Hemos dicho muchas veces que las floraciones de algas representan una preocupación creciente para muchos ecosistemas de agua dulce en todo el mundo, y hemos explorado por qué y cómo afectan a los seres humanos y la naturaleza. Además, hemos analizado cómo los seres humanos juegan un rol clave en este problema, de forma directa al contaminar los sistemas de agua, e indirectamente, a través del cambio climático.
Sin embargo, hay otra dimensión importante a tener en cuenta: estas floraciones de algas suelen ser causadas por especies invasoras que compiten con organismos nativos por recursos. La presencia de estas plantas o animales no autóctonos puede causar daño al medio ambiente, a la economía o la salud humana. Cuando se introducen en un área, pueden competir con las especies nativas por los recursos disponibles, interrumpir las redes alimentarias y alterar los hábitats. Su propagación puede ocurrir de manera natural, por ejemplo, transportados en las patas o plumas de aves migratorias, o ser introducidas accidentalmente por los seres humanos.
Necesitamos comprender este fenómeno preocupante y sus efectos para poder predecir mejor los desafíos futuros de la gestión del agua, en beneficio de los seres humanos y del resto de la biosfera. En este artículo nos adentraremos en este tema, examinando un caso de estudio del Lago Mendota.
El Lago Mendota
El Lago Mendota es un lago de agua dulce ubicado en Madison, Wisconsin, en los Estados Unidos de América. Es el más grande de los cuatro lagos en la cadena del Río Yahara y cubre un área de aproximadamente 39 kilómetros cuadrados. El lago alberga una amplia variedad de especies, incluyendo peces, aves, anfibios y otros organismos acuáticos. Algunas de estas especies, como el somormujo común y el esturión del lago, se consideran amenazadas o en peligro de extinción, por lo cual la preservación del ecosistema del Lago Mendota es crítica para su supervivencia.
El atractivo del Lago Mendota para la comunidad científica radica en sus propiedades únicas y su importancia ecológica. Su ubicación resulta ideal para que los investigadores exploren temas como la calidad del agua, el ciclo de nutrientes y la ecología acuática. Además, se trata de uno de los lagos más estudiados en el mundo, contando con registros detallados que se remontan a más de 40 años. Esta larga historia de investigación científica y monitoreo del Lago Mendota proporciona una línea de base valiosa para comprender los cambios en su ecosistema a lo largo del tiempo.
Utilizando estas líneas de base, un estudio reciente realizado por científicos de la Universidad de Wisconsin-Madison ha arrojado luz sobre los efectos de dos especies invasoras, la pulga de agua espinosa y el mejillón cebra, en la comunidad microbiana del Lago Mendota en Madison, Wisconsin.
Especies invasivas
Como indicamos más adelante, las especies invasivas son plantas o animales que no son nativos de una zona y su introducción puede causar daño al medio ambiente, la economía o la salud humana. Las especies foráneas tienen el potencial de competir con especies nativas por recursos, interrumpir las redes alimentarias y alterar los hábitats. ¿Por qué ocurre esto?
Sucede que los ecosistemas requieren muchísimo tiempo para alcanzar su frágil punto de equilibrio, llegando a una “zona de Goldilocks” o zona ideal en la cual nada se desperdicia y ninguna especial puede “ganar” a expensas de las demás. Cuando una especie ingresa a un nuevo ecosistema, el nuevo entorno generalmente no incluye mecanismos que regulen naturalmente su crecimiento, permitiendo un crecimiento desenfrenado que suele tener consecuencias catastróficas para las especies autóctonas.
Una especial invasive puede introducirse de manera natural, por ejemplo, en el caso de fragmentos de plantas foráneas que llegan adheridas a aves migratorias, accidentalmente, cuando se desagota el agua de lastre de los barcos, o intencionalmente, como cuando las personas liberan mascotas o plantas en la naturaleza.
El interés de los científicos en estudiar las especies invasivas y sus efectos en los ecosistemas radica en sus posibles impactos significativos en el medio ambiente y la salud humana. Al comprender cómo estas especies se propagan e interactúan con las especies nativas, los científicos pueden desarrollar estrategias para prevenir y controlar su propagación.
El estudio citado encontró que las invasiones de pulgas de agua espinosas, observadas por primera vez en 2009, y las de los mejillones cebra, observados por primera vez en 2015, causaron cambios importantes en la comunidad microbiana del Lago Mendota.
El caso de las pulgas de agua espinosas y los mejillones cebra
Antes de continuar, presentemos a los culpables. Si tiene algún conocimiento de los ecosistemas acuáticos de América del Norte, es probable que se estremezca al pensar en estas dos plagas infames.
Las pulgas de agua espinosas son pequeños crustáceos nativos de Eurasia que llegaron a la región de los Grandes Lagos en la década de 1980. Tienen una larga espina que utilizan para defenderse y capturar presas. Se alimentan de pequeños zooplánctones, que son una parte vital de la cadena alimentaria en los ecosistemas de agua dulce. Como muy pocos animales en América del Norte las cazan o saben cómo defenderse de ellos, estas pulgas tienen vía libre para causar estragos en los hábitats de agua dulce, haciendo que otros depredadores pasen hambre.
