Huracanes, amebas y bosques de kelp: una historia entrelazada

30/11/2012 2 comentarios
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En ocasiones, la ciencia encuentra vínculos inesperados entre fenómenos naturales aparentemente inconexos. La ecología, con sus marañas interconectadas de procesos, flujos, sistemas, entradas, respuestas y realimentaciones, es una fuente prácticamente inagotable de estas conexiones. Cuando algún científico describe el funcionamiento de alguna pequeña ruta desconocida de la red de interacciones ecológicas, aumenta nuestra comprensión sobre cómo funciona el Mundo (o, al menos, una pequeña parte de él), pero aumenta también, en mayor medida, nuestro convencimiento de que la red completa debe ser mucho más compleja de lo que podamos llegar a imaginar.

Un ejemplo ilustrativo de esta omnipresente interconexión entre procesos ecológicos es la reciente investigación de Bob Scheibling y Jean Sébastien Lauzon-Guay, ecólogos marinos de la Universidad de Dalhousie, en Nueva Escocia (Canadá). Mientras estaban modelando la interacción entre erizos de mar y bosques submarinos de kelp en las costas de Nueva Escocia, intuyeron la existencia de una curiosa relación entre la presencia de huracanes y los episodios de mortalidad masiva de erizos. Así, las poblaciones del erizo verde Strongylocentrotus droebachiensis, especie que alcanza elevadas densidades en las costas de Nueva Escocia, habían sufrido sendos episodios de mortalidad masiva que coincidían con los pasos del huracán Juan en 2003 y del huracán Bill en 2009. Hasta aquí, nada anormal. Podría parecer obvio que una fuerte tormenta, acompañada de intenso oleaje y movimiento masivo de rocas en los fondos marinos, fuera perfectamente capaz de acabar con una población de erizos de mar. Pero había dos pequeños detalles: en primer lugar, los huracanes Juan y Bill apenas habían rozado la costa de Nueva Escocia, ya que habían descargado su fuerza cientos de kilómetros más al Sur; en segundo lugar, las mortalidades masivas no eran debidas en absoluto a la acción mecánica de las olas, ya que no coincidían en el tiempo con el huracán, sino que aparecían siempre entre dos y tres semanas más tarde.

Agregación de erizos verdes Strongylocentrotus droebachiensis (foto J-S. Lauzon-Guay 2009)

Agregación de erizos verdes Strongylocentrotus droebachiensis, Foto: J-S. Lauzon-Guay 2009

 

Misterio a la vista y misterio resuelto. Scheibling y Lauzon-Guay fueron capaces de identificar, más allá de toda duda razonable, el agente patógeno culpable de la mortalidad de los erizos. La ameba Paramoeba invadens aparecía en todos los individuos enfermos y producía todos los síntomas cuando se inyectaba en los individuos sanos. Las Paramoeba son amebas marinas, normalmente de vida libre, pero pueden producir también infecciones en diversos grupos de invertebrados marinos. Los dos ecólogos canadienses desarrollaron una curiosa teoría: la llamada "Hipótesis de la Tormenta Asesina". Según esta hipótesis, los gérmenes de Paramoeba invadens, que no resisten las aguas frías, están presentes en las aguas cálidas del Sur, donde no entran en contacto con los erizos (S. droebachiensis es una especie que se encuentra únicamente en aguas muy frías), por lo que no suponen, habitualmente, ningún problema. Sin embargo, las Paramoeba pueden ser arrastradas hasta las costas de Nueva Escocia gracias al intenso hidrodinamismo (movimiento masivo de las masas de agua) producido por los huracanes.

Ahora viene la parte matemática. Scheibling y sus colaboradores desarrollaron un modelo predictivo, que tenía en cuenta variables como la distancia a la costa a la que se producía el huracán, la temperatura que alcanzaban las aguas y el grado de hidrodinamismo alcanzado. Con este modelo, cuando se produjera un nuevo huracán, serían capaces de predecir cuándo y dónde afectaría a los erizos canadienses. Sólo era cuestión de esperar.

