Biodiversidad oceánica

Los peces y otras formas de vida marina se ven afectadas por el clima oceánico: variaciones drásticas de temperatura, pH, oxígeno y salinidad a su vez influidas por el cambio climático. Temperatura, pH, niveles de oxígeno, salinidad pueden variar drásticamente, desde distancias de centímetros y en intervalos temporales de 1 a 3 minutos. Sin embargo, muchos piensan en los océanos como un entorno relativamente estable.
Y gran parte de los biólogos y ecólogos intentan comprender cómo se ve afectada la biodiversidad oceánica por el cambio climático centrándose en promedios a gran escala en el espacio y el tiempo. Intentan predecir, por ejemplo, cómo podría afectar a la vida marina, (bacterias, fitoplancton, peces y otras criaturas) un aumento medio de la temperatura global de 2 ° C utilizando los cambios en la temperatura media del océano basados en estimaciones de satélites, que miden la temperatura de los primeros pocos milímetros del agua del mar. Pero los organismos responden a cambios locales del «clima oceánico» producidos durante semanas, horas y minutos. No son cambios en el clima per se, desarrollados durante años y décadas (aunque los cambios climáticos a largo plazo gobiernan los cambios a corto plazo) Uns pocos estudios que tratan de investigar cómo las condiciones físicas locales afectan a las especies (incluyendo el número de individuos y tipos de especies que se producen) están empezando a mostrar el valor que tiene realizar un enfoque más detallado.
Se pide a los ecólogos que repiensen sus modelos y experimentos vinculándo los cambios en la biodiversidad a los cambios en las condiciones a escalas de espacio y tiempo relevantes para los organismos individuales.
Para obtener la imagen más detallada de las condiciones a lo largo de la superficie del océano y en profundidad, los físicos están comenzando a combinar mediciones in situ de alta resolución de temperatura, salinidad, etc. con los datos proporcionados por los satélites. Y los sensores remotos con una monitorización continua muestran un entorno altamente dinámico, incluso en los océanos abiertos y profundos. Por ejemplo, en el caso de las corrientes circulares, o remolinos que existen en el océano, el que giren en la misma dirección que la Tierra o en sentido contrario puede proporcionar condiciones que son mas ricas o mas pobres en nutrientes, diferentes hábitats para diferentes fitoplancton y otros organismos. Las corrientes que surgen de los remolinos se extienden entre 4.000 y 6.000 metros hacia el océano abisal, como «tormentas bentónicas». Los remolinos re suspenden el sedimento del fondo marino, creando regiones ricas en nutrientes a profundidad. Y las mareas, las tormentas y las fuertes corrientes afectan la mezcla y el cambio de flotabilidad en toda la columna de agua, en escalas que van desde centímetros hasta algunos metros. Esto prepara el escenario para una variación considerable en la cantidad de fotosíntesis de la vida a través del espacio y el tiempo. Y afecta a redes tróficas enteras. Más cerca de la costa, la variabilidad es aún más grande. La temperatura puede cambiar en más de 10 ° C en un ciclo de marea o cuando el viento desplaza el agua superficial y las masas de agua fría desde abajo (afloramiento). Los niveles de oxígeno pueden oscilar entre 0% y 100%, y el pH puede cambiar en más de una unidad a medida que los microbios consumen oxígeno y a medida que el fitoplancton y las plantas lo generan. Microsensores colocados cerca de organismos como mejillones han revelado que los niveles de oxígeno, pH y carbono pueden ser muy variables, incluso a pequeña escala y en menos de 1 milímetro. Los extremos de estas variables superan con creces las proyecciones del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático en varios escenarios para un planeta en calentamiento. ¿Por qué los ecólogos generalmente ignoran el clima oceánico como una fuerza que da forma a la biodiversidad? Existe una percepción errónea entre los investigadores de que los cambios rápidos y altamente localizados son irrelevantes para comprender o predecir los cambios biológicos en los sistemas marinos. Los picos de temperatura y otras variables durante horas o minutos a menudo se consideran «extremos» o «ruidosos». Sin embargo es mas dificil obtener datos relevantes en formato accesible a biólogos. Las mediciones espaciales de la temperatura global han sido recopiladas por agencias espaciales como la NASA desde la década de 1980. Y hoy, los datos sobre las tendencias de temperatura, la lluvia, la nubosidad y otros fenómenos climáticos se pueden descargar