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Trophic interactions in the mesopelagic layer along the continental slope in the Norwegian Sea

Este estudio caracteriza las interacciones tróficas en la zona mesopelágica del Mar de Noruega mediante el análisis de contenidos estomacales e isótopos estables, revelando los roles críticos de especies específicas de niveles inferiores y la alta selectividad de presas de ciertos peces que pueden limitar su resiliencia ante el cambio ambiental.

Autores originales: Boris Espinasse, Sünnje Linea Basedow

Publicado 2026-09-30

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CC BY 4.0

Autores originales: Boris Espinasse, Sünnje Linea Basedow

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Bajo la superficie soleada del océano, se extiende un vasto mundo tenuemente iluminado conocido como la zona mesopelágica. Esta capa, a menudo llamada la zona de penumbra, se extiende aproximadamente desde los 200 metros hasta los 1.000 metros de profundidad. Es un lugar donde la luz se desvanece y la presión aumenta, pero que rebosa de vida. Aquí, una enorme cantidad de material vivo se desplaza a través del agua, conectando el mundo de la superficie con las profundidades oscuras de abajo. Un proceso crítico en esta zona es la "bomba biológica", un mecanismo natural mediante el cual el carbono y los nutrientes son transportados desde la superficie hacia el fondo del océano. Esto sucede, en parte, porque diminutos animales y peces nadan hacia la superficie por la noche para alimentarse y luego vuelven a descender hacia la oscuridad durante el día, transportando energía con ellos. Comprender cómo se alimentan estas criaturas y quién se come a quién es esencial, porque si los eslabones de esta cadena alimentaria se rompen, todo el sistema podría cambiar, afectando desde las poblaciones de peces hasta la capacidad del océano para almacenar carbono. Aunque sabemos que esta zona está llena de vida, sigue siendo una de las partes menos comprendidas del mundo marino, especialmente en las frías y remotas aguas de las regiones polares.

Para completar estas piezas faltantes del rompecabezas, investigadores del Instituto Noruego de Investigación de la Naturaleza y de la Universidad Ártica de UiT se propusieron estudiar la red trófica a lo largo del talud continental frente a la costa norte de Noruega. Esta zona se sitúa en un punto de transición entre condiciones templadas y polares, lo que la convierte en un entorno rico para la vida marina. El equipo realizó un crucero científico en la primavera de 2019, visitando once estaciones diferentes que iban desde la plataforma costera poco profunda hasta el océano abierto profundo. Su objetivo era mapear la dieta de los animales que viven allí, desde el diminuto plancton hasta los peces que se alimentan de ellos. Utilizaron dos herramientas principales para realizar el trabajo. Primero, recolectaron grandes redes para capturar peces y otros animales, y luego examinaron cuidadosamente el contenido de sus estómagos para ver exactamente qué habían comido recientemente. Segundo, analizaron la composición química de los tejidos de los animales. Del mismo modo que la dieta de una persona deja una firma química en su cabello o huesos, la comida que un animal consume deja una marca distintiva en su cuerpo. Al medir estas marcas, los científicos pudieron determinar no solo qué comía una criatura, sino también su posición en la cadena alimentaria y qué tan flexible era su dieta.

El estudio reveló un panorama claro de quién se come a quién en esta zona de penumbra subpolar. En la base misma de la red trófica se encuentran los copépodos, diminutos crustáceos similares a los camarones llamados Calanus, que se alimentan de algas. Por encima de ellos están el kril, pequeños organismos similares a los camarones que se presentan en dos variedades principales. Un tipo, Thysanoessa, domina las zonas más superficiales de la plataforma y se alimenta principalmente de plantas. El otro, Meganyctiphanes, se encuentra con mayor frecuencia sobre el escarpado talud continental y tiene una dieta ligeramente distinta que incluye otros animales pequeños. Los investigadores descubrieron que estas diferencias en la dieta se reflejan en las firmas químicas de los animales, lo que permite distinguir entre ambos grupos incluso cuando se ven similares. Subiendo en la cadena, se encontró que peces pequeños como el arenque y la merluza azul son los consumidores primarios de este kril. El arenque fue sorprendentemente selectivo, alimentándose casi exclusivamente de un tipo de kril, mientras que la merluza azul tenía un menú más variado.

