Posibles impactos [ editar ]
El aumento de la acidez tiene consecuencias posiblemente perjudiciales, tales como presionar las tasas metabólicas de calamar gigante , [62] deprimiendo las respuestas inmunes de mejillones azules, [63] y decoloración de los corales . Sin embargo, puede beneficiar a algunas especies, por ejemplo, aumentando la tasa de crecimiento de la estrella de mar, Pisaster ochraceus , [64] mientras que las especies de plancton sin cáscara pueden florecer en océanos alterados. [sesenta y cinco]
El informe "Resumen de la acidificación de los océanos para responsables de políticas 2013" describe los hallazgos de la investigación y los posibles impactos. [66]
Impactos sobre los organismos de calcificación oceánicas [ editar ]
Aunque la absorción natural de CO
2 por los océanos del mundo ayuda a mitigar losefectosclimáticosde las emisiones antropogénicas deCO
2 , se cree que la disminución resultante en el pH tendrá consecuencias negativas, principalmente para losorganismoscalcificantesoceánicos. Estos abarcan lacadena alimentariadesdeautótrofoshastaheterótrofose incluyen organismos tales comococolitóforos,corales,foraminíferos,equinodermos,crustáceosymoluscos. [10] [67] Como se describió anteriormente, en condiciones normales, la calcita y la aragonita son estables en las aguas superficiales, ya que el ion carbonato estásobresaturado.concentraciones Sin embargo, a medida que desciende el pH del océano, la concentración de iones de carbonato necesaria para que se produzca la saturación aumenta, y cuando el carbonato se vuelve poco saturado, las estructuras hechas de carbonato de calcio son vulnerables a la disolución. Por lo tanto, incluso si no hay cambios en la velocidad de calcificación, la velocidad de disolución del material calcáreo aumenta. [68]
2 por los océanos del mundo ayuda a mitigar losefectosclimáticosde las emisiones antropogénicas deCO
2 , se cree que la disminución resultante en el pH tendrá consecuencias negativas, principalmente para losorganismoscalcificantesoceánicos. Estos abarcan lacadena alimentariadesdeautótrofoshastaheterótrofose incluyen organismos tales comococolitóforos,corales,foraminíferos,equinodermos,crustáceosymoluscos. [10] [67] Como se describió anteriormente, en condiciones normales, la calcita y la aragonita son estables en las aguas superficiales, ya que el ion carbonato estásobresaturado.concentraciones Sin embargo, a medida que desciende el pH del océano, la concentración de iones de carbonato necesaria para que se produzca la saturación aumenta, y cuando el carbonato se vuelve poco saturado, las estructuras hechas de carbonato de calcio son vulnerables a la disolución. Por lo tanto, incluso si no hay cambios en la velocidad de calcificación, la velocidad de disolución del material calcáreo aumenta. [68]
Corales, [69] [70] [71] algas cocolitóforas, [72] [73] [74] [75] algas coralinas, [76] foraminíferos, [77] mariscos [78] y pterópodos [13] [79] experiencia Reducción de la calcificación o disolución mejorada cuando se expone a COelevado
2 .
2 .
El Royal Society publicó una visión global de la acidificación del océano, y sus posibles consecuencias, en junio de 2005. [34] Sin embargo, algunos estudios han encontrado respuesta diferente a la acidificación del océano, con calcificación coccolithophore y la fotosíntesis tanto aumentando bajo elevada atmosférica p CO
2 , [ 80] [81] [82]un declive igual en la producción primaria y la calcificación en respuesta a la elevación de CO
2[83] o la dirección de la respuesta que varía entre las especies. [84] Un estudio realizado en 2008 el examen de un núcleo de sedimento del Atlántico Nortedescubrió que, si bien la composición de las especies de cocolitofóridos se mantuvo sin cambios durante el período industrial de 1780 a 2004, la calcificación de cocolitos aumentó hasta en un 40% durante el mismo período. [82] Un estudio de 2010 de la Universidad de Stony Brook sugirió que si bien algunas áreas están sobreexplotadas y se están restaurando otras zonas de pesca, debido a la acidificación del océano, puede ser imposible recuperar muchas poblaciones de mariscos anteriores. [85] Si bien las consecuencias ecológicas de estos cambios en la calcificación aún son inciertas, parece probable que muchas especies de calcificación se vean afectadas negativamente.
