¿Cómo se ve cuando un ecosistema colapsa? Kelp puede mostrarnos




Esta historia fue co-publicada con el El Heraldo de Monterrey y con el apoyo de una subvención de la Centro Pulitzer.

Es 1988. El Acuario de la Bahía de Monterey tiene cuatro años, y yo también. Es mi lugar favorito en la tierra, y las nutrias marinas son mi animal favorito. Durante una presentación, un empleado del acuario me cube que la nutria marina del sur tiene más de un millón de pelos por pulgada cuadrada (alrededor de 155 000 por centímetro cuadrado) de su cuerpo.

“¿Quién contó todo ese cabello?” Me pregunto.

Mientras que la nutria marina del sur capta la atención de los visitantes más jóvenes, el símbolo del acuario es otro icono de la Bahía de Monterey: una espiral de algas marinas.

Kelp gigante es el nombre común para macrocistis pyrifera, una especie de alga que crece en exuberantes bosques submarinos a lo largo de la costa del Océano Pacífico nororiental, desde el norte de Baja California hasta el sureste de Alaska. Desde el fondo del océano hasta la superficie, los enormes y frondosos tallos de algas marinas gigantes proporcionan alimento y hábitat para miles de especies.

En 1988, un visitante en la plataforma de observación del acuario habría visto un exuberante dosel de algas marinas que se extendía desde el rompeolas hasta Level Pinos en Pacific Grove, California, y más allá.

En estos días es un mosaico en el mejor de los casos.

Es 2022, y estoy examinando el agua más allá de Cannery Row de Monterey, California, desde un pequeño barco de la Universidad de California, Santa Cruz, llamado sebastes.

«Sí, es un barco increíble», cube Josué Smith cariñosamente mientras se pone un viejo traje de neopreno con una mancha rosa brillante justo en el trasero. Cuando le pregunto sobre el parche, se ríe. “Este traje de neopreno me ayudó a terminar mi doctorado, así que no podía pagar uno nuevo”, cube Smith. Continúa explicando que el hombre que hizo el traje de neopreno personalizado de 10 milímetros de grosor, very important para el buceo en aguas frías, se retiró desde entonces. Smith está aguantando todo lo que puede antes de reemplazar el traje. “¡Es una antigüedad!” él cube.

Smith tiene una sonrisa fácil y anteojos grandes. Es investigador postdoctoral en el Centro Nacional de Análisis y Síntesis Ecológicos de la Universidad de California, Santa Bárbara, que ha estado estudiando la ecología de los bosques de algas marinas durante más de una década. “La mayor parte de mi investigación ha sido en la Bahía de Monterey”, cube.

Smith parece optimista para alguien que está a punto de decirme que las poblaciones de algas se han derrumbado a lo largo de la costa de California desde 2014, algunas hasta en un 90 por ciento.

Pero, ¿cómo se sabe algo como «90 por ciento de algas marinas en el norte de California se han ido” con alguna precisión? ¿Va un científico en un bote de remos y cuenta tallos individuales de algas marinas como los pelos de la cabeza de una nutria? ¿Y cómo sabemos qué causa el colapso de una población?

Las respuestas a estas preguntas involucran excursiones de buceo (como la que Smith está a punto de tomar), satélites, estudiantes universitarios motivados, inteligencia synthetic y personas que se sumergen en las pozas de marea.

Y todo empezó en 1989, cuando un petrolero nombró al Exxon Valdez golpeó Bligh Reef frente a Prince William Sound, Alaska, y derramó más de 11 millones de galones (más de 41 millones de litros) de petróleo crudo en el Pacífico Norte. Los esfuerzos de limpieza duraron años. El litigio duró décadas. Los ambientalistas y los abogados querían saber «¿Cuál fue el impacto del derrame?» Pero los biólogos no pudieron medir con precisión el impacto de la contaminación en la costa de Alaska sin saber cómo period el entorno submarino antes del derrame.

“Nos pidieron que estableciésemos un programa integral de monitoreo”, cube Pedro Raimondi, profesor de ecología y biología evolutiva en la UC Santa Cruz. “Y una de las cosas que permite es que tienes la oportunidad de ver cambios con el tiempo”.

Investigadores como Raimondi comenzaron a visitar estos ambientes submareales y construyeron un registro de observaciones. En 2013, en una de esas excursiones en la Bahía de Monterey, él y sus alumnos notaron algo sorprendente.

“Un día estábamos abajo, y todo period regular, y [then] luego vimos que las estrellas de mar comenzaban a desintegrarse básicamente frente a nosotros”, cube Raimondi. «Había Picnopodios decadencia, y [it] simplemente se convertiría literalmente en el contorno de una estrella de mar y bacterias en el fondo”.

