Un estudio publicado recientemente por un equipo de investigadores, exalumnos y estudiantes de la Universidad de Hawai'i en Manoa School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST) demostraron que los impactos locales de los humanos (contaminación de nutrientes por actividades en tierra) pueden acelerar los impactos negativos de la acidificación global de los océanos en los arrecifes de coral.

Los arrecifes de coral brindan servicios ecosistémicos críticos, incluida la seguridad alimentaria y la protección de las costas para las comunidades costeras. Estos servicios dependen en gran medida de la estructura tridimensional altamente compleja de los arrecifes de coral. Para que los arrecifes de coral prosperen, organismos calcificantes, como los corales, debe construir el arrecife más rápido que los organismos bioerosión y la disolución natural romperá el arrecife.

"Existe una larga historia de análisis de los impactos de la contaminación por nutrientes y la acidificación de los océanos en los arrecifes de coral, "dijo la autora principal Nyssa Silbiger, profesor asistente en la Universidad Estatal de California, Northridge y ex alumna del Instituto de Biología Marina UH Manoa Hawai'i (HIMB) en SOEST. "Sin embargo, se sabe poco acerca de cómo estos dos factores de estrés interactúan e influyen en el funcionamiento del ecosistema de los arrecifes de coral ".

Investigaciones anteriores mostraron que los factores de estrés asociados con el dióxido de carbono de origen humano (CO ₂ ) emisiones, como la acidificación del océano, están desplazando los arrecifes de coral hacia la pérdida neta, lo que conduciría a la pérdida del marco tridimensional en el futuro. El nuevo estudio en Actas de la Royal Society B:Ciencias biológicas demostró que la contaminación por nutrientes podría hacer que los arrecifes de coral sean más vulnerables a la acidificación de los océanos y acelerar el cambio previsto del crecimiento neto a la pérdida general.

En HIMB, El equipo utilizó un sistema de vanguardia en el que continuamente agregaron nutrientes (nitratos y fosfatos) a los acuarios que albergan a diferentes miembros de la comunidad de arrecifes de coral. incluidos los corales, algas marinas escombros de arrecifes muertos, o arena. Luego compararon esto con un experimento que imita los sistemas naturales con una comunidad mixta que contiene los cuatro componentes y midieron las "funciones del ecosistema" críticas de las comunidades de arrecifes de coral:calcificación, disolución, fotosíntesis, y respiración.

"Demostramos que la contaminación por nutrientes disminuye el crecimiento general de los arrecifes y altera la dinámica química natural de los arrecifes de coral, "dijo Silbiger." En agua de mar contaminada con nutrientes, Los calcificadores fueron menos capaces de capitalizar los compuestos disueltos que forman los componentes básicos de los arrecifes de coral. La contaminación por nutrientes redujo las tasas de calcificación, una medida de la rapidez con la que los constructores de arrecifes están creando la estructura esquelética, casi diez veces en aguas que de otro modo promoverían el crecimiento de los arrecifes. y mejoró tanto la disolución del esqueleto como el crecimiento de competidores de algas marinas ".

A menudo se piensa que los nutrientes de los fertilizantes impactan indirectamente a los arrecifes, por ejemplo, dando una ventaja a las algas marinas que pueden alcanzar los arrecifes, una observación reforzada por este estudio.

"Estos 'cambios de fase' en los arrecifes de algas se están produciendo a nivel mundial, provocando un cambio importante en el funcionamiento de los arrecifes, "dijo el coautor Craig Nelson, profesores de la UH Manoa en Oceanografía y Sea Grant. "Pero hasta ahora nunca cuantificamos cómo la contaminación por nutrientes puede reducir directamente la capacidad de los corales para construir la estructura del arrecife".

Lo que reveló este trabajo es que los nutrientes también cambian el pH ambiental local al comprometer la forma en que respiran los corales y otros organismos del arrecife. que influye en la química del arrecife.

"La relación entre los nutrientes y el metabolismo de los arrecifes exacerba el cambio de pH, lo que puede hacer que todo el sistema sea más susceptible a amenazas globales como la acidificación de los océanos, "dijo la coautora Hollie Putnam, profesor asistente en la Universidad de Rhode Island y exalumna de HIMB.

"La contaminación por nutrientes afecta negativamente el crecimiento de los arrecifes tanto directa como indirectamente, creando un doble golpe para los arrecifes de coral ya estresados ​​por la acidificación de los océanos en todo el mundo, "dijo la coautora Megan Donahue, investigador en HIMB. "Nuestros datos indican que tanto los esfuerzos de gestión local como la reducción de la escorrentía de nutrientes y la filtración al agua subterránea, y acciones globales, como reducir las emisiones globales de dióxido de carbono, son necesarios para proteger los arrecifes de una rápida disminución ".

En el futuro, el equipo de investigación se centrará en cómo otros componentes del arrecife, como los peces, interactúan con estos procesos para impactar el funcionamiento del ecosistema del arrecife de coral, porque los arrecifes son redes complejas y estas interacciones son críticas para la resiliencia.