La creciente acidez de los océanos amenaza los arrecifes de coral al dificultar la construcción de esqueletos por parte de los corales. Un nuevo estudio identifica los detalles de cómo la acidificación de los océanos afecta los esqueletos de coral, lo que permite a los científicos predecir con mayor precisión dónde los corales serán más vulnerables.
Los corales hacen crecer sus esqueletos hacia la luz del sol y también los engrosan para reforzarlos.
La nueva investigación, dirigida por científicos de la Institución Oceanográfica Woods Hole WHOI, muestra que la acidificación de los océanos particularmente impide el proceso de espesamiento, disminuyendo la densidad de los esqueletos y dejándolos más vulnerables a la ruptura. El estudio fue publicado hoy enero.29, 2018 en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
"Nuestra investigación incorpora los matices del crecimiento esquelético de los corales, permitiendo proyecciones más precisas de cómo, dónde y en qué medida, la acidificación de los océanos afectará a los corales tropicales que forman arrecifes", dijo Nathaniel Mollica, autor principal del estudio yestudiante graduado en el Programa Conjunto MIT-WHOI en Oceanografía. El equipo de investigación también incluyó a Weifu Guo, Anne Cohen y Andrew Solow WHOI, Kuo-Fang Huang Academia Sinica en Taiwán, y Hannah Donald y Gavin Foster Universidadde Southampton en Inglaterra.
El equipo de investigación desarrolló un modelo numérico que simula este mecanismo de crecimiento esquelético detallado y lo combinó con los cambios proyectados en el pH del océano una medida de su acidez inducida por el cambio climático global. Los resultados mostraron que la disminución de la densidad esquelética del coral ocurrirá en muchosarrecifes de coral. El impacto será especialmente fuerte en la región del Indo-Pacífico, con reducciones de hasta un 20 por ciento en las densidades de los esqueletos de coral para 2100 en partes del Triángulo de Coral, el área delimitada por las aguas de Indonesia, Malasia, elFilipinas, Papua Nueva Guinea, Timor Oriental y las Islas Salomón. Los corales en el Caribe, Hawai y el norte del Mar Rojo podrían tener mejores resultados, dicen los autores, con disminuciones de menos del 10 por ciento causadas solo por la acidificación de los océanos.
"Este estudio muy importante determinó la forma específica en que una especie de coral se ve afectada por la acidificación del océano y modeló el efecto de las condiciones ambientales futuras", dijo David Garrison, director del programa de Oceanografía Biológica de la National Science Foundation, que financió una parte importante de lainvestigación, junto con la Fundación Robertson y la Institución Oceanográfica Woods Hole.
Los esqueletos de coral están hechos de aragonito, una forma de carbonato de calcio. Los corales crecen sus esqueletos hacia arriba al apilar paquetes de cristales de aragonito, uno encima del otro. Al mismo tiempo, los espesan con cristales adicionales, lo que fortalece elesqueletos y les ayuda a resistir la rotura causada por las corrientes, olas, tormentas y aburridos y picantes por gusanos, moluscos y peces loro.
"Los arrecifes de coral se encuentran entre los ecosistemas más diversos de la Tierra, con un enorme valor cultural, ecológico y económico", dijo Anne Cohen, científica de WHOI y coautora del estudio. Los arrecifes enfrentan múltiples tensiones, incluido el aumento del nivel del mar, cambios en los regímenes de nutrientes y temperaturas más cálidas del océano, dijo, pero a diferencia del calentamiento del océano, que causa blanqueamiento visible, el impacto de la acidificación del océano es más insidioso y difícil de detectar, y por lo tanto más difícil de predecir.
La acidificación del océano es causada por el aumento de los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera, principalmente por la quema de combustibles fósiles. El dióxido de carbono CO 2 es absorbido por el agua de mar, activando reacciones químicas que producen bicarbonato HCO 3 - y carbonato CO 32 - iones.Los pólipos de coral, los pequeños animales vivos de coral de cuerpo blando, traen agua de mar que contiene HCO 3 -, CO 32 - y calcio Ca 2 + iones en un "espacio calcificante" entre sus celdas y la superficie del esqueleto existente.Bombean iones de hidrógeno H + fuera de este espacio para producir más iones de carbonato CO 32 - iones, lo que facilita la fabricación de carbonato de calcio CaCO 3 por sus esqueletos.Pero cuando los océanos absorben el exceso de CO 2 como está sucediendo ahora, hay más HCO 3 - iones pero menos CO 32 - iones en el agua de mar, lo que dificulta que los corales acumulen esqueletos.
Los experimentos de laboratorio y los estudios de campo, sin embargo, han sido ambiguos, mostrando claros impactos negativos de la acidificación de los océanos en el crecimiento esquelético en algunos casos, pero no en otros. La nueva investigación sugiere que esta inconsistencia refleja en parte la complejidad recién descubierta del esqueleto coralino.crecimiento.
Para probar esta teoría, los científicos tomaron núcleos de esqueletos de un tipo común de corales formadores de arrecifes llamados Porites en cuatro ubicaciones: Palau, Atolón Dongsha en el Mar del Sur de China, Isla Verde frente a Taiwán y Saboga en Panamá, donde el agua de marlas condiciones abarcaron una amplia gama de niveles de pH y concentraciones de iones de carbonato. Utilizaron un escáner de tomografía computarizada CT tridimensional para obtener imágenes de los núcleos esqueléticos, que revelan bandas de crecimiento anual, muy parecidas a los anillos de un árbol.capaces de discernir y cuantificar por separado los componentes ascendentes y espesantes del crecimiento del coral. Su análisis reveló una correlación consistente: los esqueletos de los corales en aguas más ácidas pH más bajo y menos iones de carbonato fueron significativamente más delgados. Sin embargo, no encontraron relación entrecrecimiento ascendente y concentración de iones de carbonato.
Para comprender mejor estos procesos, los investigadores examinaron el proceso de crecimiento del coral y demostraron que a medida que el pH y los iones de carbonato disminuyen en el agua de mar ambiental, también lo hacen las concentraciones de iones de carbonato en el espacio de calcificación de los corales. En consecuencia, los corales no pueden producir comomucha aragonita para espesar el esqueleto. Los corales continúan invirtiendo en el crecimiento ascendente, pero la "densificación" o engrosamiento sufre. Como resultado, los corales en aguas de pH más bajo construyen esqueletos más delgados que son más susceptibles al daño de las olas o ataques de organismos erosionados..
El equipo de investigación analizó aún más los datos publicados sobre más de 100 núcleos esqueléticos de coral Porites tomados por otros científicos en muchos lugares donde también se conoce la química del agua de mar ambiental. Los análisis validaron el mecanismo propuesto por el equipo de cómo la química del agua de mar afecta la densidad de los esqueletos de coral.
Los investigadores señalan que la acidificación de los océanos no se produce de forma aislada y que otros cambios como el calentamiento de los océanos también afectarán el crecimiento de los corales
"Nuestro siguiente paso es expandir nuestro modelo para incorporar los efectos de múltiples factores estresantes en el crecimiento esquelético de los corales", dijo Weifu Guo, geoquímico de WHOI y el investigador principal del estudio. "Conocer los detalles de cómo las diferentes facetas del océanoel cambio afectará a los corales nos permitirá proyectar cuantitativamente la trayectoria de los corales formadores de arrecifes bajo el cambio climático del siglo XXI ".
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Materiales proporcionado por Institución Oceanográfica Woods Hole . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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