La especie fue Picnopodios helianthoides, comúnmente conocida como la estrella de mar del girasol, una gran estrella de mar depredadora que se encuentra en el Pacífico nororiental.

debo decir que fue antes se encuentra en el Pacífico nororiental. A partir de 2013, la estrella de mar girasol y varias otras especies de estrellas de mar se extinguieron en masa

«Picnopodios [was] desaparecieron en dos semanas, y luego algunos de los otros tardaron tres o cuatro meses en desaparecer”, cube Raimondi. “Al closing, todas las especies en las que puedo pensar terminaron siendo al menos susceptibles, y muchas de ellas fueron reducidas a números increíblemente bajos, en comparación con lo que habían sido antes. Y esto [was] cierto para México hasta Alaska.”

Este fenómeno se llama síndrome de desgaste de estrellas de mar. Aunque el mecanismo exacto que hace que las estrellas de mar se disuelvan en montones de bacterias sigue siendo un tema de investigación, se han observado eventos similares desde la década de 1970, y generalmente se asocian con el calentamiento de las aguas.

La mortandad masiva causó preocupación inmediata en los medios pero también en el público. La gente estaba motivada para involucrarse. El equipo de Raimondi creó un Sitio internet para buzos interesados ​​y peinadores de charcas de marea para contribuir con fotografías y observaciones de estrellas de mar en la naturaleza.

“Casi toda la información que obtuvimos, probablemente el 90 por ciento de la información que obtuvimos, fue de personas, ciudadanos”, cube.

Entonces, ¿qué tienen que ver estas estrellas de mar que desaparecen con las algas marinas? Ayudan a mantener un tesoro submarino en (el fondo de la) bahía.

De vuelta en el sebastes, Smith y sus colegas terminaron de prepararse para su inmersión. Los seguiré con un pequeño vehículo operado por management remoto, o ROV. Hoy están buscando erizos de mar morados. No necesitan mirar mucho.

Raimondi explica: “Normalmente, en un bosque de algas marinas, estos herbívoros nativos de erizos de mar viven en el suelo, escondidos en las grietas y hendiduras porque no quieren encontrarse con depredadores. Así que están escondidos en estas grietas y están comiendo algas flotantes”.

Las algas de deriva son las frondas que se desprenden del bosque submarino vivo. Si alguna vez has estado en una playa de California, los has visto amontonados o tal vez saltado fuera del agua cuando uno te rozó la pierna.

En 2014, una gran ola de calor marino bañó la costa de California con agua tibia. Los bosques de algas marinas requieren agua fría y rica en nutrientes para prosperar, por lo que esta ola de calor los retrasó. Normalmente, simplemente se recuperarían cuando el agua se enfriara nuevamente, pero esta vez un ejército de erizos morados ascendió para alimentarse. “No tenían este gran depredador de estrellas de mar al acecho. Así que salieron furiosos de esas grietas, deambulando por la superficie del arrecife, en busca de algas marinas vivas que pudieran encontrar para comer”, cube Smith. Este cambio de comportamiento es la razón por la que estamos en el arrecife: Smith y su colega investigador Tim Tinker de UC Santa Cruz están recolectando erizos para observarlos en un laboratorio.

Ya agotado por el evento de calentamiento sin precedentes, la explosión del erizo de mar arrasó con algas marinas hasta la superficie del arrecife, creando el llamado erizo estéril. En muchos lugares, todo lo que quedó fue una alfombra de colour púrpura.

En nuestra inmersión, yo mismo veo la evidencia: grandes franjas de erizos de mar morados que cubren afloramientos rocosos que solían ser bosques de algas marinas. Lo que es especialmente sorprendente es la ausencia de cualquier otra vida en estas áreas. Sin el refugio y el suministro de alimentos del bosque, nada parece sobrevivir. Recuerdo un pueblo fantasma de California, espacios inquietantes que alguna vez vibraron con vida.

Cuando finalmente entramos en uno de los parches restantes de algas marinas, el contraste es increíble: las focas de puerto retozan. Los peces nadan del suelo a la superficie entre frondas verde esmeralda. La experiencia se ha comparado con una catedral, y puedo ver por qué: la luz entra a través del dosel de arriba como una vidriera viva.

Estoy tan fascinado por el efecto que pierdo la noción de mi posición y el cable del ROV se enreda en la cadena del ancla del sebastes. Mientras desenredamos al pequeño robotic amarillo, pienso en lo fácil que es pasar por alto el bosque de algas marinas por los… ¿árboles de algas marinas? Ciertamente las cosas se ven mal aquí abajo. en esta pequeña sección de la Bahía de Monterey, pero claramente agregar quedan algas. ¿Cómo pueden los investigadores saber algo sobre la cantidad de algas marinas bajo el agua desde México hasta Alaska? ¿Quién los cuenta?

