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Blanqueamiento de corales

El blanqueamiento de los corales es el proceso en el que los corales se vuelven blancos debido a diversos factores estresantes, como cambios de temperatura, luz o nutrientes. [1] [2] El blanqueamiento ocurre cuando los pólipos de coral expulsan las zooxantelas ( dinoflagelados que comúnmente se conocen como algas ) que viven dentro de su tejido, lo que hace que el coral se vuelva blanco. [1] Las zooxantelas son fotosintéticas y, a medida que aumenta la temperatura del agua, comienzan a producir especies reactivas de oxígeno . [2] Esto es tóxico para el coral, por lo que el coral expulsa las zooxantelas. [2] Dado que las zooxantelas producen la mayor parte de la coloración del coral, el tejido del coral se vuelve transparente, revelando el esqueleto del coral hecho de carbonato de calcio . [2] La mayoría de los corales blanqueados tienen un aspecto de color blanco brillante, pero algunos son azules, amarillos o rosados ​​debido a las proteínas pigmentarias del coral. [2]

La principal causa del blanqueamiento de los corales es el aumento de la temperatura del océano debido al cambio climático . [3] Una temperatura de aproximadamente 1 °C (o 2 °F) por encima del promedio puede causar decoloración. [3] Según el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente , entre 2014 y 2016, los eventos de blanqueamiento global más prolongados registrados mataron corales a una escala sin precedentes. En 2016, el blanqueamiento de los corales en la Gran Barrera de Coral mató entre el 29 y el 50 por ciento de los corales del arrecife. [4] [5] [6] [7] En 2017, el blanqueamiento se extendió a la región central del arrecife. [8] [9] El intervalo promedio entre eventos de blanqueamiento se ha reducido a la mitad entre 1980 y 2016. [10] Los corales más tolerantes al blanqueamiento del mundo se pueden encontrar en el sur del Golfo Pérsico/Arábigo. Algunos de estos corales se blanquean sólo cuando la temperatura del agua supera los ~35 °C. [11] [12]

Los corales blanqueados siguen viviendo, pero son más vulnerables a las enfermedades y al hambre. [13] [14] Las zooxantelas proporcionan hasta el 90 por ciento de la energía del coral, [2] por lo que los corales se ven privados de nutrientes cuando las zooxantelas son expulsadas. [15] Algunos corales se recuperan [1] si las condiciones vuelven a la normalidad, [13] y algunos corales pueden alimentarse por sí solos. [13] Sin embargo, la mayoría de los corales sin zooxantelas mueren de hambre. [13]

Normalmente, los pólipos de coral viven en una relación endosimbiótica con las zooxantelas. [16] Esta relación es crucial para la salud de los corales y los arrecifes, [16] que proporcionan refugio a aproximadamente el 25% de toda la vida marina. [17] En esta relación, el coral proporciona refugio a las zooxantelas. A cambio, las zooxantelas aportan compuestos que dan energía al coral a través de la fotosíntesis. [17] Esta relación ha permitido que los corales sobrevivan durante al menos 210 millones de años en ambientes pobres en nutrientes. [17] El blanqueamiento de los corales es causado por la ruptura de esta relación. [2]

Proceso

Los corales y las algas microscópicas tienen una relación simbiótica. Cuando la temperatura del agua sube demasiado, las algas abandonan el tejido del coral y el coral comienza a morir de hambre. [18]
El cambio climático afectará a los ecosistemas de arrecifes de coral a través del aumento del nivel del mar , cambios en la frecuencia e intensidad de las tormentas tropicales y alteraciones en los patrones de circulación oceánica. Cuando se combinan, todos estos impactos alteran dramáticamente la función de los ecosistemas, así como los bienes y servicios que brindan los ecosistemas de arrecifes de coral. [19]
Zooxantelas , el alga microscópica que vive en el interior del coral, le da color y le proporciona alimento mediante la fotosíntesis

Los corales que forman los grandes ecosistemas de arrecifes de los mares tropicales dependen de una relación simbiótica con protozoos flagelados unicelulares parecidos a algas llamados zooxantelas que viven dentro de sus tejidos y dan color al coral. Las zooxantelas proporcionan nutrientes a los corales a través de la fotosíntesis , un factor crucial en las aguas tropicales claras y pobres en nutrientes. A cambio, el coral proporciona a las zooxantelas el dióxido de carbono y el amonio necesarios para la fotosíntesis. Las condiciones ambientales negativas, como temperaturas anormalmente cálidas o frías, mucha luz e incluso algunas enfermedades microbianas, pueden provocar la ruptura de la simbiosis coral/zooxantelas. [20] Para asegurar la supervivencia a corto plazo, el pólipo de coral consume o expulsa las zooxantelas. Esto da lugar a un aspecto más claro o completamente blanco, de ahí el término "blanqueado". [21] En condiciones de estrés leve, algunos corales pueden aparecer de color azul brillante, rosa, morado o amarillo en lugar de blanco, debido a la presencia continua o aumentada de las moléculas de pigmento intrínsecos de las células del coral, un fenómeno conocido como "blanqueamiento colorido". [22] Como las zooxantelas proporcionan hasta el 90 por ciento de las necesidades energéticas del coral a través de productos de la fotosíntesis, después de expulsarlas, el coral puede comenzar a morir de hambre. [2]

Los corales pueden sobrevivir a perturbaciones a corto plazo, pero si persisten las condiciones que conducen a la expulsión de las zooxantelas, las posibilidades de supervivencia del coral disminuyen. Para recuperarse del blanqueamiento, las zooxantelas tienen que volver a entrar en los tejidos de los pólipos de coral y reiniciar la fotosíntesis para sustentar el coral en su conjunto y el ecosistema que depende de él. [23] Si los pólipos de coral mueren de hambre después del blanqueamiento, se descompondrán. Las especies de coral duro dejarán atrás sus esqueletos de carbonato de calcio , que serán absorbidos por las algas , bloqueando efectivamente el nuevo crecimiento del coral. Con el tiempo, los esqueletos de coral se erosionarán y provocarán el colapso de la estructura del arrecife. [ cita necesaria ]

