La expedición analizó la biodiversidad del plancton y los efectos de los procesos físicos en la Reserva Marina de Galápagos
- Científicos del Galapagos Science Center (GSC) lideraron una expedición internacional a bordo del buque de investigación R/V Marcus Langseth para estudiar la dinámica del plancton en la Reserva Marina de Galápagos.
- La investigación busca comprender cómo los procesos físicos, afectados por eventos climáticos como El Niño, pueden influir en la base de la red alimenticia marina, que sostiene a especies clave como peces, aves, iguanas, tortugas y lobos marinos.
- Desde 2014, el GSC y la Dirección del Parque Nacional Galápagos han llevado a cabo un programa de monitoreo a largo plazo que ha brindado información valiosa para la conservación y el manejo sostenible del archipiélago frente al cambio climático.
Del 30 de julio al 21 de agosto se desarrolló una expedición científica a bordo del buque de investigación R/V Marcus Langseth en la Reserva Marina de Galápagos (RMG), liderada por los investigadores Adrian Marchetti y Harvey Seim de la University of North Carolina at Chapel Hill (UNC-CH) y el GSC. La expedición tiene como objetivo comprender cómo los procesos oceanográficos, influenciados por la convergencia de corrientes marinas y eventos climáticos como El Niño, modelan la productividad primaria y la biodiversidad microbiana en la RMG. A través del monitoreo a largo plazo, los científicos buscan caracterizar las condiciones físicas, químicas y biológicas del océano, evaluando su impacto en la dinámica del plancton —la base de la red trófica marina— y en especies de niveles tróficos superiores. Este esfuerzo generará datos críticos para la modelación de ecosistemas y la toma de decisiones de conservación frente al cambio climático.
“Esta expedición científica busca entender qué controla el crecimiento del fitoplancton —la base de la red alimenticia marina— y cómo procesos físicos, como las estelas de islas, las mareas internas y las surgencias topográficas, suministran nutrientes que impulsan la productividad del ecosistema. Gracias al R/V Marcus Langseth, podemos, por primera vez, realizar un conjunto integral de mediciones simultáneas que combinan datos físicos y biológicos, desde corrientes hasta fitoplancton y zooplancton. Antes no era posible medir con precisión la dirección de las corrientes, pero ahora podemos determinar tanto la distribución espacial como la variación temporal. Esto representa un gran avance en comparación con expediciones anteriores, permitiéndonos integrar conocimiento disperso y desarrollar una capacidad predictiva más sólida sobre cómo responderá la biodiversidad marina de Galápagos a los cambios ambientales”, señaló Harvey Seim, profesor de Ciencias de la Tierra, Marinas y Ambientales (EMES) de la UNC-CH.
El Niño y la red alimentaria marina
La oceanografía del archipiélago de Galápagos es compleja debido a la convergencia de varios sistemas de corrientes oceánicas principales, que transportan aguas con propiedades distintas, generando gradientes físicos y químicos que impulsan la diversidad microbiana. De forma intermitente, las condiciones estables del Pacífico ecuatorial son interrumpidas por El Niño/Oscilación del Sur (ENSO), una variación a gran escala en las condiciones oceánicas y atmosféricas que ocurre cada 3 a 10 años. Durante la fase positiva del ENSO, los vientos alisios se debilitan y las aguas cálidas del Pacífico occidental se desplazan hacia el este, afectando los patrones climáticos globales y provocando cambios drásticos en los ecosistemas del Pacífico tropical. Las Galápagos han sido fuertemente impactadas por eventos ENSO en el pasado.
El Niño se caracteriza por temperaturas superficiales del mar inusualmente altas. En Galápagos, este evento climático reduce la surgencia de nutrientes desde aguas profundas, provocando un declive del fitoplancton, la base de la red alimenticia marina. Menos fitoplancton significa menos zooplancton, menos peces y, en consecuencia, menos alimento para aves, tiburones, tortugas y lobos marinos. Comprender estos procesos es clave para diseñar estrategias de conservación frente al cambio climático.
Plancton: la base de la vida en el océano
Desde los viajes de Charles Darwin en el HMS Beagle, los científicos se han sentido fascinados por la riqueza y singularidad del ecosistema de Galápagos. Las islas y las aguas que las rodean son puntos críticos de biodiversidad mundial, que sostienen redes alimenticias que incluyen megafauna como iguanas, lobos marinos, tortugas, pingüinos y tiburones.
La base de toda esta vida son los productores primarios, principalmente microbios y fitoplancton (protistas y bacterias), moldeados por las características físicas y químicas del océano.
El plancton está compuesto por diminutos organismos que flotan en el agua:
- Fitoplancton: organismos microscópicos que realizan fotosíntesis y producen gran parte del oxígeno del planeta.
- Zooplancton: pequeños animales que se alimentan de fitoplancton y sirven de alimento a peces, ballenas y corales.
Más allá de ser el “alimento invisible del mar”, el plancton regula el clima global al absorber dióxido de carbono, desempeñando un papel crucial en el ciclo del carbono.
Explorando la vida invisible del océano
Durante estas expediciones se recolectan mediciones y muestras para caracterizar las propiedades oceánicas a través de todos los niveles tróficos, incluyendo:
- Físicas: temperatura, salinidad y perfiles de luz en estaciones a lo largo del archipiélago, y mediciones continuas en la superficie, además, mediciones de la velocidad y dirección de las corrientes desde cerca de la superficie hasta los 500 m de profundidad.
- Químicas: nutrientes disueltos y particulados, y metales trazo.
- Biológicas: fluorescencia de la clorofila, productividad primaria, biomasa de fitoplancton, tasas de absorción de nitrato y composición de comunidades microbianas.
Estas mediciones permiten a los científicos caracterizar la biodiversidad funcional del plancton en relación con el suministro de nutrientes y aportar datos clave sobre cómo responden los ecosistemas oceánicos a eventos climáticos extremos.
“Estamos a bordo de este buque de investigación gracias a un financiamiento del programa Biodiversity on a Changing Planet de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos. Aplicamos metodologías como el CTD con roseta, arrastre de redes de plancton, muestreo esteril de metales traza, sistemas de imágenes y otras técnicas complementarias. La expedición de tres semanas se desarrolló primero en San Cristóbal, para estudiar los sistemas de estelas de islas, y luego en la costa occidental de Isabela, donde se investigó una surgencia generada por la corriente ecuatorial subsuperficial. Cada equipo de investigación recolectó muestras biológicas, químicas y físicas, que se combinan para entender cómo las condiciones ambientales afectan la productividad y diversidad del plancton y, en consecuencia, a los ecosistemas marinos”, explicó Adrian Marchetti, profesor de EMES en UNC-CH.
Más de una década de ciencia en Galápagos
Desde 2014, el Galapagos Science Center (GSC) y la Dirección del Parque Nacional Galápagos (DPNG) han mantenido un programa de monitoreo a largo plazo en la RMG, generando información única sobre cómo los eventos de El Niño alteran la productividad marina y la estructura de las comunidades microbianas.
El grupo de Adrian Marchetti y Harvey Seim ha liderado uno de los esfuerzos de investigación más sostenidos en el archipiélago, produciendo múltiples publicaciones científicas que fortalecen la comprensión de los ecosistemas marinos y aportan insumos esenciales para la gestión y conservación de la RMG frente al cambio climático. Los resultados de este trabajo mejorarán la comprensión de la relación entre las condiciones oceánicas, el suministro de nutrientes y la biodiversidad funcional del plancton en Galápagos, aportando datos cruciales para enfrentar los retos del cambio climático en la región.
