Cómo el cambio climático está alterando el reloj biológico del océano, con consecuencias desconocidas a largo plazo

Cada año, en las latitudes medias del planeta se produce un fenómeno peculiar conocido como floración primaveral del fitoplancton. Visibles desde el espacio, espectaculares filamentos de tonos verdes y azules, de gran tamaño y efímeros, son modelados por las corrientes oceánicas.

Las floraciones de fitoplancton están compuestas por una miríada de células de algas microscópicas que crecen y se acumulan en la superficie del océano como resultado de la aparición de días más largos y menos tormentas, a menudo asociadas con la llegada de la primavera.

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Sin embargo, es probable que el momento de la floración primaveral del fitoplancton se vea alterado en respuesta al cambio climático. Cambios que afectarán, para bien o para mal, a muchas especies que están adaptadas ecológicamente para beneficiarse de la mayor oportunidad de alimentación que representan las floraciones en etapas cruciales de su desarrollo.

Adaptación ecológica afinada

Las floraciones de fitoplancton son, en algunos aspectos, metrónomos de los ciclos oceánicos anuales en torno a los cuales se sincronizan los relojes biológicos de muchas especies.

Un ejemplo es el zooplancton. Calanus finmarchicusuna clase de microorganismo capaz únicamente de nadar hacia arriba y hacia abajo a través de la columna de agua. Calanus finmarchicus Por lo general, pasan el invierno en diapausa —la versión marina de la hibernación—, sobreviviendo gracias a las reservas de energía que acumulan en las profundidades del océano. En el momento que lo consideran oportuno, en primavera, salen del abismo para alimentarse de las flores y reproducirse.

También el pescado y el marisco se adaptan a este metrónomo natural.

En algunas especies, como los camarones, las hembras ponen sus huevos estratégicamente en el agua antes de estas floraciones para que sus crías tengan abundantes suministros de alimentos desde el momento en que nacen.

Por increíble que parezca, algunas especies pueden “calcular” el período de incubación de los huevos para que estos eclosionen en promedio una semana después de la floración primaveral prevista.

Una cuestión de tiempo

Lamentablemente, aquí es donde el cambio climático entra en juego. Lo que era normal en el pasado puede estar cambiando más rápidamente de lo que las especies marinas pueden adaptarse.

El zooplancton y las larvas de peces constituyen la mayor parte de lo que los oceanógrafos llaman producción secundaria. La producción secundaria es un nivel trófico clave que vincula la producción primaria (el fitoplancton que utiliza la luz del sol para producir biomasa) y los niveles tróficos superiores, como los peces y los mamíferos marinos.

Esto crea un efecto dominó, ya que el zooplancton es devorado por los peces pequeños y estos, a su vez, son devorados por los peces más grandes. Todo un ecosistema que funciona según un reloj determinado en gran medida por el momento de la floración primaveral del fitoplancton, que, con suerte, estará sincronizado con los relojes biológicos de otras especies.

Cualquier cambio en el momento de la floración primaveral, por ejemplo como resultado del cambio climático, puede tener consecuencias potencialmente catastróficas para la supervivencia de las poblaciones de zooplancton junto con los peces y los ecosistemas que dependen de este abundante alimento.

Esta teoría se conoce como la hipótesis de coincidencia/desajuste y postula que la demanda de energía del consumidor debe “coincidir” con la disponibilidad máxima de recursos.

Una nueva comprensión

En la plataforma de Terranova y Labrador, en el Atlántico noroccidental, la floración primaveral generalmente comienza más temprano en el sur (mediados de marzo en los Grandes Bancos de Terranova) y más tarde en el norte (finales de abril en la plataforma sur de Labrador).

Durante mucho tiempo se creyó que la progresión de sur a norte de la floración estaba relacionada con el retroceso anual del hielo marino en la región. Pero, como la duración y la extensión espacial de la temporada de hielo marino se redujeron drásticamente en el Atlántico canadiense en los últimos años, la relación entre el hielo marino y el momento de la floración se debilitó.

Yo, junto con un equipo de investigadores de todo Canadá, propuse una nueva teoría para explicar el inicio de la floración primaveral en la plataforma de Terranova y Labrador.

Nuestra teoría apunta a que la transición del invierno a la primavera es clave para desencadenar la floración. En invierno, las condiciones frías y tormentosas mantienen el océano bien mezclado. Sin embargo, la llegada de la primavera trae vientos más calmados y temperaturas más cálidas, junto con un aumento de los flujos de agua dulce. Estas condiciones hacen que el océano se reorganice en capas de diferente densidad, un fenómeno llamado reestratificación.

La reestratificación impide eficazmente que las células fitoplanctónicas de las capas superiores se mezclen fácilmente en el torbellino de fuerzas oceánicas. Su acumulación en la superficie del océano crea la floración.

Este nuevo mecanismo predice con éxito el momento de la floración primaveral del fitoplancton a lo largo de más de dos décadas. También nos permite comprender mejor los impactos que el cambio climático está teniendo en nuestros océanos.

Importancia ecológica

Ubicada en la confluencia de las corrientes oceánicas subárticas y subtropicales, la plataforma de Terranova y Labrador está naturalmente sujeta a grandes fluctuaciones de su clima, que repercuten en el momento de la floración.

Nuestro estudio ha demostrado que un clima más cálido está asociado con una reestratificación más temprana, floraciones de fitoplancton más tempranas y una mayor abundancia de especies clave de zooplancton como Calanus finmarchicus en la región.

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Este descubrimiento abre la puerta a una mejor comprensión de la dinámica de la floración y las condiciones oceánicas que impulsan la salud del ecosistema.

La buena noticia para una región fría como la plataforma de Terranova y Labrador es que un clima más cálido con primaveras más suaves, como las que hemos visto en los últimos años, conducirá a niveles cada vez más abundantes de fitoplancton, con claros beneficios para la productividad del ecosistema.

Sin embargo, no podemos decir por cuánto tiempo estos cambios seguirán siendo positivos en un clima cambiante.