La Región del Biobío presenta buenas condiciones de productividad – y por lo tanto alimento – para que numerosas especies marinas se desarrollen, lo que es bueno para quienes trabajan cultivando o extrayendo productos del mar. Sin embargo, además de alimento las especies marinas requieren de suficiente oxígeno en el agua para poder respirar. Uno de los principales atributos de las costas chilenas es su alta productividad biológica, que nos permite deleitar el paladar con abundantes y deliciosos pescados y mariscos. Esto se debe en gran medida a la “surgencia marina”, fenómeno que consiste en el afloramiento de aguas profundas muy frías y con altas concentraciones de nutrientes, pero con bajos niveles de oxígeno disuelto.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Concepción se adjudicó un proyecto FONDECYT de 3 años de duración, por un monto total de 187 millones de pesos, con el que podrán llevar a cabo su investigación: “Regímenes de hipoxia en la plataforma interior de una región de surgencia costera: heterogeneidad espacial e implicancias ecológicas”. El equipo está compuesto por los doctores Fabián Tapia, Marcus Sobarzo, Cristian Gallardo y Carlos Moffat, del Departamento de Oceanografía Udec. El Dr. Tapia, investigador principal de este proyecto, nos contó en una entrevista los detalles y la importancia de conocer la variabilidad ambiental del océano costero a través de su investigación, y de otros temas relacionados.
¿Por qué las playas de Chile se caracterizan por tener agua fría?
La surgencia marina es un proceso en el que aguas profundas del mar, que llevan mucho tiempo sin estar en contacto con la atmósfera, se mueven hacia la superficie por efecto combinado del viento y la rotación de la Tierra. Esto hace que en meses de primavera-verano el agua de nuestras playas sea muy fría en comparación con playas de Argentina o Brasil a una misma latitud. No obstante lo anterior, la complejidad de la costa y de las corrientes costeras hace que algunos sectores de la costa el enfriamiento se acentúe más que en otros, y que haya playas con aguas más tibias a distancias no muy largas de otras muy frías.
¿Cómo afecta esto la productividad?
Además de ser fría, el agua que aflora tiene altas concentraciones de nutrientes. En meses de primavera-verano, cuando hay más luz, el fitoplancton (microalgas) responde a esta fertilización y prolifera (o “florece”) hasta el punto en que el agua de la costa a menudo es verdosa y poco transparente. Aunque esto podría percibirse como algo negativo por quien quiera ir a bañarse a una playa transparente y tibia, es la razón de nuestra alta productividad pesquera. El inconveniente es que esta agua profunda también tiene bajas concentraciones de oxígeno. Organismos marinos que necesitan oxígeno en el agua para respirar podrían tener problemas fisiológicos al ser expuestos a este tipo de agua.
En ese caso, los cardúmenes pueden desplazarse rápidamente para llegar a aguas con más oxígeno, pero, ¿Qué pasa si la surgencia ocurre en lugares donde habitan moluscos?
Hay animales como moluscos (choritos, locos, lapas) o equinodermos (erizos, estrellas de mar) que se mueven muy poco en relación a la superficie de costa afectada por la baja en oxígeno y que tienen gran importancia no solo económica, sino también ecológica. Por su poca movilidad, estos organismos deben sobrevivir bajo estas condiciones de hipoxia . Entonces cuando viene esta época de surgencia, que es buena porque hay comida, pero no tan buena porque hay poco oxígeno, uno espera que los organismos tengan cierto nivel de estrés fisiológico. Cuando uno está estresado fisiológicamente crece menos, se reproduce menos o no hace ninguna de las dos cosas, y eso podría generar grandes diferencias espaciales en la estructura y funcionamiento de las poblaciones marinas. Por eso, en este proyecto vamos a investigar: (1) cómo varía la intensidad de la hipoxia a lo largo de la costa de la región, y cómo esta variación se relaciona con la interacción entre el viento y la complejidad de la costa; y (2) qué pasa con las especies marinas en términos de estrés fisiológico cuando se enfrentan a la hipoxia marina. Para abordar el primer aspecto instalaremos sensores de oxígeno y otras variables ambientales de interés en 12 puntos a lo largo de la región comprendida entre Lebu y Cobquecura. En relación al estrés fisiológicos de organismos como loco y lapa, estudiaremos la expresión de ciertos genes relacionados con el estrés por fluctuaciones en temperatura y oxígeno.
