Praderas de pastos marinos, viveros y zonas de alimentación clave para muchos tipos de vida marina, se están perdiendo en todo el mundo debido a la contaminación por nutrientes, aguas cálidas, y otros males. Un nuevo estudio realizado por un equipo de investigación internacional revela cuellos de botella en el crecimiento de los pastos marinos desde la semilla hasta la plántula. conocimiento útil para mejorar los esfuerzos de restauración basados ​​en semillas.

Los autores del estudio son John Statton, Leonardo Montoya, y Gary Kendrick de la Universidad de Australia Occidental, Robert Orth del Instituto de Ciencias Marinas de Virginia William &Mary, y Kingsley Dixon de la Universidad Curtin en Perth. Su trabajo aparece en el número de hoy de Informes científicos , una revista de acceso abierto de los editores de Nature.

"La ciencia detrás de la restauración basada en semillas está muy poco desarrollada para la mayoría de las especies de pastos marinos y está muy por detrás de la de las plantas terrestres, "dice Statton. Una excepción notable es el éxito del uso de semillas para restaurar la hierba marina en las bahías costeras de Virginia; trabajo iniciado por Orth durante años de pruebas de prueba y error tanto de semillas como de brotes trasplantados.

En el estudio actual, los investigadores intentaron comprender el viaje desde la semilla hasta la plántula de la hierba marina australiana Posidonia australis o hierba de cinta. Esta especie de crecimiento lento ha experimentado graves disminuciones en gran parte de su área de distribución, lo que le valió un estatus de "casi amenazado" en la Lista Roja de la UICN.

El equipo llevó a cabo su estudio monitoreando minuciosamente el destino de más de 21, 000 semillas de P. australis plantadas a mano en parcelas experimentales en Cockburn Sound, Australia Occidental. Ubicaron las parcelas para probar diversos grados de exposición a las olas, herbívoros de semillas como cangrejos, y "bioturbadores, "animales que inadvertidamente entierran semillas durante la excavación u otras actividades, a menudo demasiado profundo para su desarrollo posterior.

A diferencia de la mayoría de los otros estudios sobre el crecimiento de pastos marinos, que simplemente han analizado la proporción total de semillas que alcanzan la madurez como plantas adultas, El equipo de Statton siguió cuidadosamente el progreso de sus semillas en cada paso desde la germinación hasta la dependencia de semillas, independiente de semillas, y plántulas establecidas.

"Al identificar las transiciones exactas de las etapas tempranas de la vida que limitan el reclutamiento de pastos marinos, creemos que podemos mejorar nuestra capacidad para dirigirnos a los procesos que responden mejor a la gestión, ", dice Statton." Estos cuellos de botella pueden ser únicos para cada especie de pastos marinos e incluso para una ubicación particular, "agrega Orth.

Los resultados del equipo mostraron claras diferencias en el éxito de las semillas entre las distintas etapas de la vida. En el menos profundo sitios más protegidos, pocas semillas sobrevivieron al pastoreo y la bioturbación para completar la transición inicial de la etapa de vida:el primer mes de crecimiento cuando una plántula germinada todavía depende de su semilla para obtener energía. Las semillas desplegadas en sitios más profundos sobrevivieron durante otros cuatro a seis meses, antes de que casi todas las plántulas ahora independientes fueran arrancadas por las olas de las tormentas invernales. Como resultado de estos desafíos, la supervivencia general de las semillas fue extremadamente baja, con menos de 1 en 1, 000 semillas que alcanzan la etapa juvenil, una probabilidad de sólo el 0,1 por ciento.

Luego, los investigadores utilizaron modelos para estimar la densidad de siembra necesaria para superar estos graves cuellos de botella. calculando el éxito en densidades de siembra de 2 a 40 veces más altas que sus estudios de campo. Aquí sus resultados sugieren que cuantas más semillas mejor, aunque señalan que se necesita trabajo de campo adicional para probar los rendimientos decrecientes en el crecimiento debido al hacinamiento de semillas y la competencia por recursos limitados.

Aunque los obstáculos al crecimiento observados en el estudio australiano pueden parecer abrumadores, Orth señala que en realidad están en línea con los hallazgos de otros estudios tanto de pastos marinos como de plantas terrestres. "En nuestros esfuerzos de restauración en las bahías costeras de la costa este de Virginia, " él dice, "la probabilidad de supervivencia de las semillas es sólo del uno al cinco por ciento".

A pesar de esto, la siembra repetida por parte de los investigadores de VIMS ha llevado al éxito de la restauración. "En 1997 había solo una pequeña parcela de hierba marina en South Bay, "dice Orth". Ahora, 71 millones de semillas después, hay más de 7, 000 acres, y la hierba se está extendiendo de forma natural ".

A similar approach might thus work in Australia and other areas worldwide where seagrasses have succumbed to cloudy waters and coastal development. "Our results indicate that seeding may be an appropriate strategy for restoring P. australis, " says Statton. "But, " él añade, "we would need to do so annually for a decade or more to escape both the summer bottlenecks associated with bioturbators and grazers, and the winter bottlenecks associated with storm waves."

"This approach would allow us to benefit from windows of opportunity, " he explains, "benign years when winter storms were relatively weak or came from directions where landmasses blocked most waves. These conditions would allow seagrass seeds to take root and survive."

The team's field and modeling results suggest a number of other strategies to maximize restoration success. For wave-sheltered sites, these include relocating or excluding the crabs and other invertebrates that currently dislodge or eat most seeds and incipient seedlings. "In wave-exposed locations, " says Statton, "we might introduce mixtures of seeds and seedlings from species adapted for turbulent conditions, thus providing some seafloor stability for the survival of P. australis."