Conoce el parque que lucha contra el cambio climático; pretenden revivir a millones de estrellas de mar

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En un laboratorio de una isla frente a la costa del estado de Washington, científicos luchan contra el cambio climático para revivir a millones de estrellas de mar, especie que murió repentinamente en medio de una ola de calor marino hace siete años.

La enfermedad agravada por el calentamiento del océano mató a aproximadamente 5 mil 750 millones de estrellas de mar girasol entre 2013 y 2017, casi el 91 por ciento de la población mundial que se extendía desde México hasta Alaska. Ahora, una iniciativa que está criando la estrella de mar en cautiverio por primera vez puede ser la mejor oportunidad para revivir tanto la especie como los bosques de algas que secuestran dióxido de carbono, también diezmados por el cambio climático.

El invertebrado de un metro de ancho una vez cruzó el fondo del océano a una gran velocidad, y sus 24 brazos en tecnicolor devoraron erizos de mar púrpuras y otras criaturas. Con la especie funcionalmente extinta en California, los erizos de color púrpura que se alimentan de algas han proliferado, devorando bosques de algas toro a lo largo de un tramo de 200 millas de la costa norte donde la estrella de mar girasol era el principal depredador de los erizos. Eso ha tenido consecuencias desastrosas para cientos de especies marinas, incluido el abulón de valor comercial, que depende de las algas. La cobertura de algas marinas ha caído más del 95 por ciento desde 2014, devastando las comunidades pesqueras.

La repoblación del océano con estrellas de mar criadas en cautividad podría tardar años. Pero el trabajo en curso en los Friday Harbor Laboratories de la Universidad de Washington en la isla de San Juan para resucitar una especie casi extinta apunta a una nueva estrategia de conservación: llámala el enfoque del Parque Jurásico para combatir el cambio climático.

“Me temo que se está llegando a eso”, dice el ecólogo marino Drew Harvell , profesor emérito de la Universidad de Cornell e investigador residente de Friday Harbor Labs, que estudia la relación entre las enfermedades transmitidas por los océanos y el cambio climático. “Creo que será parte de nuestro conjunto de herramientas para manejar algunos de los daños inesperados del cambio climático”.

Laura Rogers-Bennett, científica marina de la Universidad de California, Davis, y del Departamento de Pesca y Vida Silvestre de California, dice que el impacto extremo del cambio climático en los bosques de algas no deja más remedio que intentar tiros tan lejanos para restaurar un ecosistema crítico.

“No veo que tengamos otras opciones”, dice Rogers-Bennett, cuya investigación ha documentado la desaparición de las algas marinas. “No son capaces de recuperarse por sí mismos. Tenemos que hacer algo.”

A medida que aumentan las temperaturas del océano, la eliminación de una sola especie puede hacer que un ecosistema finamente equilibrado se derrumbe abruptamente. “Es como Jenga”, dice Jason Hodin, científico senior de Friday Harbor Labs que dirige el programa de cría de estrellas de mar de girasol. 

“Estamos eliminando miembros clave de la cadena alimentaria mediante la sobrepesca, el cambio climático y otras agresiones ecológicas. Si nos observa con demasiada atención, un ecosistema parece robusto. Pero entonces puede ser necesario un insulto más para derribar toda la estructura“.

Los humanos han jugado durante mucho tiempo a Jenga con los bosques de algas marinas del norte de California. Primero, eliminamos las nutrias marinas que se alimentan de erizos, que fueron cazadas hasta su extinción en el siglo XIX. La sobrepesca y la contaminación en el siglo XX debilitaron aún más las algas marinas. Las olas de calor cíclicas redujeron drásticamente la cobertura de algas marinas de vez en cuando, pero los depredadores como la estrella de mar girasol mantuvieron bajo control a los erizos de color púrpura, y cuando las aguas se enfriaron, las algas regresaron. Luego, entre 2013 y 2016, eliminamos demasiadas piezas del rompecabezas. La ola marina de calor sin precedentes privó a las algas marinas de nutrientes, ya que exacerbó la enfermedad que acabó con las estrellas de mar de girasol.

Ahora la pregunta es, ¿se pueden volver a conectar las estrellas de mar de girasol criadas en cautividad en el ecosistema marino para ayudar a reconstruir los bosques de algas marinas?

Hasta ahora, los avances han sido alentadores. En un pequeño edificio con vistas al mar de Salish repleto de frascos de larvas, equipos de filtración de agua y contenedores de comida de estrella de mar, Hodin muestra los resultados de dos años de trabajo para criar a los animales.

Dos años después del brote de la enfermedad de desgaste de las estrellas de mar en 2013, estudios exhaustivos realizados por funcionarios de vida silvestre de California encontraron solo una estrella de mar de girasol a lo largo de las costas central y norte del estado y no se ha visto ninguna desde 2016, según una evaluación que llevó a cabo la International. Unión para la Conservación de la Naturaleza en diciembre para declarar la especie en peligro crítico de extinción.

La enfermedad, que afecta a unas 20 especies de estrellas de mar, es espantosa como una película de terror. Las lesiones se extienden por el cuerpo de la estrella de mar y, a medida que se desintegra, sus brazos se caen, dejando atrás una pila pulposa de extremidades.

¿Cuáles son las estrategias de reproducción?

The Nature Conservancy estaba trabajando en estrategias de restauración de algas marinas y se acercó a Hodin, un experto en larvas marinas, sobre la financiación de la investigación para determinar si las estrellas de mar de girasol podrían criarse en cautiverio.

Después de que Hodin accediera a establecer un programa de reproducción, quedó claro cuán pocos invertebrados quedaban cuando su equipo partió en marzo de 2019 para recolectar estrellas de mar de girasol adultas. “Históricamente, podríamos haber caminado hasta el muelle en tres días diferentes de marea baja y haber levantado 15 estrellas y ni siquiera nos hubiéramos mojado”, dice. En cambio, tomó seis meses encontrar 30 animales.