Por su parte, los mejillones cebra son pequeños mejillones de agua dulce nativos de la región del Mar Negro en Europa. Fueron descubiertos por primera vez en los Grandes Lagos a finales de la década de 1980 y desde entonces se han extendido a otros sistemas de agua dulce a lo largo de todo el continente. Para alimentarse, los mejillones filtran el fitoplancton, tarea en la que son altamente eficientes, lo que puede tener impactos significativos en la cadena alimentaria y la calidad del agua de los ecosistemas afectados. Además, cuentan con una concha dura y pueden adherirse a superficies duras como rocas, barcos y tuberías, produciendo daños significativos en la infraestructura e impactando el uso recreativo de los cuerpos de agua afectados.
Consecuencias
El estudio señala tres consecuencias principales de las especies invasoras en la comunidad microbiana. En primer lugar, el estudio se enfocó en las cianobacterias, encontrando una tendencia preocupante: cada año que pasa, las floraciones ocurren cada vez más temprano. Esto interrumpe el ciclo natural del lago e incluso puede llevar a la aparición de floraciones de algas dañinas, impidiendo la fase clara que suele ocurrir durante la primavera. Durante dicha fase, el agua está clara y la luz solar penetra hasta el fondo del lago, permitiendo que plantas y algas realicen la fotosíntesis y produzcan oxígeno a todas las profundidades de la masa de agua. Esta agua clara también permite el crecimiento de especies nativas como algas y diatomeas, que son una fuente de alimento para muchos animales acuáticos pequeños.
Además, el agua clara estimula el crecimiento de vegetación acuática sumergida, que brinda un hábitat importante donde peces y otros animales acuáticos pueden cazar y descansar. La interrupción de la fase clara afecta a toda la cadena alimentaria, llevando a una pérdida de biodiversidad y un potencial colapso del ecosistema. Otra observación es que la diversidad de las cianobacterias aumentó significativamente: no se detectaron unas pocas especies nuevas, sino géneros, familias e incluso órdenes completamente diferentes.
En segundo lugar, la concentración de toxinas producidas por las cianobacterias aumentó durante los meses de verano. Es de notar que este aumento se dio a pesar de que el número total de cianobacterias permaneció relativamente constante. La razón de esto podría ser que diferentes cepas de cianobacterias producen diferentes tipos de toxinas, y se descubrió que las especies invasoras promueven el crecimiento de aquellas cepas que producen toxinas más potentes.
Es posible que otros factores ambientales, como cambios en la disponibilidad de nutrientes o variaciones en la temperatura, también contribuyan al aumento en la toxicidad. Esto resulta especialmente preocupante, porque las toxinas de las cianobacterias pueden ser perjudiciales tanto para los humanos como para los animales que entran en contacto con el agua, potencialmente causando irritación de la piel, problemas respiratorios e incluso daño hepático.
Por último, la presencia de especies invasivas ha alterado las poblaciones de otras bacterias en el lago. Esta es una observación sorprendente, ya que antes no se consideraba posible. Por el contrario, se creía que las bacterias heterótrofas eran afectadas mucho menos que otras comunidades por los cambios en el ambiente. Estas alteraciones de la comunidad microbiana pueden tener consecuencias de largo alcance en todo el ecosistema del lago, incluyendo la cadena alimenticia, el ciclo de nutrientes y la calidad del agua. Si no se puede alcanzar una comprensión de este proceso de forma rápida, tiene el potencial de causar daños irreversibles si no se aborda.
Implicaciones
Estos hallazgos tienen implicaciones significativas tanto para la gestión del agua como para la biodiversidad. El estudio destaca la interconexión de los microbios con la red alimentaria más amplia y su susceptibilidad a cambios ambientales en el largo plazo. En consecuencia, resulta crucial monitorear y prevenir las floraciones de algas causadas por especies invasivas para proteger los ecosistemas de agua dulce y los organismos que dependen de ellos.
Aún no se ha llegado a una comprensión total de los efectos completos del aumento de la toxicidad, por lo que deberán ser monitoreados cuidadosamente. Caso contrario, innumerables especies, incluidos los humanos, sufrirán las consecuencias. Estas toxinas continuarán acumulándose dentro de animales como mariscos y crustáceos y se propagarán en toda la cadena alimentaria.
El autor principal del estudio, Robin Rohwer, enfatizó la importancia de la recolección y el monitoreo de datos a largo plazo para ayudar a comprender los impactos de las especies invasivas en los ecosistemas de agua dulce. Estos datos pueden ayudar a los científicos a identificar conexiones inesperadas entre microbios y la cadena alimentaria más amplia, facilitando el desarrollo de estrategias efectivas para prevenir y gestionar las proliferaciones de algas.
Los hallazgos de este estudio de la Universidad de Wisconsin-Madison demuestran el impacto de largo alcance de las especies invasivas en los ecosistemas de agua dulce y la importancia de monitorear y prevenir floraciones de algas. Al proteger los ecosistemas de agua dulce, también podemos proteger la salud humana, la economía y el mundo natural en su conjunto.