La primera comparación experimental de los efectos de la temperatura y la falta de oxígeno en tres especies de coral clave del Caribe muestra que la escasez nocturna de oxígeno inclina la balanza de la supervivencia de las especies en detrimento de los corales altos, elegantes y constructores de arrecifes, y en favor de los corales bajos y maleza, simplificando las comunidades coralinas.
Según un nuevo estudio publicado en Global Change Biology por científicos del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales (STRI) de Panamá, es posible que los corales cuerno de ciervo no resistan ni una sola noche con poco oxígeno. Desde la década de 1970, los corales cuerno de ciervo gigantes y ramificados han dado paso a especies de coral más bajas y herbáceas en todo el Caribe. La falta de oxígeno por la noche puede explicar la desaparición de los corales cuerno de ciervo, que ha reducido la biodiversidad de los arrecifes.
“Las mortandades anteriores de corales cuerno de ciervo se han culpado a las altas temperaturas y a la enfermedad de la banda blanca”, afirma Noelle Lucey, investigadora asociada del Instituto Medioambiental High Meadows de la Universidad de Princeton y exbecaria posdoctoral de STRI, “pero nuestro estudio sugiere que las condiciones de poco oxígeno pueden haber sido las verdaderas culpables”.
Noelle Lucey colectando corales. Foto: Cortesía/Noelle Lucey
Primeros experimentos
Los arrecifes de coral son uno de los ecosistemas con mayor biodiversidad de la Tierra y, al igual que los bosques tropicales, su futuro está amenazado por el crecimiento de la población humana, la contaminación, la sobreexplotación de los recursos y el cambio climático. Y, al igual que los árboles de la selva tropical, los corales cuerno de ciervo, grandes y ramificados, antaño comunes en el Caribe, proporcionan hábitat a peces de colores, anémonas, calamares, pulpos y otros invertebrados marinos, de modo que cuando desaparecen, también lo hacen todos los demás.
Pero ahora, en los primeros experimentos para comparar los efectos de dos factores clave de estrés, la falta de oxígeno y la temperatura en tres especies dominantes de coral en condiciones de laboratorio, los corales cuerno de ciervo (Acropora cervicornis), los corales lechuga delgada (Agaricia tenuifolia) y los corales de dedos (Porites furcata), cada especie respondió de manera diferente.
El equipo creó un experimento en interiores para ver cómo responderían los corales a diferentes temperaturas y niveles de oxígeno. Carolina Cesar, William Brister and Noelle Lucey en el laboratorio. Foto: Cortesía de Noelle Lucey
Los niveles de oxígeno y temperatura elegidos para el experimento se basaron en un estudio inicial de las comunidades coralinas y sus condiciones en tres arrecifes de la bahía panameña de Almirante. En el arrecife más alejado, las tres especies de coral eran comunes. En el arrecife intermedio, los corales cuerno de ciervo estaban presentes, pero no eran comunes, y en el arrecife más interior, los corales cuerno de ciervo no estaban presentes. Los arrecifes interiores eran más cálidos y experimentaban menores concentraciones de oxígeno por la noche.
En primer lugar, los investigadores compararon cómo respondía cada especie de coral a los niveles altos o bajos de oxígeno a tres temperaturas diferentes (25, 28, 31 y 34°C). Los corales cuerno de ciervo eran extremadamente sensibles a la falta de oxígeno: incluso a temperaturas ambiente habituales ahora en el arrecife (28°C), moría más del 70% de los corales, y a todas las temperaturas más altas moría el 100%. Los corales lechuga delgada sólo se vieron afectados por la falta de oxígeno a la temperatura más alta, y los corales de dedos no se vieron afectados por ninguno de los tratamientos, toleraron tanto las temperaturas altas como las bajas a niveles de oxígeno altos y bajos.
Carolina Cesar montando piezas de coral para el experimento en interiores. Foto: Cortesía de Noelle Lucey
A continuación, compararon los efectos acumulativos de varias noches de falta de oxígeno sobre el blanqueamiento y la mortalidad de los corales. Cuatro noches de poco oxígeno provocaron más del 50% de blanqueamiento en los corales cuerno de ciervo, casi ningún efecto en los corales de dedos y un daño intermedio en los corales lechuga delgada.
Los autores compararon estos resultados experimentales con estudios de campo para entender por qué hay arrecifes tan distintos en toda la bahía Almirante de Panamá. Identificaron todas las especies de coral de los arrecifes poco profundos de la zona y midieron cómo han ido cambiando el oxígeno y la temperatura en estos arrecifes durante los dos últimos años. Tras contar el número de noches de hipoxia experimentadas por cada arrecife y compararlas con la tolerancia de las especies experimentales, observaron un patrón claro. Los arrecifes con episodios hipóxicos frecuentes tenían menos especies sensibles a la hipoxia.
Corales ramificados en el arrecife de Bocas del Toro, Panamá. Desde la década de 1970, los corales cuerno de ciervo, gigantes y ramificados, han dado paso a especies de coral más bajas y herbáceas en todo el Caribe. Nuevas investigaciones sugieren que la hipoxia (bajos niveles de oxígeno) puede ser una mejor explicación que el aumento de las temperaturas. Foto: Cortesía/Carolina Cesar
“Todavía no entendemos del todo qué impulsa los cambios en la composición de la comunidad coralina”, comentó Noelle Lucey, “pero al combinar los datos experimentales con los datos de series temporales ambientales, podemos ver cómo la frecuencia de noches con poco oxígeno en diferentes arrecifes refleja qué especies pueden vivir allí”.
“El trabajo de Noelle Lucey muestra de manera convincente que la hipoxia es el principal impulsor de la diversidad de los arrecifes en Bahía Almirante y muy probablemente en otros sitios de arrecifes”, comentó Rachel Collin, científica de STRI y directora del laboratorio del Smithsonian en la estación de Bocas del Toro, Panamá, “esto es en realidad una importante fuente de esperanza en el sentido de que puede ser más fácil controlar la escorrentía de nutrientes y otras causas de bajo oxígeno que controlar la temperatura del agua”.
Los autores agradecen a Plinio Gondola, al personal de la estación de investigación de STRI en Bocas del Toro y al gobierno panameño por el permiso para realizar esta investigación (Permiso #4149). Su trabajo contó con el apoyo de la beca BIO-OCE 2048955 de la National Science Foundation de los Estados Unidos.
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