Respuestas del fitoplancton a los efectos del calentamiento global observadas sobre el Océano Pacífico Sudeste

Abstract

La reducción en el tamaño del fitoplancton ha sido propuesta como una respuesta biológica al calentamiento global que limitaría la eficiencia de la bomba biológica de carbono y retroalimentaría el problema de regulación térmica del planeta. Estas respuestas biológicas requieren ser analizadas en amplios gradientes (e. g., latitudinales) debido a la heterogeneidad espacial del calentamiento. En ese sentido, la investigación estuvo orientada a determinar si el calentamiento global ha generado una reducción en el tamaño promedio del fitoplancton, observando esta posible respuesta en un gradiente latitudinal sobre el Océano Pacífico sudeste. En un contexto temporal histórico, se intentó reconocer un cambio interespecífico (incremento en la abundancia y número de taxones del fitoplancton pequeño) o intraespecífico (reducción en biovolumen de todas las especies). Para ello se analizaron las bases de datos históricas de composición y abundancia del microfitoplancton (>20 μm) en el Pacífico colombiano (COL: 2004-2012) y peruano (PER: 1991-2015) y se estimaron cambios en el biovolumen de diferentes especies. También se realizó un análisis CHEMTAX con datos de pigmentos recopilados al oeste de la Península Antártica (ANT: 1993-2014), para establecer variaciones en la composición comunitaria a partir de grandes grupos taxonómicos. Finalmente, se estableció la variación de la temperatura superficial del mar (TSM) y otros factores ambientales que pudieran asociarse a los atributos biológicos. La tendencia de calentamiento fue evidente entre 1950 y 2016 en COL, PER y ANT, pero al considerar solo el periodo correspondiente con las series biológicas (1991-2015), la tendencia de TSM presentó pendientes negativas en COL y ANT. Esto se relacionó con un efecto pronunciado de la variabilidad interanual (ENSO) e interdecadal (IPO) en este segmento de la serie de datos. Adicionalmente, no fue posible demostrar una reducción en el tamaño promedio del fitoplancton en COL y PER debido al incremento en todos los atributos analizados, indistintamente de la fracción de tamaño considerada. Además, no se observó una relación de estos atributos con la TSM por lo que no es posible interpretarlos bajo una tendencia de calentamiento a gran escala. No obstante, la tendencia de la mayoría de nutrientes sugiere un efecto indirecto del calentamiento que podría haber favorecido un incremento en la disponibilidad de estos compuestos en superficie, influenciado la respuesta de la comunidad fitoplanctónica en un sentido opuesto al esperado. Mientras que en ANT se observó un incremento en la proporción de fitoplancton pequeño y una reducción en los organismos grandes, acorde con la hipótesis inicial que considera su relación con la tendencia de largo plazo de la TSM. Aunado a esto, la tendencia de las demás variables ambientales provee una explicación congruente con un entorno favorable para el incremento de los organismos pequeños. Aunque en todos los casos no fue posible establecer una reducción en el tamaño promedio del fitoplancton asociado significativamente al calentamiento global, se reconocieron efectos indirectos del calentamiento en la disponibilidad de nutrientes que permiten explicar el comportamiento de los atributos biológicos observados. La presente investigación constituye un análisis de amplia escala espacial y con la mejor resolución temporal posible para el Pacífico sureste, contribuyendo al debate científico sobre la disminución en tamaño del fitoplancton bajo las condiciones de calentamiento global.