Los biólogos marinos del Instituto Smithsonian y sus colaboradoras de la Universidad de Temple probaron predicciones sobre las invasiones biológicas, primero en Panamá y luego en un experimento de escala geográfica sin precedentes. Sus resultados han sido publicados en artículos complementarios de la revista Ecology.

Día y noche, buques petroleros, yates y barcos de carga llenos de contenedores transitan la via acuática de 80 kilómetros (50 millas) entre el Atlántico y el Pacífico a través de la selva de Panamá: alrededor de 32 barcos cada 24 horas. Pero a pesar de que el Canal es alimentado por ríos de agua dulce que se vacían a través de las esclusas en cada extremo, un sistema que generalmente evita que los peces y los invertebrados marinos más pequeños salten de un océano a otro, algunos logran atravesarlo, fijándose en los cascos de los barcos. Otras especies invasoras llegan de puertos lejanos, a través de los vertidos de agua de lastre mientras los barcos se preparan para el tránsito.

"Panamá es un centro importante de transporte marítimo que ofrece oportunidades increíbles para probar ideas claves sobre invasiones marinas mediante el estudio de dos océanos muy diferentes en la misma latitud", comentó Mark Torchin, científico del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales (STRI), "puedo revisar los sitios en el océano Pacifico frente a mi laboratorio en la entrada del Canal y luego conducir a la costa atlántica en una hora para visitar los sitios allí. ¿En qué otro lugar del mundo puedes hacer eso?"

Desde la apertura del Canal en 1914, la población mundial se ha catapultado de 2 mil millones a casi 8 mil millones de personas. Y a medida que las personas se mueven por el mundo, también se mueven otros organismos.  Las instalaciones de acuicultura en los Estados Unidos importaron carpas de Asia para limpiar sus estanques; ahora, la carpa asiática se ha expandido por el sistema del río Mississippi hasta Canadá, destruyendo el hábitat natural de aves y peces en su camino. Del mismo modo, los sapos de caña fueron introducidos en Australia para controlar una plaga de los escarabajos, pero debido a que no tienen depredadores naturales allí, el número de sapos se disparó. Sin embargo, la mayoría de las invasiones son involuntarias, ya que los animales (o los virus) van de polizontes en buques o aviones.

"Tenemos razones muy prácticas para probar ideas sobre el éxito de los invasores en diferentes lugares a medida que aprendemos a predecir y gestionar las invasiones", comentó Amy Freestone, profesora asociada de Temple University e investigadora asociada tanto al STRI en Panamá como al Centro Smithsonian de Investigaciones Ambientales (SERC) en Maryland. "Con estos estudios experimentales emparejados, queríamos saber si los invasores marinos tienen el mismo éxito en todos los entornos y qué tan importantes son los depredadores para mantenerlos bajo control".

Primero, el equipo se preguntó si los invasores marinos tienen más éxito en una cuenca oceánica en comparación con la otra. ¿Es la proporción de especies no nativas más alta en el Pacífico, cuya diversidad es menor en comparación con el Atlántico más diverso, como predice la teoría? ¿Hay un intercambio asimétrico entre esos dos océanos en Panamá, con más especies introducidas del Atlántico al Pacífico que en la dirección opuesta?

Para averiguarlo, suspendieron paneles de PVC como substrato para la colonización. Aproximadamente del tamaño de baldosas de patio, se colocaron paneles en el agua en 10 sitios diferentes cerca de cada extremo del Canal de Panamá. Esperaron 3 meses a que los invertebrados marinos colonizaran los paneles. Luego quitaron estos recolectores estándar, fotografiaron los resultados e identificaron las especies en los paneles, clasificándolas como nativas, no nativas o especies de origen desconocido.

Encontraron más especies no nativas en el Pacífico menos diverso, donde detectaron 18 especies no nativas, el 30% de todas las especies del Pacífico. En el Atlántico más diverso reportaron 11 especies no nativas, el 13% de las especies del Atlántico, y hubo una mayor afluencia de invasores del Atlántico al Pacífico que viceversa.

De paso los científicos reportaron 9 especies nuevas de invertebrados sésiles no nativos en el Pacífico y 7 en el Atlántico, los cuales eran desconocidos en estas áreas. Una de las contribuciones más importantes de este proyecto fue la colaboración con la Autoridad del Canal de Panamá (ACP) y la Autoridad Marítima de Panamá (AMP), que además contó con el apoyo de la Secretaría Nacional de Ciencia y Tecnología de Panamá (SENACYT) para crear una base de datos en línea como parte del Sistema Nacional de Información sobre Estuarios y Especies Marinas Exóticas (NEMESIS), denominada Pan-NEMO.

