El cambio clim¨¢tico y los ecosistemas en el oc¨¦ano ?rtico

Las regiones polares juegan un papel fundamental en muchos sistemas de la tierra y, globalmente, los climas polares son importantes porque ayudan a mantener la circulaci¨®n tanto de la atm¨®sfera como de los oc¨¦anos y, por tanto, la temperatura global. Desde el punto de vista de la ecolog¨ªa, las regiones polares proporcionan h¨¢bitats a especies terrestres y marinas extremadamente especializadas. Adem¨¢s, socioecon¨®micamente, los oc¨¦anos polares proporcionan ¨¢reas muy productivas sobre las cuales se mantienen las pesquer¨ªas mundiales. En el ¨²ltimo siglo, las emisiones de di¨®xido de carbono y otros gases de efecto invernadero de origen antropog¨¦nico han provocado un incremento de la temperatura media de la Tierra de 0.8 grados cent¨ªgrados, seg¨²n el ¨²ltimo Informe del Panel Intergubernamental sobre Cambio Clim¨¢tico de Naciones Unidas, y seguir¨¢ aumentando durante al menos un siglo cada vez m¨¢s r¨¢pidamente si no se hace nada para contener las emisiones de di¨®xido de carbono a la atm¨®sfera.

Desde hace tiempo se sabe que las regiones polares est¨¢n resultando afectadas por el calentamiento global m¨¢s r¨¢pidamente que las regiones templadas. En el ?rtico, desde 1880, se ha reducido la extensi¨®n del hielo en verano en m¨¢s de la mitad y las predicciones del IPCC apuntan a que a partir de 2030 la regi¨®n estar¨¢ completamente libre de hielo en dicha estaci¨®n. Esta p¨¦rdida r¨¢pida de hielo en verano en el ?rtico va en detrimento de muchos organismos, terrestres y marinos, que dependen de la cubierta de hielo para alimentarse cada verano. La p¨¦rdida de capa helada provocar¨¢ tambi¨¦n un cambio profundo en la cantidad de luz que llega al agua as¨ª como turbulencias y alteraci¨®n de propiedades, lo que afectar¨¢ directamente al metabolismo de las comunidades pel¨¢gicas de plancton.

La temperatura en el ?rtico est¨¢ aumentado 0.4 grados cent¨ªgrados por d¨¦cada y, seg¨²n las predicciones, el calentamiento ser¨¢ de 9 grados a finales de siglo. Esto significa un calentamiento m¨¢s r¨¢pido que el que se registrar¨¢ en cualquier otra regi¨®n y es debido al declive r¨¢pido de la capa de hielo que refleja la luz del sol. Debido a estos cambios acelerados, es urgente investigar los efectos que el calentamiento global est¨¢ teniendo ya en el metabolismo de las comunidades ¨¢rticas.

Los cambios que afectan a los ecosistemas ¨¢rticos no van a suceder linealmente, igual que no ha sido lineal la reducci¨®n del hielo debido a muchos mecanismos de retroalimentaci¨®n implicados. Los cambios de los ecosistemas pueden ser abruptos y provocar una reorganizaci¨®n completa de los procesos en los ecosistemas que pueden ser irreversibles, lo que se denomina normalmente un cambio de r¨¦gimen. Este concepto es la base del proyecto de investigaci¨®n de cambios bruscos en el ?rtico (ATP, en sus siglas en ingl¨¦s). El calentamiento del ¨¢rtico puede permitir la invasi¨®n de especies no polares, que son potencialmente capaces de reestructurar toda la red alimenticia y competir con los organismos end¨¦micos del ?rtico. Tambi¨¦n se ha predicho que el aumento de luz puede jugar un papel alterando la producci¨®n primaria y cambiando los equilibrios de producci¨®n y respiraci¨®n de los organismos. Es importante, por tanto, intentar predecir cualquier cambio de r¨¦gimen en esta ¨¢rea antes de que suceda, porque probablemente ser¨¢ imposible devolver el sistema a su estado original.

Las comunidades de plancton se clasifican como 'fuente' o como 'sumidero' de di¨®xido de carbono en funci¨®n de la actividad de producci¨®n o de respiraci¨®n de los organismos. La producci¨®n de una comunidad de plancton se refiere al consumo de nutrientes con emisi¨®n de ox¨ªgeno, mientras que la respiraci¨®n significa consumo de ox¨ªgeno producci¨®n de di¨®xido de carbono. Si las comunidades est¨¢n produciendo m¨¢s ox¨ªgeno del que consumen, el resultado neto se denomina autotr¨®fico, o 'sumidero'. Si la comunidad consume m¨¢s ox¨ªgeno del que produce, se llama heterotr¨®fica, y por tanto ser¨¢ una comunidad 'fuente' de di¨®xido de carbono.

En esta primera campa?a del proyecto ATP estamos midiendo las tasas metab¨®licas de comunidades planct¨®nicas pel¨¢gicas en diferentes masas de agua para evaluar la tasa de producci¨®n y la de respiraci¨®n, as¨ª como la relaci¨®n entre ambas, para descubrir si estas comunidades son netamente autotr¨®ficas o heterotr¨®ficas. Estas tasas se pueden comparar luego con mediciones tomadas en el verano de 2007 y de 2008. Tras esta campa?a, realizaremos un experimento en la Universidad Central de Svalbard (UNIS), en Longyearbyen (Noruega) para evaluar la respuesta metab¨®lica del plancton a un incremento de la temperatura de 0 a 9 grados cent¨ªgrados, prestando especial atenci¨®n a cualquier umbral de calentamiento o cambio abrupto que pueda ocurrir.

Al determinar el efecto del cambio clim¨¢tico en estos principales procesos de los ecosistemas, podremos predecir mejor cualquier cambio de r¨¦gimen que pueda ocurrir en el futuro, da?ando para siempre el sistema ¨¢rtico.

Johnna Holding, bi¨®loga del Instituto Mediterr¨¢neo de Estudios Avanzados del CSIC-UIB