Aprendiendo a vivir sin oxígeno

En un contenedor de carga blanco, a un costado del muelle de la estación de investigación del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales (STRI) en Bocas del Toro, Noelle Lucey está criando ostrácodos. Estos minúsculos crustáceos, del tamaño de una semilla de tomate, viven en tanques de agua expuestos a distintas condiciones. Unos pasan sus días en agua caliente y con poco oxígeno; otros, en agua caliente con suficiente oxígeno. Y los más afortunados viven en temperaturas y niveles de oxígeno adecuados.

Lo que la becaria postdoctoral de STRI intenta descubrir a través de su experimento es la capacidad de estos organismos para adaptarse a condiciones de cambio climático, como lo son el aumento en las temperaturas y la disminución en los niveles de oxígeno del océano. Y como tienen un corto periodo de vida y se reproducen rápido, la científica puede observar si ocurren cambios adaptativos entre una generación y otra.

Los ostrácodos de Noelle fueron recolectados de tres sitios diferentes alrededor de la bahía. Y por lo mismo, algunos son más sensibles que otros frente a los cambios de temperatura y oxígeno. Los ostrácodos de Tranquilo Bay –donde el mar se encuentra en mejores condiciones porque está apartado de la actividad humana–, murieron durante el primer mes del experimento y no lograron reproducirse. Los ostrácodos recolectados en Solarte y en el área de la bahía próxima al laboratorio de STRI, cerca del poblado local y las actividades turísticas, mostraron más resistencia. Las condiciones marinas en esos sitios son menos ideales y probablemente los organismos que los habitan ya se han adaptado a ellas.

‘Ahora estoy exponiendo a sus bebés a distintas condiciones. Quiero ver cómo les va a los descendientes de ostrácodos que lograron adaptarse a condiciones estresantes', explica Noelle.

En la parte trasera del contenedor, los erizos de mar son parte de un experimento similar. Están siendo expuestos a condiciones que simulan las de una ola de calor en el océano. Al aumentar la temperatura en el agua, se reduce su capacidad de retener oxígeno, por lo que además de estar acalorados, los erizos podrían tener que aguantar la respiración.

Y es que los erizos tienen una característica particular. Cuando se encuentran expuestos a niveles críticos de oxígeno son capaces de cambiar su metabolismo de aeróbico —que requiere oxígeno para producir energía— a anaeróbico, que no lo requiere.

‘Las olas de calor podrían estar asociadas con disminución de oxígeno por distintas razones, por lo que los erizos podrían tener que contener la respiración para sobrevivir uno de estos eventos. Pero, ¿cuánto tiempo pueden aguantar la respiración?', se pregunta la científica.

En un derivado de este experimento, Noelle intenta contestar esta pregunta. Expuso a los erizos a temperaturas similares a las de una ola de calor y redujo el oxígeno a niveles críticos. Los mantuvo así durante una hora y luego los regresó a condiciones normales para ver cuántos sobrevivían. Repitió este proceso en incrementos de tiempo, hasta alcanzar las 12 horas, el punto en el que solo la mitad sobrevivió. Esto le permitió determinar cuánto tiempo pueden resistir los erizos con el metabolismo anaeróbico.

‘Me encanta mantener a los organismos vivos. Sin embargo, este tipo de estudios de supervivencia nos ofrece evidencia sobre cuan impactada se verá la vida marina. Y trato de asegurarme de que los niveles de exposición a los que los someto sean muy realistas, como las temperaturas que ya están ocurriendo en el mar', señala. ‘Creo que esto aumenta el impacto de los experimentos y hace que el sacrificio valga la pena'.

Lo importante de la investigación de Noelle es que combina las temperaturas elevadas con la falta de oxígeno, dos condiciones que ocurren simultáneamente en el trópico, pero que suelen estudiarse por separado. Para entender lo que realmente ocurre en el mar, es necesario estudiarlas a la vez.

‘La cantidad de sitios deficientes de oxígeno está aumentando considerablemente, con los incrementos de temperatura en todas partes. He estado monitoreando la duración y frecuencia de estos eventos hipóxicos (de deficiencia de oxígeno) y quiero ver qué tan rápido se recuperan las comunidades de invertebrados después de que ocurren', explica.

‘La cantidad de sitios deficientes de oxígeno está aumentando considerablemente, con los incrementos de temperatura en todas partes',

NOELLE LUCEY

CIENTÍFICA

Y es que se irán adaptando, pero no se sabe si podrán adaptarse al paso que está cambiando su entorno. A diferencia de las especies que habitan los mares templados, las del trópico podrían ser mucho más susceptibles, porque son más sensibles a las fluctuaciones de temperatura. Desde que Noelle empezó a trabajar en Bocas, por ejemplo, ha visto ecosistemas enteros quedar completamente aniquilados.

‘Si bien mi trabajo enfatiza la gravedad del cambio en los océanos, me gusta pensar en cómo puede ayudar a informar acciones sencillas. Por ejemplo, la deficiencia de oxígeno en las costas a menudo se puede resolver simplemente reduciendo la contaminación del agua a nivel local', concluye Noelle. ‘Este tipo de acción puede ser relativamente fácil de implementar a corto plazo, y puede ayudar a proteger las comunidades marinas, dándoles un poco más de tiempo para adaptarse a los distintos cambios que se avecinan'.

Sobrevivir, cada vez más difícil

CAMBIO CLIMÁTICO

Los océanos secuestran alrededor de 30% de las emisiones de dióxido de carbono, que producen los gases de efecto invernadero, que a su vez causan el cambio climático.

De acuerdo con un reporte de la Organización Meteorológica Mundial (OMM), citado por ONU Medio Ambiente en abril de 2019, los océanos registraron nuevos máximos de temperatura.

‘El océano se está calentando, se está acidificando, mueren los corales y aumenta el nivel del mar. Para las formas de vida basadas en el océano, como los mariscos, cada vez será más difícil sobrevivir', dijo a ONU Medio Ambiente el enviado especial de la organización para los océanos, Peter Thomson.

‘El océano ha evitado que ocurra un cambio climático extremo. Ahora lo estamos llevando a sus límites', dijo Gabriel Grimsditch, oficial de gestión de programas de ecosistemas marinos en ONU Medio Ambiente.

‘El calentamiento del océano, la acidificación de los océanos y el aumento del nivel del mar son todas las consecuencias de un sistema que contamina el mundo y pone en riesgo la vida en la tierra y debajo del agua', agregó Grimsditch.