Extreme conditions and ecosystem disruptions of the relationships between phytoplankton, seagrass and macroalgal communities in the Indian River Lagoon, Florida, USA, 1997-2024
Este estudio documenta cómo los eventos climáticos extremos en la laguna de Indian River, específicamente la ola de frío de 2010 y el periodo de huracanes de 2017-18, desencadenaron perturbaciones ecosistémicas en cascada que alteraron fundamentalmente el equilibrio entre las comunidades de fitoplancton, pastos marinos y macroalgas durante el periodo 1997–2024.
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Las lagunas costeras son cuerpos de agua poco profundos y resguardados donde el océano se encuentra con la tierra, actuando como guarderías para los peces y filtros para el medio ambiente. En estos ecosistemas, la vida depende de un delicado equilibrio entre tres tipos principales de plantas: algas microscópicas que flotan en el agua, pastos enraizados en la arena y algas marinas más grandes que derivan o crecen en el fondo. Estos grupos compiten por los mismos recursos, principalmente la luz solar y nutrientes como el nitrógeno y el fósforo. Cuando el agua está clara y los niveles de nutrientes son moderados, los pastos y las algas marinas suelen prosperar, formando la base de la red trófica. Sin embargo, cuando entran demasiados nutrientes al agua, las algas microscópicas flotantes pueden multiplicarse rápidamente, volviendo el agua verde o marrón y bloqueando la luz solar necesaria para las plantas del fondo. Este cambio puede colapsar todo el ecosistema, pero los científicos se han preguntado durante mucho tiempo si los eventos climáticos extremos y repentinos podrían desencadenar estos cambios tan rápidamente como la acumulación lenta de la contaminación.
Durante veintiocho años, investigadores han estado observando la Laguna del Río Indian, en Florida, una franja de agua larga y estrecha que recorre la costa este del estado. Este sistema es único porque es muy poco profundo y tiene pocas conexiones con el océano abierto, lo que significa que el agua permanece en su lugar durante meses a la vez. Este movimiento lento permite que los nutrientes se acumulen y que las algas crezcan si las condiciones son adecuadas. Un equipo de científicos, liderado por investigadores de la Universidad de Florida y el Distrito de Gestión de Agua del Río St. Johns, pasó casi tres décadas rastreando la salud de esta laguna. Midieron la temperatura, la salinidad y la claridad del agua, contaron los diferentes tipos de algas y mapearon la cobertura de pastos marinos y algas marinas en ocho ubicaciones específicas. Su objetivo era comprender cómo cambió el equilibrio entre estas diferentes comunidades de plantas a lo largo del tiempo y qué causó esos cambios.
El estudio reveló que la laguna no cambió gradualmente. En cambio, experimentó dos cambios dramáticos en su composición biológica, cada uno provocado por un evento climático extremo. El primer gran punto de inflexión ocurrió alrededor de 2010 y 2011. Durante esos inviernos, la región sufrió temperaturas inusualmente frías, con el agua cayendo a cerca del punto de congelación durante períodos prolongados. Esta ola de frío mató una cantidad significativa de vida marina, incluyendo peces y plantas, tanto en el agua como en los bosques de manglar circundantes. A medida que esta materia orgánica muerta se descomponía, liberaba un pulso masivo de nutrientes de vuelta al agua. Esta entrada repentina de alimento, combinada con el agua de movimiento lento, alimentó una explosión de una década de algas microscópicas.
Durante diez años, de 2011 a 2020, la laguna estuvo dominada por estas diminutas plantas flotantes. El agua se volvió tan densa con algas que la luz solar apenas podía penetrar la superficie. Los investigadores encontraron que la claridad del agua cayó tanto que el pasto marino, que necesita luz brillante para sobrevivir, no pudo crecer. Los lechos de pastos marinos, que habían sido la característica dominante de la laguna durante décadas, se marchitaron y desaparecieron de grandes áreas. Las algas flotantes eran mayormente de tipos muy pequeños, incluyendo una especie de marea marrón que prosperaba en estas condiciones de abundancia de nutrientes y poca luz. Este período representó una reversión completa del ecosza, donde las plantas del fondo fueron reemplazadas por una alfombra flotante de vida microscópica.
El segundo gran cambio comenzó alrededor de 2021, impulsado por un tipo diferente de clima extremo: una serie de huracanes poderosos. Estas tormentas trajeron lluvias intensas y vientos fuertes, que lavaron las capas restantes de algas espesas y agitaron el agua. A medida que el agua se aclaraba, el pasto marino comenzó un lento regreso en algunas áreas. Sin embargo, la laguna no simplemente regresó a su antiguo estado. En muchos lugares, un tipo diferente de alga, una macroalga bentónica conocida como Caulerpa, tomó el control del espacio vacío en el fondo. Esta alga es muy agresiva y puede crecer rápidamente en los hábitats arenosos abiertos dejados por el pasto marino agonizante. Mientras que el pasto marino comenzó a recuperarse en las partes del sur de la laguna, las secciones del norte vieron un aumento masivo en esta alga Caulerpa, que ahora cubre el fondo en densos mantos.
Los investigadores utilizaron modelos computacionales avanzados para confirmar que estos cambios no fueron aleatorios. Encontraron que las temperaturas frías de 2010 fueron el motor principal que inició la década de floraciones de algas, mientras que los huracanes de 2017 y 2022 ayudaron a limpiar el agua y permitieron que las algas marinas colonizaran el espacio recién disponible. El estudio sugiere que el ecosistema se encuentra ahora en un nuevo estado, donde el equilibrio entre las algas flotantes, el pasto marino y las algas marinas es diferente de lo que era antes de 2010. La recuperación del pasto marino no está garantizada; en algunas áreas, la alga de rápido crecimiento está compitiendo con los pastos por el espacio.
Este registro a largo plazo muestra que los ecosistemas costeros no solo se están desplazando lentamente hacia un nuevo normal debido a la contaminación o el cambio climático. Pueden ser sacudidos hacia un estado completamente diferente por eventos extremos únicos. Los inviernos fríos y los huracanes actuaron como botones de reinicio, pero no reiniciaron el sistema a como era antes. En cambio, empujaron a la laguna hacia una nueva configuración donde las relaciones entre las plantas han cambiado fundamentalmente. Los hallazgos resaltan que, si bien reducir la contaminación es esencial, la creciente frecuencia de eventos climáticos extremos plantea una amenaza nueva e impredecible para la estabilidad de estos vitales hábitats costeros. El futuro de la Laguna del Río Indian dependerá de cómo respondan estas comunidades de plantas competidoras al próximo evento extremo, ya sea una ola de frío, una tormenta o un período de calor intenso.
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