Coloreadas en tonos iridiscentes de naranja, rosa y morado, las estrellas de mar de girasol adultas viven en tanques que se alinean en la parte trasera del edificio del laboratorio. Mientras la asistente de laboratorio, Fleur Anteau, coloca los mejillones recolectados en la isla en los brazos de las estrellas de mar llamadas Deep Blue y Hamilton, las criaturas rápidamente devoran los bocados.

El equipo de Hodin primero intentó inducir a las estrellas de mar a desovar inyectando una hormona en sus gónadas. Mientras que los machos desovaban, las hembras no lo hacían. Posteriormente recurrieron a una forma más brutal de fertilización in vitro. Cada brazo de una estrella de mar contiene órganos reproductores, por lo que los investigadores cortaron una extremidad, extrajeron los huevos y los colocaron en un plato. Cuando se agregó la hormona, los óvulos maduraron y luego fueron fertilizados con esperma de los machos. (Si bien suena traumático, las estrellas de mar regeneran rutinariamente los brazos perdidos).

Pronto, el laboratorio tuvo miles de larvas de estrellas marinas microscópicas. Aunque los científicos de Friday Harbor son pioneros en la cría de larvas marinas, las estrellas de mar de girasol eran un territorio desconocido. “No sabíamos qué comen las crías jóvenes, no sabíamos qué condiciones necesitan para poder crecer”, comentó Hodin.

Posteriormente, descubrió que las estrellas de mar de girasol jóvenes más grandes se comerán a las más pequeñas. “Los hemos separado por tamaño, porque se estaban canibalizando unos a otros”.

Del primer lote de 50 jóvenes, solo 13 han cumplido un año, una tasa de supervivencia probablemente sesgada por la pandemia de Covid-19 cuando las restricciones de encierro limitaron el acceso de los investigadores al laboratorio. Una cría de 2 pulgadas de ancho de color leonado se aferra al costado de un recipiente, una pila de conchas de almejas de barniz púrpura debajo de sus brazos.

Se desconoce cuándo las larvas en la naturaleza se transforman en jóvenes y se instalan en un lugar del fondo del océano hasta que alcanzan la edad adulta. En el laboratorio, ese cambio ocurre en 50 días. El último lote de 100 ocupó filas de frascos de vidrio llenos de agua. A simple vista, se ven como puntos naranjas, aunque cuando se ven a través de un microscopio, los brazos y los pies del tubo son visibles.

El proyecto de la estrella de mar de girasol se diseñó para demostrar la viabilidad de la cría en cautividad y desarrollar técnicas para criar larvas. Con esa misión cumplida en gran medida, Hodin es optimista sobre el potencial de criar miles de estrellas de mar de girasol criadas en cautividad y reintroducirlas en áreas invadidas por erizos de color púrpura.

Sin embargo, quedan muchas preguntas sin respuesta sobre la reintroducción.

“Aún no sabemos cuál es el mejor tamaño para liberar a estos animales o la mejor edad”, dice Walter Heady, científico senior de Nature Conservancy en Santa Cruz, California. “No sabemos la cantidad de estrellas de mar necesario para contribuir a la salud del ecosistema de los bosques de algas. ¿Necesitamos plantarlos individualmente a mano o podemos tirar grandes cantidades al agua? ” Tampoco se sabe cuándo alcanzan la edad reproductiva, pero los investigadores estiman que pueden vivir 50 años o más.

Un artículo publicado en la revista Communications Biology en marzo analizó la pérdida de cobertura de algas marinas en el norte de California y encontró la aparición de un “ecosistema alterado persistente” dominado por erizos de color púrpura que los investigadores dijeron que sería difícil de cambiar.

Meredith McPherson, autora principal del estudio y estudiante de doctorado en la Universidad de California, Santa Cruz, dice que una cuestión clave es si existen suficientes presas para sustentar depredadores reintroducidos como las estrellas de mar girasol. Si bien hay cientos de millones de erizos morados, muchos tienen poco valor nutricional; después de quedarse sin algas para comer, esencialmente hibernan en un estado de semi-hambruna.

“Sería muy difícil para cualquier tipo de depredador obtener suficientes nutrientes y calorías, ya que además de los erizos, que se mueren de hambre, no hay mucho más para comer”, dice. “La introducción de depredadores tendría que hacerse de manera muy estratégica”.

Hodin cree que una estrategia sería reintroducir primero a los criados en cautividad, que comen casi cualquier cosa. La restauración de los bosques de algas marinas del sur de California también ofrece alguna esperanza para la costa norte. La Fundación Bay en Santa Mónica ha restaurado más de 50 acres de algas gigantes desde 2013 al eliminar a mano los erizos púrpuras.

Los científicos dicen que el mayor obstáculo para repoblar el océano con estrellas de mar de girasol es que aún tienen que identificar el patógeno específico en la enfermedad de desgaste de las estrellas de mar que está matando a los animales y cómo se propaga. Hasta que lo hagan, la reintroducción corre el riesgo de exponer las estrellas de mar criadas en cautividad a la enfermedad.

Harvell señala que el programa de cría en cautiverio también puede ser esencial para resolver ese enigma, ya que comparar estrellas de mar criadas de forma aislada con animales enfermos en la naturaleza podría ayudar a los investigadores a identificar el patógeno y cómo se propaga.

“La epidemia nos invadió y no había forma de conseguir animales limpios para trabajar”, dice. “Jason puede criarnos estrellas bebés limpias que sabemos que no han tenido exposición previa a enfermedades”.

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Con información de: El Financiero