Una depredación más intensa en los trópicos puede limitar las invasiones marinas

paneles para detectar especies invasoras en Panamá

Los ecosistemas saludables resisten las invasiones

¿Qué hace que una invasión tenga éxito? ¿Qué mantiene alejados a los invasores? ¿Son algunas ubicaciones geográficas más vulnerables a la invasión que otras?

Biólogos marinos del Smithsonian y sus colegas de la Universidad de Temple testearon predicciones sobre invasiones biológicas, primero en Panamá y luego en un experimento de escala geográfica sin precedentes.

De noche y de día, petroleros, yates y cargueros llenos de contenedores surcan la vía fluvial de 80 kilómetros (50 millas) a través de las selvas de Panamá entre el Atlántico y el Pacífico: alrededor de 40 barcos cada 24 horas. Pero a pesar de que el Canal es alimentado por ríos de agua dulce que se vacían a través de las esclusas en cada extremo, un sistema que generalmente evita que los peces y los invertebrados marinos más pequeños salten de un océano a otro, algunos aún logran atravesarlo, aferrándose a los cascos de los barcos. Otras especies invasoras llegan de puertos lejanos, vertidas con agua de lastre mientras los barcos se preparan para el tránsito.

"Panamá es un importante centro de transporte marítimo que brinda increíbles oportunidades para probar ideas clave sobre invasiones marinas mediante el estudio de dos océanos muy diferentes en la misma latitud", dijo Mark Torchin, científico de planta del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales (STRI). "Puedo revisar sitios en el océano frente a mi laboratorio en la entrada del Pacífico al Canal y luego conducir a la costa atlántica en una hora para revisar sitios allí. ¿En qué otro lugar del mundo se puede hacer eso?"

Desde la apertura del Canal en 1914, la población humana del mundo se ha catapultado de 2 mil millones a casi 8 mil millones. Y a medida que las personas se mueven por el mundo, también se mueven otros organismos. Los criadores de peces en los Estados Unidos importaban carpas de Asia para limpiar sus estanques; ahora, la carpa asiática se ha abierto camino por el sistema del río Mississippi hasta Canadá, destruyendo en el camino el hábitat natural de aves y peces. Del mismo modo, los sapos de caña se introdujeron en Australia para controlar los escarabajos, pero debido a que allí no tienen depredadores naturales, se disparó el número de sapos. Pero la mayoría de las invasiones son involuntarias, ya que los animales (o virus, para el caso) hacen autostop en barcos o aviones.

"Tenemos razones muy prácticas para probar ideas sobre el éxito de los invasores en diferentes lugares a medida que aprendemos a predecir y gestionar las invasiones", dijo Amy Freestone, profesora asociada de Temple University e investigadora asociada tanto en STRI en Panamá como en Smithsonian Environmental Research Center (SERC) en Maryland. "Con estos estudios experimentales emparejados, queríamos saber si los invasores marinos tienen el mismo éxito en todos los entornos y qué tan importantes son los depredadores para mantenerlos bajo control".

Primero, el equipo se preguntó si los invasores marinos tienen más éxito en una cuenca oceánica en comparación con la otra. ¿Es la proporción de especies no nativas más alta en el menos diverso Pacífico en comparación con el más diverso Atlántico como predice la teoría? ¿Y hay un intercambio asimétrico entre océanos en Panamá, con más especies introducidas del Atlántico al Pacífico que en la dirección opuesta?

Para averiguarlo, suspendieron paneles de PVC como parches de hábitat para la colonización. Aproximadamente del tamaño de las baldosas del patio, se colocaron paneles en el agua en 10 sitios diferentes cerca de cada extremo del Canal de Panamá. Esperaron 3 meses a que los invertebrados marinos colonizaran los paneles. Luego quitaron estos recolectores estándar, fotografiaron los resultados e identificaron las especies en los paneles, clasificándolas como nativas, no nativas o especies de origen desconocido.

paneles para detectar especies invasoras en Panamá

Imagen: Para averiguar si la depredación cambia la composición de la comunidad de invertebrados, los investigadores encerraron algunos de los paneles con una jaula de malla.

