Las plantas oceánicas estresadas por el calentamiento

Publicado online el 28 de julio de 2010 | Nature | doi:10.1038/news.2010.379

Las plantas oceánicas estresadas por el calentamiento

Un siglo de decadencia de fitoplancton indica que los ecosistemas marinos están en peligro.
Quirin Schiermeier

[ Desde 1950, el fitoplancton en los océanos del mundo ha disminuido un 40%. Karl Bruun, Nostoca Algae Laboratory. Cortesía de Nikon Small World ]

El fitoplancton marino –las diminutas especies de algas que representan aproximadamente la mitad de la biomasa fotosintética total de la Tierra– ha disminuido sustancialmente en los océanos del mundo durante el siglo pasado, tal y como se ha publicado esta semana en Nature1. Los hallazgos se suman a las preocupaciones de que el cambio climático está alterando peligrosamente los ecosistemas marinos.

El fitoplancton es la base de la cadena alimentaria marina completa, y desempeña un importante papel en el ciclo global del carbono. A través de la fotosíntesis, produce alrededor de la mitad del oxígeno en la atmósfera terrestre y dirige la “bomba biológica” que fija diariamente 100 millones de toneladas de dióxido de carbono atmosférico a la materia orgánica, que luego se hunde hasta el fondo del océano cuando el fitoplancton muere o es digerido por otros animales.

La actividad del fitoplancton varía ampliamente dependiendo de la estación y el lugar, lo que dificulta el seguimiento a largo plazo de sus tendencias. Un estudio anterior², basado en observaciones de satélite del color del océano, sugirió una relación entre la variabilidad del clima y la productividad del océano, pero se limitaba a observaciones entre 1997 y 2006. Boris Worm, biólogo marino de la Universidad de Dalhousie en Halifax, Canadá, y su equipo han combinado observaciones por satélite de fitoplancton con las mediciones históricas que se remontan a la época pionera de la oceanografía.

La investigación revela una inquietante tendencia a la reducción a lo largo de este siglo, junto con una variabilidad a corto plazo. Los científicos encontraron que la concentración media global de fitoplancton en la capa superior del océano actualmente disminuye un 1% al año. Desde 1950, la biomasa de algas se redujo aproximadamente un 40%, probablemente en respuesta al calentamiento del océano, y el descenso ha aumentado en los últimos años.

“Claramente, 40% es un número enorme –afirmó Paul Falkowski, oceanógrafo de la Universidad de Rutgers en New Brunswick, Nueva Jersey–. Esto implica que el sistema oceánico completo no está en estado estacionario, sino frenándose.”

Inquietantes noticias
“Esto es muy inquietante –añadió Victor Smetacek, biólogo marino del Instituto Alfred Wegener de Investigación Polar y Marina en Bremerhaven, Alemania–. Hay que digerir la magnitud real de esta disminución y sus posibles implicaciones.”

Worm y sus colegas pasaron tres años desenterrando, filtrando y analizando los datos disponibles sobre la transparencia de los océanos y la concentración de clorofila, aproximaciones comunes a la abundancia del fitoplancton. Después de eliminar los datos sobre las aguas costeras poco profundas y cualquier error obvio –es decir, biológicamente imposible–, el conjunto de datos incluía unas 450.000 mediciones distribuidas globalmente entre 1899 y 2008.

Desde 1899, la transparencia del océano se ha medido usando un dispositivo denominado “disco de Secchi” en honor al astrónomo italiano que lo inventó en 1865. El disco se introduce en el mar y se toma una medida de profundidad en el punto donde los observadores lo pierden de vista. Mediante ecuaciones ópticas, los investigadores compararon las medidas de profundidad de Secchi de la transparencia del océano con las medidas de concentración de clorofila en los sitios de investigación y dentro del fitoplancton, y con las observaciones por satélite del color del océano.

Los datos combinados indican que la biomasa de fitoplancton ha disminuido en ocho de las diez regiones oceánicas medidas, con las mayores tasas de disminución en el Atlántico Sur y Ecuatorial, el Ártico y el Océano Austral. Sólo el Océano Índico ha incrementado la biomasa de fitoplancton –ligeramente en el norte y más marcadamente en el sur– desde 1899.

“Hemos analizado los datos desde todas las perspectivas, locales y globales, para asegurarnos de que no estamos produciendo ningún artefacto estadístico –declaró Worm–. Confiamos en que el resultado global es sólido.”

“El estudio se suma a un creciente cuerpo de investigación oceánica mundial, que evidencia fundamentalmente un resultado común: el efecto neto del calentamiento de la superficie del océano es la reducción de la concentración de clorofila en el fitoplancton”, aseguró Michael Behrenfeld, ecólogo marino en la Universidad Estatal de Oregon en Corvallis.

La presión sobre los peces
Aunque el efecto de reducción del crecimiento del fitoplancton en la concentración de CO₂ atmosférico es relativamente pequeño, podría afectar mucho a la red alimentaria marina y la pesca, afirmó Falkowski. “Estamos presionando a los grandes peces de alta mar, como el atún y el pez espada, por ambos extremos: por un lado está la sobrepesca, y ahora también vemos la presión desde la parte inferior de la cadena alimentaria.”

En la mayoría de las regiones analizadas, el declive del fitoplancton parece ser el resultado de un calentamiento de 0,5-1,0 °C de la superficie del océano durante el siglo pasado. El calentamiento conduce a una “estratificación” vertical de las capas oceánicas, lo que limita el aporte de nutrientes de las aguas profundas a la superficie.

Pero el calentamiento del océano no explica reducción de productividad en aquellas regiones, incluyendo el Océano Ártico, donde el crecimiento de algas está limitado por la luz solar. Así que los científicos deben tratar de averiguar qué más produce este declive, como cambios en el viento y la circulación oceánica, declaró Falkowski.

La disminución del crecimiento del fitoplancton, declaró Worm, añade una nueva dimensión –comparable a la decoloración de los corales, la pesca excesiva y la acidificación– a los problemas del cambio global en el océano. “No sabemos lo que ocurrió antes de 1899 y no estamos seguros de lo que sucederá en el futuro, pero es absolutamente necesario controlar esta preocupante tendencia y ver cómo se desarrolla.”