Extreme conditions and ecosystem disruptions of the relationships between phytoplankton, seagrass and macroalgal communities in the Indian River Lagoon, Florida, USA, 1997-2024
Este estudo documenta como eventos climáticos extremos na Indian River Lagoon, especificamente a onda de frio de 2010 e o período de furacões de 2017-18, desencadearam interrupções ecossistêmicas em cascata que alteraram fundamentalmente o equilíbrio entre as comunidades de fitoplâncton, gramas marinhas e macroalgas ao longo do período de 1997–2024.
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As lagoas costeiras são corpos de água rasos e protegidos onde o oceano encontra a terra, atuando como berçários para peixes e filtros para o meio ambiente. Nesses ecossistemas, a vida depende de um equilíbrio delicado entre três tipos principais de plantas: algas microscópicas que flutuam na água, gramíneas enraizadas na areia e algas marinhas maiores que derivam ou crescem no fundo. Esses grupos competem pelos mesmos recursos, principalmente luz solar e nutrientes como nitrogênio e fósforo. Quando a água está clara e os níveis de nutrientes são moderados, as gramíneas e as algas marinhas geralmente prosperam, formando a base da teia alimentar. No entanto, quando entram nutrientes em excesso na água, as algas microscópicas flutuantes podem se multiplicar rapidamente, tornando a água verde ou marrom e bloqueando a luz solar necessária pelas plantas no fundo. Essa mudança pode colapsar todo o ecossistema, mas os cientistas há muito se perguntam se eventos climáticos extremos e repentinos poderiam desencadear essas mudanças tão rapidamente quanto o acúmulo lento de poluição.
Por vinte e oito anos, pesquisadores têm observando a Indian River Lagoon na Flórida, uma extensão de água longa e estreita que percorre a costa leste do estado. Este sistema é único porque é muito raso e possui poucas conexões com o oceano aberto, o que significa que a água permanece no lugar por meses de cada vez. Esse movimento lento permite que os nutrientes se acumuleem e que as algas cresçam, se as condições forem favoráveis. Uma equipe de cientistas, liderada por pesquisadores da Universidade da Flórida e do Distrito de Gestão de Águas do Rio St. Johns, passou quase três décadas rastreando a saúde desta lagoa. Eles mediram a temperatura, a salinidade e a clareza da água, contaram os diferentes tipos de algas e mapearam a cobertura de grama marinha e algas marinhas em oito locais específicos. O objetivo deles era entender como o equilíbrio entre essas diferentes comunidades de plantas mudou ao longo do tempo e o que causou essas mudanças.
O estudo revelou que a lagoa não mudou gradualmente. Em vez disso, ela experimentou duas mudanças dramáticas em sua composição biológica, cada uma desencadeada por um evento climático extremo. O primeiro grande ponto de virada ocorreu por volta de 2010 e 2011. Durante esses invernos, a região sofreu com temperaturas anormalmente baixas, com a água caindo para perto do congelamento por períodos prolongados. Essa onda de frio matou uma quantidade significativa de vida marinha, incluindo peixes e plantas, tanto na água quanto nos manguezais circundantes. À medida que essa matéria orgânica morta se decompunha, ela liberava um pulso massivo de nutrientes de volta para a água. Esse influxo repentino de alimento, combinado com a água de movimento lento, alimentou uma explosão de uma década de algas microscópicas.
Por dez anos, de 2011 a 2020, a lagoa foi dominada por essas pequenas plantas flutuantes. A água ficou tão densa de algas que a luz solar mal conseguia penetrar a superfície. Os pesquisadores descobriram que a clareza da água caiu tanto que a grama marinha, que precisa de luz brilhante para sobreviver, não conseguiu crescer. Os leitos de grama marinha, que haviam sido a característica dominante da lagoa por décadas, definharam e desapareceram de grandes áreas. As algas flutuantes eram majoritariamente de tipos muito pequenos, incluindo uma espécie de maré marrom que prosperou nessas condições de alto teor de nutrientes e baixa luminosidade. Este período representou uma reversão completa do ecossistema: as plantas que habitam o fundo foram substituídas por um tapete flutuante de vida microscópica.
A segunda grande mudança começou por volta de 2021, impulsionada por um tipo diferente de clima extremo: uma série de furacões poderosos. Essas tempestades trouxeram chuvas intensas e ventos fortes, que lavaram as camadas espessas de algas restantes e agitaram a água. À medida que a água clareava, a grama marinha começou um retorno lento em algumas áreas. No entanto, a lagoa não retornou simplesmente ao seu estado antigo. Em muitos lugares, um tipo diferente de alga, uma macroalga bentônica conhecida como Caulerpa, assumiu o espaço vazio no fundo. Esta alga é muito agressiva e pode crescer rapidamente nos habitats arenosos abertos deixados pela grama marinha moribunda. Embora a grama marinha tenha começado a se recuperar nas partes sul da lagoa, as seções do norte viram um aumento massivo nesta alga Caulerpa, que agora cobre o fundo em tapetes densos.
Os pesquisadores usaram modelos computacionais avançados para confirmar que essas mudanças não foram aleatórias. Eles descobriram que as temperaturas frias de 2010 foram o principal motor que deu início à década de florações de algas, enquanto os furacões de 2017 e 2022 ajudaram a limpar a água e permitiram que as algas colonizassem o espaço recém-disponibilizado. O estudo sugere que o ecossistema está agora em um novo estado, onde o equilíbrio entre algas flutuantes, grama marinha e algas marinhas é diferente de como era antes de 2010. A recuperação da grama marinha não é garantida; em algumas áreas, a alga de crescimento rápido está superando as gramíneas na disputa por espaço.
Este registro de longo prazo mostra que os ecossistemas costeiros não estão apenas derivando lentamente para um novo normal devido à poluição ou às mudanças climáticas. Eles podem ser sacudidos para um estado completamente diferente por eventos extremos isolados. Os invernos rigorosos e os furacões atuaram como botões de "reset", mas eles não resetaram o sistema para como ele era antes. Em vez disso, eles empurraram a lagoa para uma nova configuração onde as relações entre as plantas mudaram fundamentalmente. As descobertas destacam que, embora reduzir a poluição seja essencial, o aumento da frequência de eventos climáticos extremos representa uma ameaça nova e imprevisível à estabilidade desses habitats costeiros vitais. O futuro da Indian River Lagoon dependerá de como essas comunidades de plantas competidoras responderão ao próximo evento extremo, seja uma onda de frio, uma tempestade ou um período de calor intenso.
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