¿Las clásicas conchitas en las playas de la Provincia de Arauco, se pueden atribuir a una falta de oxígeno en la zona?
Es una de las causas probable cuando se detectan varazones. Por ejemplo, es muy probable que la varazón de langostinos detectada en marzo de 2013 en las playas de Coronel, y posteriormente en el resto del Golfo de Arauco, se haya debido a un evento de hipoxia. Los videos que aparecieron en televisión mostraban que los langostinos estaban vivos al momento de varar, lo que sugiere que llegaron a la costa no por haber muerto previamente, sino por haberse desplazado en una dirección hacia la costa, posiblemente motivado por la intrusión de aguas con bajo oxígeno. Este es un fenómeno visto en numerosas ocasiones tanto en Chile como en las costas de California y Sudáfrica, que tienen características oceanográficas muy similares. Además, por la época del año en que ocurrió esta varazón – fines de verano -, es muy probable que hayamos presenciado el efecto combinado de la surgencia y del agotamiento del oxígeno en aguas de la plataforma continental.
¿Con cuáles especies van a trabajar en esta investigación?
Vamos a estudiar el stress fisiológico asociado a hipoxia en locos, lapas y choritos, además de un caracol intermareal de color negro y muy abundante en la costa de Chile central, de la especie Tegula atra. Esta es una especie para la cual sabemos bastante en términos de genoma y su expresión en situaciones de stress ambiental, a partir del trabajo que hicimos en el FONDECYT anterior, que ejecutamos en 2012-2015.
¿Cómo van a estudiar su comportamiento?
Más que comportamiento, estudiaremos la respuesta de los organismos a nivel de expresión del genoma. Cuantificaremos el nivel de expresión de genes que sabemos que tienen que ver con la respuesta a estrés oxidativo, a estrés térmico y a otros tipos de estrés ambiental. Vamos a combinar el análisis de especímenes recolectados de terreno con experimentos de aclimatación en acuarios para ver si las eventuales diferencias espaciales en expresión génica se deben a diferencias en estrés ambiental o a que son individuos genéticamente distintos debido a adaptación local.
¿Qué aparatos van a utilizar para medir la hipoxia marina?
Para medir los regímenes locales de hipoxia vamos a usar sensores anclados, que registren en forma continua datos de concentración de oxígeno y temperatura del agua. Los anclajes estarán instalados a profundidades de entre 15 y 20 metros, y tendrán un sensor cerca del fondo del mar y otro cerca de la superficie. En algunos puntos de la región también registraremos el nivel del mar y la salinidad del agua de fondo, para verificar si las bajas de oxígeno se deben a surgencia o a otros motivos. De no mediar intervención humana, que lamentablemente es la razón principal de pérdida de instrumentos anclados en nuestras costas, esperamos recolectar al menos 2 años de información continua sobre cómo varía el oxígeno en las aguas costeras a escalas de horas, días, semana
s y meses. Luego analizaremos cómo esto cambia en el espacio, y cómo se relaciona con el viento, mareas y complejidad de la línea de costa.
¿Los resultados de la investigación que están haciendo van a tener un impacto a nivel cultural en nuestra Región?
Además de su aporte al conocimiento de cómo los procesos oceanográficos en la costa moldean la estructura y funcionamiento de las poblaciones marinas, nuestra investigación es de gran interés para iniciativas de acuicultura de pequeña escala en la costa. Esta es una alternativa que el Estado ha empezado a promover como una alternativa frente a la mala condición en que están muchas pesquerías.
Se está pensando en que algunas áreas se conviertan más bien en cultivadores que extractores, o que hagan ambas cosas, pero no todas las zonas del mar son aptas para todo tipo de especies, porque las condiciones ambientales de cada lugar son distintas. Por ejemplo, puede haber lugares perfectos para cultivar macroalgas por estar directamente expuestos a agua de surgencia con altas concentraciones de nutrientes, y no ser tan buenos para engordar choritos debido a las bajas concentraciones de oxígeno y baja temperatura. Uno de los valores agregados de este proyecto es que además de generar ciencia, uno puede visualizar fácilmente su aplicación.
