Sin el depredador natural de los erizos marinos para mantenerlos bajo control, los erizos han transformado el paisaje marino
Los impactos de la pérdida de depredadores y el cambio climático se combinan para devastar los arrecifes vivos que durante siglos han definido los bosques de algas marinas de Alaska, según una nueva investigación publicada en Science.
"Descubrimos que los enormes arrecifes de piedra caliza construidos por algas sustentan el ecosistema de bosque de algas marinas de las Islas Aleutianas", dijo Douglas Rasher, científico investigador principal del Laboratorio Bigelow de Ciencias Oceánicas y autor principal del estudio. "Sin embargo, estos arrecifes de larga vida ahora están desapareciendo ante nuestros ojos, y estamos ante un colapso probablemente del orden de décadas en lugar de siglos".
Los arrecifes de coral, construidos por el alga roja Clathromorphum nereostratum, están siendo triturados por erizos de mar. Los erizos de mar explotaron en número después de que su depredador, la nutria marina de las Aleutianas (Enhydra lutris), se extinguiera funcionalmente en la década de 1990. Sin el depredador natural de los erizos para mantenerlos bajo control, los erizos han transformado el paisaje marino, primero cortando los densos bosques de algas marinas y ahora dirigiendo su atención a las algas coralinas que forman el arrecife.
Clathromorphum produce un esqueleto de piedra caliza que protege al organismo de los herbívoros y, durante cientos de años, forma un complejo arrecife que nutre una rica diversidad de vida marina. Con las algas marinas desaparecidas del menú, los erizos están perforando ahora la dura capa protectora del alga para comérsela, un proceso que se ha vuelto mucho más fácil debido al cambio climático.
"El calentamiento y la acidificación de los océanos dificultan que los organismos calcificantes produzcan sus caparazones, o en este caso, el esqueleto protector del alga", dijo Rasher, quien dirigió el equipo internacional de investigadores que incluía a los coautores Jim Estes de la UC Santa Cruz y Bob Steneck de la Universidad de Maine. "Esta especie crítica ahora se ha vuelto muy vulnerable al pastoreo de erizos, justo cuando la abundancia de erizos está alcanzando su punto máximo. Es una combinación devastadora".
Según su tamaño y edad, está claro que los enormes arrecifes construidos por Clathromorphum han desempeñado durante mucho tiempo un papel vital en el ecosistema marino de las Islas Aleutianas, incluso durante los anteriores auges de erizos. Las nutrias marinas fueron cazadas hasta casi la extinción durante el comercio marítimo de pieles de los años 1700 y 1800. Cuando en respuesta aumentaron las poblaciones de erizos, los arrecifes se mantuvieron firmes.
"Durante el comercio de pieles, Clathromorphum persistió durante siglos en los que presumiblemente abundaban los erizos", dijo Rasher. "Sin embargo, esta vez la situación ha cambiado drásticamente. Nuestra investigación muestra que el pastoreo de erizos de mar se ha vuelto mucho más letal en los últimos años debido a los efectos emergentes del cambio climático".
Imagen: Una sección transversal pulida del esqueleto de Clathromorphum nereostratum, que contiene "bandas de años" similares a los anillos de los árboles. Estas bandas de años se utilizaron para reconstruir la historia del pastoreo de erizos en el ecosistema.
A medida que cada año el alga se suma a su esqueleto calcificado, crea bandas de crecimiento anual, como anillos en un árbol. Estas bandas archivan si cada año ocurrieron eventos de pastoreo de erizos de mar. Al examinar muestras pulidas bajo un microscopio, el equipo de investigación descubrió que de repente tenían una forma de mirar hacia atrás en el pasado del ecosistema.
Esta información les permitió determinar que el pastoreo de erizos había disminuido y aumentado con el tiempo con la recuperación pasada y el reciente colapso de las poblaciones de nutrias marinas. De manera alarmante, también reveló que las tasas de pastoreo se han acelerado en los últimos tiempos en asociación con el aumento de la temperatura del agua de mar.
Los investigadores también llevaron Clathromorphum viva y erizos de regreso al laboratorio y los colocaron en ambientes controlados que replicaban las condiciones preindustriales y actuales del agua de mar, así como las esperadas para fines de siglo. Después de tres meses, se emparejaron las algas y los erizos para evaluar cómo cambiaba la letalidad del pastoreo de erizos en función de la temperatura y la acidez del agua de mar.
Imagen: Los experimentos de laboratorio permitieron a los investigadores probar cómo el cambio climático, hasta la fecha, ha alterado la intensidad con la que los erizos pastan en los arrecifes vivos que han apuntalado los bosques de algas de Alaska durante siglos.
Los científicos encontraron que el pastoreo letal en las condiciones actuales era entre un 35 y un 60 por ciento mayor que en las condiciones preindustriales. Las tasas crecieron aún más en condiciones futuras, entre un 20 y un 40 por ciento adicional. Los resultados del experimento confirmaron que el cambio climático ha permitido recientemente a los erizos romper las defensas del alga, empujando este sistema más allá de un punto crítico.
"Está bien documentado que los humanos están cambiando los ecosistemas de la Tierra al alterar el clima y al eliminar a los grandes depredadores, pero los científicos rara vez estudian esos procesos juntos", dijo Rasher. "Si solo hubiéramos estudiado en el laboratorio los efectos del cambio climático sobre Clathromorphum, habríamos llegado a conclusiones muy diferentes sobre la vulnerabilidad y el futuro de esta especie. Nuestro estudio muestra que debemos ver el cambio climático a través de una lente ecológica, o es probable que enfrentemos muchas sorpresas en los próximos años".
El descubrimiento de esta interacción entre los depredadores y el cambio climático ofrece alguna esperanza, proporcionando múltiples formas de abordar la acelerada destrucción de los arrecifes. Reducir los gases de efecto invernadero es una de las necesidades más urgentes de la humanidad, pero es un esfuerzo global que requiere cooperación y coordinación internacional. La restauración de las nutrias marinas, sin embargo, es un esfuerzo regional que tiene la capacidad de mitigar la erosión de los arrecifes por parte de los erizos y sacar al ecosistema de su punto de inflexión.
Imagen: Los buzos se preparan para el muestreo submarino en el remoto archipiélago de las Aleutianas
"Esto es emocionante porque sugiere que los administradores de recursos tienen oportunidades para manejar grandes depredadores de formas que pueden ayudar a reducir la velocidad con la que el cambio climático está deteriorando nuestros ecosistemas naturales", dijo Rasher.
"En el caso de los bosques de algas aleutianas, la restauración de las poblaciones de nutrias marinas traería muchos beneficios ecológicos y también nos daría tiempo para ponernos manos a la obra para reducir las emisiones de carbono, antes de que se pierda este constructor de arrecifes fundamental".
Artículo científico: Keystone predators govern the pathway and pace of climate impacts in a subarctic marine ecosystem
