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¿Súpercorales?

Expedición en el Yate Acadia: ¿Son los corales del Pacífico Oriental sobrevivientes del cambio climático?

Febrero 25, 2021

Un emprendedor que soñaba con convertirse en oceanógrafo se une a investigadores de STRI y jóvenes biólogos latinoamericanos para averiguar si algunos arrecifes de coral son más resistentes que otros. Su yate será el centro de operaciones a medida que desplieguen sistemas de sensores de alta tecnología en sitios alrededor del Pacífico Oriental Tropical.

Los arrecifes de coral cubren el 1% de la superficie de la Tierra, pero albergan el 25% de las especies marinas del mundo. Los arrecifes están amenazados por el cambio climático, pero un equipo de investigadores de STRI se ha embarcado en una búsqueda de cuatro años para resolver un tentador misterio: ¿por qué algunos corales en el Pacífico Oriental Tropical parecen ser más resistentes a los efectos dañinos del cambio climático que los corales en otros lugares? Al descubrir los secretos de estos "súpercorales", esperan ayudar a rescatar y restaurar los arrecifes de coral en todo el mundo.

Sistema de prueba de resiliencia de blanqueo de coral, hecho a la orden en la cubierta del yate Acadia: arco iris en el fondo. Este sistema de blanqueo experimental expose 11 genotipos de corales a ocho temperaturas del agua diferentes para determinar qué genotipos de coral son los más resistentes y susceptibles al blanqueamiento. Realizamos experimentos de resistencia al blanqueamiento en tres sitios de arrecifes en el archipiélago de Las Perlas de Panamá y tres sitios de arrecifes en el Parque Nacional Coiba. Crédito: David Kline.

Durante los próximos cuatro años, David Kline, Matthieu Leray, Sean Connolly y Mark Torchin de STRI, con la ayuda de una nueva generación de estudiantes científicos de Brasil, Panamá, Honduras, EE. UU. Y otros lugares, convertirán el súper yate del emprendedor Mark Rohr, el Acadia, en su buque insignia.

Cada año, el equipo planea tomar muestras de los arrecifes del Parque Nacional Coiba de Panamá, en gran parte inexplorado, (diciembre de 2020), donde se encuentra la estación de investigación más nueva de STRI y en las Galápagos (junio de 2021). Después, navegarán a las Islas Revillagigedo, frente a la costa mexicana, y con suerte a las Islas Marquesas en la Polinesia Francesa y las Islas Fénix en la República de Kiribati. Rohr, que soñaba con convertirse en oceanógrafo antes de convertirse en propietario de una de las 500 empresas más grandes de los Estados Unidos, financió recientemente el proyecto de cuatro años. Parte de esta financiación apoyará a estudiantes e investigadores de postdoctorado, con el objetivo de formar a expertos locales que puedan hacer un seguimiento de los objetivos del proyecto en el futuro.

Los corales que crecen en áreas de surgencia parecen sobrevivir al cambio global mejor que los corales en otras áreas. El equipo del Proyecto Rohr Reef Resilience comparará los corales muestreados en áreas de afloramiento con corales de áreas sin afloramiento para ver si el afloramiento (exposición a grandes cambios estacionales en temperatura y niveles de nutrientes) hace que los corales sean más resistentes al cambio. Crédito: David Kline.

Los sitios son especiales porque cada año experimentan variaciones sustanciales en las condiciones climáticas (incluida la temperatura, el pH y los nutrientes). Representan diferentes niveles de “afloramiento”, un fenómeno que ocurre cuando los fuertes vientos empujan el agua superficial cálida y el agua fría del fondo del océano sube. En lugares como el Golfo de Panamá, esto sucede cada año cuando los vientos alisios soplan hacia el sur durante el invierno. Otros sitios como Isla Coiba están protegidos de los afloramientos por altas cadenas montañosas que bloquean el viento. Es más, estos arrecifes también están sujetos a temperaturas extremadamente altas durante los años de El Niño.

El equipo espera comprender cómo los arrecifes de coral del Pacífico han resistido no solo el paso del tiempo, sino también los cambios abruptos en la temperatura, la acidez del océano y los niveles de nutrientes en las zonas de afloramiento, y aplicar lo que descubrieron para salvar uno de los ecosistemas con mayor biodiversidad del mundo.

