Contando la historia del aumento de Sargassum del Atlántico con 40 años de datos

Investigadores del Instituto Oceanográfico Harbor de la Universidad Atlántico de Florida han publicado una revisión histórica que traza cuatro décadas de cambios en el sargassum pelágico, algas marrones flotantes que juegan un papel vital en el ecosistema del Océano Atlántico.

Una vez que se cree que se limita principalmente a las aguas pobres en nutrientes del Mar de Sargasso, Sargassum ahora se reconoce como un organismo marino de rápido crecimiento y ampliamente distribuido, cuya expansión a través del Atlántico está estrechamente vinculada tanto con los procesos naturales como con el enriquecimiento de nutrientes inducido por humanos.

La revisión, publicada en la revista Algas dañinasarroja una nueva luz sobre los orígenes y el desarrollo del Gran Cinturón Atlántico Sargassum, una floración recurrente masiva de Sargassum que se extiende a través del Océano Atlántico desde la costa de África occidental hasta el Golfo de América.

Desde su primera aparición en 2011, este cinturón se ha formado casi todos los años, excepto en 2013, y en mayo, alcanzó una nueva biomasa récord de 37.5 millones de toneladas. Esto no incluye la biomasa basal de 7.3 millones de toneladas históricamente estimadas en el Mar de Sargasso.

Al combinar observaciones oceanográficas históricas, imágenes satelitales modernas y análisis biogeoquímicos avanzados, esta revisión proporciona un marco integral para comprender los cambios dramáticos en la distribución de sargassum, la productividad y la dinámica de los nutrientes. También destaca las implicaciones más amplias del enriquecimiento antropogénico de nutrientes en la ecología oceánica y la necesidad de esfuerzos internacionales coordinados para monitorear y gestionar los impactos de estas flores masivas de algas.

«Nuestra revisión se sumerge profunda en la historia cambiante de Sargassum: cómo está creciendo, lo que está alimentando ese crecimiento y por qué estamos viendo un aumento tan dramático en la biomasa en el Atlántico Norte», dijo Brian LaPointe, Ph.D., autor principal y profesor de investigación en Fau Harbor Branch. «Al examinar los cambios en su composición de nutrientes (particularmente nitrógeno, fósforo y carbono) y cómo esos elementos varían con el tiempo y el espacio, estamos comenzando a comprender las fuerzas ambientales más grandes en juego».

Al principio de la revisión, LaPointe y la coautores Deanna F. Webber, coordinadora de investigación; y Rachel Brewton, Ph.D., profesora asistente de investigación, ambas con Fau Harbor Branch, explican que los primeros oceanógrafos trazaron el Mar de Sargasso en función de los avistamientos de superficie de Sargassum, creyendo que las algas prosperaron en sus cálidas, claras pero pobres en aguas. Sin embargo, esta noción creó una paradoja cuando los oceanógrafos de mediados del siglo XX describieron la región como un «desierto biológico».

Sin embargo, las recientes observaciones satelitales, los modelos de circulación oceánica y los estudios de campo han resuelto esta paradoja al rastrear el transporte estacional de Sargassum desde áreas costeras ricas en nutrientes, particularmente el oeste del Golfo de América, hasta el océano abierto a través de la corriente del bucle y la corriente del golfo. Estos hallazgos respaldan las primeras teorías de los exploradores que propusieron que Sargassum que origina el Golfo podría alimentar a las poblaciones en el Mar de Sargasso.

La tecnología de teledetección jugó un papel fundamental en estos descubrimientos. En 2004 y 2005, los satélites capturaron extensas fandrows de Sargassum: líneas estrechas o bandas de Sargassum flotantes, en el Golfo Occidental de América, una región que experimenta un aumento de las cargas de nutrientes de los sistemas fluviales como Mississippi y Atchafalaya.

«Estas aguas ricas en nutrientes alimentaron altos eventos de biomasa a lo largo de la costa del Golfo, lo que resulta en varones masivos, costosas limpiezas de playa e incluso el cierre de emergencia de una planta de energía nuclear de Florida en 1991», dijo LaPointe. «Un enfoque importante de nuestra revisión es la composición elemental del tejido de Sargassum y cómo ha cambiado con el tiempo».

Los experimentos de laboratorio y la investigación de campo que datan de la década de 1980 confirmaron que Sargassum crece más rápidamente y es más productivo en las aguas neríticas enriquecidas con nutrientes que en las aguas oligotróficas del océano abierto. Los estudios controlados revelaron que las dos especies principales, Sargassum natans y Sargassum fluitans, pueden duplicar su biomasa en solo 11 días en condiciones óptimas. Estos estudios también establecieron que el fósforo es a menudo el nutriente limitante principal para el crecimiento, aunque el nitrógeno también juega un papel fundamental.

Desde la década de 1980 hasta la década de 2020, el contenido de nitrógeno de Sargassum aumentó en más del 50%, mientras que el contenido de fósforo disminuyó ligeramente, lo que condujo a un fuerte aumento en la relación nitrógeno a fósforo (N: P).

«Estos cambios reflejan un cambio de fuentes naturales de nutrientes oceánicos como la corriente ascendente y la mezcla vertical, y hacia los aportes terrestres como la escorrentía agrícola, la descarga de aguas residuales y la deposición atmosférica», dijo LaPointe. «Los niveles de carbono en Sargassum también aumentaron, contribuyendo a los cambios en la estequiometría general y destacando aún más el impacto de la carga de nutrientes externos en los productores primarios marinos».

La revisión también explora cómo el reciclaje de nutrientes dentro de las hileras de Sargassum, incluida la excreción por organismos marinos asociados y la descomposición microbiana de la materia orgánica, puede mantener el crecimiento en entornos pobres en nutrientes. Este reciclaje a microescala es fundamental para mantener poblaciones de sargassum en partes del océano que de otro modo no apoyarían altos niveles de productividad.

Los datos de Sargassum recolectados cerca de la desembocadura del río Amazon respaldan la hipótesis de que las salidas de nutrientes de este importante río contribuyen significativamente al desarrollo del GASB. Las variaciones en la biomasa de Sargassum se han relacionado con los ciclos de inundación y sequía en la cuenca del Amazonas, conectando aún más los aportes de nutrientes terrestres con el océano abierto.

La formación del GASB parece haber sido sembrada por un evento atmosférico extremo: la fase negativa de la oscilación del Atlántico Norte en 2009 a 2010, que puede haber ayudado a cambiar las aguas superficiales y Sargassum desde el Mar de Sargasso hacia el sur hasta el Atlántico tropical.

Sin embargo, los investigadores advierten que no hay evidencia directa de este movimiento. Además, los datos genéticos y morfológicos sugieren que algunas poblaciones de Sargassum, particularmente las varas dominantes de S. natans. Wingei, ya estaban presentes en el Atlántico Tropical antes de 2011, lo que indica que esta región pudo haber tenido un papel pasado por alto en el desarrollo temprano del GASB.

«La expansión de Sargassum no es solo una curiosidad ecológica: tiene impactos reales en las comunidades costeras. Las flores masivas pueden obstruir las playas, afectar la pesca y el turismo, y plantear riesgos para la salud», dijo LaPointe. «Comprender por qué Sargassum está creciendo tanto es crucial para manejar estos impactos. Nuestra revisión ayuda a conectar los puntos entre la contaminación de nutrientes en tierra, la circulación oceánica y la expansión sin precedentes de Sargassum en toda una cuenca oceánica».