La protección de los arrecifes de coral es el proceso de modificar las actividades humanas para evitar daños a los arrecifes de coral sanos y ayudar a que los arrecifes dañados se recuperen. Las estrategias clave que se utilizan en la protección de los arrecifes incluyen la definición de objetivos mensurables y la introducción de una gestión activa y la participación de la comunidad para reducir los factores de estrés que dañan la salud de los arrecifes. Una técnica de gestión es la creación de áreas marinas protegidas (AMP) que limiten directamente las actividades humanas, como la pesca. [1]
El buceo recreativo puede tener un impacto negativo mensurable en los arrecifes de coral tropicales, principalmente debido al daño por contacto de los frágiles y quebradizos corales pétreos ramificados . Los daños más comunes a los corales durante el buceo se producen debido a que las aletas golpean los corales, así como las manos, las rodillas y los medidores del equipo. [2] Esto se puede reducir mejorando la flotabilidad y las habilidades de ajuste de los buceadores , y educando a los buceadores sobre las consecuencias del comportamiento torpe en el ecosistema de los arrecifes. [3] [4] Se ha demostrado que los buceadores que reciben una presentación de 45 minutos sobre la biología de los corales y las áreas protegidas combinada con una breve demostración en el agua causan menos daños a los corales durante su inmersión. [5]
Los pólipos de coral tardan aproximadamente 10 mil años en formar un arrecife, y entre 100.000 y 30 millones de años para que se forme un arrecife completamente maduro. [6]
Los arrecifes de coral se encuentran entre los ecosistemas más productivos y biológicamente diversos de la Tierra. [7] Las diferencias en la exposición a los patrones de olas crean una variedad de tipos de hábitat. [8] El coral necesita una relación simbiótica mutualista con las algas zooxantelas para construir un arrecife. Las algas unicelulares obtienen sus nutrientes mediante la fotosíntesis , y el coral proporciona refugio a las algas a cambio de algunos de los nutrientes. [6] Las poblaciones de zooxantelas pueden morir con condiciones ambientales cambiantes, lo que hace que el coral pierda color, conocido como blanqueamiento de corales . [9] Las condiciones ambientales, como un aumento en la temperatura del agua, infligen estrés a los corales y hacen que su simbionte, las zooxantelas, sean expulsadas. La pérdida de zooxantelas hace que los corales mueran de hambre porque han perdido la fuente de alimento de azúcar que les proporcionaban las zooxantelas. [10] Los corales que requieren las algas simbióticas reciben sus colores vibrantes de las diferentes especies de zooxantelas que los habitan.
Los corales proporcionan a millones de personas servicios ecosistémicos como pesca, medicina, turismo y recreación, protección costera, así como beneficios estéticos y culturales [7] , pero constituyen apenas el 0,2% de los ecosistemas marinos del mundo. [11]
Los arrecifes de coral, también conocidos como las "selvas tropicales del mar", cubren menos del 10% del océano, pero proporcionan un hábitat a más de 9 millones de especies, aproximadamente una cuarta parte de toda la vida marina, para alimentarse, refugiarse e incluso como zonas de caza para los depredadores. [12] [13] Las especies que se encuentran en los arrecifes de coral incluyen peces, invertebrados, aves y megafauna como tiburones, tortugas marinas y mamíferos marinos. [12] Por último, sirven como zonas esenciales de desove, lactancia y reproducción para numerosos organismos. [14]
Los arrecifes de coral constituyen estructuras complejas que amortiguan las olas del océano y protegen las costas de fuertes corrientes y tormentas desagradables. Aproximadamente 500 millones de personas viven a menos de 100 km de los arrecifes de coral y dependen de ellos para su protección. No solo son fundamentales para prevenir la pérdida de vidas, los daños a la propiedad y la erosión, sino que también sirven como barrera para los puertos que dependen económicamente de ellos. [12]
Más de mil millones de personas en todo el mundo dependen de los peces que viven entre los arrecifes de coral como una fuente importante de alimento. [15] Se estima que la mitad de todas las pesquerías comerciales y recreativas de los Estados Unidos dependen de los arrecifes de coral para obtener más de 100 millones de dólares anuales. [12] A nivel mundial, la pesca representa 5.700 millones de dólares de los ingresos netos proporcionados por los arrecifes de coral. [15]
