- Las respuestas biológicas de los peces e invertebrados marinos, influenciadas por el cambio climático, son un tema de estudio en constante desarrollo dada la importancia natural y comercial de las especies marinas. La presente investigación evaluó el impacto del calentamiento y acidificación oceánica, evidenciando hallazgos que podrían cambiar la manera en que se perciben los efectos del cambio climático en los ecosistemas marinos.
“Un meta-análisis es un tipo de estudio que combina y resume los resultados de múltiples estudios independientes y previos sobre un tema específico para proporcionar una estimación más precisa del efecto de interés o para explorar la consistencia de los resultados entre los diferentes estudios”, comienza explicando el Dr. Patricio Manríquez, investigador asociado de CEAZA.
A modo de contexto, para comprender mejor el impacto mundial y general del cambio climático, los biólogos marinos calculan sus efectos en todos los peces o en todas las especies de invertebrados en conjunto.
“Sin embargo, los efectos determinados en diferentes estudios individuales pueden cancelarse entre sí: por ejemplo, si los invertebrados como los caracoles se benefician de un cambio ambiental y otros invertebrados, como los erizos se ven perjudicados, el efecto general para los invertebrados se concluye que es cero, aunque ambos grupos de animales si están afectados”, agrega.
Siguiendo el ejemplo, esto se traduce en que son los caracoles los que comen más debido al cambio climático y los erizos comen menos. Y de acuerdo al investigador, la reacción en cadena tiene consecuencias que van aún más allá en el medio ambiente de ambas especies.
Patricio aclara que “ambos efectos son importantes e incluso tienen efectos en cascada: las algas, que son el alimento de los erizos, crecen más mientras que el crecimiento de las algas pardas (el alimento de los gasterópodos o caracoles), disminuye. La diferencia en la alimentación de los dos invertebrados provoca un cambio en el ecosistema, de un ecosistema dominado por algas pardas a uno dominado por algas, cambiando consecuentemente el entorno de vida para todos los demás animales que viven en este”.
Además, comenta que este nuevo método de investigación es novedoso ya que no cancela resultados que aparentemente parecen contradictorios, sino que utiliza ambos resultados para determinar las consecuencias del cambio climático sobre el desempeño de los animales.
El meta-análisis aplicado a invertebrados y peces
En este caso, se realizó un meta-análisis sobre efectos de los cambios del pH y temperatura del mar en invertebrados y peces. Este trabajo en equipo fue posible gracias a un proyecto de investigación asociativa en la que inicialmente participaron en una fase experimental investigadores de Chile, Argentina, Italia y Alemania.
Financiados por el proyecto ERANet CLIMAR “Climate-driven Changes in the Habitat Suitability of Marine Organisms”, posteriormente se acoplaron en la fase de síntesis investigadores de Estados Unidos, Francia e Italia. En Chile este proyecto fue liderado por el Dr. Patricio Manríquez como parte de su línea de investigación centrada en el estudio de los efectos de estresores asociados al cambio climático en organismos de nuestro maritorio.
En esta línea, los científicos analizaron 10 respuestas biológicas de peces invertebrados: conducta, biodiversidad, biomecánica, calcificación, desarrollo, crecimiento, fisiología, reproducción, metabolismo y supervivencia. Y así, mostrar en cada una las formas en que reaccionan los organismos respecto a la acidificación y al calentamiento del mar.
“Además, para cada una de las respuestas se le atribuyó si el efecto de los dos estresores asociados al cambio climático era positivo, negativo o ambiguo en comparación a una condición control normal. Esta aproximación no había sido considerada en los meta-análisis previamente existentes”, explica el Dr. Manríquez.
El investigador cuenta que, a diferencia de los análisis direccionales tradicionales convencionales, las respuestas biológicas que anteriormente parecían no verse afectadas por estos dos fenómenos en realidad sí lo están.
“De hecho, nuestro estudio indica que esta nueva metodología permite conocer con más detalles los efectos del cambio climático en las especies. El nuevo método de cálculo pondera la desviación significativa del estado actual sin importar su dirección, ya sea beneficiosa o perjudicial, y la cuenta como impacto del calentamiento y la acidificación del agua de mar. Con nuestro nuevo enfoque, se puede incluir una gama más amplia de respuestas a medir y así detectar impactos que estaban ocultos en los enfoques tradicionales”, señala.
Las respuestas
El Dr. Manríquez argumenta que estas respuestas recientes “sugieren efectos más generalizados del cambio climático en organismos marinos (invertebrados y peces) de lo que se pensaba anteriormente, y que permanecían ocultos”.
En suma, apunta que la acidificación impactó negativamente la mayoría de las respuestas biológicas de los invertebrados (comportamiento, biomecánica, calcificación, desarrollo, crecimiento, reproducción, supervivencia), pero solo afectó una de las ocho respuestas biológicas de los peces (disminución del crecimiento).
En consecuencia, el equipo concluyó que los peces pueden tolerar niveles más altos de CO2 en el agua de mar (acidificación) que los invertebrados, aunque sí se ven afectados negativamente en su crecimiento.
Cabe mencionar que, según este estudio, especies como el camarón (Palaemon serratus), el erizo violeta (Sphaerechinus granularis), el pepino de mar (Holoturia tubulosa) y el poliqueto plumero de mar (Sabella spallanzanii) pertenecen al grupo de los invertebrados marinos, los que se ven mayormente perjudicados.
“Las implicaciones prácticas de este estudio, en la línea de la gestión y conservación, apuntan a que los efectos de los estresores asociados al cambio climático en los ecosistemas marinos son bastantes más complejos y no pueden derivarse de estudios aislados que sólo consideren promediar efectos”, señala el investigador.
Por último, explica que el aumento de los niveles de dióxido de carbono en el aire ha estado causando aguas más cálidas y ácidas durante décadas, una tendencia que se espera continúe en el futuro. Sin embargo, se desconoce a qué velocidad y en qué medida.
“Durante la investigación, se calcularon las consecuencias de tres escenarios proyectados de aumento de dióxido de carbono, y por lo tanto, de calentamiento y acidificación oceánica: aumento extremo, aumento moderado a la velocidad actual y aumento mitigado debido a posibles medidas de reducción de emisión de carbono”.
“Nuestro nuevo enfoque sugiere que si el calentamiento y la acidificación oceánica continúan en la trayectoria actual, hasta el 100% de los procesos biológicos en peces e invertebrados se verán afectados. En contraste, los métodos de investigación anteriores solo encontraron cambios en aproximadamente el 20% y 25% de todos los procesos, respectivamente”, concluye el Dr. Manríquez.
Además, la investigación muestra que las medidas para mitigar los niveles atmosféricos de dióxido de carbono ayudarán a reducir los cambios en los procesos biológicos: en el escenario de bajo dióxido de carbono, el 50% de las respuestas en invertebrados y el 30% en peces se verán afectadas (en lugar del 100%).
El acceso a este trabajo publicado en Nature Communications es gratuito en: doi.org/10.1038/s41467-024-47064-3
