Todos los interesados en el estudio del cambio climático y sus efectos en la biodiversidad buscamos la manera de predecir las consecuencias biológicas de las elevadas temperaturas, así como la variación en las comunidades afectadas. Sin embargo, muy pronto, al empezar nuestras investigaciones, nos damos cuenta de la complejidad de este problema. Particularmente, los que trabajamos en el mar envidiamos a nuestros pares continentales que predicen con mapas el movimiento altitudinal y latitudinal de los ecosistemas.
En el mar el cambio climático no es un escenario del futuro, pero anticipar su impacto y magnitud es aún muy difícil. Desde inicios de la década de 1980, y posiblemente antes, se han presentado anomalías térmicas relacionadas con el aumento de las temperaturas, las cuales han estado asociadas a eventos extremos que se han detectado en todos los océanos a manera de “olas de calor” (MHW por su sigla en inglés) afectando diferentes ecosistemas marinos, entre ellos los arrecifes de coral [1,2]. Sin embargo, estas manifestaciones son difíciles de predecir, así como los efectos que tendrán las anomalías térmicas sobre los ecosistemas marinos.
En este artículo presentamos inicialmente un breve recuento de la evidencia del cambio climático y sus efectos en organismos arrecifales. Más adelante, presentaremos un recuento de la investigación en el Pacífico Oriental Tropical (POT) colombiano (figura 1), por parte del grupo de Biología Molecular Marina (Biommar) de la Universidad de los Andes, , para finalmente presentar datos de las observaciones de la temperatura del mar entre 2003-2011 en esta misma región.
En el mar el cambio climático no es un escenario del futuro, pero anticipar su impacto y magnitud es aún muy difícil. Desde inicios de la década de 1980, y posiblemente antes, se han presentado anomalías térmicas relacionadas con el aumento de las temperaturas, las cuales han estado asociadas a eventos extremos que se han detectado en todos los océanos a manera de “olas de calor” (MHW por su sigla en inglés) afectando diferentes ecosistemas marinos, entre ellos los arrecifes de coral [1,2]. Sin embargo, estas manifestaciones son difíciles de predecir, así como los efectos que tendrán las anomalías térmicas sobre los ecosistemas marinos.
En este artículo presentamos inicialmente un breve recuento de la evidencia del cambio climático y sus efectos en organismos arrecifales. Más adelante, presentaremos un recuento de la investigación en el Pacífico Oriental Tropical (POT) colombiano (figura 1), por parte del grupo de Biología Molecular Marina (Biommar) de la Universidad de los Andes, , para finalmente presentar datos de las observaciones de la temperatura del mar entre 2003-2011 en esta misma región.
Figura 1. Localidades donde se ha enfocado la investigación en los efectos de las elevadas temperaturas del agua y el cambio global en el Pacífico Oriental Tropical (POT) de Colombia. A. Isla Malpelo, B. Isla Gorgona, C. Cabo Corrientes, Choco [3].
Respuestas a las anomalías térmicas en organismos arrecifales
A finales de 1982 y principios de 1983 se presentaron las mayores mortalidades de corales jamás registradas en los mares tropicales de América. El fenómeno de El Niño Oscilación Sur (ENSO por su sigla en inglés) del 82-83, con una anomalía térmica que se prolongó por 10 meses, causó mortandades coralinas cercanas al 70-90?% en Colombia, Panamá y Costa Rica, y mayores al 95?% en las islas Galápagos [4]. Simultáneamente, en los arrecifes coralinos del Atlántico occidental, a causa de una enfermedad microbiana, desaparecían los corales cuerno de ciervo y cuerno de alce, Acropora palmata y A. cervicornis, principales constructores arrecifales [5]. Por causas similares, entre enero de 1983 y enero de 1984 desaparece el 99?% de los individuos del erizo negro, Diadema antillarum, en todo el Atlántico tropical [6]. En esta misma época se registra otra mortalidad masiva en los abanicos de mar del género Gorgonia [7,8], afectando uno de los elementos paisajísticos clave del Caribe. Desde entonces, los arrecifes coralinos del POT y del Atlántico occidental no han regresado a su estado original y empeoran con cada evento perturbador.
La situación de los ecosistemas marinos en América tropical, y en especial de los arrecifes coralinos, ha venido empeorando por la sinergia con otros factores como las tormentas tropicales, la explotación de sus recursos y la eutrofización producto del desarrollo continental y costero. El Atlántico occidental ha venido en constante decline desde entonces, superando los umbrales del punto de no retorno, en que los arrecifes han pasado de ser dominados por corales a algas [9].
Otras regiones del mundo, como la Gran Barrera de Coral y los arrecifes del Indopacífico, han venido sufriendo mortalidades coralinas producto de blanqueamiento coralino, o expulsión de las microalgas dinoflageladas simbióticas conocidas como zooxantelas (Symbiodiniaceae: Zoophyta), registrándose un gran evento mundial de blanqueamiento durante 1998 [10]. Posteriormente, el blanqueamiento coralino ha sido un factor de deterioro coralino recurrente en los arrecifes coralinos de todo el mundo.
Gracias al sistema de alerta temprana de blanqueamiento coralino de NOAA ‘Coral Reef Watch’ (National Oceanographic and Atmospheric Administration, E.E.U.U.) se ha podido alertar en tiempo real a la comunidad científica sobre eventos de blanqueamiento. En el 2005, por ejemplo, una anomalía térmica (temperaturas por encima del máximo histórico de los últimos 150 años) que se prolongo por 16 semanas ocasionó un blanqueamiento del 80% de los corales del Atlántico occidental tropical, incluyendo el Caribe colombiano, con mortalidades de hasta el 40% [11]. El 2005 es también el año con el record de huracanes en el Atlántico, cuatro de ellos de categoría 5, incluyendo el huracán Katrina.