Desencadenantes

Coral sano a la izquierda y coral blanqueado, pero aún vivo, a la derecha

El blanqueamiento de los corales puede deberse a varios factores. Si bien los desencadenantes localizados conducen a un blanqueamiento localizado, los eventos de blanqueamiento de corales a gran escala de los últimos años han sido provocados por el calentamiento global . Con el aumento de la concentración de dióxido de carbono que se espera para el siglo XXI, se espera que los corales sean cada vez más escasos en los sistemas de arrecifes. [24] Los arrecifes de coral ubicados en aguas cálidas y poco profundas con bajo flujo de agua se han visto más afectados que los arrecifes ubicados en áreas con mayor flujo de agua. [25]

Lista de desencadenantes

Un colorido evento de blanqueamiento fotografiado en Palawan, Filipinas, en 2010. Los colores se derivan de altas concentraciones de pigmentos protectores solares producidos por el coral huésped. [26]
Coral blanqueado: parcialmente cubierto de algas

Tendencias debido al cambio climático

El calentamiento de las aguas superficiales del océano puede provocar el blanqueamiento de los corales, lo que puede causar daños graves y la muerte de los corales. El Sexto Informe de Evaluación del IPCC de 2022 encontró que: "Desde principios de la década de 1980, la frecuencia y gravedad de los eventos de blanqueamiento masivo de corales han aumentado drásticamente en todo el mundo". [45] : 416  Los arrecifes de coral, así como otros ecosistemas de la plataforma marina, como costas rocosas , bosques de algas marinas , pastos marinos y manglares , han sufrido recientemente mortalidades masivas debido a olas de calor marinas . [45] : 381  Se espera que muchos arrecifes de coral "sufran cambios de fase irreversibles debido a olas de calor marinas con niveles de calentamiento global >1,5°C". [45] : 382 

Este problema ya fue identificado en 2007 por el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC) como la mayor amenaza para los sistemas de arrecifes del mundo. [46] [47]

La Gran Barrera de Coral experimentó su primer evento importante de blanqueamiento en 1998. Desde entonces, la frecuencia de los eventos de blanqueamiento ha aumentado, con tres eventos ocurridos en los años 2016-2020. [48] ​​Se predice que el blanqueamiento ocurrirá tres veces por década en la Gran Barrera de Coral si el calentamiento se mantiene a 1,5°C, aumentando cada dos años a 2°C. [49]

Con el aumento de los eventos de blanqueamiento de corales en todo el mundo, National Geographic señaló en 2017: "En los últimos tres años, 25 arrecifes, que comprenden tres cuartas partes de los sistemas de arrecifes del mundo, experimentaron eventos de blanqueamiento severos en lo que los científicos concluyeron que fue la peor secuencia jamás vivida. de blanqueamientos hasta la fecha." [50]

Eventos de blanqueamiento masivo

Coral Acropora blanqueado con coral normal al fondo

Las elevadas temperaturas del agua de mar son la principal causa de los fenómenos de blanqueo masivo. [51] Sesenta episodios importantes de blanqueamiento de corales ocurrieron entre 1979 y 1990, [52] [53] con la mortalidad de coral asociada que afectó a los arrecifes en todas partes del mundo. En 2016 se registró el blanqueamiento de corales más largo. [54] El evento de blanqueamiento de coral más largo y destructivo se debió a El Niño que ocurrió entre 2014 y 2017. [55] Durante este tiempo, más del 70 por ciento de los arrecifes de coral de todo el mundo han resultado dañados. [55]

Los factores que influyen en el resultado de un evento de blanqueamiento incluyen la resistencia al estrés que reduce el blanqueamiento, la tolerancia a la ausencia de zooxantelas y la rapidez con que crecen nuevos corales para reemplazar a los muertos. Debido a la naturaleza irregular del blanqueamiento, las condiciones climáticas locales, como la sombra o un chorro de agua más fría, pueden reducir la incidencia del blanqueamiento. [56] La salud y la genética de los corales y las zooxantelas también influyen en el blanqueamiento. [56]

Las grandes colonias de coral, como los Porites , son capaces de resistir cambios de temperatura extremos, mientras que los frágiles corales ramificados, como los Acropora , son mucho más susceptibles al estrés tras un cambio de temperatura. [57] Los corales constantemente expuestos a niveles bajos de estrés pueden ser más resistentes al blanqueamiento. [58] [59]

Los científicos creen que el blanqueamiento más antiguo conocido fue el del Devónico tardío (Frasniano/Fameniano), también provocado por el aumento de las temperaturas de la superficie del mar. Resultó en la desaparición de los arrecifes de coral más grandes en la historia de la Tierra. [60] [61]

Según Clive Wilkinson de la Red Mundial de Monitoreo de Arrecifes de Coral de Townsville, Australia, en 1998 el blanqueamiento masivo que ocurrió en la región del Océano Índico se debió al aumento de la temperatura del mar en 2 °C junto con el fuerte episodio de El Niño en 1997. 1998 . [62]

Impactos

Dos imágenes de la Gran Barrera de Coral que muestran que el agua más cálida (imagen superior) coincide con los arrecifes de coral (imagen inferior), creando condiciones que pueden provocar el blanqueamiento de los corales.

Los eventos de blanqueamiento de corales y la consiguiente pérdida de cobertura de coral a menudo resultan en una disminución de la diversidad de peces. La pérdida de diversidad y abundancia de peces herbívoros afecta especialmente a los ecosistemas de arrecifes de coral. [63] A medida que los eventos de blanqueamiento masivo ocurran con mayor frecuencia, las poblaciones de peces continuarán homogeneizándose. Las especies de peces más pequeñas y más especializadas que llenan nichos ecológicos particulares que son cruciales para la salud de los corales son reemplazadas por especies más generalizadas. La pérdida de especialización probablemente contribuya a la pérdida de resiliencia de los ecosistemas de arrecifes de coral después de eventos de blanqueamiento. [64]

Impacto económico y político

Según Brian Skoloff de The Christian Science Monitor , "Si los arrecifes desaparecieran, dicen los expertos, podrían sobrevenir hambre, pobreza e inestabilidad política". [65] Dado que innumerables especies de vida marina dependen de los arrecifes para refugiarse y protegerse de los depredadores, la extinción de los arrecifes crearía en última instancia un efecto dominó que se extendería a las muchas sociedades humanas que dependen de esos peces para alimentarse y ganarse la vida. Ha habido una disminución del 44% en los últimos 20 años en los Cayos de Florida y de hasta el 80% sólo en el Caribe . [66]

