Impactos biológicos de la acidificación del océano

Atolón de Palmyra, Pacífico Norte. Foto © Tim Calver

Los cambios en la química oceánica pueden tener amplios efectos directos e indirectos sobre los organismos marinos y los ecosistemas en los que viven. Los estudios de calcificadores marinos (corales, crustáceos y moluscos) indican que la mayoría, pero no todos, muestran una calcificación reducida con un aumento de la acidificación del océano. ref.

Impactos en los organismos marinos

representantes de calcificadores bentónicos

Variación taxonómica en los efectos de la acidificación del océano. El tamaño medio del efecto se muestra para todos los organismos combinados (en general), calcificadores (naranja) y no calificadores (verde). El número de experimentos utilizados para calcular el tamaño del efecto medio se muestra entre paréntesis. ‡ Indica diferencias significativas entre los grupos taxonómicos evaluados. Fuente: Kroeker et al. 2010

Un número creciente de estudios ha demostrado impactos adversos en los organismos marinos como resultado de la acidificación de los océanos, incluidos los siguientes: ref.

  • Disminución de la tasa de crecimiento del esqueleto en los corales formadores de arrecifes
  • Capacidad reducida para mantener una capa protectora entre el zooplancton de natación libre (el zooplancton incluye el "plancton animal", principalmente crustáceos pequeños y larvas de peces, y forma la base de la mayoría de las redes alimenticias marinas)
  • Reducción en la tasa de producción de carbonato de calcio en las algas marinas (crustosa coralina y verde)
  • Reducción de la supervivencia de las especies marinas de larvas, incluidos los peces y mariscos comerciales
  • Deterioro de las etapas de desarrollo de los invertebrados (fertilización, escisión de huevos, larva, asentamiento y reproducción)
  • Dióxido de carbono excesivo (CO2) niveles en la sangre (CO2 toxicidad) de peces y cefalópodos y redujo significativamente el crecimiento y la fecundidad en algunas especies de invertebrados

La disminución del pH (aumentando la acidez) puede afectar a los organismos de manera que se extienda más allá de la disminución de la calcificación o el rendimiento metabólico, que incluyen

  • Interacciones entre especies durante diferentes etapas de la vida.
  • Cambiando las presiones competitivas (p. Ej., Algas superando a los corales)
  • Alteraciones en la depredación, que entrarán en juego cuando las comunidades respondan a la acidificación.
  • Alteración del comportamiento de las larvas de los peces (debido a una función sensorial alterada en los peces larvales) y un éxito reducido en el reclutamiento ref.

Las interacciones con otros factores estresantes (p. Ej., La entrada de nutrientes, el aumento de la temperatura de la superficie del mar y el aumento del nivel del mar) también afectarán la forma en que las comunidades marinas cambiarán en respuesta al alto nivel de CO2 condiciones.

Impactos en la calcificación

Uno de los efectos más críticos del aumento de la acidez del océano se relaciona con la producción de conchas, esqueletos y placas a partir de carbonato de calcio, un proceso conocido como calcificación. La acidificación cambia el equilibrio de la química del carbonato en el agua de mar, reduciendo el pH y la concentración de iones de carbonato disponibles para que los corales y otros calcificadores marinos los utilicen para construir sus esqueletos. Esto disminuye la tasa y la cantidad de calcificación entre muchos organismos marinos que construyen esqueletos y conchas externas, desde el plancton hasta los mariscos y los corales que forman arrecifes.

La reducción de los iones de carbonato disueltos en el agua de mar tiene muchas implicaciones para los ecosistemas de arrecifes de coral. Dado que los corales que forman arrecifes necesitan carbonato para construir sus esqueletos, la disminución de las concentraciones de iones de carbonato probablemente conducirá a esqueletos de coral más débiles y quebradizos y tasas de crecimiento de coral más lentas. En el futuro, esto puede hacer que los arrecifes de coral se erosionen más rápido de lo que pueden calcificarse, disminuyendo así la capacidad de las especies de coral para competir por el espacio.

Para los corales y otros calcificadores como los erizos de mar y los mariscos, las reducciones en la calcificación pueden:

  • Aumentar la susceptibilidad de los corales a blanqueamiento y enfermedad
  • Disminuye la capacidad de los organismos para defenderse de los depredadores y competir por los alimentos y el hábitat
  • Alterar patrones de comportamiento
  • Reduzca la capacidad de tolerar la radiación ultravioleta, aumente las tasas de bioerosión y aumente el daño causado por los ciclones.

Los estudios de laboratorio han examinado los efectos de la acidificación de los océanos en muchos tipos de corales y algas coralinas, revelando un rango de respuestas desde un 3% a un 60% de disminución en la tasa de calcificación para una duplicación del CO atmosférico2.ref. Un estudio reciente de corales cerebrales en las Bermudas encontró que las tasas de calcificación han disminuido en un 25% en los últimos años de 50 y la acidificación del océano es un factor contribuyente probable. ref.

representantes de calcificadores bentónicos

Ejemplos de calcificadores marinos de Kleypas et al. 2006: (a) algas coralinas (foto de Nancy Sefton; cortesía de NOAA / CORIS); (segundo) Halimeda (foto de James Watt; cortesía de NOAA / NMFS); (c) Foraminíferos bentónicos (cortesía de P. Hallock); d) coral de construcción de arrecifes (Dendrogyra cylindrus; Comandante William Harrigan, Cuerpo de la NOAA; cortesía del santuario marino nacional de los cayos de Florida); (e) coral de aguas profundas (Lophelia pertusa; de 413 m de profundidad de Carolina del Norte. El cangrejo rojo grande es Eumunida picta; erizo debajo esta Echylus tylodes; cortesía de SW Ross, K. Sulak y M. Nizinski); (f) briozoo (cortesía de NOAA / Ocean Explorer); (g) molusco (arrecife de ostras; cortesía del Departamento de Recursos Naturales de Carolina del Sur); (h) equinodermo (estrella frágil; Larry Zetwoch; Santuario Marino Nacional de los Cayos de Florida); (i) crustáceos (langosta; Dr. James P. McVey, Programa Sea Grant de NOAA)