Las especies que se encuentran en los ecosistemas de coral producen compuestos químicos que se utilizan para desarrollar nuevos medicamentos para tratar el cáncer, la artritis, el asma, las enfermedades cardíacas, las úlceras, las infecciones bacterianas y los virus. [16] Ya en el siglo XIV se utilizaban las propiedades medicinales de las especies que habitaban en los arrecifes de coral. Se siguen estudiando extractos antivirales y tónicos y los compuestos tóxicos como las neurotoxinas descubiertas en los arrecifes de coral han demostrado ser beneficiosos como analgésicos. Se ha demostrado que los diterpenos aislados del coral exhiben propiedades antiinflamatorias y antimicrobianas que son útiles en terapias medicinales. [17] El esqueleto de piedra caliza del coral se ha probado y utilizado para injertos óseos humanos , debido a su naturaleza porosa y tiene una menor tasa de rechazo que los materiales de injerto óseo artificial. [18]
Millones de buceadores y practicantes de esnórquel visitan los arrecifes de coral cada año para observar su increíble belleza, así como también bañistas que se encuentran protegidos por los arrecifes. Las economías locales dependen en gran medida de los arrecifes de coral, y reciben alrededor de 9.600 millones de dólares a través de excursiones de buceo, viajes de pesca recreativa, hoteles y restaurantes. [15]
Hay cuatro categorías principales de interés que el público debería tener en la preservación de los arrecifes de coral: la preservación de la belleza y el valor naturales, la promoción de la economía local, la fuente potencial de nuevos productos biológicos y la preservación de los ecosistemas mundiales de los que forman parte.
Más de un tercio de las especies marinas viven en ecosistemas de arrecifes de coral, que brindan una hermosa experiencia submarina para quienes practican esnórquel y buceo, y que además tienen un valor turístico significativo. [19] [4] Esta gran biodiversidad genética tiene un gran potencial para industrias como la farmacéutica, la bioquímica y la cosmética. Esta biodiversidad también impulsa la economía a través del aumento del turismo marino y la pesca comercial. A largo plazo, se ha reconocido que los arrecifes de coral contribuyen en gran medida a la absorción de emisiones de dióxido de carbono, lo que ha sido una parte importante de la mitigación del cambio climático. [20]
Los sistemas arrecifales están asociados a dos tipos de factores de estrés : los naturales y los inducidos por el hombre. Los efectos de estos factores de estrés pueden variar desde insignificantes hasta catastróficos.
El calentamiento de las aguas, los cambios en el pH de los océanos y el aumento del nivel del mar asociados con el cambio climático operan a nivel global. [21] [22]
Algunos ejemplos localizados incluyen escorrentías residenciales, de desarrollo, agrícolas e industriales, sedimentación proveniente del desmonte de tierras, aguas residuales humanas y descargas tóxicas . [23]
Los factores de estrés agudos pueden causar otros daños, a través de prácticas pesqueras insostenibles, anclas de barcos o encallamientos accidentales. Algunas prácticas pesqueras son destructivas para los hábitats de los arrecifes, como la pesca de arrastre de fondo , la pesca con dinamita y la pesca con cianuro . La pesca fantasma (daños involuntarios causados por equipos de pesca abandonados) daña muchos arrecifes de coral. Incluso la pesca en pequeña escala puede dañar los arrecifes si se eliminan los herbívoros y, por lo tanto, no se les permite proteger los arrecifes de la invasión de las algas. [24] Los navegantes pueden dañar los corales al dejar caer sus anclas en los arrecifes en lugar de en la arena. [25] Los encallamientos accidentales de barcos pueden borrar áreas de arrecifes de coral. Los corales lechuga y los corales ramificados como el coral cuerno de alce y el coral dedo son frágiles, pero incluso los corales de roca enormes pueden aplastarse o romperse y voltearse para morir por la quilla de un velero. Los encallamientos en la arena, o incluso la acción de agitación de las hélices , pueden causar una importante sedimentación localizada, matando indirectamente a los corales adyacentes. [26]
Durante el siglo XX se consideró que el buceo recreativo tenía un impacto ambiental generalmente bajo y, en consecuencia, era una de las actividades permitidas en la mayoría de las áreas marinas protegidas. La formación básica para buceadores se ha concentrado en un riesgo aceptable para el buceador y ha prestado menos atención al medio ambiente. El aumento de la popularidad del buceo y del acceso de los turistas a sistemas ecológicos sensibles ha llevado a reconocer que la actividad puede tener consecuencias ambientales significativas. [3]
