El megaherbívoro marino se extinguió en la década de 1700, solo 27 años después de su primer encuentro con los europeos
Durante millones de años, la vaca marina de Steller (Hydrodamalis gigas), un mamífero marino de cuatro toneladas y pariente del manatí, dio forma a los bosques de algas marinas a lo largo de la costa del Pacífico de América del Norte al comer cantidades masivas de hojas de algas marinas de las copas superiores, lo que permitió que la luz estimulara la productividad en el sotobosque.
En un artículo publicado ayer en Frontiers in Ecology and Evolution, investigadores de la Academia de Ciencias de California, como parte de la iniciativa Thriving California de la Academia, revelan cómo podrían haber sido los bosques históricos de algas marinas en presencia del megaherbívoro marino, que se extinguió en la década de 1700, solo 27 años después de su primer encuentro con los europeos debido a la caza excesiva, y sugiere cómo los esfuerzos de conservación del bosque de algas marinas pueden tener en cuenta su ausencia.
"Los bosques de algas marinas son ecosistemas altamente productivos. Actúan como amortiguadores de tormentas, son económicamente importantes para la pesca y son el hogar de innumerables organismos marinos, pero están en fuerte declive en todo el Pacífico", dice el autor del estudio y Curador de la Academia de Geología y Zoología de Invertebrados Peter Roopnarine.
"Cuando los bosques de algas estaban evolucionando hace millones de años, había grandes herbívoros marinos como la vaca marina de Steller, que ahora están extintos. Entonces, cuando se trata de lo que está impulsando su declive generalizado, podría haber un componente importante que nos estamos perdiendo".
Esta tendencia a evaluar el estado de los modernos ecosistemas en función de su pasado reciente se conoce como síndrome de referencia cambiante y puede oscurecer cómo pudo haber existido un ecosistema durante períodos de tiempo mucho más prolongados.
"Ya vemos las consecuencias de este pensamiento con cosas como la gestión de incendios forestales", dice Roopnarine. "A corto plazo, los incendios forestales se han visto como algo que hay que suprimir debido al daño que provocan en los ecosistemas forestales. Pero recientemente hemos aprendido que, a largo plazo, los incendios forestales son una parte natural de esos sistemas que pueden conducir a bosques más saludables y resistentes".
Un nuevo enfoque para abordar las cambiantes líneas de base
En el artículo, los investigadores proponen, y abogan, por una nueva forma de evaluar la salud general de los ecosistemas para evitar las trampas del síndrome de línea de base cambiante, llamado enfoque Pasado-Presente-Futuro (PPF).
Imagen derecha: Estados observados e hipotéticos del bosque de Macrocystis pyrifera. (A) Estado moderno del bosque de algas marinas que muestra un denso grupo de algas marinas adultas, algas escasas en el sotobosque, erizos de mar morados, estrellas de mar de girasol y una nutria marina. (B) Los páramos de erizos muestran, sin algas marinas, una mayor abundancia de erizos de mar, menos algas en el sotobosque y sin nutrias marinas. (C) Un estado histórico hipotético, similar a (A), pero con la vaca marina de Steller presente, un dosel de algas más abierto y algas más abundantes en el sotobosque. Crédito: Frontiers in Ecology and Evolution
A diferencia de evaluar un ecosistema en función de su estado actual, los investigadores dicen que el enfoque PPF, que combina líneas históricas de evidencia de especímenes de museo y el registro fósil con el conocimiento ecológico tradicional indígena y datos científicos modernos, puede conducir a modelos matemáticos que con mayor precisión representan sistemas naturales. Es importante destacar que estos modelos pueden luego ser operacionalizados para una conservación más efectiva.
"Hoy estamos rodeados de ecosistemas severamente degradados, lugares que eran mucho más saludables hace apenas un siglo, por no hablar de un milenio o más", dice el autor del estudio y director ejecutivo de la Academia, Scott Sampson.
