Las algas marinas guardan un historial de desastres ambientales

algas marinas
Al buscar poblaciones de algas con firmas genéticas que no coinciden con las de sus vecinos, los científicos pueden identificar los lugares donde murieron y reemplazaron las algas. Foto de Piter Lenk

Estudian dónde han sido eliminadas y reemplazadas las poblaciones de algas marinas
Los científicos están desarrollando una nueva forma de comprender la destrucción ambiental histórica

El 14 de noviembre de 2016, un enorme terremoto sacudió Kaikōura, una ciudad en la Isla Sur de Nueva Zelanda, matando a dos personas, provocando un tsunami y elevando tramos de costa a seis metros de altura sobre el mar.

Los biólogos Ceridwen Fraser y Jon Waters observaron las consecuencias por televisión. "Estábamos viendo imágenes de algas marinas y [abulones] sacados del agua y muriendo", dice Waters.

Para estos dos científicos que habían pasado gran parte de la década anterior buscando evidencia de conmoción ecológica en la costa, dice Fraser, sólo había una cosa que hacer. "Nos subimos a un avión".

Aproximadamente una década antes, a mediados de la década de 2000, Fraser era estudiante en el laboratorio de Waters en la Universidad de Otago en Nueva Zelanda. La pareja estaba estudiando cómo varía la genética de las algas quelpo de Nueva Zelanda en el hemisferio sur cuando notaron algo muy extraño.

El quelpo que vive a lo largo de la costa de Nueva Zelanda continental, dice Fraser, era genéticamente muy diverso. Pero el quelpo que habitaba las frías islas subantárticas esparcidas por el Océano Austral eran todos muy similares. Debido a la gran distancia entre estas islas más pequeñas, Fraser esperaba que las poblaciones de algas marinas fueran bastante diferentes entre sí. La falta de diversidad genética reveló dos cosas: todas las algas de las islas habían sido eliminadas y luego recolonizadas, y las algas recolonizadoras procedían de una sola fuente.

A partir de ahí, Fraser y Waters no tardaron mucho en darse cuenta de que en realidad estaban buscando lugares donde las algas quelpo se habían recuperado después de una masiva perturbación ecológica. ¿Pero qué tipo de perturbación?

"A las algas marinas no les gusta el hielo", dice Fraser. Como continuaron demostrando los científicos, la invasión del hielo había acabado con las algas marinas de las islas durante el último máximo glacial hace 20.000 años. Pero, dice Fraser, Nueva Zelanda estaba lo suficientemente al norte como para evitar lo peor de la Edad del Hielo, lo que explica por qué sus poblaciones de algas quelpo son mucho más antiguas y genéticamente más diversas.

Esta fue una valiosa idea para los paleoclimatólogos. "En realidad, es muy difícil para los investigadores determinar dónde estaba el hielo en la última edad de hielo", dice Waters. "Tienen que extraer núcleos del fondo del océano; es increíblemente caro. Pero aquí teníamos un enfoque completamente nuevo". El estudio mostró que el hielo marino se había extendido mucho más al norte durante ese período de lo que los científicos pensaban anteriormente.

En 2016 Fraser y Waters habían demostrado que podían descubrir signos de alteraciones ambientales históricas al observar la diversidad genética de las algas marinas. Entonces, cuando el terremoto de Kaikōura azotó Nueva Zelanda y arrasó con numerosos lechos de algas, la pareja aprovechó la oportunidad para ver cómo se desarrollaba el proceso en el presente.

Siete años después, dice Fraser, la recuperación apenas comienza. Las partes elevadas de la costa están siendo recolonizadas lentamente por pequeñas algas. Con el tiempo, las algas marinas volverán a afianzarse. Podrían venir de una próxima bahía o del otro lado del mundo.

quelpo en rocas

Imagen: Para matar las algas, se necesitan dos metros de elevación simultáneamente

La colonización de algas marinas es un juego de alto riesgo en el que el primero en llegar es el primero en ser atendido. Se estima que en cualquier momento hay 70 millones de trozos individuales de algas marinas flotando en las corrientes del Océano Austral. Las hojas (y las diminutas criaturas que viven en ellas) pueden terminar casi en cualquier lugar.

David Schiel, ecólogo marino de la Universidad de Canterbury en Nueva Zelanda, dice que las algas marinas están casi diseñadas específicamente para viajes de larga distancia. "Cuando se rompen, flotan. Pueden permanecer activas durante meses y aún seguir sus ciclos reproductivos".

A pesar del constante tráfico, el intercambio genético entre islas remotas dista mucho de ser fluido. "Siempre pensamos que si algo puede pasar de A a B, entonces debe haber un flujo de genes entre las poblaciones", dice Fraser. "Pero en realidad no hay necesariamente ningún flujo genético, porque los habitantes locales tienen una ventaja real".

Si un trozo flotante de alga marina llega a una costa que ya está llena de algas, casi no hay forma de que pueda establecerse, dice Schiel. Las algas marinas tienen más posibilidades de afianzarse si llegan a un tramo de roca completamente desnuda. Una vez allí, necesitan mezclar sus espermatozoides u óvulos con los de un miembro reproductivamente activo del sexo opuesto. En otras palabras, "es difícil entrar allí", dice Schiel, "y cuando lo hacen, probablemente no haya muchos competidores que lo hagan".

Pero, dice Fraser, cuando ocurre un terremoto, una ola de calor marina u otra catástrofe mortal, "de repente ya no quedan lugareños para competir con los inmigrantes, así que cuando llegan unos pocos, todos sus gametos tienen muchas posibilidades de poner un pie en la puerta".

Una vez que se establezcan estos colonos de algas marinas, ellos y su descendencia podrán dominar la población durante siglos o incluso milenios.

El hecho de que las algas tienden a colonizarse rápidamente y luego persistir a largo plazo demostró a Fraser y Waters que estudiar la diversidad genética de las algas podría ser una forma aún mejor de lo que pensaban de identificar desastres naturales históricos.

Después de pasar casi 20 años desarrollando su técnica, 2023 brindó a Fraser y Waters la oportunidad de darle la vuelta a su proceso y demostrar realmente su valor. En una plataforma rocosa costera cerca de Rārangi, una ciudad en el extremo noreste de la Isla Sur de Nueva Zelanda, el equipo tropezó con otra bolsa de extraña genética de algas. Descubrieron que las algas compartían los genes de una población situada a 300 kilómetros de distancia. Claramente algo había sucedido aquí.

Estudios geológicos posteriores confirmaron lo que sugerían las algas: hace unos 2.000 años, la plataforma Rārangi había sido empujada hacia arriba por un terremoto.

"Ni siquiera habríamos mirado esa región si no fuera porque la genética nos muestra algo inusual", dice Waters. "Y listo, los geólogos echaron otro vistazo y la evidencia fue realmente clara".

Los científicos están empezando a comprender que las algas marinas contienen un registro del turbulento pasado tectónico del hemisferio sur. Ofrece una manera de confirmar desastres conocidos y encontrar indicios de desastres no documentados anteriormente.

"Ahora podemos mirar hacia el pasado y encontrar señales de perturbaciones anteriores que no conocíamos", dice Waters. "A menudo hay una historia oculta que se puede revelar mediante enfoques genéticos y así comprender más sobre la historia de una región".

El estudio ha sido publicado en el Journal of the Royal Society Interface: Integrating kelp genomic analyses and geological data to reveal ancient earthquake impacts

Etiquetas: Alga marinaDesastreHistoria

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