Todos estamos familiarizados con los puntos de inflexión cuando cruzar lo que podría parecer un umbral menor puede llevar a resultados drásticamente diferentes:el favorito del Super Bowl cae al último lugar con una lesión de un solo liniero, una plántula de tomate que se eleva hacia el cielo en el momento en que corona los confines sombríos de su vasija de barro.

Ahora, un estudio realizado por investigadores del Instituto de Ciencias Marinas de Virginia de William &Mary identifica un punto de inflexión en los esfuerzos de restauración de ostras, donde los arrecifes reconstruidos para llegar a un pie o más por encima del fondo se vuelven saludables, ecosistemas autosostenibles, mientras que los reconstruidos en alturas más bajas se recubren rápidamente y luego se entierran con sedimentos.

El estudio, el artículo de fondo de la edición del 6 de noviembre de Serie de progreso de ecología marina , es coautor del ex Ph.D. de VIMS. la estudiante Allison Colden junto con los profesores de VIMS Rob Latour y Rom Lipcius. Es el segundo artículo destacado por investigadores de VIMS en la prestigiosa revista en el último mes.

Colden, ahora científico pesquero de Maryland para la Fundación de la Bahía de Chesapeake, dice, "La identificación del umbral de respuesta de las poblaciones de ostras a la altura de los arrecifes proporciona información crítica sobre la degradación y pérdida de los arrecifes de ostras de la bahía. Comprender esta respuesta y sus mecanismos subyacentes puede ayudar a los administradores a aprovechar al máximo los recursos limitados al no construir en exceso, mientras se maximiza la probabilidad de éxito de la restauración ". Los arrecifes de ostras restaurados se construyen normalmente con conchas fósiles o recicladas, ambos son escasos.

Los investigadores dicen que sus hallazgos pueden ayudar a explicar la pérdida de ostras y mejorar los esfuerzos de restauración de ostras no solo en la Bahía sino en todo el mundo. Las poblaciones de ostras nativas han disminuido en todo el mundo durante el último siglo debido a la sobrepesca, contaminación de nutrientes, enfermedad, y hábitat degradado, con importantes impactos económicos y ecológicos.

La investigación del equipo se basa en varios estudios recientes que identificaron la altura del arrecife como un factor clave para predecir el éxito o el fracaso de la restauración. Pero, dice Lipcius, "nadie había cuantificado la elevación del umbral a la que diverge la trayectoria de un arrecife, o identificó los mecanismos involucrados ".

Para responder esas preguntas, los científicos utilizaron conchas de ostras para construir 24 arrecifes experimentales en 4 sitios en los ríos Great Wicomico y Lynnhaven, afluentes de la bahía de Chesapeake en Virginia. Construyeron los arrecifes a 6 alturas diferentes, de 5 centímetros a medio metro por encima del piso de la bahía, un rango de elevaciones que se usa típicamente en la restauración de ostras o en las actividades de recuperación en la bahía.

Luego observaron estos arrecifes a los 8 meses y 2 años después de la construcción, usando una cámara de video en un vehículo operado por control remoto. También midieron la densidad de las ostras, la tasa de deposición de sedimentos, y "rugosidad, "una medida de complejidad de la superficie. Los arrecifes saludables tienen muchos rincones y grietas, que protegen a las larvas de ostras y otros animales pequeños de las corrientes y depredadores, mientras genera turbulencia que ayuda a mantener los sedimentos fuera de la superficie del arrecife.

"Nuestro muestreo de video mostró que la condición del arrecife divergió casi de inmediato, dentro de los 2 meses posteriores a la construcción, "dice Colden." En los arrecifes inferiores, los sedimentos enterraron rápidamente las conchas, particularmente alrededor de los márgenes del arrecife. En los arrecifes más altos vimos una cáscara emergente, muchas ostras jóvenes, y menores niveles de sedimentación ".

El punto de inflexión o umbral entre estos dos estados fue de 0,3 metros, alrededor de un pie. Los arrecifes construidos a esta altura o más tenían densidades de ostras 3,5 veces mayores que los arrecifes más bajos, y las densidades en los arrecifes más altos generalmente aumentaron con el tiempo. Las densidades en los arrecifes inferiores tendieron a disminuir bajo un rango de tasas de sedimentación, con la mayoría de estos arrecifes eventualmente desapareciendo bajo un manto de sedimentos.

"Descubrimos que la relación entre la densidad de ostras y la altura del arrecife no era lineal, "dice Lipcius." Las tasas de deposición de sedimentos disminuyeron exponencialmente con el aumento de la altura del arrecife, mientras que la rugosidad aumentó ".

Los investigadores atribuyen estas observaciones a la retroalimentación positiva entre la estructura del arrecife, flujo de agua, y dinámica de población resultante.

"Cuanto más alto esté el arrecife sobre el lecho marino, cuanto menos espacio hay para que el agua fluya entre él y la superficie, "dice Colden." Eso hace que el agua fluya más rápido, que evita que se acumulen sedimentos sobre las ostras, les proporciona mucho plancton para filtrar, y ayuda a mantener los rincones y grietas que albergan las larvas de ostras y otros invertebrados ".

Los investigadores dicen que la relación entre la altura del arrecife y la persistencia también ayuda a explicar cómo las presiones de la cosecha llevaron a la desaparición de las poblaciones de ostras nativas durante el siglo XX.

"La dinámica de umbral que observamos ayuda a explicar la pérdida histórica de hábitats de arrecifes a lo largo de la costa atlántica, "dice Lipcius." Al romper la estructura del arrecife y quitar las conchas junto con las ostras vivas, técnicas de recolección como el dragado y el uso de lengüetas hidráulicas redujeron la altura del arrecife por debajo del umbral crítico, mover los arrecifes de una trayectoria persistente a una degradante ".

Viendo hacia adelante, los investigadores dicen que sus hallazgos indican que los arrecifes restaurados deberían extenderse al menos 0,3 metros por encima del fondo, y debería estar fuera de los límites de la recolección a menos que los administradores puedan garantizar que los arrecifes permanezcan por encima del umbral de altura del arrecife en condiciones de recolección.