Los microbios marinos podrán reducirse un 30 por ciento por el efecto del cambio climático

Un nuevo modelo predice que los microbios marinos podrían reducirse hasta un 30% en el futuro debido al cambio climático, lo que repercutiría en los organismos más grandes que se alimentan de ellos, incluidos los peces, lo que podría alterar la cadena alimentaria de abajo arriba. Unos peces más pequeños significarían un impacto en las pesquerías. Esta situación microbios más pequeños podrían significar una menor captación de carbono.

Los océanos más cálidos contienen menos oxígeno, y el modelo predice que la vida marina será más pequeña en respuesta a un oxígeno más limitado. Pero los científicos llevan mucho tiempo debatiendo por qué se produce esta reducción de tamaño, y algunos dicen que otros factores no considerados en el modelo podrían afectar a los microbios oceánicos de forma inesperada.Por ello, predecir con exactitud los efectos del calentamiento en la vida marina podría mejorar la gestión de los recursos oceánicos.

El futuro puede ser más pequeño para la vida marina, según un nuevo modelo científico. Influenciados por el calentamiento de las condiciones oceánicas, los microbios y la megafauna podrían no crecer tanto como ahora.

Este efecto de encogimiento, en caso de producirse, podría tener amplias repercusiones: la reducción de la masa alimenticia en la parte inferior de la cadena alimentaria afectaría a la pesca, dejando menos alimentos para las personas, además de significar menos carbono secuestrado en el mar, lo que podría empeorar el cambio climático.

Los científicos afirman que la capacidad de predecir con exactitud estas repercusiones podría mejorar la gestión de los recursos oceánicos. Pero los investigadores no se ponen de acuerdo sobre la razón exacta de esta reducción de la vida marina, y dicen que hay que tener en cuenta una serie de factores para hacer previsiones precisas.

Modelo matemático

En el nuevo estudio, los investigadores presentan un modelo matemático que explica estas reducciones de tamaño como respuesta a la disminución de los niveles de oxígeno en el océano. Si se tienen en cuenta las previsiones de aumento de la temperatura y reducción del nivel de oxígeno para las próximas décadas, los investigadores descubrieron que el zooplancton y otras especies microscópicas podrían ser hasta un 30% más pequeños, con impactos que repercutirían en los niveles superiores de la cadena alimentaria.

Existe una «regla del tamaño de la temperatura», que describe la tendencia de los ectotermos (animales cuya regulación de la temperatura corporal depende de fuentes externas) a alcanzar tamaños adultos más pequeños en condiciones más cálidas. Con la escalada del cambio climático, las implicaciones para la vida marina -y la humanidad- podrían ser nefastas.

Pero hasta ahora, las pruebas experimentales directas de esta regla proceden sobre todo de organismos con una masa corporal inferior a 1 gramo, explicó el autor principal del estudio, Curtis Deutsch, científico del clima de la Universidad de Princeton (EE.UU.).

«Nuestro modelo mecanicista intenta cuantificar ese efecto y utilizarlo para entender cuánto más pequeñas podrían ser las cosas en el futuro», explicó Deutsch, que colaboró con biólogos oceánicos y un paleobiólogo para formular el modelo. Los resultados «sugieren que los peces de mayor tamaño [más arriba en la cadena alimentaria] también sufrirán un encogimiento».

Encogimiento de especies

El nuevo estudio de modelización predice que en los océanos que se calientan, el tamaño de los adultos de la vida marina microscópica puede reducirse hasta un 30%. Si estas criaturas se vuelven aún más pequeñas, se reducirá la disponibilidad de nutrientes en la base de la red alimentaria del océano y potencialmente se reducirá el ciclo del carbono de la atmósfera. Imagen de Emily Aguirre vía Wikimedia Commons (CC BY-SA 4.0).
El modelo se basa en cómo los ectotermos marinos satisfacen su demanda metabólica de oxígeno. La hipótesis es que su tasa de metabolismo aumenta en aguas más cálidas, con más oxígeno necesario para soportar esas tasas metabólicas más altas. Pero a medida que la temperatura del agua aumenta, los niveles de oxígeno disuelto disminuyen. Por tanto, si necesita más oxígeno, pero el océano le suministra menos, puede tener problemas, explica Deutsch.

Una forma de esquivar ese problema es quedarse pequeño. Pero esa solución no es tan sencilla como que un organismo crezca sólo la mitad para utilizar la mitad de oxígeno. A medida que un animal aumenta de tamaño, su superficie exterior no crece en la misma medida que el mayor número de células que necesitan oxígeno. La nueva ecuación predice cuánto debe reducirse un organismo, en función de sus necesidades metabólicas en reposo, en las condiciones de limitación de oxígeno que se prevén a medida que empeora el calentamiento global.

Los registros fósiles

Jonathan Payne, paleobiólogo de la Universidad de Stanford (California) y uno de los autores principales del artículo, afirma que este modelo puede apoyarse en los registros fósiles. Las pruebas de los sucesos de extinción relacionados con el calentamiento global y la desoxigenación de los océanos muestran que las especies más grandes tenían más probabilidades de morir, mientras que las especies supervivientes solían ser más pequeñas.

Y aunque falta mucha información sobre el mundo prehistórico, dijo Payne, hay suficientes mediciones indirectas o fósiles para probar los cálculos de la nueva ecuación. Se trata de una «herramienta muy útil para conectar el mundo moderno con todo lo que ha ocurrido en la historia de la vida animal», señaló.

FUENTES:

Deutsch, C., Penn, J. L., Verberk, W., Inomura, K., Endress, M. G., & Payne, J. L. (2022). Impact of warming on aquatic body sizes explained by metabolic scaling from microbes to macrofauna. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 119(28), e2201345119. doi:10.1073/pnas.2201345119

Atkinson, D. (1994) Temperature and organism size — A biological law for ectotherms. Advances in Ecological Research, 25, 1-58. doi:10.1016/s0065-2504(08)60212-3

Wootton, H. F., Morrongiello, J. R., Schmitt, T., & Audzijonyte, A. (2022). Smaller adult fish size in warmer water is not explained by elevated metabolism. Ecology Letters, 25(5), 1177-1188. doi:10.1111/ele.13989