Impactos de la acidificación de los océanos sobre la fauna marina y los procesos del ecosistema

Impactosdelaacidificacióndelosocéanossobrelafaunamarinaylosprocesosdel

ecosistema

IreneGallardoSaguéSandraNavarroRojas

Índice

1.  Introducción

2.  SistemaCarbono–Carbonato

3.  Efectosyrespuestasbiológicasalaacidificación

4.  Conclusiones

5.  Observacionesatenerencuenta

6.  BibliograJa

Introducción

LacomposicióndelaatmósferaylasconcentracionesdeCO2:

[CO2]Temperatura

Composicióndelaatmósfera:

1. Nitrógeno78,1%2. Oxigeno20,94%3. Argón0,93%4. CO2:variable,peroalrededorde0,035%5. Vapordeaguayneón0,00182%6. Hielo0,000524%7. Kriptón0,000114%8. Hidrogeno0,00005%9. Ozono0,00116%10. OtroscomometanoyCFC

Introducción

• La combus\ón de los combus\bles fósiles, el cambio de los usos del suelo y ladesforestación, son los factores antropogénicos que han contribuido alincrementadodel CO2en la atmosfera. Este incremento, en losúl\mos250años,representa aproximadamente el 40%. Hemos pasado de unos 280 ppm CO2 delperiodoPre‐industrialaunos380ppmCO2.

• ElaumentodeCO2antropogénicode laatmósferaesatenuadopor laabsorciónoceánica.

¿QuéefectoIeneelincrementodeCO2enelocéano?

SistemaCarbono‐Carbonato

SistemaCarbono‐Carbonato:

AumentodeHCO3‐yH‐

DisminucióndeCO32‐

PorlotantotenemosunincrementodeDICylaacidificacióndelmedio

TheRoyalSociety,(2005)


ElpHenlasuperficiehastaahorahaaumentado0,1unidades,queequivaleaunincrementodel30%deprotones.

SegúnelestudiodeCaldeira&Wickeh(2003)sees\maqueelpHpodríaincrementarunas0,7unidadesdesdel1750hastaelaño3000

ElcambiodepHvariarálas[DIC]

Caldeira&Wickeh,(2003)


Previsionesfuturas:

Aumenta

Disminuye

Wolf‐Gladrowetal.,(1999)


Takahashietal.,(1980)

SerietemporaldelOcéanodeHawaii:

EfectosyRespuestasbiológicasalaacidificación

LosorganismosmarinospuedentenerdiferentesrespuestasenfunciónalincrementodeCO2disueltoenelagua

Doneyetal.,(2009)

Corales

Cocolitofórido

PtreópodoMoluscos

Equinodermo

Crustáceo

Foraminífero

¿Cómoafectalaacidificaciónenelprocesodecalcificacióndelosorganismos?


Laformacióndelesqueletodecarbonatocálcicodeuncocolitofórido:

Brownleeetal.

Ca2+


EstabilidadydisolucióndeCaCO3:


PCC PCC

CaCO3seacumula

CaCO3sedisuelve

LaProfundidaddeCompensacióndeCaCO3(PCC):


DisuelveCaCO3 PrecipitaCaCO3

Temperatura Bajas Altas

pH Ácido Básico

Presión Alta Baja

CO2 Altaconcentración Bajaconcentración

LosfactoresambientalesquecontribuyenalaprecipitaciónodisoluciónCaCO3:


CaracterísIcasdelaCalcita:

‐  Menossoluble

‐  Másestable

‐  Másabundante

ElerizodemarEchinusesculentus\eneuncaparazónhechodecalcita

CaracterísIcasdelaAragonita:

‐  Mássoluble

‐  Menosestable

‐  Menosabundante

ElpterópodoCuvierinacolumnella\eneunaconchadearagonita

Feely et al., (2004)


EvolucióndelaaragonitaydelacalcitaenelOcéanoPacíficodesdelperiodopre‐industrialhastaeldíadehoy:

EfectosyRespuestasbiológicasalaacidificaciónEjemplosdeefectosyrespuestasbiológicas

Calcificación

Emiliania huxleyi Gephyrocapsa oceanica


Emilianiahuxleyi


Disolucióndelaconchadeunpterópodoenaguaacidificada:

Metodología:

1. Seexpuso48horasapterópodosvivosalniveldeinfra‐saturacióndearagonitoqueseprevéenelOcéanoAntár\coparael2100.

Guinoheetal.,(2008)

Degradacióndelaconcha


Resultados:

a)ConchacompletadeCliopyramidata

b)Fosasdedisoluciónyexposicióndelasbarrasdearagonita;lacapaprismá\ca

c)Desgastohaciaatrás,aumentodesuperficieenlaqueseproduceladisolución

d)Regióndeabertura,querevelaladisoluciónavanzadaye)C.pyramidatanoexpuestosacondicionesinsaturadas.

Orretal.2006

Metodología:

1. Introdujeronlospterópdoenunadisolucionacuosadeaguademarinsaturadaporaragonitadurante48horas.


Metodología:

1. Secogieron30fragmentosdecoraldecincocoloniasdecoralesesclerac\niosdelMediterráneo.2. Sesome\eronavaloresdepHde7,3a7,6y8,0a8,3durante12meses.LoscoralessemantuvieronenunacubiertadeflujoatemperaturaambientedelMediterráneo(17°a30°C)yunfotoperíodo(250fotonesνmolm‐2s‐1)

Fineetal.,(2007)


Fredericetal.,(2007)

Moluscos: Equinodermos:

Harrould‐Koliebetal.,(2009)

Especies, como mejillones,ostras, estrellas marinas,ofiuras y crustáceos,mostraronunmenor índicede calcificación durante lafase larval en condicionesde incremento de dióxidodecarbono.

ofiura


Efectosfisiológicosenlavidamarina

Efectosenlosecosistemas

• Lafaselarvariayjuvenilproduciríagrandesimpactosenlaspoblacionesyenlaestructuradelecosistema.

