Una nueva investigación, liderada por científicos de la Institución Oceanográfica Woods Hole, ha incorporado los matices del crecimiento del esqueleto coralino, "permitiendo proyecciones más precisas de cómo, dónde y cuánto afectará la acidificación del océano a los corales formadores de arrecifes tropicales", afirma en un comunicado el autor principal del estudio, Nathaniel Mollica, estudiante en el Programa Conjunto sobre Oceanografía MIT-WHOI.
El equipo de investigación desarrolló un modelo numérico que simula este mecanismo detallado de crecimiento esquelético y lo combinó con los cambios proyectados en el pH del océano (una medida de su acidez) inducida por el cambio climático global. Los resultados, publicados en PNAS, mostraron que la disminución de la densidad esquelética de los corales ocurrirá en muchos arrecifes de coral.
Así, el impacto será especialmente fuerte en la región del Indo-Pacífico, con reducciones de hasta 20 por ciento en las densidades de los esqueletos de coral para el 2100 en partes del Triángulo de Coral --el área delimitada por las aguas de Indonesia, Malasia, Filipinas, Papua Nueva Guinea, Timor Leste y las Islas Salomón--. Según los autores, los corales en el Caribe, Hawái y el norte del Mar Rojo podrían tener desarrollarse mejor, con disminuciones de menos del 10 por ciento causadas solo por la acidificación de los océanos.
"Este importante estudio determinó la forma específica en que una especie de coral se ve afectada por la acidificación del océano y modeló el efecto de las condiciones ambientales futuras", afirma David Garrison, director del programa de Oceanografía Biológica de la Fundación Nacional de Ciencias, que financió una gran parte de la investigación junto con 'The Robertson Foundation' y 'Woods Hole Oceanographic Institution'.
Los esqueletos de coral están hechos de aragonita, una forma de carbonato de calcio. Los corales desarrollan sus esqueletos hacia arriba apilando haces de cristales de aragonita, uno encima del otro. Al mismo tiempo, engrosan los paquetes con cristales adicionales, lo que fortalece los esqueletos y los ayuda a resistir las roturas causadas por las corrientes, las olas, las tormentas y las picaduras de lombrices, moluscos y peces loro.
"Los arrecifes de coral se encuentran entre los ecosistemas más diversos de la Tierra, con un enorme valor cultural, ecológico y económico", resalta la coautora del estudio Anne Cohen, científica de WHOI. Los arrecifes se enfrentan a múltiples tensiones, como el aumento del nivel del mar, cambios en los regímenes de nutrientes y temperaturas oceánicas más cálidas, apunta, pero a diferencia del calentamiento oceánico, que causa blanqueamiento visible, el impacto de la acidificación de los océanos es más insidioso y difícil de detectar, y por lo tanto más difícil de predecir.
La acidificación del océano es causada por el aumento de los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera, principalmente por la quema de combustibles fósiles. El dióxido de carbono (CO2) es absorbido por el agua de mar, poniendo en movimiento reacciones químicas que producen iones de bicarbonato (HCO3-) y carbonato (CO32-).
Los pólipos de coral --pequeños animales de coral blandos y de cuerpo blando-- introducen agua de mar que contiene iones de HCO3, CO32 y calcio (Ca2 +) en un "espacio de calcificación" entre sus células y la superficie del esqueleto existente. Bombean iones de hidrógeno (H +) fuera de este espacio para producir más iones de carbonato (CO32-), lo que facilita la fabricación de carbonato de calcio (CaCO3) para sus esqueletos.
PROBLEMAS PARA LA PRODUCCIÓN DEL ESPESANTE DEL ESQUELETO
Pero cuando los océanos absorben el exceso de CO2, como está sucediendo ahora, hay más iones de HCO3- pero menos iones de CO32 en el agua de mar, lo que hace más difícil que los corales acumulen esqueletos. Sin embargo, los experimentos de laboratorio y los estudios de campo han sido ambiguos, mostrando claros impactos negativos de la acidificación de los océanos sobre el crecimiento esquelético en algunos casos, pero no en otros. La nueva investigación sugiere que esta inconsistencia refleja en parte la complejidad recién descubierta del crecimiento esquelético de los corales.
Para probar esta teoría, los científicos tomaron núcleos de esqueletos de un tipo común de corales formadores de arrecifes llamados 'Porites' en cuatro lugares: Palau, Atolón Dongsha en el Mar Meridional de China, Isla Verde en Taiwán y Saboga en Panamá, donde las condiciones del agua de mar abarcaron una amplia gama de niveles de pH y concentraciones de iones de carbonato. Utilizaron un escáner de tomografía computarizada (TC) en 3-D para obtener imágenes de los núcleos esqueléticos, que revelan bandas de crecimiento anual, al igual que los anillos en un árbol.
A partir de los escaneos, pudieron discernir y cuantificar por separado los componentes ascendentes y espesantes del crecimiento del coral. Su análisis reveló una correlación consistente: los esqueletos de los corales en aguas más ácidas (pH más bajo y menos iones de carbonato) eran significativamente más delgados. Sin embargo, no encontraron ninguna relación entre el crecimiento ascendente y la concentración de iones carbonatados.
Para comprender mejor estos procesos, los científicos examinaron el proceso de crecimiento del coral y mostraron que, a medida que disminuyen el pH y los iones de carbonato en el agua marina, también lo hacen las concentraciones de iones carbonato en el espacio calcificante de los corales. En consecuencia, los corales no pueden producir tanto aragonito como para espesar el esqueleto y continúan invirtiendo en el crecimiento hacia arriba, pero la "densificación" o engrosamiento sufre. Como resultado, los corales en aguas de pH más bajo crean esqueletos más delgados que son más susceptibles al daño de las olas o los ataques de organismos erosionados.
El equipo de investigación analizó además los datos publicados sobre más de 100 núcleos esqueléticos de coral 'Porites' tomadas por otros científicos en muchos lugares donde se conoce la química del agua de mar. Los análisis validaron el mecanismo propuesto por el equipo de cómo la química del agua de mar afecta a la densidad de los esqueletos de coral.
Los científicos observan que la acidificación del océano no está sucediendo aisladamente y que otros cambios como el calentamiento del océano también afectarán al crecimiento de los corales. "Nuestro próximo paso es extender nuestro modelo para incorporar los efectos de múltiples factores estresantes en el crecimiento esquelético de los corales --señala el investigador del estudio Weifu Guo, geoquímico de WHOI--. Conocer los detalles de cómo las diferentes facetas del cambio oceánico afectarán a los corales nos permitirá proyectar cuantitativamente la trayectoria de los corales constructores de arrecifes bajo el cambio climático del siglo XXI".
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