Bajos niveles de oxígeno ponen en peligro el desarrollo de los corales juveniles
La investigación sobre los arrecifes de coral se ha centrado en dos males generados por las emisiones récord de gases de efecto invernadero: el calentamiento de los océanos y el aumento de la acidez del agua de mar.
Estas amenazas globales se deben a que el agua de mar absorbe el exceso de calor y dióxido de carbono que ha añadido a la atmósfera la quema de combustibles fósiles. Pero hay otra consecuencia de la que rara vez se habla.
El oxígeno oceánico se está agotando globalmente porque el agua de mar retiene menos oxígeno a medida que se calienta. En las cálidas aguas costeras donde crecen los arrecifes de coral tropicales, los efectos inmediatos de las bajas concentraciones de oxígeno pueden ser catastróficos.
Cada vez se informa más sobre eventos de hipoxia a corto plazo en los que los niveles de oxígeno disuelto caen repentinamente (a menudo provocados o exacerbados por la contaminación química de la escorrentía de la tierra, como fertilizantes ricos en nutrientes), lo que puede matar comunidades de coral enteras y diezmar los arrecifes en cuestión de días.
Los corales son animales y, al igual que otros animales acuáticos, respiran oxígeno del agua para alimentar su metabolismo. Gracias a una relación simbiótica con algas microscópicas, los corales también convierten la energía del sol en alimento, obteniendo oxígeno como subproducto.
Imagen: Los corales en agua de mar con poco oxígeno pueden no mostrar signos visibles de estrés.
Los niveles de oxígeno en los arrecifes de coral fluctúan naturalmente en un ciclo diario: el oxígeno disuelto alcanza su punto máximo alrededor del mediodía y disminuye gradualmente a medida que la luz se desvanece. Por la noche, cuando se detiene la fotosíntesis, los corales continúan respirando (consumiendo oxígeno) y el oxígeno del agua de mar se agota.
Este aumento y disminución cíclico del oxígeno significa que algunos corales ya han desarrollado estrategias para soportar los cambios en el oxígeno disuelto. Cuando la cantidad de oxígeno disponible para los corales cae por debajo de este rango natural, los corales pueden estresarse y sus procesos biológicos normales se ven alterados, lo que en muchos casos conduce a la muerte.
Al igual que nosotros, los corales necesitan oxígeno para sobrevivir. Pero Jennifer Mallon, becaria de investigación postdoctoral en la Universidad de Nova Southeastern, descubrió que los efectos de la falta de oxígeno en los corales no siempre son evidentes a simple vista y que los corales jóvenes pueden ser especialmente vulnerables.
Señales difíciles de detectar
Para comprender los efectos de los bajos niveles de oxígeno en los corales, Mallon viajó a la Estación Marina Smithsonian en Florida, como parte de un proyecto de investigación dirigido por Andrew Altieri de la Universidad de Florida y Maggie Johnson y Valerie Paul del Smithsonian.
En el Smithsonian, 24 tanques de agua de mar con clima controlado simulan distintos niveles de desoxigenación ya presentes en los arrecifes de coral de todo el mundo, que van desde una desoxigenación severa, que su investigación observó en la costa caribeña de Panamá, hasta condiciones normales, como las que se replican en acuarios de todo el mundo.
Imagen: Los investigadores recrearon en el laboratorio las condiciones ambientales de los corales. Jennifer Mallon
Si bien algunos corales, como el coral cuerno de ciervo del Caribe (Acropora cervicornis), murieron a los pocos días de una desoxigenación severa, otras importantes especies constructoras de arrecifes, como el coral estrella montañoso (Orbicella faveolata), sobrevivieron, lo que demuestra que la tolerancia al bajo nivel de oxígeno era diferente entre especies.
Cuando estudiaron los corales que sobrevivieron a la desoxigenación, descubrieron que el estrés hipóxico no siempre es visible. Incluso cuando estuvieron expuestos a la desoxigenación durante dos semanas, algunos corales no mostraron signos de blanqueamiento, que es cuando desaparecen las coloridas algas y los corales adquieren un blanco fantasmal.