El buceo ha crecido en popularidad durante el siglo XXI, como lo demuestra el número de certificaciones emitidas en todo el mundo. [27] El turismo de buceo es una industria en crecimiento, y es necesario considerar la sostenibilidad ambiental , ya que el impacto creciente de los buceadores puede afectar negativamente al medio ambiente marino de varias maneras, y el impacto también depende del entorno específico. Los arrecifes de coral tropicales se dañan más fácilmente por habilidades de buceo deficientes que los arrecifes donde el entorno es más robusto. Las mismas condiciones agradables del mar que permiten el desarrollo de ecologías relativamente delicadas y altamente diversas también atraen al mayor número de turistas, incluidos los buceadores que bucean con poca frecuencia, exclusivamente en vacaciones y nunca desarrollan completamente las habilidades para bucear de una manera respetuosa con el medio ambiente. [28]
La contaminación por sedimentos provenientes de la tierra tiene graves consecuencias para los ecosistemas de arrecifes de coral. Sin embargo, incluso a lo largo de una misma costa, los arrecifes separados pueden experimentar diferentes condiciones de flujo de agua que afectan la distribución de los sedimentos. Un estudio de 2015 evaluó los sedimentos de dos lechos fluviales separados por menos de una milla en la isla de Lānaʻi , Hawái . Un sitio experimentó corrientes de rápido movimiento que eliminaron eficazmente los sedimentos, protegiendo el arrecife, mientras que el otro estuvo sujeto a corrientes y condiciones de oleaje que permitieron que los sedimentos se resuspendieran continuamente en el agua, privando al arrecife de luz. [29]
La gran biodiversidad de los arrecifes de coral crea una abundante zona de pesca para los habitantes locales, lo que conduce a la sobrepesca de los organismos herbívoros de los arrecifes, lo que hace que estos sean más vulnerables e incapaces de recuperarse de grandes perturbaciones ambientales. [30] Desafortunadamente, la mayoría de los ecólogos marinos esperan que los océanos del futuro estén más sobreexplotados que ahora. [31]
Ver Problemas ambientales con los arrecifes de coral#Problemas
Filtros UV La radiación UV es una amenaza para la salud pública en términos de riesgo de quemaduras solares y cáncer de piel. A su vez, las personas usan protector solar que tiene filtros UV para absorber el exceso de radiación UV. Protegen la piel, y cada filtro UV tiene su propia tasa de absorción basada en la cantidad de FPS para la sensibilidad de la piel. Los filtros UV en el protector solar pueden ser orgánicos o inorgánicos. Los filtros UV inorgánicos reflejan y absorben la luz UV. El óxido de zinc es un filtro UV inorgánico ampliamente utilizado y se incorpora principalmente en el protector solar porque las partículas de mayor tamaño suelen dejar marcas blancas desagradables en la piel. Algunos de los filtros UV minerales reciben recubrimientos adicionales como alúmina o manganeso incorporado para minimizar la formación de radicales libres. La exposición a todos los protectores solares probados llevó a la conclusión de que los filtros UV inducen un ciclo viral lítico que conduce al blanqueamiento de los corales. Sin embargo, el estudio está limitado por la falta de datos analíticos, así como por fallas en la configuración experimental. [32]
La evaluación continua del estado de salud de los arrecifes de coral es una tarea importante. Para realizar estudios a gran escala sobre la condición y el blanqueamiento de los arrecifes de coral de aguas poco profundas, generalmente se utilizan imágenes satelitales o aéreas. [33] Para documentar con mayor precisión el estado del arrecife, recientemente se han introducido técnicas fotogramétricas para generar ortofotografías de las áreas de interés, ya sea utilizando drones de consumo [34] o capturando fotos con buceadores. [35] Para analizar y anotar las grandes imágenes ortográficas generadas con estas técnicas, se aplican técnicas de segmentación semiautomática utilizando herramientas de código abierto como TagLab . [36]
Es difícil crear un plan sustancial para la protección de los arrecifes de coral debido a su ubicación en aguas abiertas; no existe una propiedad diferenciada sobre ciertas partes del océano, lo que crea dificultades para delegar responsabilidades. [31] Pero los grupos privados y gubernamentales cuyo propósito es ayudar al medio ambiente han dado pasos hacia la restauración de los arrecifes de coral.