Los arrecifes de coral brindan diversos servicios ecosistémicos , uno de los cuales es ser una pesquería natural, ya que muchos peces comerciales de consumo frecuente desovan o viven sus vidas juveniles en los arrecifes de coral alrededor de los trópicos. [67] [68] [69] Por lo tanto, los arrecifes son un sitio de pesca popular y son una importante fuente de ingresos para los pescadores, especialmente para las pesquerías locales pequeñas. [69] A medida que el hábitat de los arrecifes de coral disminuye debido al blanqueamiento, las poblaciones de peces asociados a los arrecifes también disminuyen, lo que afecta las oportunidades de pesca. [67] Un modelo de un estudio de Speers et al. calculó que las pérdidas directas para las pesquerías debido a la disminución de la cubierta coralina oscilarían entre 49.000 y 69.000 millones de dólares, si las sociedades humanas siguen emitiendo altos niveles de gases de efecto invernadero. [67] Sin embargo, estas pérdidas podrían reducirse para obtener un beneficio del excedente del consumidor de alrededor de 14.000 a 20.000 millones de dólares, si las sociedades optaran por emitir un nivel más bajo de gases de efecto invernadero. [67] Estas pérdidas económicas también tienen importantes implicaciones políticas, ya que recaen desproporcionadamente en los países en desarrollo donde se encuentran los arrecifes, concretamente en el Sudeste Asiático y alrededor del Océano Índico. [67] [69] [70] A los países de estas áreas les costaría más responder a la pérdida de arrecifes de coral, ya que necesitarían recurrir a diferentes fuentes de ingresos y alimentos, además de perder otros servicios ecosistémicos como el ecoturismo . [68] [70] Un estudio realizado por Chen et al. sugirió que el valor comercial de los arrecifes disminuye casi un 4% cada vez que la cubierta de coral disminuye un 1% debido a las pérdidas en el ecoturismo y otras posibles actividades recreativas al aire libre. [68]

Los arrecifes de coral también actúan como una barrera protectora para las costas al reducir el impacto de las olas, lo que reduce los daños causados ​​por tormentas, erosiones e inundaciones. Los países que pierdan esta protección natural perderán más dinero debido a la mayor susceptibilidad a las tormentas. Este costo indirecto, combinado con la pérdida de ingresos del turismo, tendrá enormes efectos económicos. [21]

Monitoreo del blanqueamiento de corales y temperatura de la superficie del mar de arrecifes

La Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de Estados Unidos (NOAA) monitorea los "puntos calientes" de blanqueamiento, áreas donde la temperatura de la superficie del mar aumenta 1 °C o más por encima del promedio mensual a largo plazo. Los "puntos calientes" son los lugares en los que se mide el estrés térmico y, con el desarrollo de la Semana de Grados de Calefacción (ACS), se monitorea el estrés térmico del arrecife de coral. [71] [72] El blanqueamiento global de corales se está detectando antes debido a la teledetección satelital del aumento de la temperatura del mar. [71] [73] Es necesario monitorear las altas temperaturas porque los eventos de blanqueamiento de los corales están afectando la reproducción de los arrecifes de coral y su capacidad normal de crecimiento, además de debilitar los corales, lo que eventualmente conduce a su mortalidad. [73] Este sistema detectó el evento de blanqueamiento mundial de 1998, [74] [75] que correspondió al evento de El Niño de 1997–98 . [76] Actualmente, la NOAA monitorea 190 sitios de arrecifes en todo el mundo y envía alertas a científicos investigadores y administradores de arrecifes a través del sitio web de NOAA Coral Reef Watch (CRW). [77] Al monitorear el calentamiento de la temperatura del mar, las alertas tempranas del blanqueamiento de coral alertan a los administradores de arrecifes para que se preparen y generen conciencia sobre futuros eventos de blanqueamiento. [77] Los primeros eventos de blanqueamiento global masivo se registraron en 1998 y 2010, que fue cuando El Niño provocó un aumento de la temperatura del océano y empeoró las condiciones de vida de los corales. [55] Se registró que El Niño de 2014-2017 fue el más largo y dañino para los corales, ya que dañó más del 70% de nuestros arrecifes de coral. [55] Se ha informado que más de dos tercios de la Gran Barrera de Coral están blanqueados o muertos. [55] Para monitorear con precisión el alcance y la evolución de los eventos de blanqueamiento, los científicos están utilizando técnicas fotogramétricas submarinas para crear ortofotos precisas de transectos de arrecifes de coral y segmentación de imágenes asistida por IA con herramientas de código abierto como TagLab para identificar a partir de estas fotografías el estado de salud de los corales. [78]

Una imagen que muestra el proceso del dióxido de carbono atmosférico que contribuye a la acidificación de los océanos. [1]

Cambios en la química del océano.

La creciente acidificación de los océanos debido al aumento de los niveles de dióxido de carbono exacerba los efectos blanqueadores del estrés térmico. La acidificación afecta la capacidad de los corales para crear esqueletos calcáreos, esenciales para su supervivencia. [79] [80] Esto se debe a que la acidificación del océano disminuye la cantidad de iones de carbonato en el agua, lo que dificulta que los corales absorban el carbonato de calcio que necesitan para el esqueleto. Como resultado, la resiliencia de los arrecifes disminuye, mientras que les resulta más fácil erosionarse y disolverse. [81] Además, el aumento de CO 2 permite que la sobrepesca y la nutrificación de herbívoros cambien los ecosistemas dominados por corales a ecosistemas dominados por algas. [82] Un estudio reciente del Centro Atkinson para un Futuro Sostenible encontró que con la combinación de acidificación y aumento de temperatura, los niveles de CO 2 podrían llegar a ser demasiado altos para que los corales sobrevivan en tan solo 50 años. [79]

Blanqueamiento de corales por fotoinhibición de zooxantelas

En esta parte de la Gran Barrera de Coral de Australia tuvo lugar un importante evento de blanqueamiento de corales .

