Investigación del zooplancton
La investigación del zooplancton revela una visión del potencial futuro ecosistema del norte del Mar de Bering.
El zooplancton es una comunidad diversa de animales y un eslabón crítico en la red alimentaria del Mar de Bering. Crédito: NOAA Fisheries.
El cambio climático puede significar alimentos menos nutritivos disponibles para los peces, aves marinas y mamíferos marinos del Ártico, sugiere una investigación reciente.
Desde peces hasta ballenas, casi todos los depredadores en el mar comen zooplancton, o comen algo que sí lo hace. Comprender cómo el clima afecta al zooplancton puede ayudarnos a predecir los cambios en los ecosistemas para construir pesquerías y comunidades resilientes y preparadas para el clima.
La ballena franca del Pacífico Norte en peligro de extinción se alimenta exclusivamente de zooplancton. Crédito: NOAA Fisheries.
Un nuevo estudio colaborativo de NOAA Fisheries analizó el zooplancton del norte del Mar de Bering durante 17 años (2002-2018) tanto en condiciones frías como en un calor sin precedentes.
La investigación reveló que la pérdida de hielo marino resultó en cambios dramáticos. Los copépodos grandes y ricos en grasa que son un alimento importante para muchos depredadores disminuyeron, mientras que el zooplancton pequeño se expandió tanto en número como en rango.
Este campo de presas alterado puede haber contribuido a los impactos en todo el ecosistema sobre peces, aves marinas y mamíferos marinos.
HIELO
Calanus glacialis, una especie de copépodo grande y alto en grasa del mar de Bering. Las reservas de grasa (saco de aceite) son visibles como una burbuja transparente que corre a lo largo del cuerpo. Crédito: Ann Tarrant.
AÑOS
Cambios en la cubierta de hielo del norte del mar de Bering desde el promedio (línea discontinua) durante estrofas multianuales cálidas (sombreadas en rosa) y frías (sombreadas en azul).
Intestino de algas
Saco de aceite
La pérdida de hielo durante 2017-2018 no tuvo precedentes. El promedio de la serie temporal está representado por la línea discontinua y las barras de error representan ± 1 error estándar de la media. Crédito: NOAA Fisheries.
"El zooplancton está cerca de la base de la red alimentaria marina. Si la base cambia, veremos cambios más altos en la red alimentaria. Habrá especies que respondan mejor que otras", dijo el líder del estudio, Dave Kimmel, del programa EcoFOCI del Centro de Ciencias Pesqueras de Alaska de NOAA Fisheries. "Al estudiar el zooplancton podemos ver cómo podría ser el ecosistema futuro. Ese conocimiento puede ayudar a las personas que se ganan la vida con él, o lo administran, se adaptan y se preparan".
Cambio rápido a raíz de la retirada del hielo marino
En las últimas décadas, se han documentado muchos cambios en los ecosistemas impulsados por el clima en el sureste del Mar de Bering. Pero menos se sabe o se espera para el norte.
"Históricamente se pensaba que una cubierta de hielo confiable y la piscina fría aislarían el norte del mar de Bering del cambio climático durante los próximos 50 años", dijo Kimmel (National Oceanic and Atmospheric Administration, Seattle, Washington, United States · Alaska Fisheries Science Center PhD
"Pero ahora hemos visto años en los que el hielo marino y la piscina fría prácticamente desaparecieron debido a un evento extremo. Este ecosistema está cambiando mucho más rápidamente de lo esperado".
Temperaturas bajas de verano en el mar de Bering; norte y sur están delineados a 60° N de latitud. Arriba: Durante un año frío, el hielo marino estacional crea la piscina fría, un cuerpo de agua fría del fondo (<2 ° C, que se muestra en azul) que actúa como una barrera para muchas especies del sur y cerca de la costa.
Fondo: Las condiciones cálidas y la reducción del hielo marino reducen la piscina fría. Figura reproducida de Eisner et al. 2020. Crédito: NOAA Fisheries.
“NOA Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, Seattle, Washington, Estados Unidos Alaska Fisheries Science Center".
Izquierda: Redes Bongo utilizadas para recoger muestras de zooplancton. Derecha: Un científico recoge una muestra de zooplancton del copo de una red de bongó. Crédito: NOAA Fisheries.