2 , [ 80] [81] [82]un declive igual en la producción primaria y la calcificación en respuesta a la elevación de CO
2[83] o la dirección de la respuesta que varía entre las especies. [84] Un estudio realizado en 2008 el examen de un núcleo de sedimento del Atlántico Nortedescubrió que, si bien la composición de las especies de cocolitofóridos se mantuvo sin cambios durante el período industrial de 1780 a 2004, la calcificación de cocolitos aumentó hasta en un 40% durante el mismo período. [82] Un estudio de 2010 de la Universidad de Stony Brook sugirió que si bien algunas áreas están sobreexplotadas y se están restaurando otras zonas de pesca, debido a la acidificación del océano, puede ser imposible recuperar muchas poblaciones de mariscos anteriores. [85] Si bien las consecuencias ecológicas de estos cambios en la calcificación aún son inciertas, parece probable que muchas especies de calcificación se vean afectadas negativamente.
Cuando se expusieron en experimentos a pH reducido de 0.2 a 0.4, las larvas de una brittlestar templada , un pariente de la estrella de mar común, menos del 0.1 por ciento sobrevivieron más de ocho días. [53] También se sugiere que una disminución en los cocolitóforos puede tener efectos secundarios sobre el clima, contribuyendo al calentamiento global al disminuir el albedo de la Tierra a través de sus efectos sobre la cubierta de nubes oceánicas . [86] Todos los ecosistemas marinos en la Tierra estarán expuestos a cambios en la acidificación y varios otros cambios biogeoquímicos oceánicos. [10]
El líquido en los compartimentos internos donde los corales crecen su exoesqueleto.También es extremadamente importante para el crecimiento de la calcificación. Cuando la tasa de saturación de aragonita en el agua de mar externa se encuentra a niveles ambientales, los corales crecerán rápidamente sus cristales de aragonita en sus compartimentos internos, por lo tanto, su exoesqueleto crecerá rápidamente. Si el nivel de aragonito en el agua de mar externa es más bajo que el nivel ambiental, los corales tienen que trabajar más para mantener el equilibrio correcto en el compartimiento interno. Cuando eso sucede, el proceso de crecimiento de los cristales se ralentiza, y esto reduce la velocidad de crecimiento de su exoesqueleto. Dependiendo de la cantidad de aragonita en el agua circundante, los corales pueden incluso dejar de crecer porque los niveles de aragonita son demasiado bajos para bombear hacia el compartimiento interno. Incluso podrían disolverse más rápido de lo que pueden hacer los cristales a su esqueleto,[87] Bajo la progresión actual de las emisiones de carbono, alrededor del 70% de los corales de agua fría del Atlántico norte vivirán en aguas corrosivas para 2050-60. [88]
Un estudio realizado por el Instituto Oceanográfico Woods Hole en enero de 2018 mostró que el crecimiento esquelético de los corales en condiciones acidificadas se ve afectado principalmente por una capacidad reducida para construir exoesqueletos densos, en lugar de afectar la extensión lineal del exoesqueleto. Usando modelos climáticos globales, muestran que la densidad de algunas especies de corales podría reducirse en más del 20% para fines de este siglo. [89]
Un experimento in situ en un parche de 400 m 2 de la Gran Barrera de Coral para disminuir el nivel de CO 2 delagua de mar (aumentar el pH) hasta cerca del valor preindustrial mostró un aumento del 7% en la calcificación neta. [90] Un experimento similar para elevar el nivel de CO 2 del agua de mar en agua de mar in situ (pH más bajo) a un nivel esperado poco después de mediados de este siglo encontró que la calcificación neta disminuyó un 34%. [91]
La acidificación de los océanos puede obligar a algunos organismos a reasignar recursos fuera de los puntos finales productivos, como el crecimiento, para mantener la calcificación. [92]
En algunos lugares, las burbujas de dióxido de carbono del suelo marino cambian localmente el pH y otros aspectos de la química del agua de mar. Los estudios de estas filtraciones de dióxido de carbono han documentado una variedad de respuestas de diferentes organismos. [7] Las comunidades de arrecifes de coral ubicadas cerca de las filtraciones de dióxido de carbono son de particular interés debido a la sensibilidad de algunas especies de corales a la acidificación. En Papúa Nueva Guinea , la disminución del pH causado por las filtraciones de dióxido de carbono se asocia con disminuciones en la diversidad de especies de coral. [93] Sin embargo, en Palau, las filtraciones de dióxido de carbono no se asocian con una diversidad reducida de especies de corales, aunque la bioerosión de los esqueletos de coral es mucho mayor en los sitios de pH bajo.
