productividad en el Océano Austral abierto y había muy poco para reciclar este fertilizante una vez las ballenas se habían ido".
El documento postula que la restauración de las poblaciones de ballenas también podría restaurar la productividad marina perdida y, como resultado, aumentar la cantidad de dióxido de carbono absorbido por el fitoplancton, que es devorado por el krill. El equipo estima que los servicios de ciclo de nutrientes proporcionados por las poblaciones anteriores a la caza de ballenas a principios del siglo XX podrían impulsar un aumento de aproximadamente un 11% en la productividad marina en el Océano Austral y una reducción de al menos 215 millones de toneladas métricas de carbono, absorbido y almacenado en los ecosistemas y organismos oceánicos en proceso de reconstrucción. También es posible que estos beneficios de reducción de carbono se acumulen año tras año.
"Nuestros resultados sugieren que la contribución de las ballenas a la productividad global y la remoción de carbono probablemente estuvo a la par con los ecosistemas forestales de continentes enteros, en términos de escala", dijo Pyenson. "Ese sistema todavía está ahí, y ayudar a las ballenas a recuperarse podría restaurar el funcionamiento del ecosistema perdido y proporcionar una solución climática natural".
Pyenson dijo que él, Savoca y otros están considerando cuál podría ser el impacto de las ballenas si el equipo hubiera sido menos conservador con sus estimaciones, así como una posible línea de investigación que compara las pérdidas relativamente recientes de grandes mamíferos en el mar con las perdidas en tierra, como el bisonte americano. Aunque tiene su sede en Stanford, Savoca continuará su trabajo este otoño en el Smithsonian recolectando muestras de sus extensas colecciones de ballenas barbadas.
Los hallazgos se ha publicado en la revista Nature: Baleen whale prey consumption based on high-resolution foraging measurements