El objetivo de la restauración de corales es ayudar a los corales a adaptarse a los factores estresantes y a los entornos cambiantes. El Programa de Conservación de Arrecifes de Coral y el Programa de Evaluación de Daños, Remediación y Restauración de la NOAA abordan la restauración respondiendo y restaurando arrecifes dañados físicamente, previniendo la pérdida de hábitat, implementando proyectos de conservación de corales, centrándose en la restauración de especies de coral en peligro de extinción y controlando las especies invasoras . [37] La Coral Restoration Foundation ha restaurado más de 100 genotipos de corales cuerno de ciervo ( Acropora cervicornis ) utilizando viveros de coral, y también tiene objetivos de investigación para determinar el éxito ecológico, las ubicaciones ideales de restauración y cómo los organismos circundantes afectan la restauración. [38] Los laboratorios ubicados cerca de los arrecifes, como el Centro Internacional Elizabeth Moore para la Investigación y Restauración de Arrecifes de Coral, que ha plantado más de 43.000 corales en los Cayos de Florida, desempeñan un papel crucial en el mantenimiento de estos viveros. [39]
Los arrecifes de coral se pueden cultivar de forma asexual o sexual en viveros terrestres o marinos. Uno de los primeros y más importantes pasos que se dan para restaurar los arrecifes de coral es evaluar el terreno utilizando tecnología acústica. La recolección de corales vivos y fragmentos de coral es esencial. Una vez que los corales alcanzan un cierto tamaño en el vivero, se los trasplanta y luego se los transporta a los arrecifes de coral para el proceso de restauración. Plantar corales cultivados en viveros en los arrecifes es un proceso tedioso. Sin embargo, es de suma importancia asegurarse de que el hábitat sea adecuado para el crecimiento natural de los corales. Es mejor construir corales que sean resistentes a amenazas como el cambio climático. Además, cada coral debe manipularse manualmente y trasplantarse al arrecife a mano. [40] Los investigadores y biólogos marinos han utilizado la impresión 3D para producir estructuras de coral diseñadas para estimular el crecimiento de los corales y preservar el ecosistema submarino. [41] [42]
El flujo de sedimentos se puede reducir en las cuencas hidrográficas escarpadas de las islas tropicales montañosas del archipiélago hawaiano restaurando la vegetación y controlando las especies invasoras . Los gaviones (presas de contención) creados por un grupo comunitario local plantando árboles kiawe , normalmente invasivos , impidieron que 77 toneladas de sedimentos fluyeran hacia el océano; habrían necesitado alrededor de cinco semanas de flujo de agua natural para salir del arrecife. [29] [ Aclaración necesaria ]
La acuicultura de corales , el proceso de utilizar viveros de coral para restaurar los arrecifes del mundo, es un proyecto capaz de mejorar la biodiversidad , la integridad estructural y la cobertura de coral. [43] Los viveros de coral pueden proporcionar corales jóvenes para trasplante para rehabilitar áreas de arrecifes en declive o con daños físicos. El trasplante directo es un proceso común en el que los corales de los viveros de coral o el coral recuperado que se ha desprendido se trasplantan y se adhieren a una nueva área. [44] En este proceso, los gametos de coral se recolectan de las zonas de desove y se cultivan en un entorno de laboratorio, luego se replantan cuando crecen más. Esto permite que el coral crezca de manera segura en cantidades controladas en condiciones de laboratorio. [45] Los viveros pueden comenzar como pequeños parches de colonias de coral rescatadas, y pueden ser rescatados y restaurados antes del trasplante. [46] En 2009, The Nature Conservancy comenzó a cultivar más de 30.000 corales jóvenes en viveros submarinos en Florida y el Caribe para trasplante. [47]