Las zooxantelas son un tipo de dinoflagelados que viven dentro del citoplasma de muchos invertebrados marinos. [83] Miembros del filo Dinoflagellata, son microalgas redondas que comparten una relación simbiótica con su huésped. También forman parte del género Symbiodinium y del Reino Alveolata . Estos organismos son fitoplancton y por tanto realizan la fotosíntesis. El organismo huésped aprovecha los productos de la fotosíntesis, es decir, oxígeno, azúcar, etc., y a cambio, las zooxantelas reciben alojamiento y protección, así como dióxido de carbono, fosfatos y otros compuestos inorgánicos esenciales que les ayudan a sobrevivir y prosperar. Las zooxantelas comparten el 95% de los productos de la fotosíntesis con su coral huésped. [84] Según un estudio realizado por DJ Smith et al., la fotoinhibición es un factor probable en el blanqueamiento de los corales. [85] También sugiere que el peróxido de hidrógeno producido en zooxantealle desempeña un papel en la señalización para huir de los corales. La fotoinhibición de las zooxantelas puede deberse a la exposición a los filtros UV que se encuentran en los productos de cuidado personal. [86] En un estudio realizado por Zhong et al., La oxibenzona (BP-3) tuvo los efectos más negativos sobre la salud de las zooxantelas. La combinación del aumento de temperatura y la presencia de filtros UV en el océano ha disminuido aún más la salud de las zooxantelas. [87] La ​​combinación de filtros UV y temperaturas más altas produjo un efecto aditivo sobre la fotoinhibición y el estrés general en las especies de coral. [87]

Enfermedad infecciosa

Las bacterias infecciosas de la especie Vibrio shiloi son el agente blanqueador de Oculina patagonica en el mar Mediterráneo , provocando este efecto al atacar a las zooxantelas. [88] [89] [90] V. shiloi es infeccioso sólo durante los períodos cálidos. La temperatura elevada aumenta la virulencia de V. shiloi , que luego puede adherirse a un receptor que contiene beta-galactósido en el moco superficial del coral huésped. [89] [91] V. shiloi luego penetra en la epidermis del coral, se multiplica y produce toxinas termoestables y sensibles al calor , que afectan a las zooxantelas al inhibir la fotosíntesis y causar lisis . [ cita necesaria ]

Durante el verano de 2003, los arrecifes de coral del mar Mediterráneo parecieron ganar resistencia al patógeno y no se observaron más infecciones. [92] La principal hipótesis para la resistencia surgida es la presencia de comunidades simbióticas de bacterias protectoras que viven en los corales. La especie bacteriana capaz de lisar V. shiloi no había sido identificada en 2011. [ cita necesaria ]

Por región

océano Pacífico

Gran Barrera de Coral

La Gran Barrera de Coral a lo largo de la costa de Australia experimentó eventos de blanqueamiento en 1980, 1982, 1992, 1994, 1998, 2002, 2006, 2016, 2017 y 2022. [93] [94] Algunas ubicaciones sufrieron daños graves, con hasta el 90% mortalidad. [95] Los eventos más extendidos e intensos ocurrieron en los veranos de 1998 y 2002, con el 42% y el 54%, respectivamente, de los arrecifes blanqueados en cierta medida, y el 18% fuertemente blanqueados. [96] [97] Sin embargo, las pérdidas de coral en el arrecife entre 1995 y 2009 fueron compensadas en gran medida por el crecimiento de nuevos corales. [98] Un análisis general de la pérdida de coral encontró que las poblaciones de coral en la Gran Barrera de Coral habían disminuido en un 50,7% entre 1985 y 2012, pero solo alrededor del 10% de esa disminución era atribuible al blanqueamiento, y el 90% restante causado aproximadamente en partes iguales por ciclones tropicales y por la depredación de estrellas de mar con corona de espinas . [99] Desde 2014 se ha producido un blanqueamiento masivo de corales a nivel mundial debido a las temperaturas más altas registradas que azotan los océanos. Estas temperaturas han provocado el blanqueamiento de coral más grave y generalizado jamás registrado en la Gran Barrera de Coral. El blanqueo más grave de 2016 se produjo cerca de Port Douglas. A finales de noviembre de 2016, estudios realizados en 62 arrecifes mostraron que el estrés térmico a largo plazo debido al cambio climático causaba una pérdida del 29 % de los corales de aguas poco profundas. La mayor muerte de corales y pérdida de hábitat de arrecifes se produjeron en los arrecifes costeros y en la plataforma media alrededor del cabo Grenville y la bahía Princess Charlotte. [100] Los escenarios de calentamiento moderado del IPCC (B1 a A1T, 2 °C para 2100, IPCC, 2007, tabla RRP.3, p. 13 [101] ) pronostican que es muy probable que los corales de la Gran Barrera de Coral experimenten regularmente el verano. temperaturas lo suficientemente altas como para inducir el blanqueamiento. [96]

Hawai

En 1996, el primer blanqueamiento importante de corales en Hawái ocurrió en la Bahía de Kaneohe, seguido de importantes eventos de blanqueamiento en las islas del noroeste en 2002 y 2004. [102] En 2014, biólogos de la Universidad de Queensland observaron el primer evento de blanqueamiento masivo y lo atribuyeron a La gota . [103] En 2014 y 2015, un estudio en la Reserva Natural de la Bahía de Hanauma en Oahu encontró que el 47% de los corales sufrían decoloración y cerca del 10% de los corales morían. [104] En 2014 y 2015, el 56% de los arrecifes de coral de la isla grande se vieron afectados por eventos de blanqueamiento de corales. Durante el mismo período, el 44% de los corales del oeste de Maui se vieron afectados. [105] El 24 de enero de 2019, científicos de The Nature Conservancy descubrieron que los arrecifes habían comenzado a estabilizarse casi 4 años después del último evento de blanqueamiento. [106] Según la División de Recursos Acuáticos (DAR) , todavía hubo una cantidad considerable de blanqueamiento en 2019. En Oahu y Maui , hasta el 50% de los arrecifes de coral fueron blanqueados. En la isla grande, aproximadamente el 40% de los corales sufrieron decoloración en la zona costera de Kona . El DAR afirmó que los recientes eventos de blanqueamiento no han sido tan graves como los de 2014-2015. [107] En 2020, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) publicó el primer informe sobre el estado de los arrecifes de coral a nivel nacional. El informe indicó que las islas del noroeste y principales de Hawai estaban en condiciones "regulares", lo que significa que los corales han sido afectados moderadamente. [108]