"Un número creciente de estos ecosistemas está ahora en peligro de colapsar, incluso si los protegemos. Entonces, si queremos ayudar a guiar un lugar determinado hacia un futuro floreciente, debemos comprender no solo su estado actual de salud, sino también los estados pasados, y luego aplicar estos conocimientos hacia intervenciones regenerativas calculadas. Este enfoque de conservación pasado-presente-futuro tiene el potencial de ser revolucionario".
Descubriendo el 'efecto vaca marina'
Para obtener una mejor imagen de los bosques de algas del pasado y, por lo tanto, una mejor línea de base para comparar con el estado en el que se encuentran hoy y predecir cómo podrían cambiar en el futuro, los investigadores construyeron un modelo matemático utilizando datos históricos y modernos para simular cómo el ecosistema podría responder bajo diferentes escenarios.
Primero, los investigadores ingresan los efectos que los diferentes actores del ecosistema tienen en los bosques de algas, como la depredación de algas por erizos de mar o la depredación de erizos por nutrias marinas. Luego, el modelo se comparó con datos preexistentes sobre bosques de algas marinas para garantizar que reprodujera cómo funcionan los ecosistemas en la vida real.
Una vez que los investigadores refinaron el modelo, pudieron explorar cómo la vaca marina de Steller impacta en los bosques de algas al agregarlas al modelo y ver cómo respondió el ecosistema con el tiempo.
Imagen: Esquema de la hipótesis de perturbación intermedia de las respuestas combinadas de modelo histórico-perturbación a la perturbación. Hd, Comunidad histórica con nutrias marinas, perturbada por SSWD; Hwd, mismo modelo perturbado por el calentamiento de SSWD y MHW; Hwd, sin nutrias, modelo histórico sin nutrias marinas, perturbado por el calentamiento de SSWD y MHW. El eje y expresa la hipótesis de que las transiciones a un estado de páramo forestal permanente son más probables bajo las circunstancias de Hwd. Los diagramas de red muestran cada sistema correspondiente. El grosor de la flecha indica la fuerza relativa de la interacción. (B) alta definición; (C) Hwd; (D) Hwd, sin nutrias.
"Uno de los hallazgos más importantes y sorprendentes fue que la inclusión de la vaca marina de Steller resultó en un tipo de bosque de algas totalmente diferente", dice la autora del estudio e investigadora postdoctoral en la Academia y la Universidad de Nevada Las Vegas, Roxanne Banker. "En lugar de estar dominados por algas, que es lo que pensamos de los bosques modernos, la presencia de la vaca marina y la depredación del dosel superior habría resultado en un mayor equilibrio entre el quelpo y las algas, ya que habría llegado al fondo del mar más luz solar".
Banker agrega que este hallazgo es de particular importancia al reflexionar sobre el estado actual de los bosques de algas marinas, que están muy degradados debido en parte a la sobredepredación de los erizos de mar. "Las algas proporcionarían una fuente de alimento adicional para los erizos, lo que podría reducir su impacto en las algas marinas", dice.
El estudio también mostró que cuando la vaca marina estaba presente, los bosques de algas marinas en su conjunto eran a menudo más resistentes: Incluso en condiciones adversas, como el calentamiento del océano o brotes de enfermedades, los bosques de algas marinas pueden haber sido menos propensos a la transición al estado árido dominado por erizos que a menudo se ve hoy en día y, cuando lo hicieron, se recuperaron más rápidamente a un estado boscoso. Este efecto, que los investigadores denominaron "efecto vaca marina", proporciona información práctica para los esfuerzos actuales de conservación de algas marinas.
"Si nuestro modelo se validara aún más a través de la experimentación en parcelas de prueba, podría permitirnos generar más resiliencia en los bosques de algas al modelar la eficacia de diferentes intervenciones", dice Roopnarine. "Cosechar selectivamente las frondas superiores del dosel de algas marinas, por ejemplo, para recrear el papel que se perdió con la vaca marina de Steller".
El artículo científico se titula: Impact of the extinct megaherbivore Steller's sea cow (Hydrodamalis gigas) on kelp forest resilience
