XC El retroceso del hielo marino en el Ártico afecta al zooplancton

El cambio climático y el retroceso del hielo marino en el océano Ártico altera la migración vertical estacional del zooplancton y hace que éste permanezca más tiempo en las profundidades en el futuro, afectando la cadena alimentaria de focas, ballenas y osos polares, según un nuevo estudio científico publicado por la revista Nature Climate Change.

Un equipo de investigación internacional dirigido por el Instituto Alfred Wegener, demostró que esta situación puede provocar en el porvenir fases de inanición más frecuentes para el zooplancton y efectos negativos sobre los animales marinos.

Dado que el zooplancton del océano se orienta en función de las condiciones lumínicas reinantes, ello también modifica su comportamiento, en especial el ascenso y descenso de los diminutos animales (Anfipodo Themisto libellula, Gusano flecha Eukrohnia hamata, y Copépodo Paraeuchaeta sp., entre otros, dentro de la columna de agua.

Rápidas alteraciones

La extensión y el grosor del hielo marino en el Ártico están disminuyendo considerablemente como consecuencia del cambio climático provocado por el Hombre. En la actualidad, la superficie media de hielo disminuye aproximadamente un 13% por década. Los estudios actuales y los cálculos de los modelos muestran que el Polo Norte podría quedar libre de hielo en verano por primera vez ya en 2030.

Las condiciones ambientales físicas para la vida en el Océano Ártico también cambiarán significativamente como consecuencia de ello. Al reducirse y adelgazarse la capa de hielo, la luz solar podrá penetrar mucho más profundamente en el agua del océano. Como consecuencia, la producción primaria -es decir, el crecimiento- de microalgas en el agua y el hielo puede aumentar bruscamente en determinadas condiciones.

No todo es conocido

Aún no se sabe muy bien cómo afecta el cambio de las condiciones lumínicas a los niveles tróficos superiores de la cadena alimentaria, como el zooplancton que se alimenta, entre otras cosas, de microalgas. Un equipo internacional de investigación dirigido por el Dr Hauke Flores, del Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina (AWI), ha proporcionado ahora una importante base científica para comprenderlo mejor. El Dr. Flores explica que:

En los océanos se produce cada día el mayor movimiento sincronizado de masas de organismos del planeta. Y es la migración diaria del zooplancton, que incluye, por ejemplo, los diminutos copépodos, también conocidos como copépodos, y el krill. Por la noche, el zooplancton se acerca a la superficie del agua para alimentarse. Durante el día, regresa a las profundidades para protegerse de los depredadores. Los organismos individuales del zooplancton pueden ser diminutos, pero en total se produce un enorme movimiento vertical diario de biomasa en la columna de agua.
En las regiones polares, sin embargo, esta migración vertical tiene un aspecto diferente. Aquí es estacional, lo que significa que el zooplancton sigue un ciclo según las estaciones del año. En la luminosidad de un mes del día polar en verano, el zooplancton permanece permanentemente a mayor profundidad; en la oscuridad de un mes de la noche polar en invierno, parte del zooplancton entra entonces permanentemente en el agua cerca de la superficie, directamente bajo el hielo.

Luz solar

Tanto la migración diaria en latitudes bajas como la estacional en las regiones polares están determinadas en gran medida por la luz solar. A los diminutos animales les suele gustar la luz tenue. Prefieren permanecer por debajo de una determinada intensidad luminosa (isolumen crítico), que suele ser muy baja y se sitúa en el rango del crepúsculo oscuro. Cuando la intensidad de la luz solar cambia a lo largo del día o de las estaciones, el zooplancton sigue el isolumen, lo que en última instancia provoca ascensos y descensos en la columna de agua.

El Dr Hauke Flores señala que:

Especialmente en la zona de los 20 metros superiores de la columna de agua, directamente debajo del hielo marino, faltaban hasta ahora datos sobre el zooplancton. Pero precisamente esta zona, de difícil acceso para las mediciones, es la más apasionante, porque es precisamente aquí, dentro y debajo del hielo, donde crecen las microalgas, de las que se alimenta el zooplancton.

Observatorio

Para medir aquí, el equipo construyó un observatorio autónomo de mediciones biofísicas, que anclaron bajo el hielo al final de la expedición MOSAiC del rompehielos de investigación AWI Polarstern en septiembre de 2020. Aquí, lejos de cualquier contaminación lumínica procedente de actividades humanas, el dispositivo pudo medir continuamente la intensidad de la luz bajo el hielo y los movimientos del zooplancton.

El investigador del AWI agregó que:

Como resultado, pudimos determinar un isolumen crítico muy bajo para el zooplancton de 0,00024 vatios/metro cuadrado. A continuación, integramos este valor en nuestros modelos informáticos que simulan el sistema de hielo marino. De este modo, calculamos para varios escenarios climáticos cómo cambiaría la profundidad de este isolumen a mediados de este siglo si el hielo marino se hiciera cada vez más delgado como consecuencia del progresivo cambio climático.

Por más tiempo

Esto demostró que el isolumen crítico se hunde a mayores profundidades cada vez más temprano en el año debido al espesor cada vez menor del hielo y alcanza de nuevo la capa superficial cada vez más tarde en el año. Dado que el zooplancton permanece siempre por debajo del isolumen crítico, seguirá este movimiento. Por lo tanto, en los escenarios futuros, permanece cada vez más tiempo a mayores profundidades y su tiempo bajo el hielo en invierno es cada vez más corto.

Además el Dr Hauke Flores sostiene que:

En el futuro, en un clima más cálido, el hielo se formará más tarde en otoño, lo que se traducirá en una menor producción de algas del hielo. En combinación con la subida más tardía, esto puede provocar una escasez más frecuente de alimento para el zooplancton en invierno. A su vez, un descenso más temprano del zooplancton en primavera puede suponer una amenaza para las fases juveniles de vida inferior de especies de zooplancton ecológicamente importantes, que podrían ser consumidas cada vez más por los adultos.

Fatales consecuencias

En conjunto, nuestro estudio revela un mecanismo hasta ahora inadvertido por el que la supervivencia del zooplancton en el Ártico podría deteriorarse aún más en un futuro próximo. Esto tendría consecuencias fatales para todo el ecosistema, incluidas focas, ballenas y osos polares. Sin embargo, las simulaciones de nuestros modelos también muestran que la migración vertical se desplaza mucho menos si se cumple el objetivo de 1,5 grados que si las emisiones de gases de efecto invernadero continúan sin control. Por eso, cada décima de grado menos de calentamiento provocado por el hombre es fundamental para el ecosistema ártico".

Publicación original

H. Flores, G. Veyssiere, G. Castellani, J. Wilkinson, M. Hoppmann, M. Karcher, L. Valcic, A. Cornils, M. Geoffroy, M. Nicolaus, B. Niehoff, P. Priou, K. Schmidt, J. Stroeve: "Sea-ice decline makes zooplankton stay deeper for longer"; Nature Climate Change (2023). DOI: 10.1038/s41558-023-01779-1

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