Más arriba en la cadena alimentaria, los peces más grandes mostraron hábitos de alimentación distintos que daban pistas sobre su vulnerabilidad al cambio. El saite, un pez grande similar al bacalao, fue el comedor más adaptable del grupo. El contenido de su estómago mostró que comía una gran variedad de presas, incluyendo kril, peces pequeños e incluso otros tipos de plancton. Esta flexibilidad sugiere que podría manejar mejor los cambios en el ambiente que sus vecinos. En contraste, el arenque y el pez linterna (un tipo de pez pequeño de aguas profundas) eran mucho más especializados. El arenque dependía casi totalmente de un solo tipo de kril, y el pez linterna ocupaba un nicho específico con una dieta estrecha. Los investigadores señalaron que estos especialistas están probablemente más en riesgo si su fuente de alimento específica desaparece o se desplaza debido al cambio climático. Los datos también mostraron que algunos de estos peces, como el saite, son capaces de comer presas que son bastante grandes en relación con su propio tamaño, y parecen elegir tamaños de presa que ofrecen el mejor retorno de energía por el esfuerzo de capturarlas.

Al combinar la evidencia directa de los contenidos estomacales con los registros químicos a largo plazo del análisis de tejidos, el estudio proporcionó una visión sólida del ecosistema. El análisis químico confirmó los patrones observados en los estómagos, mostrando que el arenque y la merluza azul ocupan peldaños inferiores en la escala alimentaria, mientras que el saite y el bacalao atlántico se sitúan cerca de la cima. La investigación destaca que, si bien la zona mesopelágica es una bulliciosa autopista de energía, el tráfico no se distribuye de manera uniforme. Algunas especies son generalistas, capaces de cambiar de alimento según cambien las condiciones, mientras que otras son especialistas, estrechamente ligadas a una única fuente de alimento. Esta distinción es crucial para la gestión futura de estas aguas. A medida que el clima se calienta y el hielo del Ártico retrocede, el delicado equilibrio de estas redes tróficas podría verse puesto a prueba. Saber qué especies son flexibles y cuáles son frágiles permite a los científicos y a los responsables políticos predecir mejor cómo responderá el ecosistema ante nuevas presiones, asegurando que las ricas pesquerías y la vital bomba biológica del Mar de Noruega permanezcan saludables.

Resumen Técnico: Interacciones Tróficas en la Capa Mesopelágica a lo largo del Talud Continental en el Mar de Noruega

Planteamiento del Problema
Las capas mesopelágicas representan un componente crítico aunque insuficientemente documentado de los ecosistemas marinos, particularmente en lo que respecta a la escala de los procesos biológicos e interacciones tróficas que ocurren en su interior. Estas zonas facilitan el tránsito de grandes cantidades de biomasa y sirven como un conducto para los flujos verticales que transfieren biomasa hacia las capas oceánicas más profundas, un proceso integral para la bomba biológica. Sin embargo, la caracterización de estas dinámicas se ve obstaculizada por una grave falta de conjuntos de datos ecológicos de alta resolución, especialmente en regiones polares y subpolares. La ausencia de datos fundamentales sobre las vías tróficas impide una comprensión completa de cómo funcionan los mecanismos de transferencia de biomasa y cómo estos podrían verse alterados por estresores antropogénicos y el cambio climático, lo que potencialmente podría conducir a colapsos poblacionales o alteraciones en las tasas de secuestro de carbono.

Metodología
Para abordar estas brechas de datos, el estudio utilizó una metodología de enfoque dual que combina el análisis de contenido estomacal y el análisis de isótopos estables (IE). Los datos se recolectaron durante un crucero científico (abril–mayo de 2019) a lo largo del talud continental del norte de Noruega (aprox. 69°N), cubriendo estaciones costeras, de talud y oceánicas.

Muestreo: La capa mesopelágica (definida por picos de biomasa entre 200–400 m) se muestreó utilizando una red de arrastre pelágico Harstad (malla de 8 mm) en 11 estaciones. El zooplancton se muestreó verticalmente utilizando una Multinet (malla de 180 µm). Los datos ambientales (temperatura, salinidad, clorofila a y abundancia de partículas) se recolectaron mediante sistemas CTD y LOPC a lo largo de tres transectos.
Análisis de Contenido Estomacal: Los depredadores fueron procesados a bordo para identificar, contar y pesar los elementos ingeridos hasta el nivel taxonómico más bajo posible.
Análisis de Isótopos Estables: Se analizaron tejidos musculares de peces y cuerpos enteros de organismos más pequeños para determinar las proporciones isotópicas de carbono ( $\delta^{13}$ C) y nitrógeno ( $\delta^{15}$ N). Estos valores se utilizaron para definir los nichos isotópicos y calcular los niveles tróficos (TL) utilizando dos factores de discriminación trófica diferentes (estimaciones lineales y de estrechamiento).
Integración: El estudio integró estos conjuntos de datos complementarios para describir la estructura trófica desde el zooplancton hasta los peces, caracterizar los comportamientos alimenticios e identificar especies clave en la vía de la biomasa.