La colaboración desbloquea una gran cantidad de información de series temporales de encuestas largas Para comprender cómo el clima impulsó estos cambios y predecir cómo el ecosistema puede responder al calentamiento continuo, los científicos necesitaban saber qué sucedió con el zooplancton.
"Aprovechamos los datos de zooplancton de una serie de tiempo de encuesta de 17 años que nuestros colaboradores en Auke Bay Laboratories habían recopilado como parte de una encuesta de oceanografía de pesquerías de salmón con el Departamento de Pesca y Caza de Alaska", dijo Kimmel. "Trabajando en colaboración con ellos y nuestros socios en la Universidad de Alaska, pudimos extraer una gran cantidad de información de los datos que ya se habían recopilado".
Los estudios a largo plazo, como los realizados por el programa EcoFOCI de NOAA, son nuestra mejor herramienta disponible para predecir el cambio de los ecosistemas impulsado por el clima. Al observar cómo respondió el ecosistema a la variabilidad climática pasada, podemos predecir mejor cómo responderá al cambio climático futuro.
Especies más pequeñas, límites que desaparecen y una extraña floración
Además del cambio importante de copépodos grandes a pequeños, el equipo vio otros cambios en el zooplancton con el calentamiento.
"Nos sorprendió el grado en que el zooplancton cercano a la costa se propagó y creció con el calentamiento", dijo Kimmel. "Por lo general, hay distintas comunidades de zooplancton cerca de la costa y en alta mar. Con la desaparición del hielo y la piscina fría, esa separación parecía haberse roto. "
Otra sorpresa fue la explosión de un pequeño copépodo típicamente poco común. "Vimos abundancias muy altas de Epilapidocera. Es un copépodo interesante ya que tiene pigmentación azul. Poco se sabe sobre su ecología", dijo Kimmel, "o qué causó que su número aumentara tan dramáticamente".
Los animales de meroplancton que son planctónicos durante parte de su vida antes de establecerse en el fondo florecieron y se expandieron en alta mar desde aguas cercanas a la costa.
Esto contribuyó al aumento del zooplancton pequeño.
El pequeño copépodo, Epilabidocera. Crédito: NOAA Fisheries.
El cambio a zooplancton más pequeño y más cercano a la costa puede haber contribuido a impactos dramáticos en peces capturados comercialmente, aves marinas protegidas y mamíferos marinos en los últimos años.
Estudios anteriores han demostrado que un campo de presas de zooplancton más pequeño significa que menos energía llega a los depredadores más altos en la red alimentaria El zooplancton más pequeño tiende a ser menos nutritivo, tanto en términos de energía total como de contenido de grasa. También es probable que haya más enlaces de la cadena alimentaria entre presas pequeñas y depredadores superiores y se pierda energía en cada eslabón.
Primera línea del cambio climático
Los hallazgos del estudio informarán la gestión pesquera sostenible basada en el ecosistema de los valiosos recursos marinos de Alaska frente al cambio climático.
"El norte del mar de Bering está en la primera línea del cambio climático. En el estudio de los ecosistemas rara vez se ven cambios a gran escala tan rápidos y dramáticos", dijo Kimmel.
"Necesitamos aumentar nuestro monitoreo para poder predecir el cambio para que la gente no se sorprenda completamente por un ecosistema que no se comportará como lo ha hecho en el pasado".
Algunas partes del mar de Bering se han contaminado con grandes cantidades de residuos orgánicos y sustancias tóxicas de un tamaño microscópico. El problema de estas sustancias es que tiene mayor complicación para su eliminación. En el cuerpo de muchos animales de mar se han encontrado bifenilos policlorados que son contaminantes orgánicos persistentes, restos de mercurio, plomo, selenio y cadmio. También vemos algunos impactos producidos por el tráfico marítimo que perturban la vida marina y un gran riesgo de derrames de petróleo.
Hay que tener en cuenta que, para la formación del mar de Bering hay que estimar la edad del océano Pacífico, puesto que está muy influenciado por él. Su edad estimada es de aproximadamente unos 750 millones de años. Cuando comenzó a formarse Rodinia, conocido como un supercontinente hace más de 1.000 millones de años, toda esta zona estaba pasando por un proceso de separación. A medida que la tierra se iba separando, el océano Pacífico se abría y daba lugar al mar de Bering.
El gélido Estrecho de Bering, casi libre de hielo.
Martin Eduardo Lucione
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Extraído NOAA Dave Kimmel, Lisa Eisner Universidad de Alaska