Mediciones más detalladas revelaron algo preocupante: a pesar de las apariencias externas, la baja exposición al oxígeno había afectado el metabolismo de los corales, atrofiando potencialmente su crecimiento y su capacidad para construir arrecifes.
Los métodos existentes para medir la salud de los corales en el campo son principalmente visuales e incluyen evaluaciones realizadas por buzos capacitados que buscan señales de palidez o blanqueamiento de los corales. Las respuestas al estrés hipóxico que los investigadores observaron en su experimento podrían estar pasando desapercibidas.
Imagen: Coral cuerno de ciervo del Caribe (Acropora cervicornis)
Los corales bebés corren peligro
También querían saber cómo afecta la desoxigenación a la capacidad de reproducción de los corales.
La reproducción sexual de los corales ya es una tarea complicada. Los eventos de desove, cuando los corales liberan paquetes de huevos en el agua, ocurren solo unas pocas noches al año y las larvas resultantes son muy vulnerables. Pocas sobreviven al nado de varios días hasta el arrecife donde se establecen y se metamorfosean en corales juveniles.
En los actuales arrecifes caribeños, los corales juveniles silvestres son escasos. Las personas que se dedican a restaurar los arrecifes ayudan a los corales a reproducirse sexualmente en el laboratorio y crían a los juveniles para luego trasplantarlos al arrecife.
Los corales juveniles a menudo se asientan en grietas de los arrecifes, donde están expuestos a niveles de oxígeno más bajos durante más tiempo que en aguas abiertas, porque fluye menos agua sobre ellos. Cuando los científicos incubaron larvas de coral en agua desoxigenada durante todo el proceso de asentamiento, descubrieron que las tasas iniciales de supervivencia y asentamiento de las larvas no se vieron afectadas significativamente.
Las cosas cambiaron una vez que las larvas se asentaron y comenzaron a formar corales juveniles. Los corales juveniles en etapa temprana, conocidos como pólipos primarios, carecen de algas simbióticas que los ayuden a satisfacer sus necesidades nutricionales a través de la fotosíntesis y, por lo tanto, dependen de la respiración para obtener energía. Sin suficiente oxígeno, no pueden respirar adecuadamente y comienzan a morir.
Imagen: Un evento de desove de corales en la costa de Queensland, Australia.
Conservación de corales en aguas desoxigenadas
Esta investigación puede ayudar a quienes participan en la restauración de arrecifes a comprender las necesidades de oxígeno de los corales, así como a destacar una amenaza que antes se pasaba por alto.
Incluso los corales que sobreviven a la desoxigenación muestran signos de un metabolismo más débil que hará más difícil la conservación de arrecifes saludables, ya que la restauración depende del crecimiento saludable de los corales para regenerar lo que está dañado.
"Como próximo paso, se realizarán mediciones de campo del metabolismo de los corales en la barrera de arrecife de Florida, cuando se prevé que los niveles de oxígeno disminuyan durante los cálidos meses del verano, para comprobar el impacto real de la desoxigenación en la salud de los corales", dice Mallon.
Los datos de oxígeno disuelto no siempre se han recopilado como parte del monitoreo de los arrecifes, incluso durante eventos de blanqueamiento en aguas cálidas cuando el oxígeno es bajo. A medida que se agrave la crisis climática, será imperativo realizar más monitoreos de este tipo en las aguas costeras tropicales. También es esencial realizar más investigaciones sobre cómo responden a la hipoxia las distintas especies de coral para desarrollar estrategias de conservación específicas.
Al enfrentar directamente la amenaza silenciosa de la desoxigenación, podemos salvaguardar el futuro de los arrecifes de coral y las innumerables especies marinas que dependen de ellos.
La investigación se ha publicado en el Journal of Experimental Biology: Sublethal changes to coral metabolism in response to deoxygenation
