Algunas especies marinas corren mayor riesgo que otras
Un artículo de Marco Fusi
La atmósfera de la Tierra mantiene un nivel constante de oxígeno, ya sea en un día invernal, lluvioso o en un caluroso verano. Al otro lado del océano, las concentraciones de oxígeno varían enormemente entre diferentes lugares y con el tiempo.
A veces, los niveles de oxígeno cambian en el transcurso de un día, mientras que en algunas partes profundas del océano, las concentraciones de oxígeno permanecen constantes. En ciertos lugares no hay nada de oxígeno, pero la vida aún prospera.
Las especies marinas responden a la desoxigenación del océano (la disminución de los niveles de oxígeno en el agua de mar) de manera diferente dependiendo de dónde viven. Con los mares amenazados por el cambio climático y la contaminación, los cuales contribuyen a la desoxigenación, algunas especies marinas corren mayor riesgo que otras.
Como ecólogo marino, investigo cómo los cambios en la disponibilidad de oxígeno afectan la resistencia de los animales marinos al cambio climático. Mi estudio muestra que las especies marinas costeras expuestas a la variabilidad diaria del oxígeno son más resistentes a los picos de desoxigenación que las criaturas que viven en las profundidades y que están adaptadas a niveles constantes de oxígeno.
Imagen: Los niveles de oxígeno en las praderas marinas varían enormemente a diario. Marco Fusi, CC BY-ND
En la costa
Para las criaturas costeras como las sepias, las estrellas de mar o los cangrejos que viven en las praderas marinas, los bosques de algas marinas o los manglares, la vida diaria es una montaña rusa de oxígeno. Durante el día, la fotosíntesis de las algas y las plantas se activa con la luz solar y produce una enorme cantidad de oxígeno. Esto conduce a la sobresaturación de oxígeno, un estado en el que se produce tanto oxígeno que se liberan burbujas de oxígeno en el agua.
Los ecosistemas costeros como las praderas marinas, las algas marinas, los corales y los manglares ayudan a amortiguar la desoxigenación porque esta sobresaturación estimula el metabolismo de la vida marina que vive allí: con más oxígeno disponible, los animales pueden producir más energía y afrontar más fácilmente una ligera desoxigenación.
Por la noche, sin luz solar, las algas y plantas costeras no realizan la fotosíntesis. En cambio, absorben oxígeno a través del proceso de respiración: así como los animales respiran, las hojas de las plantas respiran y llevan oxígeno a sus células. Por eso los animales están expuestos diariamente a un ambiente con poco oxígeno.
Imagen: Las algas en el suelo del bosque de manglares durante la marea alta liberan burbujas de oxígeno como resultado de la sobresaturación. Marco Fusi, CC BY-ND
Estos animales marinos han evolucionado para hacer frente a niveles fluctuantes de oxígeno alto y bajo en el agua de mar aprovechando la sobresaturación de oxígeno durante el día para protegerse del aumento de las temperaturas y la contaminación. Luego, durante la noche, cuando el oxígeno escasea, cambian a otros procesos metabólicos anaeróbicos como la fermentación, del mismo modo que nuestros músculos producen ácido láctico durante el ejercicio anaeróbico intenso. Los cangrejos depredadores, por ejemplo, cazan activamente en los manglares durante la noche con oxígeno muy limitado.
Pero los animales costeros adaptados al agotamiento de oxígeno a corto plazo no pueden soportar largos períodos sin mucho oxígeno. Por eso, los problemas surgen cuando las fluctuaciones diarias de oxígeno se ven alteradas por el calentamiento global y la contaminación causada por el hombre, lo que hace que las condiciones de bajo oxígeno persistan durante días o semanas. En el caso de los erizos de mar, esto los hace más lentos y menos capaces de escapar de los depredadores. Para otros animales, esto podría resultar en tasas de alimentación más lentas o un reducido crecimiento.
En las profundidades del océano
A profundidades de entre 200 y 1.500 metros, en lo que se conoce como la “zona mínima de oxígeno”, el oxígeno se encuentra en el nivel más bajo de saturación. Aquí, algunos animales de aguas profundas, especialmente los peces, están bien adaptados a estas condiciones de extrema escasez de oxígeno. Si bien estos peces no se verán afectados directamente por la desoxigenación porque ya prosperan en este hábitat, es más probable que la desoxigenación expanda esta zona de bajo oxígeno, afectando potencialmente a los peces cercanos que no pueden tolerar una mayor desoxigenación.
Imagen: Relación experimental entre la temperatura del agua y la mortalidad de seis especies marinas en condiciones simuladas de hábitat de normoxia (triángulos) e hiperoxia (círculos). Las áreas rellenas representan los intervalos de confianza del 95% (normoxia: rojo; hiperoxia: cian) para cada regresión sigmoidea de tres parámetros (línea negra). El LT50 de los organismos y el R2 para cada regresión se informan en la figura en rojo (normoxia, 97 ± 2% de saturación de oxígeno) o cian (hiperoxia, 140 ± 3% de saturación de oxígeno). El aumento de temperatura fue de °C cada 30 minutos para imitar las tasas diarias de calentamiento ambiental. Los símbolos pueden ocultar puntos de datos. Crédito de la ilustración de animales: Allende Bodega Martínez.
En el abismo, a más de 3.000 metros de profundidad, los animales están acostumbrados a vivir en condiciones en las que los niveles de oxígeno nunca varían. La luz del sol nunca llega a las partes más profundas del fondo marino y, por lo tanto, no puede ocurrir la fotosíntesis. Aquí, las corrientes oceánicas traen un suministro constante de oxígeno, pero el cambio climático está afectando la dinámica de estas corrientes.
Incluso la más mínima reducción de los niveles de oxígeno aquí podría ser catastrófica para la vida marina. En determinados escenarios, la minería en aguas profundas podría liberar grandes cantidades de materia orgánica del sedimento. Esto podría reaccionar con el oxígeno disponible y agotarlo aún más, provocando la muerte de seres vivos.
En el fondo marino salobre
En algunos lugares, incluido el Mar Rojo, en el fondo del mar hay charcos de salmuera muy salada o lagos submarinos llenos de vida, a pesar de que no hay oxígeno. En estos mares desoxigenados han evolucionado bacterias, cangrejos, mejillones y peces parecidos a anguilas y no se verán afectados en absoluto por una mayor desoxigenación.
Al otro lado del océano, la desoxigenación puede exacerbar otras amenazas como la acidificación de los océanos (la reducción del pH del océano) o aumentos y disminuciones repentinos de la salinidad. En conjunto, estos cambios pueden ser letales para las especies marinas que sobreviven en condiciones muy específicas.
Por lo tanto, las condiciones persistentes de falta de oxígeno plantearán diferentes niveles de amenaza para los animales en diferentes hábitats. Los hábitats costeros que producen oxígeno, como las praderas marinas, deben protegerse y restaurarse. La corriente oceánica que lleva oxígeno a las profundidades del mar también es vital, y la mejor manera de conservarla es frenar el calentamiento global lo más rápido posible.
El estudio se ha publicado en la revista Science Advances: Oxygen supersaturation protects coastal marine fauna from ocean warming
Este artículo de Marco Fusi, profesor titular de biología marina de la Universidad de Newcastle, se republica desde The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lee el artículo original en inglés: From the coast to the deep sea, changing oxygen levels affect marine life in different ways.