• Hayespeciesquepuedenverseafectadasdeformacrónica,ylasespeciesquenoesténafectadasdirectamenteanivelbiológicoofisiológicopodríansufrirlosefectosnega\vosdebidoaloscambiosenlacadenaalimen\ciayenlaestructuradelecosistema.

• Efectosenlacapacidadreproduc\va

• Efectosenprocesosrespiratorios

• Efectosdeconducta

Conclusiones

1.  Con la acidificaciónde losocéanos: disminuyeel pH, aumenta la concentracióndel carbono inorgánico disuelto (CID) y disminuye el estado de saturación delcarbonatodecalcio(CaCO3)enlasaguassuperficiales.

2.  Aunqueseconozcanlosprocesosquímicosquehacenquelosocéanosseancadavezmásácidos,nosquedamuchoporconoceracercade losnumerososefectosdelaacidificaciónenlavidamarina.

3.  Puedequeunaumentodelaacideznoelimineaquellosorganismosquenoseancapaces de crear estructuras calcáreas, pero su adaptabilidad y capacidad desupervivenciapodríaverseafectada.Sutasadecrecimientopodríadisminuir,asícomo su capacidad reproduc\va, las funciones de su sistema respiratorio ynerviosopodríanalterarseyfinalmentesermássuscep\blesalosdepredadoresylas enfermedades, lo cual podría tener un efecto dominó en las cadenasalimen\ciasyenlospropiosecosistemas.

Conclusiones

4.  Losprocesosdeacidificaciónpodríantransformardeformadefini\valosocéanos,mermandosudiversidady suproduc\vidad,por loque lavidayel sustentodeaquellosquedependendelmarpodríansermásincierto.

Observacionesatenerencuentadelpresentetrabajo

1.  LasprediccionesdelosefectosyrespuestasdeldiseñodelpHmarinosonapar\rdeexperimentosenellaboratorio.

2.  ElprocesodeacidificaciónnoafectaúnicamenteelpH,sinoqueesunproblemadondeinterfierenmuchosfactorescomo:

‐LaconcentracióndeO2 ‐Elincrementodelatemperaturacomoaconsecuenciadeunamayor

concentracióndeCO2enelagua.(Columnadeaguamásestra\ficada,reduccióndelacapademezcla,mediosmásoligotróficos)

3.  El conjunto de todas las modificaciones Jsico‐químicas que engloba laacidificacióndelocéano,lasespeciesapartedelpHpodríanestarexpuestasaunmayornumerodeefectos.

Bibliograca

• TakahashiT,BroeckerWS,BainbridgeAE,WeissRF.1980.CarbonatechemistryoftheAtlan\c,Pacific,andIndianOceans:TheresultsoftheGEOSECSexpedi\ons,1973–1978Na\onalScienceFounda\on.WashingtonD.C.

• FeelyRA,SabineCL,LeeK,BerelsonW,KleypasJ,etal.2004.ImpactofanthropogenicCO2ontheCaCO3systemintheoceans.Science305:362–66

• FineM,TchernovD.2007.Sclerac\niancoralspeciessurviveandrecoverfromdecalcifica\on.Science315:1811

• Wolf‐GladrowDA,RiebesellU,BurkhardtS,BijmaJ(1999)DirecteffectsofCO2concentra\onongrowthandisotopiccomposi\onofmarineplankton.TellusBChemPhysMeterol51:461–476

• Gazeau,Fredericetal.(2007)ImpactofElevatedCarbonDioxideonShellfishAcidifica\on,GeophysicalResearchLehers,Vol.34

• ScohC.Doney,VictoriaJ.Fabry,RichardA.Feely,andJoanA.Kleypas(2009).OceanAcidifica\on:TheOtherCO2Problem,Annu.Rev.Mar.Sci.2009.1:169–92

Bibliograca

• ColinBrownlee,AlisonRTaylor.AlgalCalcifica\onandSilifica\on

• Caldeira,K.&M.Wickeh(2003)AntropogeniccarbonandoceanpH.Nature125:365.

• Orr,J….(2005)Anthropogenicoceanacidifica\onoverthetwenty‐firstcenturyanditsimpactoncalcifyingorganisms.Nature437:681‐686

• TheRoyalSociety(2005).Oceanacidifica\onduetoincreasingatmosphericcarbondioxide.ISBN0854036172.

• Guinohe,JohnM.andVictoriaJ.Fabry(2008)OceanAcidifica\onandItsPoten\alEffectsonMarineEcosystems,AnnalsoftheNewYork.

• M.D.Iglesias‐Rodriguezetal.,PhytoplanktonCalcifica\oninaHigh‐CO2World,Science320,336(2008).

• EllyciaHarrould‐Kolieb,JacquelineSavitz,(2009).Laacidificación:¿CómoafectaelCO2alosocéanos?

Gràciesperlavostraatenció

“Sinunaacciónimportanteparareducirlasemisionesdedióxidodecarbonoalaatmósfera,enelfuturonohabráespacioenlosocéanosparamuchasdelasespeciesyecosistemasquehoyconocemos”

TheRoyalSociety

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