OREGON STATE UNIVERSITY

Un nuevo estudio demuestra que el “estado de saturación del carbonato”, no el CO2 o el pH, es directamente nocivo para los bivalvos

12/15/2014

CORVALLIS, Ore. – La mortalidad de larvas de ostra japonesa u ostión en criaderos de la región costera del Noroeste de EEUU (Pacífico Nororiental) ha sido asociada a la acidificación del océano. Sin embargo, los ritmos de incremento en dióxido de carbono (CO2) de origen antropogénico y de reducción del pH en aguas costeras han sido cuestionados como suficientemente severos como para causar las mortalidades masivas observadas.

Un nuevo estudio realizado con larvas de ostra japonesa y de mejillón mediterráneo ha descubierto que las etapas larvales más tempranas son directamente sensibles al estado de saturación del carbonato, no al CO2 o al pH. El estado de saturación es una medida de la corrosividad del agua de mar con respecto al carbonato cálcico de las conchas de bivalvos  y, por consiguiente, también indica la facilidad para producir la concha que tienen las larvas.

Es importante destacar que un incremento en el nivel de CO2 reduce el estado de saturación,  que es muy sensible a este parámetro, explican los científicos. Cuanto menor es el valor del estado de saturación del carbonato, más corrosiva es el agua de mar. El reto de interpretación de estudios previos es que el estado de saturación y el pH normalmente varían de forma conjunta cuando se incrementa el CO2. Los científicos han confirmado la sensibilidad de las larvas de bivalvo al estado de saturación a través de manipulaciones únicas y novedosas de la composición química del agua de mar.

Los resultados del estudio, financiado por la National Science Foundation (NSF, Fundación Nacional para la Ciencia de EEUU), se publican esta semana en la revista científica Nature Climate Change.

“Los bivalvos evolucionaron hace mucho tiempo y han sobrevivido a varios períodos en la Historia de La Tierra con niveles elevados de dióxido de carbono en ambientes marinos,” asegura George Waldbusser, ecólogo y biogeoquímico de Oregon State University (OSU) y autor principal del estudio. “La diferencia radica en que, en el pasado, elevados niveles de alcalinidad neutralizaban incrementos en CO2, manteniendo el estado de saturación del carbonato más alto en comparación con el pH.”

“La diferencia con la situación actual del océano consiste en que los procesos que contribuyen a la alcalinidad del océano y su neutralización  no pueden seguir el ritmo del incremento de CO2 por causas antropogénicas”, añade Waldbusser, parte del College of Earth, Ocean and Atmospheric Sciences. “Siempre y cuando el estado de saturación se mantenga alto, las ostras y los mejillones que analizamos podrían tolerar concentraciones de CO2 casi 10 veces más altas que las presentes”.

La idea de que el desarrollo temprano de los bivalvos y su crecimiento no están tan fisiológicamente relacionados con el CO2 o los niveles de pH como se pensaba previamente parece inicialmente positiva. Sin embargo, en realidad es al revés, Waldbusser indica. Las larvas de ostra y mejillón son tan sensibles al estado de saturación (que se reduce con incrementos en CO2) que el umbral de peligro se rebasará entre “décadas y siglos” antes de que los incrementos en CO2 (y disminuciones en pH) constituyan por sí solos una amenaza para estas larvas de bivalvos.

“A la velocidad actual, no hay mucho más margen para que las aguas costeras de Oregon absorban más CO2 sin traspasar el umbral negativo identificado con respecto al estado de saturación”, declara. Los resultados del estudio ayudan a explicar los fracasos de producción en los criaderos de larvas y cómo la mejora de la composición química del agua en estas instalaciones ha demostrado ser una solución exitosa.

En el pasado geológico, el sistema  se mantuvo más equilibrado probablemente gracias a una combinación de factores, según los investigadores. Un factor de incrementos previos incrementos de dióxido de carbono ha sido la elevada actividad volcánica. Sin embargo, la mayor actividad volcánica también coincide con la mayor actividad tectónica y levantamiento de continentes, incrementando la erosión de las superficies rocosas y, por lo tanto, la alcalinidad en los ríos, de donde finalmente fluyó al océano para contrarrestar el CO2.

Los modelos matemáticos y computacionales sugieren que el dióxido de carbono está aumentando debido a la actividad humana entre 100 y 1.000 veces más rápidamente que los procesos erosivos que producen alcalinidad, que no pueden mantener el ritmo, señala Waldbusser.

El estudio en Nature Climate Change se basa en investigaciones previas, realizadas por Waldbusser y sus colegas, que describieron los mecanismos mediante los cuales los jóvenes bivalvos producen sus conchas después de la fertilización. En ese estudio, los investigadores demostraron que las jóvenes ostras y mejillones tienen que constituir su concha en 48 horas para poder comenzar a alimentarse a un ritmo suficientemente rápido a fin de poder sobrevivir, y que el ritmo acelerado de producción de la concha requeriría mucha energía. Consecuentemente, en presencia de agua más ácida, las larvas tendrían que dedicar demasiada energía a  formar la concha y, por tanto,  carecerían de la suficiente para moverse y capturar comida.

“En los criaderos de ostra, llaman a esto ‘el síndrome de las larvas perezosas’ porque estas pequeñas ostras simplemente se hunden en el agua y dejan de nadar” Waldbusser explica. “Estos organismos son realmente muy sensibles a la acidificación del océano en ciertos períodos, todavía más sensibles de lo que pensábamos hasta ahora”.

En este nuevo estudio, los investigadores han utilizado imágenes de alta resolución para analizar el desarrollo de la concha de ostras y mejillones. Han descubierto que los organismos, cuyo tamaño es entre una y cien veces menor que el diámetro de un pelo humano, en realidad forman una concha entera de carbonato cálcico en unas seis horas, aproximadamente 12 horas después de la fertilización.

Según los investigadores, alterar la composición química del agua de mar solo un poco implica una mayor proporción de conchas que no se desarrollan normalmente. Las conchas que sí se desarrollan son más pequeñas, dando lugar a organismos potencialmente más débiles, que requerirán más tiempo para alcanzar el tamaño adecuado con el fin de asentarse y comenzar su vida adulta.

“Cuando el agua está más saturada y posee mayor alcalinidad, que ayuda a contrarrestar los niveles elevados de dióxido de carbono, se aseguran las condiciones favorables para la formación de la concha, y, además, las conchas son más grandes” Waldbusser declara. “Esto puede tener un impacto muy significativo en su supervivencia futura.”

Los criaderos de bivalvos están modificando la composición química del agua, basándose en los resultados obtenidos por los investigadores de OSU, para crear condiciones más favorables para los jóvenes bivalvos. Sin embargo, esta estrategia sólo beneficia a los organismos que pueden ser cultivados de forma sencilla, ya que sería un reto formidable incrementar la alcalinidad en ambientes naturales debido a la cantidad requerida.

Otros investigadores de Oregon State involucrados en el estudio de Nature Climate Change son Burke Hales, Chris Langdon, Brian Haley, Paul Schrader, Elizabeth Brunner, Matthew Gray, Cale Miller e Iria Giménez.

(traducción por Iria Giménez)

 

College of Earth, Ocean, and Atmospheric Sciences

About the OSU College of Earth, Ocean, and Atmospheric Sciences: CEOAS is internationally recognized for its faculty, research and facilities, including state-of-the-art computing infrastructure to support real-time ocean/atmosphere observation and prediction. The college is a leader in the study of the Earth as an integrated system, providing scientific understanding to address complex environmental challenges