Y no tuvieron que esperar mucho. El 4 de Septiembre de 2010, un huracán de categoría 1, denominado Earl, azotaba las costas 110 kilómetros al Suroeste de las áreas experimentales donde trabaja habitualmente Scheibling, cerca de Halifax. El científico sacó su calculadora y realizó sus pronósticos. El huracán Earl tenía una probabilidad de un 43% de producir un episodio de mortalidad masiva, que alcanzaría la zona experimental de St. Margaret's Bay, produciendo una mortalidad del 50% de los erizos (el denominado punto t50), entre el 21 y el 28 de Septiembre. Scheibling y su equipo comenzaron los muestreos diarios en sus cajas experimentales, procediendo al contaje de los erizos muertos. Como era de esperar (ya que, en caso contrario, yo no estaría escribiendo este artículo en este blog), la enfermedad alcanzó el punto t50 en la zona predicha justamente el 24 de Septiembre. En Ecología, predecir correctamente cualquier tendencia en el comportamiento futuro de un ecosistema resulta un éxito, pero acertar de forma tan precisa una fecha tan concreta, es casi un milagro. Las predicciones de la Hipótesis de la Tormenta Asesina son más que aceptables. Las consecuencias, como mínimo, resultan curiosas: una especie de ameba que vive, habitualmente, a cientos de kilómetros de distancia, es capaz de afectar intensamente a las poblaciones de erizos de Nueva Escocia y, con ellas, a todo el ecosistema.

Las Paramoeba son amebas marinas, normalmente de vida libre. Pero pueden producir infecciones en diversos grupos de invertebrados marinos.

Las Paramoeba son amebas marinas, normalmente de vida libre. Pero pueden producir infecciones en diversos grupos de invertebrados marinos. Foto: © D. J. Patterson, L Amaral-Zettler, M. Peglar and T. Nerad, MBL (micro*scope)

 

Porque, además de los huracanes, los erizos y la Paramoeba, hay otros actores protagonistas en este drama. El valor de la densidad de erizos es crucial para el control de los bosques de kelp, ecosistemas de incalculable valor, de cuya salud dependen, en gran parte, las poblaciones de especies de gran interés pesquero como el bacalao, el eglefino o el fletán. Por si fuera poco, la elevada productividad primaria de estas algas es también la base de la que dependen todos los ecosistemas adyacentes, que se enriquecen gracias a la exportación de material vegetal en forma de detritus de kelp. El kelp, nombre común con el que se conoce a varias especies de laminariales gigantes (de hecho, son las mayores de entre todas las algas) se encuentra amenazado, precisamente, por la sobrepesca. Cuando disminuyen las poblaciones de peces depredadores (debido a la pesca) aumentan los erizos, que son voraces devoradores de kelp. Si la población de erizos se descontrola, entonces el bosque de kelp sufre un cambio de fase, transformándose en un blanquizal de erizos, un erial submarino de baja productividad y baja diversidad, incapaz de sostener grandes poblaciones de peces. 

Un bosque de kelp (Saccharina longicruris, en Nueva Escocia

Un bosque de kelp, Saccharina longicruris, en Nueva Escocia. Foto: © Scott Leslie / Minden Pictures

 

Por si fuera poco, también debemos tener en cuenta otro importante factor: el cambio global. Una vez entra en juego éste, todas las predicciones pasan a ser una cuestión de probabilidades e incertezas. El aumento de temperatura, con mucha probabilidad incrementará la frecuencia de huracanes en el Atlántico Norte, y favorecerá el desplazamiento hacia el Norte de colonias permanentes de Paramoeba, lo cuál podría ser perjudicial para los erizos o no, ya que existe la posibilidad de que la presión selectiva ejercida de manera continua por las infecciones de Paramoeba origine poblaciones de erizos resistentes a la enfermedad y, a la larga, podrían incluso desaparecer los eventos de mortalidad masiva.

Así, si consideramos tan sólo algunas de las posibles interacciones entre algunos de los múltiples actores del ecosistema, es probable que los huracanes se conviertan, en el futuro, en un inesperado aliado de las poblaciones de bacalao, o quizás no. La lección que hemos aprendido es que la mayoría de los sistemas naturales están tan entrelazados que su comportamiento es, básicamente, impredecible. Una pequeña ameba que vive a cientos de kilómetros de un ecosistema, puede convertirse en especie clave de este ecosistema. El Efecto Mariposa bien podría pasar a llamarse Efecto Paramoeba.

 

Bibliografía:

Scheibling, R.E., Feehan, C. & Lauzon-Guay, J.S. (2010) Disease outbreaks associated with recent hurricanes cause mass mortality of sea urchins in Nova Scotia. Marine Ecology Progress Series 408:109-116.

Scheibling, R.E. & Lauzon-Guay, J.S. (2010) Killer storms: North Atlantic hurricanes and disease outbreaks in sea urchins. Limnology & Oceanography 55(6):2331-2338.

Feehan, C., Scheibling, R.E., & Lauzon-Guay, J.S. (2012) An outbreak of sea urchin disease associated with a recent hurricane: Support for the “killer storm hypothesis” on a local scale. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 413:159-168.