Incluso los lagos y ríos no fueron refugios seguros por las floraciones microbianas tóxicas
El evento de extinción masiva del final del Pérmico de hace aproximadamente 252 millones de años, el peor evento de este tipo en la historia de la Tierra, se ha relacionado con vastas emisiones volcánicas de gases de efecto invernadero, un importante aumento de la temperatura y la pérdida de casi todas las especies en los océanos y en tierra.
Ahora, parece que incluso los lagos y ríos no fueron refugios seguros.
Un reciente estudio publicado por un equipo internacional de investigadores que incluye al profesor y jefe del Departamento de Geociencias Tracy Frank y al profesor Chris Fielding, ambos recién llegados a la Universidad de Connecticut (UConn), ha identificado una nueva causa de extinción durante eventos extremos de calentamiento: las floraciones microbianas tóxicas.
En un ecosistema sano, las algas microscópicas y las cianobacterias proporcionan oxígeno a los animales acuáticos como un producto de desecho de su fotosíntesis. Pero cuando su número se sale de control, estos microbios agotan el oxígeno libre e incluso liberan toxinas en el agua.
Al estudiar los registros de fósiles, sedimentos y químicos de rocas cerca de Sydney, Australia, los investigadores descubrieron que habían ocurrido varios pulsos de eventos de floración poco después de los primeros ruidos volcánicos de la extinción masiva del final del Pérmico. Una vez que los animales que se alimentan del fondo, o "detritívoros", fueron eliminados, no quedó nadie para mantener a raya a los microbios. Los sistemas de agua dulce se llenaron de algas y bacterias, lo que retrasó la recuperación de los animales durante quizás millones de años.
Frank y Fielding estudian el sedimento, y Frank explica su contribución al trabajo, que se realizó mientras ambos estaban en la Universidad de Nebraska-Lincoln, estaba recogiendo detalles sobre las condiciones del medio ambiente y la sopa tóxica resultante, de las capas de sedimento.
"Estamos tratando de comprender en qué condiciones vivían estas plantas, por ejemplo, si se trataba de depósitos lacustres frente a depósitos fluviales", dice Frank. "Entonces, si podemos determinar los detalles sobre la salinidad y las temperaturas de las aguas, esos detalles provienen de la geoquímica".
Imagen: Reconstrucciones de fases ecológicas continentales del Pérmico tardío al Triásico temprano con ensamblajes de microfósiles orgánicos representativos.
Los tres ingredientes principales de la sopa tóxica son las aceleradas emisiones de gases de efecto invernadero, las altas temperaturas y la abundancia de nutrientes. Las erupciones volcánicas proporcionaron los dos primeros, mientras que la repentina deforestación causó el tercero. Cuando desaparecieron los árboles, los suelos sangraron en los ríos y lagos, proporcionando todos los nutrientes que los microbios necesitarían. Cuando los investigadores compararon los registros fósiles de diferentes extinciones masivas relacionadas con el calentamiento, el equipo encontró registros fósiles extremadamente similares. Esto implica la proliferación de microbios mortales como agresores repetidos de extinciones de agua dulce durante eventos extremos de calentamiento.
Hoy en día, los seres humanos han estado siguiendo esta receta y las floraciones microbianas de agua dulce han ido en aumento, lo que ilustra la importancia de las geociencias para comprender el pasado en formas que ofrecen un contexto crucial para comprender los cambios contemporáneos en el clima.
"Estamos viendo más y más floraciones de algas tóxicas en lagos y en ambientes marinos poco profundos que se relacionan con aumentos de temperatura y cambios en las comunidades de plantas que conducen a aumentos en las contribuciones de nutrientes a los ambientes de agua dulce", dice Frank. "Entonces, hay muchos paralelismos con la actualidad. El vulcanismo fue en el pasado una fuente de CO2, pero sabemos que la tasa de entrada de CO2 que se observó en ese entonces era similar a la tasa de aumento de CO2 que estamos viendo hoy debido a los efectos antropogénicos".
"Podemos tener una idea de cuánto ha cambiado el clima en el pasado, cuáles son los extremos, qué tan rápido puede cambiar, cuáles son las causas del cambio climático y eso nos da un buen telón de fondo para comprender lo que está sucediendo hoy".
Imagen: Abundancia de algas de Gondwana a lo largo del evento de extinción del Pérmico final (EPE).
Según el informe de este año del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC), la influencia de los seres humanos en el cambio climático es "inequívoca", lo que crea condiciones que favorecen la propagación de estos microbios amantes del calor. En combinación con la afluencia de nutrientes de la contaminación del agua, principalmente de la agricultura y la deforestación, esto ha llevado a un fuerte aumento de las floraciones tóxicas. Los resultados: muerte masiva de peces (lo hemos visto recientemente en nuestra Manga del Mar Menor), graves efectos en la salud humana y del ganado y un costo anual medible en miles de millones de dólares.
"El final del Pérmico es uno de los mejores lugares para buscar paralelismos con lo que está sucediendo ahora", dice Fielding.
El otro gran paralelismo es que el aumento de temperatura al final del Pérmico coincidió con aumentos masivos de los incendios forestales. Una de las cosas que destruyó ecosistemas enteros fue el fuego, y lo estamos viendo ahora mismo en lugares como California. Uno se pregunta cuáles son las consecuencias a largo plazo de eventos como ese a medida que se generalizan cada vez más".
Estos son síntomas claros de un ecosistema desequilibrado, y el presente estudio indica que los impactos de los eventos de floración pueden hacerse eco durante un tiempo extremadamente largo. Sin embargo, a diferencia de las especies que sufrieron extinciones masivas en el pasado, tenemos la oportunidad de prevenir estas floraciones tóxicas manteniendo limpias nuestras vías fluviales y reduciendo nuestras emisiones de gases de efecto invernadero.
Imagen: Las floraciones de microbios tóxicos conducen a eventos de muerte de peces y se están volviendo cada vez más comunes en los lagos de agua dulce. Crédito: Christian Fischer/Wikimedia Commons
"Lo que da miedo es que estamos acostumbrados a pensar en términos de escalas de tiempo de años, tal vez decenas de años, si nos ponemos realmente aventureros. El evento de extinción masiva del final del Pérmico tardó cuatro millones de años en recuperarse. Eso es aleccionador", dice Fielding.
El estudio se ha publicado en Nature Communications: Lethal microbial blooms delayed freshwater ecosystem recovery following the end-Permian extinction