Isla Jarvis

Entre 1960 y 2016 se produjeron ocho eventos de blanqueamiento severo y dos moderados en la comunidad coralina de la isla Jarvis , y el blanqueamiento de 2015-16 mostró una gravedad sin precedentes en el registro. [112]

Japón

Según un informe del gobierno japonés de 2017, casi el 75% del arrecife de coral más grande de Japón, en Okinawa , ha muerto debido al blanqueamiento. [113]

océano Indio

Las provincias de arrecifes de coral han resultado dañadas permanentemente por las cálidas temperaturas del mar, especialmente en el Océano Índico. Hasta el 90% de la cubierta coralina se perdió en las Maldivas, Sri Lanka , Kenia y Tanzania y en las Seychelles durante el blanqueamiento masivo de 1997-98. En 1998, el Océano Índico informó que el 20% de sus corales había muerto y el 80% estaba blanqueado. [3] Las áreas tropicales poco profundas del Océano Índico ya están experimentando lo que se predice que serán las condiciones oceánicas mundiales en el futuro. Los corales que han sobrevivido en las zonas poco profundas del Océano Índico pueden ser candidatos adecuados para los esfuerzos de restauración de corales en otras áreas del mundo porque pueden sobrevivir a las condiciones extremas del océano. [114]

Maldivas

Las Maldivas tienen más de 20.000 km 2 de arrecifes, de los cuales más del 60% del coral sufrió blanqueamiento en 2016. [115] [116] [117]

Tailandia

Tailandia experimentó un grave blanqueamiento masivo en 2010 que afectó al 70% de los corales del mar de Andamán . Entre el 30% y el 95% de los corales blanqueados murieron. [118]

Indonesia

En 2017 se realizó un estudio en dos islas de Indonesia para ver cómo estaba su cobertura de coral. Uno de los lugares fueron las Islas Melinjo y el otro fueron las Islas Saktu. En la isla Saktu, las condiciones de vida se clasificaron como malas, con una cobertura de coral promedio del 22,3%. En las islas Melinjo, las condiciones de vida se clasificaron como malas, con una cobertura de coral promedio del 22,2%.

océano Atlántico

Estados Unidos

En el sur de Florida , un estudio realizado en 2016 sobre corales grandes desde Key Biscayne hasta Fort Lauderdale encontró que alrededor del 66% de los corales estaban muertos o reducidos a menos de la mitad de su tejido vivo. [119]

Belice

El primer evento de blanqueamiento masivo registrado que tuvo lugar en la Barrera de Coral de Belice fue en 1998, donde las temperaturas del nivel del mar alcanzaron hasta 31,5 °C (88,7 °F) del 10 de agosto al 14 de octubre. Durante unos días, el huracán Mitch provocó tormentas el 27 de octubre, pero sólo redujo las temperaturas en 1 grado o menos. Durante este período, se produjo un blanqueamiento masivo en el arrecife anterior y la laguna. Si bien algunas colonias de arrecifes anteriores sufrieron algunos daños, la mortalidad de los corales en la laguna fue catastrófica. [ cita necesaria ]

El coral más frecuente en los arrecifes de Belice en 1998 fue el coral lechuga, Agaricia tenuifolia . Los días 22 y 23 de octubre se realizaron estudios en dos lugares y los resultados fueron devastadores. Prácticamente todos los corales vivos estaban blanqueados y sus esqueletos indicaban que habían muerto recientemente. En el fondo de la laguna se evidenció un blanqueamiento completo entre A. tenuifolia . Además, los estudios realizados en 1999 y 2000 mostraron una mortalidad casi total de A. tenuifolia en todas las profundidades. También se produjeron patrones similares en otras especies de coral. Las mediciones de la turbidez del agua sugieren que estas mortalidades se atribuyeron al aumento de la temperatura del agua y no a la radiación solar. [ cita necesaria ]

caribe

Se estima que la cobertura de coral duro en los arrecifes del Caribe ha disminuido en un 80%, de un promedio de cobertura del 50% en la década de 1970 a sólo alrededor del 10% a principios de la década de 2000. [120] Un estudio de 2013 para dar seguimiento a un evento de blanqueamiento masivo en Tobago a partir de 2010 mostró que después de solo un año, la mayoría de las especies dominantes disminuyeron en aproximadamente un 62%, mientras que la abundancia de coral disminuyó en aproximadamente un 50%. Sin embargo, entre 2011 y 2013, la cobertura de coral aumentó en 10 de las 26 especies dominantes, pero disminuyó en otras 5 poblaciones. [121]

Otras areas

Los corales en el sur del Mar Rojo no se blanquean a pesar de que las temperaturas del agua en verano alcanzan los 34 °C. [58] [122] El blanqueamiento de los corales en el Mar Rojo es más común en la sección norte de los arrecifes; la parte sur del arrecife ha estado plagada de estrellas de mar que se alimentan de corales, pesca con dinamita e impactos humanos en el medio ambiente. En 1988 se produjo un blanqueamiento masivo que afectó a los arrecifes de Arabia Saudita y Sudán, aunque los arrecifes del sur fueron más resistentes y les afectó muy poco. Anteriormente, se pensaba que el arrecife del norte sufre más el blanqueamiento de los corales y muestra una rápida renovación del coral, mientras que se pensaba que el arrecife del sur no sufre el blanqueamiento con tanta dureza y muestra más consistencia. Sin embargo, una nueva investigación muestra que donde el arrecife del sur debería ser más grande y más saludable que el del norte, no lo fue. Se cree que esto se debe a importantes perturbaciones en la historia reciente debido a eventos de blanqueamiento y estrellas de mar que se alimentan de corales. [123] En 2010, se produjo blanqueamiento de corales en Arabia Saudita y Sudán, donde la temperatura aumentó entre 10 y 11 grados. Ciertos taxones experimentaron un blanqueamiento del 80% al 100% de sus colonias, mientras que algunos mostraron un promedio de blanqueamiento del 20% de esos taxones. [124]