Las especies invasoras son especies no nativas que se introducen en un ecosistema a través de una variedad de vías, como: introducciones intencionales, liberaciones accidentales y eventos naturales como tsunamis. [48] Los investigadores dicen que las vías más comunes son el intercambio de agua de lastre de los buques oceánicos y el comercio ornamental marino. [48] Muchas especies que se introducen en áreas no nativas mueren porque no pueden adaptarse a su nuevo entorno lo suficientemente rápido o sobreviven pero no alteran los ecosistemas lo suficiente como para causar algún daño. [49] [50] Sin embargo, las especies invasoras reciben su nombre porque pueden adaptarse y prosperar en ecosistemas no nativos causando daños significativos a sus nuevos ecosistemas, la red alimentaria y el medio ambiente mismo, por lo que es necesario desarrollar estas estrategias de gestión para controlarlas. [50]
Las especies invasoras afectan a los arrecifes de coral tanto directa como indirectamente: los coralívoros como la estrella de mar corona de espinas consumen directamente los corales, mientras que los pterosaurios representan una amenaza a través del consumo excesivo de especies nativas dentro de los ecosistemas de arrecifes de coral . [51] [50] Las estrategias de gestión pueden variar según el tipo de especie invasora. [50] Los brotes de estas especies invasoras se han vuelto más frecuentes durante el siglo pasado y están aumentando la frecuencia con la que se pierde la cobertura de coral. [52]
Originarios del Indopacífico, estos invertebrados marinos se alimentan de coral y desempeñan un papel fundamental en el ecosistema de los arrecifes de coral, regulando la diversidad de corales y manteniendo el equilibrio dentro de los arrecifes. [53] Sin embargo, la estrella de mar corona de espinas ( Acanthaster sp ., COTS) también es una especie natural de auge y caída, lo que significa que la dinámica de su población se caracteriza por fluctuaciones extremas en la abundancia de adultos, seguidas de un colapso de la población a medida que disminuyen los niveles de alimento de los corales, dejando atrás una franja de coral muerto. [54] Los brotes de COTS se descubrieron por primera vez en la década de 1960 en la GBR , y ocurrían en condiciones naturales con una frecuencia de hasta cada 50 a 80 años. Sin embargo, de forma antinatural ha habido un aumento en la frecuencia de los brotes a cada 15 años, lo que ha llevado a más investigaciones que aún no han sido respondidas. [54]
Control manual
El control manual es el proceso en el que buzos experimentados en el control de COTS eliminan los COTS de los arrecifes mediante inyecciones letales o mediante recolección manual y eliminación en la orilla. [55] Este método existe desde la década de 1960, desde entonces 17 millones de estrellas de mar han sido asesinadas o eliminadas en conjunto por 84 programas de control manual a un costo estimado de $15 a 44 millones de dólares. [54] [55] Debido al alto costo y al éxito limitado en la prevención de brotes de COTS y la pérdida de corales, los científicos dudan de la efectividad de este método. [54] [55] Los sitios son seleccionados por los gobiernos nacionales de cada país con costas en función de la importancia potencial en el patrón general de propagación de corales y larvas de COTS, por ejemplo: económicamente importantes para el turismo o ubicados en arrecifes que el modelo oceanográfico sugirió que estaban altamente conectados a otros arrecifes. [54] [55] [56] Los sitios seleccionados, incluidos los sitios marcados de estudio permanente, se utilizan para reubicar con precisión los sitios de estudio RHIS para mediciones continuas de la cobertura de coral. [54]
Zonificación de Áreas Marinas Protegidas
