Las heces de ballena , el excremento de las ballenas , tienen un papel vital en la ecología de los océanos , [2] lo que les valió el título de "ingenieros de ecosistemas marinos". Este importante papel ecológico se debe a los nutrientes y compuestos que se encuentran en las heces de las ballenas, que tienen efectos de gran alcance en la vida marina.
El nitrógeno y el quelato de hierro liberados por las especies de cetáceos ofrecen importantes beneficios a la cadena alimentaria marina y contribuyen al secuestro de carbono a largo plazo . Además, las heces de ballena contienen una gran cantidad de información sobre la salud, la historia natural y la ecología de animales o grupos individuales. Esta fuente de información incluye ADN , hormonas , toxinas y otras sustancias químicas diversas. El estudio de las heces de las ballenas proporciona información valiosa sobre la vida de estas criaturas marinas y ayuda a los científicos a comprender sus comportamientos, dietas y bienestar general. Además, los nutrientes liberados a través de las heces de las ballenas desempeñan un papel vital en los ecosistemas marinos , apoyando el crecimiento del fitoplancton , mejorando la cadena alimentaria y contribuyendo a la salud general de los océanos.
Además de las heces, el sistema digestivo de los cachalotes produce ámbar gris , una sustancia sólida, cerosa e inflamable de color gris apagado o negruzco que se puede encontrar flotando en el mar o arrastrada a la costa. [3]
Las ballenas excretan columnas de heces líquidas que son de naturaleza floculenta y consisten en agregaciones sueltas de partículas. [2] [4] Estas heces, que a menudo se encuentran flotando en la superficie del mar después de ser excretadas bajo el agua antes de disociarse, contienen objetos duros no digeridos, como picos de calamar . [2] [5] Las muestras fecales se caracterizan por su color, olor, textura y flotabilidad, lo que proporciona información valiosa sobre la salud y la ecología de las ballenas. [6] Se han registrado flatulencias en ballenas. [5]
Las ballenas transportan más nitrógeno a través de sus heces en el Golfo de Maine que todos los ríos de ese sistema juntos.
— Briana Abrahms [7]
Una de las funciones cruciales de las heces de ballena es el ciclo de los nutrientes , en particular la circulación del nitrógeno en el océano. Las ballenas transportan más nitrógeno a través de sus heces en determinadas regiones que todos los ríos juntos, enriqueciendo tanto la productividad primaria como la secundaria. Además, las heces ricas en hierro de las ballenas que se alimentan de krill estimulan el crecimiento del fitoplancton , beneficiando la cadena alimentaria marina y secuestrando dióxido de carbono durante períodos prolongados. El Océano Austral , rico en nutrientes pero deficiente en hierro, experimenta un aumento de la proliferación de fitoplancton debido a las heces de las ballenas, que actúan como un importante sumidero de carbono .
El fenómeno de las ballenas que defecan cerca de la superficie del agua invierte el flujo típico de nutrientes en la bomba biológica del océano , contribuyendo a la "bomba de ballena". Las ballenas se alimentan en niveles más profundos donde se encuentra el krill, y su materia fecal, rica en hierro, sube a la superficie. Esta acción mejora la productividad del fitoplancton y sustenta las poblaciones de peces. Las ballenas, junto con el krill, forman un circuito de retroalimentación positiva , donde sus poblaciones contribuyen al reciclaje del hierro, impulsando aún más el crecimiento del fitoplancton.