Adaptación de los corales

Este esquema muestra cómo la decoloración puede desencadenar la producción de pigmentos protectores solares que son responsables de los colores brillantes observados durante algunos eventos de decoloración. En caso de un episodio de estrés leve o breve, los pigmentos protectores pueden ayudar a que las algas simbiontes regresen al coral una vez finalizado el episodio de estrés, ayudando al coral a recuperarse y sobrevivir al evento de decoloración. [22]

En 2010, investigadores de Penn State descubrieron corales que prosperaban utilizando una especie inusual de algas simbióticas en las cálidas aguas del mar de Andamán en el Océano Índico. Las zooxantelas normales no pueden soportar temperaturas tan altas como las de allí, por lo que este hallazgo fue inesperado. Esto da a los investigadores la esperanza de que con el aumento de las temperaturas debido al calentamiento global, los arrecifes de coral desarrollen tolerancia a diferentes especies de algas simbióticas que son resistentes a las altas temperaturas y pueden vivir dentro de los arrecifes. [125] [126] En 2010, investigadores de la Universidad de Stanford también encontraron corales alrededor de las islas de Samoa que experimentan un aumento drástico de temperatura durante aproximadamente cuatro horas al día durante la marea baja. Los corales no se blanquean ni mueren a pesar del alto aumento de calor. Los estudios demostraron que los corales frente a la costa de la isla Ofu, cerca de Samoa Americana, se han entrenado para resistir las altas temperaturas. Los investigadores se plantean ahora una nueva pregunta: ¿podemos acondicionar los corales que no son de esta zona de esta manera y someterlos lentamente a temperaturas más altas durante cortos períodos de tiempo y hacerlos más resistentes al aumento de la temperatura del océano? [127]

Ciertos eventos de blanqueamiento leve pueden hacer que los corales produzcan altas concentraciones de pigmentos protectores solares para protegerse de un estrés mayor. [22] Algunos de los pigmentos producidos tienen tonalidades rosadas, azules o violetas, mientras que otros son fuertemente fluorescentes . La luz azul estimula la producción de estos pigmentos en los corales de aguas poco profundas. [128] Cuando los corales se blanquean, la luz azul dentro del tejido del coral aumenta enormemente porque ya no es absorbida por los pigmentos fotosintéticos que se encuentran dentro de las algas simbióticas, sino que se refleja en el esqueleto del coral blanco. [129] Esto provoca un aumento en la producción de pigmentos protectores solares, lo que hace que los corales blanqueados parezcan muy coloridos en lugar de blancos, un fenómeno a veces llamado "blanqueamiento de corales coloridos". [22]

El aumento de la temperatura de la superficie del mar provoca el adelgazamiento de la epidermis y la apoptosis de las células de la gastrodermis en el coral huésped. [130] La reducción de la apoptosis y la gastrodermis se observa a través del epitelio , lo que lleva a una pérdida de hasta el 50% en la concentración de simbiontes en un corto período de tiempo. [131] En condiciones de alta temperatura o mayor exposición a la luz, el coral exhibirá una respuesta al estrés que incluye la producción de especies reactivas de oxígeno; la acumulación de esto, si no se elimina mediante sistemas antioxidantes, provocará la muerte del coral. [130] Los estudios que prueban las estructuras de los corales en ambientes con estrés por calor muestran que el grosor del coral en sí disminuye considerablemente bajo estrés por calor en comparación con el control. [131] Con la muerte de las zooxantelas en los eventos de estrés por calor, el coral debe encontrar nuevas fuentes para recolectar carbono fijo para generar energía; se ha descubierto que las especies de coral que pueden aumentar sus tendencias carnívoras tienen una mayor probabilidad de recuperarse del blanqueamiento. eventos. [132] [130]

Después de que las zooxantelas abandonan el coral, las algas a menudo se apoderan de las estructuras del coral debido a su capacidad para competir con las zooxantelas, ya que necesitan menos recursos para sobrevivir. [133] Hay poca evidencia de competencia entre zooxantelas y algas, pero en ausencia de zooxantelas, las algas prosperan en las estructuras de coral. [133] Una vez que las algas toman el control y el coral ya no puede sostenerse por sí mismo, las estructuras a menudo comienzan a descomponerse debido a la acidificación del océano . [134] [133] La acidificación del océano es el proceso mediante el cual el dióxido de carbono se absorbe en el océano, lo que disminuye la cantidad de iones de carbonato en el océano, un ion necesario que los corales utilizan para construir sus esqueletos. [134] Los corales pasan por procesos de descalcificación y calcificación durante diferentes momentos del día y del año debido a las fluctuaciones de temperatura. [135] Según los escenarios actuales de las trayectorias de emisiones del IPCC , los corales tienden a desintegrarse, y los meses de invierno con temperaturas más frías no servirán de tiempo suficiente para que los corales se reformen. [135]

Asistencia artificial

En 2020, los científicos informaron haber desarrollado 10 cepas clonales de endosimbiontes de microalgas de coral comunes a temperaturas elevadas durante 4 años, lo que aumentó su tolerancia térmica a la resiliencia climática . Tres de las cepas aumentaron la tolerancia al blanqueamiento de los corales después de su reintroducción en las larvas del coral huésped. Sus cepas y hallazgos pueden ser potencialmente relevantes para la adaptación y mitigación del cambio climático y se planean más pruebas de cepas de algas en colonias adultas en una variedad de especies de coral. [136] [137] [138]

En 2021, los investigadores demostraron que los probióticos pueden ayudar a los arrecifes de coral a mitigar el estrés por calor, lo que indica que esto podría hacerlos más resilientes al cambio climático y mitigar el blanqueamiento de los corales. [139] [140]

Recuperación y cambios de régimen de macroalgas

Después de que los corales experimentan un evento de blanqueamiento debido a un aumento de temperatura, algunos arrecifes pueden regresar a su estado original previo al blanqueamiento. [141] [142] Los arrecifes se recuperan del blanqueamiento, donde son recolonizados por zooxantelas , o experimentan un cambio de régimen , donde los arrecifes de coral que antes florecían son invadidos por gruesas capas de macroalgas. [143] Esto inhibe un mayor crecimiento de los corales porque las algas producen compuestos antiincrustantes para impedir el asentamiento y compiten con los corales por el espacio y la luz. Como resultado, las macroalgas forman comunidades estables que dificultan que los corales vuelvan a crecer. Los arrecifes serán entonces más susceptibles a otros problemas, como la disminución de la calidad del agua y la eliminación de peces herbívoros, porque el crecimiento de los corales es más débil. [24] Descubrir qué causa que los arrecifes sean resilientes o se recuperen de eventos de blanqueamiento es de primordial importancia porque ayuda a informar los esfuerzos de conservación y proteger los corales de manera más efectiva.

