Cambio climático

Blanqueamiento de coral y ascenso de las temperaturas marinas

Cuando los arrecifes empiezan a perder la exhuberancia de color que los caracteriza y van tomando una apariencia blanque-cina, es tiempo de preocuparse, ya que el blanqueamiento es síntoma de un proceso de dete-rioro, irreversible en muchos casos, que culmina con la muerte y destrucción de este ecosistema, y además acarrea graves consecuencias, no sólo a los organismos que lo conforman, sino al planeta entero.

Aunque algunos de los litorales de nues-tro país donde crece el coral pertenecen a la región del Caribe —que es, junto con la Gran Barrera de Australia, una de las más afectadas por este fenómeno— en los mares de la península de Yucatán su impacto parece aún incipiente.

Se ha tratado de explicar las causas del blanqueamiento del coral desde varias perspectivas. Sin embargo, las que probablemente tengan mayor incidencia están relacionadas, directa e indirectamente, con el aumento del dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera y el calentamiento global que le es inherente, factores que analizaremos a continuación.

Todo tiene un principio

El complejo ecosistema de los arrecifes, conformado por los corales hermatípicos, se inicia con el deambular de unas larvas cilia-das, los pólipos, que al alcanzar la fase adulta se asientan sobre las arenas del fondo del mar, cerca de la costa, en aguas tranquilas, cálidas y poco profundas; estos minúsculos individuos se unen para formar una pequeña colonia, para lo cual construyen un esqueleto de calcio con ayuda de las secreciones que produce el alga zooxantela, con la que comparten su espacio. Los pólipos se establecen dentro de pequeñas cavidades de caliza y, mediante reproducción asexual, es decir, la simple duplicación celular, se segmentan y propician el crecimiento de la colonia a la que, propiamente, se le denomina coral.

Conforme pasa el tiempo, los pólipos viejos van muriendo y los jóvenes continúan construyendo la colonia sobre el esqueleto calcáreo que van dejando sus antecesores, de tal manera que el crecimiento continúa en forma radial, siempre buscando la luz, para favorecer el proceso de la fotosíntesis del alga con la que vive. Los límites de profundidad máximos en los que se han encontrado corales vivos es de 75 metros; esto se debe a que a mayores profundidades la fotosíntesis del alga zooxantela no podría realizarse por la insuficiencia de luz. Así, los pólipos forman una colonia de coral y las diferentes especies de corales constituyen los arrecifes.

Proceso del blanqueamiento del coral

Gran parte del colorido que muestran los corales procede de los pigmentos de las algas zooxantelas con las que los pólipos viven de manera simbiótica. Bajo ciertas condiciones de estrés físico, químico y biológico, las algas son expulsadas del coral y éste se torna translúcido, pero conforme va perdiendo el carbonato de calcio de su esqueleto, adquiere una apa-riencia blanquecina, fenómeno al que se le denomina “blanqueamiento”. Este proceso se inicia en unos cuantos corales y se puede extender hacia todo el arrecife.

El blanqueamiento puede de-sencadenarse por diversos factores ambientales, como una enfermedad, falta de luz solar o cambios en la salinidad del agua de mar; sin embargo, la causa principal se debe, al parecer, al ascenso de la temperatura del agua.

Existen casos en que el coral recupera algunas algas y esto probablemente le ayude a prolongar su vida, sobre todo en la conformación del esqueleto calcáreo. No obstante, el blanqueamiento puede ser irreversible, es decir, que no haya reincorporación de las algas, en cuyo caso el coral muere paulatinamente debido a que no desarrolla una estructura calcárea sobre la cual seguir su crecimiento y se vuelve tan frágil y vulnerable, que el impacto de huracanes o ciclones, normales en las regiones tropicales, provoca daños definitivos.

Cuando esto ocurre a gran escala, se produce un cambio significativo en toda la composición de las especies que integran la comunidad del arrecife; la primera alteración se observa en el desa-rrollo de tapetes o capas de algas sobre el coral muerto, el cual hace proliferar a todos aquellos organismos “ramoneadores” de algas que se alimentan de ellas, como peces, estrellas de mar y caracolas.

Existen tres tipos de mecanismos de blanqueamiento en el coral que se encuentran asociados, ya sea con la temperatura o con la luz que penetra dentro del océano en las regiones tropicales:

1) blanqueamiento por estrés del pólipo,

2) blanqueamiento por estrés del alga y

3) blanqueamiento fisiológico. Aunque todos son importantes para comprender las interacciones coral-clima, el primero y el tercero son particularmente relevantes.

El primero, porque además de presentar una acentuada disminución del proceso de fotosíntesis del alga zooxantela ocasionada por el decremento en el número de células vegetales que se encuentran en la pared del pólipo, se registra un incremento de luz en las vecindades por el efecto óptico del reflejo del coral blanqueado; en el caso del blanqueamiento fisiológico, hay una merma del tejido o biomasa del pólipo y, por tanto, una menor cantidad de algas dentro de él, lo que aumenta la demanda energética que requiere el coral, pues al haber una disminución de algas también hay una reducción de las aportaciones energéticas hacia aquél.