Resultados Clave

Contexto Ambiental: El área de estudio exhibió características hidrográficas distintivas, con una influencia costera (baja salinidad) que se extendía hacia el mar abierto. Las concentraciones de clorofila a fueron mayores sobre el talud y en mar abierto, registrándose un evento de floración en el área sur del estudio.
Distribución de Especies: Las abundancias de Calanus finmarchicus fueron mayores en el área norte del estudio y siguieron a las masas de agua de baja salinidad. La especie de krill Meganyctiphanes norvegica fue ubicua, mientras que Thysanoessa spp. estuvo restringida al talud y la plataforma continental. Entre los peces, Benthosema glaciale fue la especie más abundante recolectada (406 individuos en 10 arrastres), seguida de la caballa azul (Micromesistius poutassou, 131 individuos en 9 arrastres). Los peces linterna (Benthosema glaciale) dominaron el suroeste del talud, mientras que Maurolicus muelleri fue prevalente en el noreste y en áreas costeras.
Características Dietéticas:
- Zooplancton: Los eufáusidos fueron la presa dominante en los contenidos estomacales. Thysanoessa spp. dominó la dieta de la caballa (Clupea harengus) y la caballa azul (Micromesistius poutassou).
- Selectividad de Peces: La caballa exhibió una selectividad de presa estricta, alimentándose exclusivamente de Thysanoessa. La caballa azul mostró una dieta más amplia que incluye eufáusidos y anfípodos. El salpa (Pollachius virens) y la merluza (Merlangius merlangus) mostraron los rangos dietéticos más amplios, consumiendo eufáusidos, pterópodos y otros peces (incluyendo mictoftidos).
Estructura Trófica:
- Línea de Base Isotópica: Calanus spp. ocupó la base de la red trófica (TL ~2). Los eufáusidos y Themisto ocuparon aproximadamente medio nivel trófico superior.
- Niveles Tróficos de Peces: La caballa y la caballa azul se estimaron en TL 3 a 3.5. Los peces linterna mesopelágicos (Benthosema y Maurolicus) ocuparon TL 3.5. El salpa y el bacalao atlántico se estimaron en TL 4.
- Consistencia Metodológica: Los resultados del análisis de contenido estomacal y de isótopos estables fueron ampliamente consistentes. El uso de un factor de discriminación trófica de "estrechamiento" proporcionó un mejor ajuste a la estructura trófica definida por el contenido estomacal. Los isótopos estables diferenciaron con éxito las posiciones tróficas entre especies de macrozooplancton (por ejemplo, distinguiendo al más carnívoro Meganyctiphanes del herbívoro Thysanoessa) donde no se disponía de datos de contenido intestinal.

Contribuciones Clave y Significado
El artículo afirma proporcionar información esencial sobre los hábitos alimenticios y los vínculos tróficos de las especies más abundantes en un ecosistema mesopelágico subpolar, un área que carecía previamente de datos exhaustivos. Al combinar los análisis de contenido estomacal e isótopos estables, el estudio demuestra el valor de este enfoque dual para resolver estructuras tróficas que ninguno de los métodos podría haber esclarecido por sí solo.

La principal significancia del trabajo radica en la identificación de comportamientos alimenticios específicos para evaluar la resiliencia del ecosistema. El estudio destaca que, mientras algunas especies (como el salpa) exhiben una amplia flexibilidad dietética, otras (como la caballa) son especialistas con dietas estrechas. Los autores argumentan que tales especies especialistas poseen una capacidad reducida para hacer frente a los cambios ambientales o a los cambios en la disponibilidad de presas. En consecuencia, esta información se presenta como un componente necesario para la gestión sostenible de estos ecosistemas, particularmente en el contexto de las crecientes presiones antropogénicas y el cambio climático en las regiones polares. El documento señala modestamente que, si bien se requiere un conjunto de datos más grande para una visión exhaustiva del sistema mesopelágico, los hallazgos actuales establecen una línea de base crítica para comprender la transferencia de biomasa y las interacciones tróficas en esta región.

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