Un estudio realizado en el Golfo de Maine extrapoló los niveles modernos de reciclaje de nitrógeno en el mar debido a los mamíferos marinos , como los cetáceos y las focas , antes de la llegada del sacrificio comercial, estimando un nivel anterior tres veces mayor que el del suministro de nitrógeno fijado en la atmósfera . Incluso hoy, a pesar de la reducción de las poblaciones de mamíferos marinos y el aumento de la absorción de nitrógeno de la atmósfera y la contaminación por nitrógeno, la agrupación local de mamíferos marinos juega un papel importante en el mantenimiento de la productividad en las regiones que frecuentan. [1] El enriquecimiento no se produce sólo en la productividad primaria sino también en la productividad secundaria en forma de abundancia en las poblaciones de peces. [2]
El estudio supone que las ballenas tienden a defecar más comúnmente en la parte superior de la columna de agua, que frecuentan para respirar; además las heces tienden a flotar. Las ballenas se alimentan en niveles más profundos del océano donde se encuentra el krill. [1] La acción fecal de las ballenas invierte así el flujo habitual de nutrientes de la "bomba biológica" del océano debido al flujo descendente de " nieve marina " y otros detritos desde la superficie al fondo. El fenómeno se ha denominado "bomba de ballena". [2]
El estudio del Golfo de Maine también encontró que la visión de las ballenas y otros mamíferos marinos como competidores en la pesca, defendida por algunas naciones, es incorrecta, ya que las ballenas desempeñan un papel vital en el mantenimiento de la productividad del fitoplancton y, en consecuencia, de los peces. El sacrificio de poblaciones de mamíferos marinos amenaza el suministro de nutrientes y la productividad de las zonas de pesca. [2]
Además, las heces de las ballenas que se alimentan de krill son ricas en hierro. [5] La liberación de hierro de las heces de las ballenas fomenta el crecimiento de fitoplancton en el mar, [5] lo que no sólo beneficia a la cadena alimentaria marina , sino que también secuestra carbono durante largos períodos de tiempo. [5] Cuando el fitoplancton, que no se consume durante su vida, muere, desciende a través de la zona eufótica y se asienta en las profundidades del mar. El fitoplancton secuestra aproximadamente 2 mil millones de toneladas de dióxido de carbono en el océano cada año, lo que hace que el océano se convierta en un sumidero de dióxido de carbono que contiene aproximadamente el 90% de todo el carbono secuestrado. [8] El Océano Austral se encuentra entre las mayores áreas de fitoplancton y tiene la característica de ser rico en nutrientes en términos de fosfato, nitrato y silicato, al mismo tiempo que tiene deficiencia de hierro. [9] Los aumentos del nutriente hierro dan como resultado el florecimiento del fitoplancton. Las heces de las ballenas son hasta 10 millones de veces más ricas en hierro que el agua de mar circundante y desempeñan un papel vital al proporcionar el hierro necesario para mantener la biomasa de fitoplancton en la Tierra. [9] La defecación de hierro de tan solo los 12.000 habitantes de la población de cachalotes del Océano Austral da como resultado el secuestro de 200.000 toneladas de carbono atmosférico al año. [9]
Un estudio del Océano Austral encontró que las ballenas no sólo reciclaban concentraciones de hierro vitales para el fitoplancton, sino que también formaban, junto con el krill, una fuente importante de hierro secuestrado en el océano, hasta el 24% del hierro contenido en las aguas superficiales del Océano Austral. Océano. Las ballenas formaron parte de un circuito de retroalimentación positiva y si se permite que las poblaciones de ballenas se recuperen en el Océano Austral, se obtendrá una mayor productividad del fitoplancton a medida que se reciclen mayores cantidades de hierro a través del sistema. [10]
Por ello, a las ballenas se les llama "ingenieros de ecosistemas marinos". [11]
Un estudio realizado en el archipiélago de Fernando de Noronha , en el suroeste del océano Atlántico , reveló que las heces y el vómito de los delfines giradores ( Stenella longirostris ) formaban parte de la dieta de doce especies de peces de arrecife de siete familias diferentes. El consumidor más prolífico fue el pez ballesta negro o durgón negro ( Melichthys niger ), que podía incluso discernir las posturas que asumían los delfines antes de orinar y posicionarse para una alimentación eficaz. Todas estas especies de peces que comen despojos están registradas como consumidoras de plancton y se considera que este tipo de alimentación puede representar un cambio en su dieta habitual, es decir, plancton a la deriva. [12]
Las ballenas, junto con otros animales grandes, desempeñan un papel importante en el transporte de nutrientes en los ciclos ecológicos globales. La reducción de la población de ballenas y otros animales grandes ha afectado gravemente la eficacia de los mecanismos de bombeo que transportan nutrientes desde las profundidades del mar hasta las plataformas continentales. [13]
Las heces de ballena contienen ADN, hormonas, toxinas y otras sustancias químicas que pueden proporcionar información sobre diversos aspectos de la salud, la historia natural y la ecología del animal en cuestión. Las heces también han proporcionado información sobre las bacterias presentes en el tracto gastrointestinal de ballenas y delfines.