El equipo también revisó artículos científicos anteriores, reuniendo el registro acumulativo de todas las especies marinas no nativas reportadas hasta la fecha en Panamá. Encontraron lo mismo: se reportaron ocho veces más especies no nativas en el Pacífico que en el Atlántico en esta área.

A continuación, buscaron evidencia de un concepto llamado resistencia biótica, la idea de que, en entornos de alta biodiversidad, es más difícil que los invasores ganen terreno porque tienen que competir con las especies nativas y sobrevivir junto a los depredadores nativos. Para probar los efectos de los depredadores, compararon paneles enjaulados y no enjaulados en dos estudios complementarios.

Suspendieron paneles descubiertos, paneles con jaulas de malla para mantener alejados a los depredadores y paneles con malla a los lados, pero abiertos en un extremo, en 3 sitios por océano, esperaron tres meses y luego identificaron a los invertebrados y los pesaron. La depredación redujo sustancialmente la biomasa y cambió la composición de especies exóticas en el Pacífico, pero no en la costa atlántica. Algunas de las especies no nativas dominantes fueron particularmente susceptibles a la depredación en el Pacífico, lo que respalda la hipótesis de que la depredación reduce la abundancia de ciertas especies no nativas.

En base a los resultados de los experimentos en Panamá, el equipo de investigación obtuvo fondos de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (NSF) para probar la idea que la depredación es más fuerte hacia el ecuador y para averiguar cómo afecta a las comunidades de invertebrados marinos. Para ello, colocaron paneles de PVC, con y sin jaulas, en 12 sitios en 4 regiones: subártica, Ketchikan, Alaska; templada, San Francisco, California; subtropical La Paz, México y tropical Ciudad de Panamá, Panamá.

“Estos proyectos no sólo brindan datos interesantes”, comentó Carmen Schloeder, gerente de investigación en el laboratorio de Torchin y coautora de ambos estudios, “sino también una gran experiencia trabajando durante largos períodos en diferentes entornos con colaboradores de distintos orígenes culturales. Me enorgullece formar parte de un equipo central diverso que incluye a muchas mujeres: poder trabajar con colegas inspiradores y aprender de ellos es una parte esencial de la ciencia."

Los resultados del segundo experimento mostraron que, de hecho, los depredadores más cercanos al ecuador eran más diversos, las tasas de depredación eran más altas, los depredadores eran más grandes y pasaban más tiempo interactuando con sus presas. La depredación es una fuerza mucho más importante en los trópicos que en el norte. En los trópicos, los efectos de los depredadores fueron obvios: redujeron la biomasa en las placas y cambiaron la composición de los organismos. En el norte, esto no sucedió. Las comunidades de invertebrados marinos son las más afectadas por los depredadores en los trópicos.

“Demostramos que los depredadores son un componente crítico de estos ecosistemas marinos, particularmente en los trópicos, y pueden limitar la abundancia de las especies introducidas”, comentó Freestone. "Proteja a los depredadores, es decir, proteja estos entornos diversos, y estará protegiendo los océanos del mundo de las invasiones de especies que pueden alterar radicalmente el equilibrio de los ecosistemas marinos".

“Los ecosistemas saludables resisten las invasiones”, comentó Gregory Ruiz del Smithsonian Environmental Research Center (SERC). “Junto con los esfuerzos globales para reducir las transferencias de organismos a través de los buques, la conservación de las poblaciones de depredadores nativos juega un papel fundamental en la bioseguridad para prevenir nuevas invasiones”.

Referencias:

Torchin, M.E., Freestone, A.L., McCann, L. et al. Asymmetry of marine invasions across tropical oceans. Ecology. https://doi.org/10.1002/ecy.3434

Freestone, A.L., Torchin, M.E., Jurgens et al. 2021. Stronger predation intensity and impact on prey communities in the tropics. Ecology. https://doi.org/10.1002/ecy.3428

Fofonoff PW, Ruiz GM, Steves B, Simkanin C, Carlton JT, Schlöder C & Torchin ME. 2017. Panama Non-native Estuarine and Marine Organisms (Pan-NEMO) System. https://invasions.si.edu/nemesis/Panama. Access Date: 2021-06-15