¿Estará esto relacionado con el cambio climático?
Un fenómeno similar se presentó durante el 2010, esta vez afectando también grandes extensiones coralinas del Indopacífico [12]. El 2010 es el tercer año en la historia en términos de huracanes y tormentas tropicales. Los récords fueron superados por el 2021 con 30 huracanes que, aunque de menor magnitud, son una alarma para los próximos años. Paralelamente, mortandades coralinas debidas a enfermedades microbianas, pero de distribución más localizada, también han sido relacionadas con elevadas temperaturas del agua [13]. En definitiva, las últimas tres décadas nos muestran dos aspectos claros: (1) las anomalías térmicas, relacionadas o no con ENSO, son cada vez más frecuentes, y (2) las peores mortalidades coralinas en todo el mundo están directamente relacionadas con estas anomalías térmicas.
Situación de los octocorales en el POT
Desde finales de la última década se han observado por primera vez dos situaciones anormales en los octocorales del POT. Los octocorales de aguas someras de esta región conforman una diversa y endémica fauna de gorgonáceos tipo candelabro, látigo y abanico, pertenecientes principalmente a las familias Gorgoniidae y Plexauridae [14]. A diferencia de la fauna de octocorales del mar Caribe, en esta región todas las especies carecen de zooxantelas y son filtradores suspensívoros activos que se encuentran en los infralitorales sobre fondos duros. Sus colonias de hasta 1 m de altura pueden dominar el paisaje de estos litorales con densidades de hasta 30 colonias por metro cuadrado [3,15]. Géneros como Pacifigorgia pueden tener hasta 35 especies en esta región donde cada vez se descubren especies nuevas [16] y cada especie de coral potencialmente alberga otras especies de organismos asociados que son únicos y/o nuevos para la ciencia [15,17].
Pese a las características únicas de la fauna de octocorales del POT, así como su gran importancia ecológica, es una de las áreas del mundo con menos estudios ecológicos. Situación lamentable dado que en la última década se han documentado varias enfermedades y especies invasoras que ponen en riesgo la comunidad de octocorales.
Durante el 2008 ocurrió una mortandad masiva de los abanicos de mar del género Pacifigorgia en la isla Gorgona, donde un 70?% de las colonias de cuatro especies murieron [3,18]. Esto coincide con estudios microbiológicos de las mismas especies presentando síntomas de enfermedades fúngicas desde el 2007 [19]. De manera similar, en la región de Cabo Corrientes e isla Malpelo fueron observadas mortandades de abanicos de mar [15,18]. Estos episodios muestran un panorama muy parecido a lo que ocurrió durante principios de los años ochenta en el mar Caribe con la desaparición de los abanicos de mar del género Gorgonia. En ese entonces se le atribuyó el fenómeno a una enfermedad fúngica caracterizada por la infección del hongo Aspergillus sydowi, cuya epizootiología se presenta en relación con elevadas temperaturas del agua (Alker et al., 2001). La prevalencia de la enfermedad continúa desde entonces en el POT colombiano (figura 2A) y en localidades como isla Gorgona las poblaciones de abanicos de mar están amenazadas con extinción local.
No fue hasta que gracias a métodos de metabarcoding logramos estudiar la microbiota de Pacifigorgia. Esta comunidad la conforman más de 300 tipos de bacterias y otros microorganismos, muchas de estas endosimbióticas.
Figura 2A. Octocorales del género Pacifigorgia. Colonia de Pacifigorgia irene con muestras de una lesión fúngica en Cabo Corrientes, Chocó, Colombia.
La microbiota de las colonias de Pacifigorgia enfermas no se diferenciaban en la composición con respecto a las colonias sanas, pero se notaba un cambio en la abundancia de microorganismos en donde aumentaban aleatoriamente algunos tipos raros, quizás oportunistas, mientras los principales, importantes para la nutrición, disminuían abruptamente [20]. No se encontró un agente patógeno como tal sino una ruptura del equilibro de la microbiota, una disbiosis, que conducía a la enfermedad y posteriormente daba paso a los hongos que deshacían el tejido coralino. En este caso, no se trataba de una enfermedad infecciosa sino de un desequilibrio en la microbiota.
Otro factor de gran preocupación para la conservación de los octocorales del POT, y otras especies del litoral, es la presencia del coral copo de nieve (Carijoa riisei: figura 2B). Considerada originaria del Indopacífico [21], C. riisei, se halló fuera de su rango natural en los años setenta en el archipiélago de Hawái, donde arrasó con las poblaciones de coral negro provocando el cierre de su pesquería para la joyería del coral [22].
Este coral blando invasor se encuentra en simbiosis con una esponja, Desmapsamma anchorata, cuyas sustancias citotóxicas le confieren una gran superioridad competitiva frente a otros organismos arrecifales, provocando necrosis del tejido blando de otros octocorales y apoderándose rápidamente de sus esqueletos [23]. Aunque esta especie lleva más de 15 años en el POT [24], hasta hace poco se ha documentado el comportamiento agresivo y el ahogamiento que produce esta especie sobre los octocorales nativos de esta región [25]. La especie invasora en unos pocos meses se logra posesionar de grandes áreas de litorales entre 5 y 20 m, arrasando con casi todas las especies de octocorales y otros invertebrados sésiles. Se presume que el contacto con C. riisei puede aumentar la frecuencia de enfermedades fúngicas y que los candelabros del género Muricea están localmente extintos, en muchas regiones del POT, en relación con la presencia de esta especie invasora.