Los fuertes vientos alisios que soplan de este a oeste (desde el Caribe hacia el Pacífico) son bloqueados principalmente por las montañas de América Central. Pero donde atraviesan áreas bajas en la cadena montañosa, soplan las cálidas aguas superficiales del Pacífico hacia el oeste. Esto actúa como una bomba: el agua fría más profunda, que transporta nutrientes sube a la superficie y proporciona alimento a los peces. La surgencia durante la estación seca de Panamá hace que la Bahía de Panamá sea una rica área de pesquería. Illustración: Paulette Guardia.

Los científicos pondrán en funcionamiento nuevas herramientas mientras revolucionan la investigación de las ciencias oceánicas. David Kline ha desarrollado una colaboración con Conservify, una organización sin fines de lucro con financiación de Google y otros para desarrollar sistemas de sensores de bajo costo llamados FieldKits que se han implementado en las selvas tropicales de la Amazonía y para este proyecto, se harán modificaciones para aplicaciones marinas. También desarrollarán sistemas de sensores marinos personalizados para medir el pH, la temperatura y la luz junto a los corales durante el programa de 4 años de duración. El proyecto también utilizará avances de Silicon Valley, incluidos Structure from Motion y Machine Learning, para crear modelos de arrecifes fotográficos en 3D de alta resolución. “La tecnología de conservación realmente está cambiando la forma en que estudiamos los arrecifes”, comentó Kline. "Podemos utilizar escáneres 3D desarrollados para automóviles autónomos y aprendizaje automático para identificar los organismos en millones de fotografías".

Y aunque el equipo tendrá imágenes asombrosas, no tendrán que ver todos los organismos presentes para identificarlos. Matthieu Leray planea usar técnicas genéticas para hacer lo que los expertos forenses han estado haciendo en las escenas del crimen. Con base en el ADN recolectado de muestras de agua, podrá saber si una ballena, una barracuda o un camarón ha estado en el área. En un estudio reciente de este eDNA (ADN ambiental) en el Caribe, Leray y su equipo identificaron el ADN de 9000 organismos diferentes cerca de la estación de campo de STRI en Bocas del Toro, muchos más de los que pudieron identificar mediante estudios visuales de la misma área.

Los animales, las plantas y los microbios asociados con los corales pueden estar protegiendo los arrecifes al producir sustancias químicas que mantienen alejados a los depredadores o al producir revestimientos viscosos o a comerse a esos depredadores antes de que puedan comerse el arrecife. “Los corales pueden tener 500 años y pueden evolucionar con bastante lentitud, pero las bacterias en un arrecife pueden estar evolucionando mucho más rápidamente y pueden proteger al arrecife de condiciones cambiantes”, comentó Leray.

Arrecife de coral donde domina el coral Pocillopora, aquí con una nube de peces alimentándose de plancton en el Parque Nacional Coiba de Panamá. Crédito: Natasha Hinojosa.

Sean Connolly creará modelos matemáticos sofisticados que ayudarán a comprender cómo están cambiando los arrecifes en distintos sitios, y Mark Torchin aplicará su experiencia en organismos marinos invasores.

Comunicar a una audiencia más amplia sobre el descubrimiento de estos supercorales y la conservación incluirá fotografía submarina y el arte gráfico de uno de los becarios, además de video clips. El equipo está compuesto por buzos expertos y varios son fotógrafos submarinos. Un estudiante es artista gráfico.

Pez ángel rey escondido entre los corales Pocillopora damicornis en el Parque Nacional Coiba de Panamá. Esta es nuestra especie de coral objetivo y el coral dominante en el Pacífico Oriental Tropical. Crédito: Natasha Hinojosa.

Las respuestas a algunas de las interrogantes de investigación planteadas por el equipo probablemente empezarán a llegar en dos años. Si pueden descubrir los secretos de los súpercorales, las formas en que están resistiendo con éxito los efectos del cambio climático, es posible que puedan desarrollar formas de proteger otros corales y arrecifes de coral a nivel mundial.

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