Un equipo de investigación del Instituto Universitario de Investigación Marina (INMAR) de la Universidad de Cádiz (UCA) ha revelado que el cambio climático y la modificación en las interacciones entre plantas y animales modifican los ciclos de carbono en los ecosistemas marinos, lo que tendría consecuencias tanto para la biodiversidad marina como para la capacidad de las praderas marinas de actuar como almacenes de carbono.
Este estudio, realizado en una pradera de Cymodocea nodosa en la bahía gaditana, en aguas de 0,5 metros de profundidad bajo la marea más baja, se ha financiado mediante los proyectos ‘Seagrass ecosystem: restoration and carbon dynamics as a intelligent, sustainable and inclusive growth of cádiz bay (ser-cady)’, de la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía, y el denominado ‘Papel de variables controladoras globales en el metabolismo de carbono y flujos de carbono orgánico disuelto en comunidades bentónicas costeras’ y ‘Remineralización y refractariedad del carbono orgánico en praderas de angiospermas marinas: contribución a la gestión del carbono azul’, del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades.
Las praderas marinas suponen el mayor sumidero del planeta para la captura de carbono y son un elemento importante para la protección de los ecosistemas costeros. Sin embargo, el exceso de nutrientes que llega por la acción humana, como el uso de fertilizantes, aguas residuales, actividades ganaderas o la contaminación del aire, provoca un aumento de nitrógeno y fósforo en el entorno que puede dañarlo.
Esto produce, principalmente, el sobrecrecimiento de algas, toxicidad por amonio -un compuesto del nitrógeno-, la alteración de la comunidad biológica y la ampliación de elementos en descomposición, cambiando así la dinámica del ecosistema. En el artículo ‘Nutrient enrichment and herbivory alter carbon balance in temperate seagrass communities’, publicado en la revista Marine Pollution Bulletin, los expertos resaltan cómo el exceso de nutrientes, unido a la presión de las especies herbívoras, afectan a la producción de carbono y, además, alteran las estructuras de las comunidades marinas, tanto físicas como de biodiversidad.
La erosión de los sedimentos y el daño a la estructura de las praderas marinas debilitan su papel en la protección de la costa. «Este estudio demuestra que la pérdida de la vegetación puede tener consecuencias devastadoras para la biodiversidad marina y para los ecosistemas, incluyendo el paisaje costero y la captura de carbono», indica a la Fundación Descubre, organismo dependiente de la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación, la investigadora de la Universidad de Cádiz Rocío Jiménez, autora del artículo.
Cambio climático, luz y calor
Los resultados muestran que las praderas marinas responden de manera diferente según la temporada. En invierno, el exceso de nutrientes convierte la comunidad dominada por estas plantas marinas en un sistema que consume más carbono del que produce. Esto sucede debido a las bajas temperaturas y a la escasa luz, que aumentan la demanda de las plantas para procesar el exceso de nutrientes.
En verano, en cambio, las condiciones de mayor luz y calor favorecen el crecimiento de estas plantas y otros organismos fotosintéticos, como algas y epífitos, microorganismos que habitan sus hojas. Este aumento de biodiversidad resulta en un mayor flujo de carbono hacia el agua.
Además, un aumento en nutrientes provoca que estas plantas sean más consumidas por los herbívoros. En consecuencia, cuando se alimentan en exceso, la producción de carbono disminuye en ambas estaciones. El daño a las plantas también desestabiliza los sedimentos, provocando erosión y la pérdida de carbono almacenado en el suelo marino. Así, la combinación de exceso de nutrientes y la presión por consumo de herbívoros lleva a una liberación mayor de carbono disuelto, lo que afecta a la capacidad de los ecosistemas marinos para capturar carbono de manera eficiente.
La especie de pradera estudiada, conocida por su rápido crecimiento y adaptabilidad, es objeto de estudio muy frecuente para investigar la respuesta de las plantas a los factores que provocan estrés ambiental. La comunidad estudiada incluye diversos organismos y está influida por factores estacionales como la temperatura, entre 9 y 28 grados centígrados, y la disponibilidad de nutrientes, que alcanza su pico en invierno debido a la escorrentía y mareas.
Así, la interacción entre el estrés herbívoro y el enriquecimiento de nutrientes no solo amenaza la resiliencia de las praderas marinas, sino que también podría amplificar los efectos del cambio climático en las zonas costeras. Por ello, los investigadores continúan sus estudios sobre cómo otros factores estacionales o climáticos, como la temperatura y la luz, interactúan con estos estresores. Además, se abre la posibilidad de estudiar los impactos a largo plazo de estos cambios en la biodiversidad y los ciclos de carbono globales.