Las zonas de Área Marina Protegida son áreas creadas por Parques Nacionales Marinos u otros operadores de gestión de un país. Hay dos componentes en un área marina protegida, la zonificación y el grado de protección para cada zona. [54] [57] En estudios previos, la zonificación marina ha sido altamente exitosa en minimizar los brotes de COTS cuando se combina con el control manual. [54] [57] Hay tres tipos diferentes de zonificación, zonas de "no captura", "captura limitada" y "captura" en cuanto a la cantidad de COTS y la cobertura de coral. [57]
Gestión de la calidad del agua
El aumento de la calidad del agua tiene la capacidad de aumentar o disminuir los brotes de COTS. [54] [56] Según estudios anteriores, controlar la calidad del agua puede ayudar a prevenir los brotes hasta cierto punto, pero esto no siempre es tangible. [54] La exposición a las variables de las columnas de inundación y la presencia de COTS indicaron una respuesta de tipo umbral positiva en niveles bajos, lo que destaca la importancia de la disponibilidad de nutrición larvaria para el establecimiento de poblaciones de COTS. [58] [56] El exceso de nutrientes que se escurren de los usos agrícolas de la tierra (pastoreo, cereales, caña de azúcar y horticultura) crea floraciones de fitoplancton en las aguas de los arrecifes que pueden ser transportadas a las poblaciones de COTS. [54] [56] La calidad del agua se puede gestionar controlando la forma en que las cuencas descargan agua, pero esto requiere una gestión intensiva de la tierra empleando las mejores prácticas de gestión. [54] [56]
Las áreas marinas protegidas (AMP) se han convertido en una herramienta cada vez más importante para la gestión de los arrecifes. Las AMP promueven la gestión responsable de la pesca y la protección del hábitat . Al igual que los parques nacionales y los refugios de vida silvestre , y en diversos grados, las AMP restringen las actividades potencialmente dañinas. Las AMP abarcan objetivos tanto sociales como biológicos, incluida la restauración de los arrecifes, la estética, la biodiversidad y la actividad económica. Las AMP no han sido aceptadas universalmente. Los conflictos se relacionan con la falta de participación, los puntos de vista enfrentados, la eficacia y la financiación. [ cita requerida ] Muchas AMP ofrecen una protección inadecuada para los arrecifes de coral. Solo el 27% de los arrecifes de coral se encuentran en AMP a nivel mundial. Solo el 15% de los sitios de AMP se consideraron efectivos, con un 38% parcialmente efectivos y un 47% ineficaces. Esto deja solo el 6% de los arrecifes de coral en AMP gestionadas de manera efectiva. [ 59 ] En algunas situaciones, como en el Área Protegida de las Islas Fénix de Kiribati , las AMP proporcionan ingresos que son potencialmente iguales a los ingresos que habrían generado sin controles. [ 60 ]
Los arrecifes pueden ser protegidos por la reserva de la biosfera , el parque marino , el monumento nacional y el patrimonio mundial . Por ejemplo, la barrera de coral de Belice, el archipiélago de Chagos , Sian Ka'an , las islas Galápagos , la Gran Barrera de Coral , la isla Henderson , Palau y el monumento nacional marino Papahānaumokuākea son sitios de patrimonio mundial. [ cita requerida ] El parque estatal marino Parcel de Manuel Luís protege el arrecife de coral más grande del Atlántico Sur. [61] Este se convirtió en un sitio Ramsar en febrero de 2000. [62]
En Australia, la Gran Barrera de Coral está protegida por el Parque Marino de la Gran Barrera de Coral y es objeto de mucha legislación, incluido un plan de acción para la biodiversidad. [ cita requerida ]
Los habitantes de la isla Ahus, provincia de Manus , Papúa Nueva Guinea , han seguido una práctica que data de generaciones atrás de restringir la pesca en seis áreas de su laguna arrecifal. Sus tradiciones culturales permiten la pesca con caña, pero no con red o arpón . El resultado es que tanto la biomasa como los tamaños de los peces individuales son significativamente mayores que en lugares donde la pesca no está restringida. [63] [64]
