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La intensidad de la producción de fitoplancton durante el verano antártico afecta a la estructura de los ecosistemas de los fondos marinos


Barcelona, 23 de marzo de 2021. Conocer la evolución del hielo en la banquisa polar no es suficiente para estudiar los efectos del cambio climático en los ecosistemas marinos de los fondos antárticos.


También es decisivo determinar la intensidad de la producción local de fitoplancton durante el verano antártico, como destaca ahora el nuevo trabajo de un equipo investigador de la Facultad de Biología y del Instituto de Investigación de la Biodiversidad de la UB (IRBio) publicado en la revista Marine Environmental Research.

Cuando el mar se congela en la Antártida 

Las temperaturas extremadamente bajas, las corrientes oceánicas fuertes y la extensa cobertura estacional de hielo marino son factores que determinan las particularidades de los ecosistemas marinos antárticos. En concreto, la estacionalidad en la formación de hielo en la superficie del mar es uno de los procesos que afectan más directamente a la dinámica de los ecosistemas marinos y al flujo de materia y energía en las complejas redes tróficas de la Antártida. Durante el invierno, el hielo y la nieve acumulada limitan la disponibilidad de luz y, en consecuencia, reducen la actividad de los organismos fotosintéticos y la producción de kril (un recurso básico dentro de la red alimentaria de los ecosistemas marinos antárticos). 

Las fuentes principales de carbono orgánico de los ecosistemas antárticos situados a poca profundidad son el fitoplancton, las algas que crecen bajo el hielo y las algas que viven pegadas a las rocas. Sin embargo, la mayor parte de esta producción primaria no entra en la red trófica directamente a través de los herbívoros, sino en forma de detritus. «La presencia de hielo en la superficie del mar limita la producción primaria durante gran parte del año. Ello determina que las redes tróficas bentónicas dependan en gran medida de la materia orgánica acumulada en los fondos marinos durante los meses de verano», explica Lluís Cardona, primer autor del artículo y miembro del Departamento de Biología Evolutiva, Ecología y Ciencias Ambientales de la UB y del IRBio. 

«Hasta ahora, se creía que esa dependencia sería más acusada en las áreas donde la superficie del mar permanece congelada durante más tiempo, lo que implicaría una menor diversidad de nichos tróficos y una red trófica más corta y redundante a medida que nos desplazamos hacia el sur», detalla el investigador. Sin embargo, el trabajo ahora publicado destaca que la intensidad del afloramiento estival de fitoplancton altera ese gradiente y, por tanto, que la estructura de los sistemas bentónicos costeros se ve fuertemente modificada allí donde el afloramiento es muy intenso. 

Cambios en los ecosistemas marinos antárticos 

El trabajo se ha basado en el análisis de los isótopos estables de carbono y nitrógeno para identificar el nicho ecológico —el papel de cada organismo en la estructura y la función del ecosistema— de una serie de especies marinas capturadas en punta Rothera, caleta Cierva y las bahías Fildes, Esperanza y Paraíso, al oeste de la península Antártica y las islas Shetland del Sur. Mediante dichos análisis isotópicos, los expertos han podido constatar la gran estabilidad del nivel trófico de cada especie, pero a la vez detectar una notable variabilidad geográfica en las fuentes de carbono consumidas. Con las metodologías empleadas anteriormente —en concreto, el estudio del contenido estomacal—, los datos obtenidos aportaban una elevada resolución taxonómica, pero no ofrecían una visión integrada de la dieta a lo largo del tiempo, lo que generaba una gran disparidad de resultados. 

Según las conclusiones del estudio, «allí donde la producción de fitoplancton es muy intensa, el ecosistema bentónico recibe una avalancha de materia orgánica proveniente del fitoplancton que se convierte en la fuente básica de carbono para las especies bentónicas, con independencia de la latitud y la duración del hielo marino». «Eso —indica Lluís Cardona— reduce la importancia de las algas bentónicas como fuente de carbono, que de todas formas no es muy elevada, puesto que están protegidas de los herbívoros por defensas químicas (productos naturales repulsivos)». Por lo tanto, en las áreas donde hay un afloramiento veraniego de fitoplancton más intenso, se observa una red trófica más corta y redundante, como también ocurre allí donde la superficie del mar permanece congelada muchos meses. «Así pues, para evaluar el impacto del cambio climático en los ecosistemas bentónicos, es tan importante predecir los cambios en la producción veraniega de fitoplancton como simular la duración del hielo en la superficie del mar», subraya el investigador. 

Una región polar muy vulnerable al cambio climático 

La península Antártica es la región del continente blanco más afectada por el cambio climático. Según los datos actuales, durante el invierno se produce una disminución de la duración del hielo marino en el norte y un desplazamiento hacia el sur de especies como el kril antártico. Por consiguiente, las condiciones actuales registradas en el norte de la península Antártica podrían ser un modelo de referencia para el futuro de las regiones del suroeste peninsular, siempre y cuando la producción veraniega de fitoplancton no cambie, comentan los expertos. 

El trabajo se ha llevado a cabo con el apoyo de los proyectos Distantcom y Bluebio, centrados en la biología y la ecología química de las comunidades de invertebrados marinos antárticos y dirigidos por Conxita Àvila, catedrática de la Facultad de Biología y miembro del IRBio. La Fundación Alexander von Humboldt (Alemania) y el Comité Científico para la Investigación en la Antártida (SCAR) también han apoyado el estudio.


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