«En 2015 fueron estudiantes universitarios muy motivados», cube Tom W. Bell, científico asistente de la Institución Oceanográfica Woods Gap.

El trabajo de Bell implica la detección remota, un proceso que utiliza la radiación reflejada y emitida a distancia, como la de satélites o aeronaves, para detectar y monitorear las características físicas de un área.

Para la investigación reciente de Bell sobre las algas marinas, eso significó observar fotografías de la costa de California en una biblioteca disponible públicamente de imágenes satelitales del gobierno. Su grupo analizó los píxeles individuales de las imágenes para determinar si podrían contener la firma de luz reveladora de un dosel de algas marinas seen en la superficie del océano. De esta manera, compararon el rango y la densidad de las algas marinas cada 16 días desde la década de 1980 hasta hace un par de años.»Cuando observamos el cambio a través de nuestros propios ojos, nuestra escala es bastante pequeña», cube Bell. “La teledetección proporciona alcance”.

Ese alcance tiene un costo en esfuerzo humano. El análisis de Bell analiza imágenes capturadas desde mediados de la década de 1980. Cada píxel en ellos tiene 30 metros de ancho (aproximadamente el tamaño de un campo de béisbol), y cada imagen cubre alrededor de 12,190 millas cuadradas (31,570 kilómetros cuadrados), lo que significa más de 35 millones de píxeles por imagen. No puedo dejar de pensar en los millones de pelos en la cabeza de una nutria.

En estos días, el equipo de Bell usa computadoras para automatizar el análisis, pero los ojos humanos aún deben completar una cierta cantidad. “Hay un nuevo impulso llamado Bosques flotantes en una plataforma llamada Zooniverse”, me cube, donde científicos ciudadanos de todo el mundo pueden ayudar a analizar imágenes.

Eso nos lleva a 2021: como parte de su investigación, Bell fue coautor de un artículo que causó sensación en las noticias.

Los titulares dicen: “La muerte de un ecosistema,” “El colapso de los bosques de algas marinas del norte de California será difícil de revertir” y (mi favorito en el New York Instances) «Los erizos ‘zombies’ están destruyendo bosques de algas marinas. ¿No podemos simplemente comerlos?

Estos artículos, y muchos otros similares, se extrajeron del periódico, que se publicó en Biología de las Comunicaciones. El cuadro que pintaba period bastante sombrío: 90 por ciento de las algas en el norte de California se perdieron a partir de 2014. Quería saber: “¿Esta disminución representó una pérdida permanente de bosques de algas marinas? ¿O podrían recuperarse?

Bell responde: «No hemos visto la oportunidad de que las algas se recuperen desde que 2014-2020 fue un período cálido sin precedentes sin mucha recuperación de las algas». agrega que hay motivo de preocupación: si este calentamiento sin precedentes continúa, década tras década, perderemos especies que dependen de los bosques de algas marinas para obtener alimento y refugio.

Entonces, ¿por qué es importante entender las algas marinas? “Los bosques de algas marinas pueden crecer y disminuir muy rápidamente”, cube Bell. “Podemos ver estos ciclos masivos. si nosotros [can] entender estos patrones, si se transfieren a otros sistemas, podemos usarlo como modelo de cómo funcionan otros ecosistemas”.

Después de nuestra inmersión en la bahía de Monterey, Smith y Tinker publicaron un artículo que confirmaba que el Los páramos de erizos son causados ​​por un cambio en el comportamiento.. Si los erizos dejan un área y regresan a sus grietas, las algas pueden volver a crecer. La pregunta sigue siendo: ¿Volverán alguna vez las estrellas de mar para salvar los bosques de algas marinas?

Nuestro mundo está cambiando de maneras más grandes de lo que cualquier persona puede observar o comprender. Se necesitará una enorme diversidad de investigaciones y esfuerzos para comprender estos sistemas dinámicos y el papel de los humanos en ellos.

Desde algas hasta estrellas de mar y erizos, lo que sabemos sobre el mundo submarino es a menudo un tapiz de observaciones realizadas por científicos, estudiantes, ciudadanos y computadoras. La ciencia es un proceso; involucra a far de personas trabajando juntas a través del tiempo, registrando observaciones.

Es 2024. El Acuario de la Bahía de Monterey tiene 40 años, y yo también. A mi hija le encanta el acuario. Las nutrias son sus favoritas. Nos paramos en la plataforma de observación y miramos hacia la bahía. ¿Qué veremos?