Recordemos que en la simbiosis del pólipo del coral y el alga zooxantela que vive dentro de la pared de éste, el primero recibe oxígeno y azúcares derivadas de la fotosíntesis del alga, así como la sustancia cementante que le ayuda a construir el arrecife, mientras que la segunda toma el bióxido de carbono que expele el pólipo y que ella requiere para la fotosíntesis, además de contar con un lugar seguro para vivir.

Efectos del CO2 y del calentamiento del mar

El proceso natural del creci-miento y desarrollo de los arrecifes que se ha venido dando desde hace millones de años, puede alterarse debido a varios factores. Uno de ellos es el efecto del calentamiento climático, proceso desencadenado desde finales del siglo XIX y continuado a lo largo del siglo XX y lo que va del XXI, como resultado del incremento en la concentración de los gases de invernadero, dentro de los cuales el CO2 es uno de los más importantes.

El CO2 se encuentra tanto en la atmósfera como en el océano y, desde el punto de vista biológico, es uno de los gases primordiales, ya que cuando entra en contacto con soluciones acuosas forma parte de la reacción química que da origen al carbonato de calcio, sustancia presente en todos los esqueletos calcáreos de los orga-nismos marinos.
El CO2 de la atmósfera entra al mar mediante procesos de intercambio gaseoso, en una cantidad tal, que casi siempre se encuentra cercana a la saturación; cabe señalar que, normalmente, los océanos absorben un tercio del total de este gas atmosférico. Su papel también es fundamental para los arrecifes ya que el carbonato de calcio es un mineral indispensable en la formación del coral. Sin embargo, para que ocurran las reacciones se requiere de una temperatura y alcalinidad (medida de acidez) particulares. El aumento de la temperatura superficial del mar afecta el ciclo del carbono, que se traduce en menos disposición de carbonato de calcio dentro del arrecife.

Muchos organismos marinos utilizan los iones de calcio (Ca 2+) y carbonato (CO3 2-) que se encuentran en el agua de mar para formar sus esqueletos de carbonato de calcio (CaCO3). Si hay una reducción de cualquiera de los iones se puede afectar la tasa de formación de los esqueletos, y como el carbonato de calcio es menos abundante que el bióxido de carbono la reacción química para formar el esqueleto no aumentaría aunque se incrementen las concentraciones de los iones de CO2.

La conclusión obvia es que no necesariamente el exceso de CO2 atmosférico que absorban los océanos aumentará la formación del benéfico carbonato de calcio; no obstante, los resultados que arrojan varias investigaciones son contradictorios, pues señalan que las tasas promedio de calcificación de algunas especies de corales se han reducido entre un 6 y un 12 por ciento conforme ha habido un incremento del CO2 desde la era preindustrial, en la que había 280 partes por millón de volumen (ppmv), hasta los 370 de la actualidad. Sin embargo en otras especies el proceso ha sido inverso, es decir, se registra un incremento en las tasas promedio de calcificación.

Es importante puntualizar que si la calcificación es más lenta o decrece paulatinamente, implica que los esqueletos tienen una menor densidad y, por tanto, menor extensión, lo que limita a estos corales para competir por un mayor y mejor espacio dentro del arrecife. Por otro lado, al tener menor densidad (como en el caso equivalente de la osteoporosis en la huesos humanos), son más susceptibles de romperse por la erosión mecánica de olas o por los fuertes vientos de huracanes o, incluso, tsunamis, como el ocurrido recientemente en Indonesia. Así, una reducción en los procesos de calcificación de carbonato de calcio reduce las tasas de cemen-tación de los pólipos que conforman los corales.

El deterioro de los arrecifes a lo largo del curso de la historia de la humanidad culmina con un incremento dramático de la mortalidad de los corales, observado en los últimos 20-50 años, evento al que se conoce como “la crisis del coral” y que ha sido ampliamente reportado por investigadores de todo el mundo entre 1999 y 2003.

La causa de esta crisis es el resultado de la compleja interacción entre las actividades humanas desarrolladas localmente sobre las comunidades arrecifales y los efectos que el calentamiento climático ejerce sobre la química del ciclo del carbono, la calidad del agua y las modificaciones en el nivel del mar. Desde 1998 se estimó que el 11 por ciento de los arrecifes del mundo registran una destrucción por la acción del hombre y un 16 por ciento adicional por el proceso del blanqueamiento.

Aún es muy pronto para aseverar que sólo hay consecuencias negativas en los mares por el incremento de CO2 y este aumento bien podría representar, aunado a otras condiciones, una mejor oportunidad para la supervivencia de muchos ecosistemas marinos.

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