Un estudio de investigación de 2016 utilizó análisis fecales de orcas salvajes, que pasaron la temporada de verano en el Mar de Salish , para una estimación cuantitativa de las especies de presas. El análisis fue consistente con estimaciones anteriores basadas en restos de presas en la superficie. El estudio encontró que los salmónidos constituían más del 98,6% de las secuencias genéticas identificadas, siendo las especies de salmón Chinook y Coho las especies presa más importantes. [14]
Un estudio de investigación, publicado en 2012, sobre los impactos de la sobrepesca y el tráfico marítimo en una población silvestre de orcas residentes del sur de la costa occidental de América del Norte, se basó en el análisis químico de muestras fecales de orcas. El estudio tenía como objetivo descubrir las razones del declive de las orcas, para lo cual se plantearon tres causas: perturbaciones causadas por barcos y barcos, falta de alimentos y exposición a largo plazo a las toxinas que se acumulan en la grasa de las ballenas, a saber, DDT, PBDT y PCB. [15]
Las muestras fecales de orca fueron detectadas con la ayuda de un perro observador entrenado, un labrador retriever negro , llamado "Tucker", de una firma Conservation Canines . El perro podía detectar excrementos frescos de orcas mientras seguía en un bote de 200 a 400 metros (660 a 1310 pies) detrás de un grupo de orcas. Las muestras fecales recolectadas se analizaron para determinar la presencia y cantidad de ADN , así como hormonas del estrés, nutrición y reproducción , y toxinas como congéneres PBDE , PCB y DDT . [dieciséis]
Las muestras fecales se analizaron a lo largo del tiempo y se correlacionaron con la densidad de los barcos a lo largo del tiempo y la cantidad de salmón Chinook del río Fraser, el principal componente de la dieta de las orcas en esas regiones. Las densidades de los barcos y la abundancia del salmón a lo largo del tiempo se estimaron de forma independiente. [16] Los glucocorticoides en las orcas aumentan cuando el animal enfrenta tensión psicológica o hambre. El estudio encontró que la presa es máxima en agosto, momento en el que los barcos son más abundantes. Por el contrario, la disponibilidad de salmón fue mínima a finales del otoño, cuando el nivel de tráfico marítimo también era mínimo. Los niveles de glucocorticoides fueron más altos en el otoño, cuando hubo escasez de presas, y máximos durante agosto, en el momento de mayor disponibilidad de alimentos. [dieciséis]
De manera similar, las hormonas tiroideas se correlacionan con el estrés nutricional, lo que permite a los animales reducir las tasas de metabolismo para conservar mejor la nutrición en declive. Las orcas residentes del sur llegan al área de estudio en primavera después de haberse alimentado de salmones de principios de primavera que desovan en otros ríos cuando sus niveles de hormona tiroidea son más altos. Los niveles hormonales disminuyen a medida que los animales llegan al área de estudio, se estabilizan durante el tiempo de disponibilidad de pescado y disminuyen aún más durante el período de escasez nutricional. [16] El análisis de toxinas estaba en curso en el momento de la publicación de la investigación. Hasta ahora, se ha descubierto que la presencia de congéneres de las tres toxinas en las heces de ballena es proporcional a los niveles de estas sustancias químicas medidos en muestras de carne de orca durante la biopsia. Los resultados indican que restaurar la abundancia y calidad de las presas disponibles es una primera medida importante para restaurar las poblaciones de orcas en el área de estudio. [dieciséis]
Un análisis de las heces de dos especies de delfines y una de ballenas condujo al descubrimiento de una nueva especie de Helicobacter , a saber, Helicobacter cetorum , bacteria que se asocia con síntomas clínicos y gastritis en los cetáceos. [17]