Un tema principal de investigación sobre la recuperación de corales se refiere a la idea de los supercorales, también conocidos como corales que viven y prosperan en regiones y cuerpos de agua naturalmente más cálidos y ácidos. Cuando se trasplantan a arrecifes blanqueados o en peligro de extinción, su resiliencia e irradiancia pueden preparar a las algas para vivir entre los corales blanqueados. Como sugiere Emma Camp, exploradora de National Geographic, biogeoquímica marina y embajadora de Biodiversidad de la organización benéfica IBEX Earth, [144] los supercorales podrían tener la capacidad de ayudar a largo plazo con los arrecifes dañados. [ cita necesaria ] Si bien puede llevar de 10 a 15 años restaurar los arrecifes de coral dañados y blanqueados, [145] los supercorales podrían tener impactos duraderos a pesar del cambio climático a medida que los océanos aumentan de temperatura y ganan más acidez. Impulsado por la investigación de Ruth Gates , Camp ha investigado los niveles más bajos de oxígeno y los hábitats extremos e inesperados en los que se pueden encontrar los arrecifes en todo el mundo. [ cita necesaria ]

Los corales han demostrado ser resistentes a perturbaciones a corto plazo. La recuperación se ha demostrado después de tormentas e invasiones de estrellas de mar con corona de espinas . [141] Las especies de peces tienden a tener mejores resultados después de la perturbación de los arrecifes que las especies de coral, ya que los corales muestran una recuperación limitada y las asociaciones de peces de arrecife han mostrado pocos cambios como resultado de las perturbaciones a corto plazo. [141] Por el contrario, las comunidades de peces en los arrecifes que experimentan blanqueamiento exhiben cambios potencialmente dañinos. Un estudio de Bellwood et al . señala que si bien la riqueza, diversidad y abundancia de especies no cambiaron, las comunidades de peces contenían especies más generalistas y menos especies dependientes de los corales. [141] Las respuestas al blanqueamiento de los corales son diversas entre las especies de peces de arrecife, según los recursos afectados. [146] El aumento de la temperatura del mar y el blanqueamiento de los corales no tienen un impacto directo en la mortalidad de los peces adultos, pero ambos tienen muchas consecuencias indirectas. [146] Las poblaciones de peces asociados a los corales tienden a disminuir debido a la pérdida de hábitat; sin embargo, algunas poblaciones de peces herbívoros han experimentado un aumento drástico debido al aumento de la colonización de algas en los corales muertos. [146] Los estudios señalan que se necesitan mejores métodos para medir los efectos de las perturbaciones en la resiliencia de los corales. [141] [147]

damisela limón
La damisela limón ( Pomacentrus moluccensis ) es una especie asociada a los corales que se ha demostrado que disminuye drásticamente después del blanqueamiento de los corales. [148]

Hasta hace poco, los factores que median en la recuperación de los arrecifes de coral del blanqueamiento no estaban bien estudiados. La investigación de Graham et al. (2015) estudiaron 21 arrecifes alrededor de Seychelles en el Indo-Pacífico para documentar los efectos a largo plazo del blanqueamiento de los corales. [142] Después de la pérdida de más del 90% de los corales debido al blanqueamiento en 1998, alrededor del 50% de los arrecifes se recuperaron y aproximadamente el 40% de los arrecifes experimentaron cambios de régimen hacia composiciones dominadas por macroalgas. [142] Después de una evaluación de los factores que influyen en la probabilidad de recuperación, el estudio identificó cinco factores principales: densidad de los corales juveniles, complejidad estructural inicial, profundidad del agua, biomasa de peces herbívoros y condiciones de nutrientes en el arrecife. [142] En general, la resiliencia se observó más en los sistemas de arrecifes de coral que eran estructuralmente complejos y en aguas más profundas. [142]

Los roles ecológicos y los grupos funcionales de especies también juegan un papel en la recuperación del potencial de cambio de régimen en los sistemas de arrecifes. Los arrecifes de coral se ven afectados por especies de peces que se bioerosionan, raspan y pastan. Las especies bioerosionadoras eliminan los corales muertos, las especies raspadoras eliminan algas y sedimentos para promover el crecimiento futuro, las especies que pastan eliminan las algas. [149] La presencia de cada tipo de especie puede influir en la capacidad de alcanzar niveles normales de reclutamiento de coral, que es una parte importante de la recuperación de los corales. [149] La disminución del número de especies pastoriles después del blanqueamiento de los corales en el Caribe se ha comparado con sistemas dominados por erizos de mar que no experimentan cambios de régimen hacia condiciones dominadas por macroalgas carnosas. [143]

Siempre existe la posibilidad de que se produzcan cambios no observables, o pérdidas crípticas o de resiliencia, en la capacidad de una comunidad coralina para realizar procesos ecológicos. [141] [149] Estas pérdidas crípticas pueden resultar en cambios de régimen imprevistos o cambios ecológicos. [141] Se necesitan métodos más detallados para determinar la salud de los arrecifes de coral que tengan en cuenta los cambios a largo plazo en los ecosistemas de coral y políticas de conservación mejor informadas para proteger los arrecifes de coral en los años venideros. [141] [142] [147] [149]

