Mientras los científicos se apresuran a descubrir cómo el calentamiento de las temperaturas oceánicas afectará los ecosistemas marinos de todo el mundo, desde el blanqueamiento de los arrecifes de coral hasta las rutas migratorias alteradas, uno de los organismos más ubicuos del mar está ayudando a los investigadores a medir los cambios que ya han ocurrido. Siglos de registros fósiles y datos de captura en vivo muestran que algunas poblaciones de plancton marino reflejan un cambio claro en respuesta a la industrialización humana y el calentamiento de los océanos que la acompañan.
Los investigadores encontraron diferencias claras entre las comunidades de foraminíferos planctónicos, pequeñas criaturas unicelulares que flotan en las aguas del océano, antes y después del comienzo de la era industrial hace unos 170 años, según un estudio publicado esta semana en Nature . La proporción de especies de plancton en estas comunidades cambió en proporción a los cambios en la temperatura del mar, lo que indica que el calentamiento del océano ha alterado profundamente estas poblaciones y sus ecosistemas marinos más amplios.
Si bien la idea de que el cambio climático afecta la vida marina no es nueva, el estudio del plancton incorpora un conjunto de datos inusualmente completo que abarca todo el mundo y se adentra en los siglos pasados para reafirmar el impacto de la humanidad en los océanos.
Los foraminíferos planctónicos proporcionan un registro fósil completo porque sus conchas de calcita dura se conservan bien en capas de sedimentos en el fondo del océano, dice el autor principal Lukas Jonkers, un oceanógrafo paleontológico de la Universidad de Bremen en Alemania. Los organismos también pueblan aguas en todo el mundo. Aunque es raro en la superficie del océano, los foraminíferos planctónicos son abundantes a mayores profundidades, y en algunos lugares tapizan franjas enteras del fondo del mar, dice Jonkers.
Recuperación de una trampa de sedimentos a bordo del buque de investigación Meteor en el océano tropical del Atlántico Norte. Tales trampas de sedimentos proporcionan información sobre las comunidades modernas de especies de foraminíferos planctónicos, que se encontraron sistemáticamente diferentes de las comunidades preindustriales de los sedimentos. (Christiane Schmidt) "Realmente podemos comparar muy bien la distribución de las especies en la [era] moderna con el pasado", dice Jonkers. “No hay tantos grupos de zooplancton donde los registros fósiles estén tan bien conservados. De hecho, no creo que haya ninguna.
Para comprender el estado de estas comunidades antes de que comenzara la era industrial, Jonkers y su equipo analizaron más de 3, 700 muestras recolectadas previamente de capas de sedimentos en el fondo del océano. Basado en la rapidez con la que el sedimento se acumula y se mezcla en el fondo marino, los científicos estimaron que la capa superior de núcleos de sedimentos, básicamente "cilindros de lodo" extraídos del fondo del océano, contendrían fósiles que tienen un par de siglos de antigüedad, dice Jonkers: anterior a la revolución industrial.
Luego, el equipo comparó estas muestras preindustriales con datos más recientes recolectados utilizando trampas de sedimentos, que son embudos amarrados al fondo marino que agarran cualquier cosa que caiga de las capas superiores del océano (incluido el plancton que se desplaza por el agua). Utilizando la información recopilada entre 1978 y 2013, los investigadores descubrieron que las comunidades de foraminíferos planctónicos cambiaron notablemente durante el período entre el depósito de los fósiles del fondo marino y los organismos atrapados en las trampas de sedimentos.
El cambio, medido comparando las abundancias relativas de docenas de especies de plancton dentro de las muestras, no parece ser aleatorio. La cantidad de cambio en las comunidades de plancton se correlacionó con el grado de cambio de temperatura documentado en las aguas circundantes. La dirección de las comunidades cambiantes también se alineó en gran medida con los patrones de cambio de temperatura del océano, como descubrieron los autores cuando combinaron los fósiles del fondo marino con sus análogos más cercanos en las comunidades modernas.
Con los datos que muestran una coincidencia tanto en el grado como en la dirección del cambio, Jonkers dice que confía en que la temperatura es la fuerza impulsora de los cambios en las poblaciones de foraminíferos planctónicos.
"Esperaba ver una diferencia y un efecto del cambio global", dice Jonkers. "Pero no esperaba que la señal fuera tan clara".
El nuevo estudio replica a escala global lo que otros investigadores han encontrado en áreas específicas, dice David Field, un científico marino de la Universidad de Hawaii Pacific que investigó la foraminíferos planctónicos, pero no participó en este estudio. Si bien los científicos aún no han descifrado por completo por qué están cambiando exactamente las comunidades de plancton, la evidencia de este estudio y otros apunta claramente al calentamiento del océano como la causa probable, ya sea como una influencia directa o como un impulsor indirecto de otros aspectos del entorno submarino, Field dice.
La comparación de muestras de trampa de sedimentos con fósiles del fondo marino podría no ser una analogía perfecta (las diferencias en la preservación podrían ser una posible influencia en los datos), pero Field dice que la evidencia de los autores proporciona un apoyo convincente para la enorme influencia del calentamiento de los océanos en las especies marinas.
"Esto indica que el calentamiento comenzó a tener un efecto en los ecosistemas marinos hace mucho tiempo, incluso antes de mantener buenos registros", dice Field. “Podemos esperar mucho más impacto del calentamiento del océano en los ecosistemas en el futuro. Los océanos continuarán cambiando en formas que no hemos visto antes ”.
Los foraminíferos planctónicos pueden no ser tan majestuosos como las ballenas o las estrellas de mar, pero la amplitud de su registro fósil proporciona una línea de base útil para confirmar una tendencia más amplia de cambio en la vida del océano en respuesta a la actividad humana. Los cambios en las comunidades de plancton son un indicador preocupante de la "imagen más amplia" para los ecosistemas marinos a medida que las temperaturas de los océanos continúan aumentando a tasas crecientes, dice Jonkers.
"La pregunta es, ¿qué pasará con el progreso del cambio climático?", Dice Jonkers. “Incluso en un grado [de cambio de temperatura], ya vemos grandes cambios en los foraminíferos planctónicos, y probablemente también en otras biotas marinas. Eso significa que todas estas especies tienen que adaptarse, y por el momento, no sabemos si pueden hacerlo, o si pueden hacerlo lo suficientemente rápido ".