Efecto sobre peces de arrecife [ editar ]
Con la producción de CO 2 a partir de la quema de combustibles fósiles, los océanos se vuelven más ácidos ya que el CO 2 se disuelve en el agua y forma el ion bicarbonato ácido . Esto da como resultado una caída del pH que hace que los corales expulsen sus algas con las que tienen una relación simbiótica , lo que causa que el coral muera debido a la falta de nutrientes.
Dado que los arrecifes de coral son uno de los ecosistemas más diversos del planeta, la decoloración de los corales debido a la acidificación de los océanos puede provocar una gran pérdida de hábitat para las muchas especies de peces de arrecife, lo que provoca un aumento de la depredación y la eventual clasificación en peligro de extinción o extinción de innumerables especies. . En última instancia, esto disminuirá la diversidad general de peces en ambientes marinos , lo que causará que muchos depredadores de peces de arrecife mueran desde que se cortó su suministro normal de alimentos. Redes alimenticiasLos arrecifes de coral también se verán muy afectados porque una vez que una especie se extinga o sea menos frecuente, sus depredadores naturales perderán su fuente primaria de alimentos, lo que provocará el colapso de la red alimentaria. Si tal evento de extinción ocurrió en nuestros océanos, afectará enormemente a los humanos ya que gran parte de nuestro suministro de alimentos depende de peces u otros animales marinos.
La acidificación de los océanos debido al calentamiento global también cambiará los ciclos reproductivos de los peces de arrecife que normalmente desovan a fines de la primavera y el otoño. Además de esto, habrá un aumento en las tasas de mortalidad entre las larvas de peces de arrecifes de coral ya que el ambiente ácido ralentiza su desarrollo. [94] El eje hipotálamo-hipófisis-gonadal ( HPG ) es una de las secuencias reguladoras en los peces para la reproducción, que se controla principalmente por la temperatura del agua circundante. Una vez que se alcanza un umbral de temperatura mínimo, la producción de la síntesis de hormonas aumenta significativamente, lo que hace que los peces produzcan óvulos y células de esperma maduros. [95] [94] Desoveen la primavera tendrá un período más corto, mientras que el desove del otoño se retrasará sustancialmente. [95]Debido al aumento en los niveles de CO 2 en el océano por el blanqueo de los corales , habrá una disminución sustancial en el número de peces de arrecifes jóvenes que sobreviven hasta la madurez. También hay evidencia que muestra que los peces en etapa embrionaria y larvaria no han madurado lo suficiente como para expresar los niveles apropiados de regulación ácido / base que está presente en los adultos. [94] [96] Esto finalmente conducirá a la hipoxia debido al efecto Bohr que expulsa el oxígeno de la hemoglobina. Esto conducirá a un aumento de la mortalidad así como a un deterioro en el rendimiento del crecimiento de los peces en condiciones ligeramente ácidas en relación con la proporción normal de ácido disuelto en el agua marina. [94]
Además, la acidificación del océano hará que las larvas de peces sean más sensibles al pH circundante , ya que son más sensibles a las fluctuaciones ambientales que los adultos. [95] Además, las larvas de presas comunes tendrán tasas de supervivencia más bajas, lo que a su vez hará que la especie se ponga en peligro o se extinga. [97] [98] Además, el CO 2 elevado en ambientes marinos puede conducir a la interferencia de los neurotransmisores tanto en el depredador como en el presa, lo que aumenta su tasa de mortalidad. [99] [ cita completa necesaria ] También se ha demostrado que cuando los peces pasan un tiempo considerable en altas concentraciones de CO disuelto 2Hasta 50,000 micro-atmósferas (μatm) de CO 2 en ambientes marinos, la insuficiencia cardíaca que conduce a la muerte es mucho más común que en ambientes normales de CO 2 . [96]Además, los peces que viven en ambientes con alto contenido de CO 2 deben gastar más de su energía para mantener bajo control su regulación ácido / base. Esto desvía los valiosos recursos energéticos de partes importantes de su ciclo de vida, como la alimentación y el apareamiento, para mantener bajo control sus funciones osmorreguladoras .