fácilmente, en escalas cuadriculadas de decenas a cientos de kilómetros, y con resoluciones anuales o mensuales. Sin embargo es mucho mas difícil acceder a los datos generados por el monitoreo de alta resolución de los océanos ya que suele ser geográficamente limitado pues hay mas datos de las aguas donde los paises tienen intereses económicos y acceso fácil que en las demás. Incluso una vez recopilados los datos, muchos ecólogos no tienen las habilidades computacionales ni la infraestructura para almacenarlos y manipularlos. Esta ignorancia del clima oceánico en teoría, el diseño experimental y el modelado obstaculizan el progreso y en consecuencia las predicciones son erróneas. Cuando los ecólogos intentan pronosticar el cambio mediante la ejecución de experimentos o el uso de modelos basados en simulación a escala macro, los parámetros físicos generalmente se representan mediante promedios. Tales esfuerzos pueden generar proyecciones demasiado catastróficas o excesivamente optimistas. Los ecólogos generalmente aceptan que las especies marinas en los trópicos y polos serán más vulnerables a los efectos de un aumento de la temperatura de 2 ° C. Las especies tropicales ya viven en los hábitats más cálidos del planeta, mientras que las de los polos no tienen otro lugar adonde ir. Pero los océanos no se están calentando uniformemente en los trópicos y polos. Algunas áreas incluso se están enfriando, aunque esta heterogeneidad se pase por alto. La Tierra está perdiendo especies pero hay grandes diferencias en la tasa de pérdidas a escala local; en algunos lugares incluso están aumentando. Y ciertas especies, poblaciones e individuos pueden adaptarse, lo que dará lugar a sorpresas. En 2017, cientos de encuestas en la Gran Barrera de Coral en Australia antes y después de un evento de blanqueamiento masivo revelaron una gran variabilidad en la respuesta de las especies de peces al calor extremo. Algunos grupos tróficos, como los herbívoros que raspan las algas, se volvieron menos comunes en los arrecifes más cálidos. Pero para otros, los que se alimentan de plancton, las temperaturas más cálidas parecían beneficiar a sus poblaciones. Ignorar la variabilidad en los sistemas oceánicos podría limitar las estrategias de conservación y manejo. Por ejemplo, el concepto de refugios climáticos, donde las especies pueden protegerse de los efectos del cambio climático. Se ha considerado que en los medios terrestres son las zonas más frías como los valles de las montañas y los ríos. Sin embargo, la planificación espacial marina tiende a pasar por alto la posibilidad de que los sitios de refugio surjan, por ejemplo, del afloramiento de aguas más frías desde la profundidad, o de la sombra proporcionada por un arrecife de coral. Esto se debe en gran parte a que los ecólogos carecen de datos a escala para establecer dónde existen zonas de refugio potenciales. Cada paso adelante en las ciencias físicas debería traducirse en mejoras en las predicciones ecológicas del cambio en la biodiversidad. Los principales avances en la forma en que los científicos atmosféricos y climáticos entienden los procesos oceánicos se están desarrollando rápidamente por las mejoras en las tecnologías de monitoreo oceánico, así como en los modelos climáticos. Hacer un progreso equivalente en las ciencias de la vida requerirá algunos cambios. Los ecólogos deben aceptar el hecho de que los océanos son variables y considerar que las temperaturas medidas por satélites, por ejemplo, arrojan poca luz sobre las condiciones de los organismos que viven en profundidad. Esto significa incorporar variabilidad a los modelos ecológicos y a los experimentos. Los eecólogos necesitan urgentemente formas de acceder y analizar datos de alta resolución sobre la variabilidad ambiental. Están acostumbrados a manejar megabytes de datos, pero ahora necesitan poder manejar terabytes. Se necesita mucho más diálogo entre ecólogos, fisiólogos y científicos del clima y de los océanos para ayudar a comprender qué datos se necesitan y en qué formato. Solo a través de la colaboración global los ecólogos podrán obtener una perspectiva global del clima oceánico. Ya hay algunos buenos modelos para esto. Prevemos que cuando los biólogos incorporen los datos físicos y biogeoquímicos ahora disponibles, a escalas que coinciden con las de la vida de los organismos, se producirán cambios importantes en la forma en que conceptualizamos y gestionamos los cambios en la biodiversidad en el océano.

                             Biologists ignore ocean weather at their peril

Publicado por Instituto Universitario de Xeoloxía