Reconstrucción de arrecifes de coral

Se están realizando investigaciones para ayudar a reducir la tasa de mortalidad de los corales. Se están completando proyectos en todo el mundo para ayudar a reponer y restaurar los arrecifes de coral. Los esfuerzos actuales de restauración de corales incluyen la microfragmentación, el cultivo de corales y la reubicación. La población de corales está disminuyendo rápidamente, por lo que los científicos están realizando experimentos en el crecimiento de los corales y en tanques de investigación para ayudar a reponer su población. [55] Estos tanques de investigación imitan el entorno natural de los arrecifes de coral en el océano. [55] Están cultivando corales en estos tanques para usarlos en sus experimentos, por lo que no se dañan ni se extraen más corales del océano. [55] También están trasplantando los corales cultivados con éxito de los tanques de investigación y colocándolos en áreas del océano donde los arrecifes están desapareciendo. [55] Ruth Gates y Madelaine Van Oppen están realizando un experimento en algunos tanques de investigación y crecimiento de coral. [55] Están tratando de crear "súper corales" que puedan resistir algunos de los factores ambientales por los que los corales están muriendo actualmente. [55] Van Oppen también está trabajando en el desarrollo de un tipo de alga que tendrá una relación simbiótica con los corales y podrá resistir las fluctuaciones de la temperatura del agua durante largos períodos de tiempo. [55] Este proyecto puede estar ayudando a reponer nuestros arrecifes, pero el proceso de crecimiento de los corales en los tanques de investigación requiere mucho tiempo. [55] Los corales pueden tardar al menos 10 años en crecer completamente y madurar lo suficiente como para poder reproducirse. [55] Tras la muerte de Ruth Gates en octubre de 2018, su equipo en el Laboratorio de Coral Gates del Instituto de Biología Marina de Hawai'i continúa su investigación sobre los esfuerzos de restauración. Los esfuerzos continuos de investigación y restauración en Gates Coral Lab se centran en los efectos de las mutaciones beneficiosas, la variación genética y la reubicación mediante la asistencia humana sobre la resiliencia de los arrecifes de coral. [150] [151] A partir de 2019, el equipo de Gates Coral Lab determinó que las técnicas de restauración a gran escala no serían efectivas; Se prueba que los esfuerzos localizados para restaurar los arrecifes de coral de forma individual son más realistas y eficaces mientras se realizan investigaciones para determinar las mejores formas de combatir la destrucción de los corales a escala masiva. [152]

Áreas Marinas Protegidas

Ejemplo de letrero de Área Marina Protegida en la isla Rarotonga en Hawaii .

Las Áreas Marinas Protegidas (AMP) son áreas separadas del océano designadas para protegerlas de actividades humanas como la pesca y el turismo no gestionado. Según la NOAA , las AMP ocupan actualmente el 26% de las aguas estadounidenses. [153] Se ha documentado que las AMP mejoran y previenen los efectos del blanqueamiento de los corales en los Estados Unidos. En 2018, una investigación realizada por científicos de corales en el Caribe concluyó que las áreas del océano administradas/protegidas por el gobierno habían mejorado las condiciones en las que los arrecifes de coral podían prosperar. Las AMP defienden a los ecosistemas de la sobrepesca , que permite que múltiples especies de peces prosperen y agoten las algas. densidad, lo que facilita que los organismos coralinos jóvenes crezcan y aumenten en población/fuerza. [154] A partir de este estudio, se registró un aumento del 62% en las poblaciones de coral debido a la protección de un AMP. Las poblaciones más altas de corales jóvenes aumentan la longevidad de un arrecife, así como su capacidad para recuperarse de eventos extremos de blanqueamiento. [155]

Impactos locales y soluciones al blanqueamiento de corales

Hay una serie de factores estresantes que impactan localmente el blanqueamiento de los corales, incluida la sedimentación, el apoyo continuo al desarrollo urbano, el cambio de suelo, el aumento del turismo, las aguas residuales no tratadas y la contaminación. Por ejemplo, el aumento del turismo es bueno para un país, pero también conlleva costos. Un ejemplo es la República Dominicana, que depende en gran medida de sus arrecifes de coral para atraer turistas, lo que provoca un mayor daño estructural, pesca excesiva, contaminación de nutrientes y un aumento de enfermedades en los arrecifes de coral. Como resultado, República Dominicana ha implementado un plan de manejo sustentable de sus áreas terrestres y marinas para regular el ecoturismo . [156]

Valor económico de los arrecifes de coral.

Los arrecifes de coral brindan refugio a aproximadamente una cuarta parte de todas las especies oceánicas. [157] Los expertos estiman que los servicios de los arrecifes de coral valen hasta 1,2 millones de dólares por hectárea, lo que se traduce en un promedio de 172 mil millones de dólares al año. [158] Los beneficios de los arrecifes de coral incluyen la provisión de estructuras físicas como la protección de la costa, servicios bióticos dentro y entre los ecosistemas, servicios biogeoquímicos como el mantenimiento de los niveles de nitrógeno en el océano, registros climáticos y servicios recreativos y comerciales (turísticos). [159] Los arrecifes de coral son uno de los mejores ecosistemas marinos para utilizar como fuente de alimento. [43] Los arrecifes de coral también son el hábitat perfecto para especies raras y económicamente importantes de peces tropicales, ya que proporcionan el área perfecta para que los peces se reproduzcan y creen viveros. [43] Si las poblaciones de peces y corales en el arrecife son altos, entonces podemos usar el área como un lugar para recolectar alimentos y cosas con propiedades medicinales, lo que también ayuda a crear empleos para las personas que pueden recolectar estos especímenes. [43] Los arrecifes también tienen cierta importancia cultural en regiones específicas del mundo. [43]

Análisis de costo-beneficio de la reducción de la pérdida de arrecifes de coral.

En 2010, el Plan Estratégico para la Diversidad Biológica 2011-2020 del Convenio sobre la Diversidad Biológica (CDB) creó veinte objetivos distintos para el desarrollo sostenible para después de 2015. La meta 10 indica el objetivo de minimizar las "presiones antropogénicas sobre los arrecifes de coral ". [160] Se examinaron dos programas, uno que reduce la pérdida de arrecifes de coral en un 50% y que tiene un costo de capital de $684 millones y un costo recurrente de $81 millones. El otro programa reduce la pérdida de arrecifes de coral en un 80 por ciento y tiene un costo de capital de 1.036 millones de dólares con costos recurrentes de 130 millones de dólares. El CDB reconoce que pueden estar subestimando los costos y recursos necesarios para lograr este objetivo debido a la falta de datos relevantes, pero, no obstante, el análisis de costo-beneficio muestra que los beneficios superan los costos en una cantidad suficientemente grande para ambos programas (relación costo-beneficio de 95.3 y 98.5) que "existe un amplio margen para aumentar los desembolsos en la protección de los corales y aun así lograr una relación beneficio-costo muy superior a uno". [160]

Ver también

Referencias

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Fuentes

enlaces externos

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