Otra consecuencia importante de la acidificación de los océanos es que las especies en peligro de extinción tendrán menos lugares donde poner sus huevos. Para las especies con escasa dispersión larvaria, las pone en mayor riesgo de extinción porque los depredadores de huevos naturales encontrarán sus nidos o escondites y se comerán a la siguiente generación. [94]
Otros impactos biológicos [ editar ]
Aparte de la desaceleración y / o la reversión de la calcificación, los organismos pueden sufrir otros efectos adversos, ya sea indirectamente a través de impactos negativos en los recursos alimenticios, [34] o directamente como efectos reproductivos o fisiológicos. Por ejemplo, los niveles oceánicos elevados de CO
2 pueden producir CO
Acidificación de los fluidos corporales inducida por2 , conocida comohipercapnia. Además, se cree que el aumento de la acidez del océano tiene una serie de consecuencias directas. Por ejemplo, se ha observado que el aumento de la acidez reduce los índices metabólicos en el calamar gigante; [62] deprimen las respuestas inmunitarias de los mejillones azules; [63] y dificultan a lospeces payasojuvenilesdistinguir los olores de los no depredadores y depredadores, [100] o escuchar los sonidos de sus depredadores. [101] Esto posiblemente se deba a que la acidificación del océano puede alterar laspropiedadesacústicasdel agua de mar, permitiendo que el sonido se propague más y aumente el ruido del océano. [102]Esto afecta a todos los animales que utilizan el sonido para la ecolocación o la comunicación . [103] Los huevos de calamar de aleta larga del Atlántico tardaron más tiempo en incubarse en agua acidificada, y el estatolito de calamar era más pequeño y estaba mal formado en animales colocados en agua de mar con un pH más bajo. El pH inferior se simuló con 20-30 veces la cantidad normal de CO
2 . [104] Sin embargo, al igual que con la calcificación, aún no existe una comprensión completa de estos procesos en los organismos o ecosistemas marinos . [105]
2 pueden producir CO
Acidificación de los fluidos corporales inducida por2 , conocida comohipercapnia. Además, se cree que el aumento de la acidez del océano tiene una serie de consecuencias directas. Por ejemplo, se ha observado que el aumento de la acidez reduce los índices metabólicos en el calamar gigante; [62] deprimen las respuestas inmunitarias de los mejillones azules; [63] y dificultan a lospeces payasojuvenilesdistinguir los olores de los no depredadores y depredadores, [100] o escuchar los sonidos de sus depredadores. [101] Esto posiblemente se deba a que la acidificación del océano puede alterar laspropiedadesacústicasdel agua de mar, permitiendo que el sonido se propague más y aumente el ruido del océano. [102]Esto afecta a todos los animales que utilizan el sonido para la ecolocación o la comunicación . [103] Los huevos de calamar de aleta larga del Atlántico tardaron más tiempo en incubarse en agua acidificada, y el estatolito de calamar era más pequeño y estaba mal formado en animales colocados en agua de mar con un pH más bajo. El pH inferior se simuló con 20-30 veces la cantidad normal de CO
2 . [104] Sin embargo, al igual que con la calcificación, aún no existe una comprensión completa de estos procesos en los organismos o ecosistemas marinos . [105]
Otro posible efecto sería un aumento en los eventos de marea roja , que podría contribuir a la acumulación de toxinas ( ácido domoico , brevetoxina , saxitoxina ) en pequeños organismos como las anchoas y los mariscos , que a su vez aumentan los casos de intoxicación amnesica por mariscos , envenenamiento neurotóxico por mariscos y Envenenamiento paralizante de mariscos . [106]
Impactos del ecosistema amplificados por el calentamiento del océano y la desoxigenación [ editar ]
Si bien todavía se están documentando las implicaciones totales de la elevación de CO 2 en los ecosistemas marinos, hay una gran cantidad de investigaciones que muestran que una combinación de acidificación oceánica y temperatura elevada de los océanos, impulsada principalmente por las emisiones de CO 2 y otras emisiones de gases de efecto invernadero, tiene un efecto combinado. sobre la vida marina y el medio marino. Este efecto supera con creces el impacto dañino individual de cualquiera. [107] [108] [109] Además, el calentamiento del océano exacerba la desoxigenación del océano , que es un factor de estrés adicional en los organismos marinos, al aumentar la estratificación del océano, a través de los efectos de densidad y solubilidad, lo que limita los nutrientes, [110] [111] mientras que al mismo tiempo aumenta la demanda metabólica.
Los metanálisis han cuantificado la dirección y la magnitud de los efectos nocivos de la acidificación del océano, el calentamiento y la desoxigenación en el océano. [112] [113] [114] Estos metanálisis han sido probados por estudios de mesocosmos [115] [116] que simularon la interacción de estos factores de estrés y encontraron un efecto catastrófico en la red alimentaria marina, es decir, que los aumentos en el consumo desde el estrés térmico más que niega cualquier productor primario hasta el aumento de herbívoros a partir de CO 2 elevado .
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