Encontraron más especies no nativas en el menos diverso Pacífico, donde había 18 especies no nativas, el 30% de todas las especies del Pacífico, que en el más diverso Atlántico, donde había 11 especies no nativas, el 13% de todas las especies del Atlántico. Y hubo una mayor afluencia de invasores del Atlántico al Pacífico que viceversa.

En el camino, reportaron 9 nuevos invertebrados sésiles no nativos en el Pacífico y 7 en el Atlántico que antes eran desconocidos en estas áreas.

El equipo también revisó artículos científicos anteriores, reuniendo el registro acumulativo de todas las especies marinas no nativas reportadas hasta la fecha en Panamá. Encontraron lo mismo: se reportaron ocho veces más especies no nativas del Pacífico que del Atlántico en esta área.

A continuación, buscaron evidencia de un concepto llamado resistencia biótica, la idea de que, en entornos de biodiversidad, es más difícil para los invasores afianzarse porque tienen que competir con los nativos y sobrevivir junto a los depredadores nativos. Para probar los efectos de los depredadores, compararon paneles enjaulados y no enjaulados en dos estudios complementarios. Suspendieron paneles descubiertos, paneles con jaulas de malla para mantener alejados a los depredadores y paneles con malla a los lados pero abiertos en un extremo en 3 sitios por océano, esperaron tres meses y luego identificaron a los invertebrados y los pesaron.

La depredación redujo sustancialmente la biomasa y cambió la composición de especies exóticas en el Pacífico, pero no en la costa atlántica. Algunas de las especies no nativas dominantes fueron particularmente susceptibles a la depredación en el Pacífico, lo que respalda la hipótesis de que la depredación reduce la abundancia de ciertas especies no nativas.

Mark Torchin y Carmen Schloeder

Imagen: Mark Torchin, científico del Smithsonian Tropical Research Institute (STRI) y gerente de investigación, Carmen Schloeder, recolectando una muestra de invertebrados marinos en Panamá. Crédito: Sean Mattson, STRI.

Con base en los resultados de los experimentos de Panamá, el equipo de investigación obtuvo fondos de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. para probar también la idea de que la depredación es más fuerte cuanto más se acerca al ecuador y para descubrir cómo afecta a las comunidades de invertebrados marinos. Para ello, colocaron paneles de PVC, con y sin jaulas, en 12 sitios en 4 regiones: subártica, Ketchikan, Alaska; templado, San Francisco, California; subtropical La Paz, México y tropical Ciudad de Panamá, Panamá.

"Estos proyectos no solo brindan datos interesantes", dijo Carmen Schloeder, gerente de investigación en el laboratorio de Torchin y coautora de ambos estudios, "sino también una gran experiencia trabajando durante largos períodos de tiempo en diferentes entornos con colaboradores de diferentes orígenes culturales. Me enorgullece ser parte de un diverso equipo central que incluye a muchas mujeres: poder trabajar y aprender de colegas inspiradoras es una parte esencial de la ciencia".

Los resultados del segundo experimento mostraron que de hecho, los depredadores más cercanos al ecuador eran más diversos, las tasas de depredación eran más altas, los depredadores eran más grandes y pasaban más tiempo interactuando con sus presas. La depredación es una fuerza mucho más importante en los trópicos que más al norte. En los trópicos, los efectos de los depredadores fueron obvios: redujeron la biomasa en las placas y cambiaron la composición de los organismos. En el norte, esto no sucedió. Las comunidades de invertebrados marinos son las más afectadas por los depredadores en los trópicos.

"Demostramos que los depredadores son un componente crítico de estos ecosistemas marinos, particularmente en los trópicos, y pueden limitar la abundancia de especies introducidas", dijo Freestone. "Proteja a los depredadores, es decir, proteja estos entornos diversos, y estará protegiendo los océanos del mundo de las invasiones de especies que pueden alterar radicalmente el equilibrio de los ecosistemas marinos".

"Los ecosistemas saludables resisten las invasiones", dijo Gregory Ruiz del Smithsonian Environmental Research Center (SERC). "Junto con los esfuerzos globales para reducir las transferencias de organismos por barco, la conservación de las poblaciones de depredadores nativos juega un papel crítico en la bioseguridad para prevenir nuevas invasiones".

Los resultados se publican en dos artículos complementarios de la revista Ecology:

Stronger predation intensity and impact on prey communities in the tropics
Asymmetry of marine invasions across tropical oceans

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