Oceaneos: “Esperamos que este proyecto conduzca a un aumento en la biomasa de poblaciones de peces”

Si hace menos de un siglo era descabellado pensar en “centros de cultivo marinos” donde se cultiven peces o mariscos, quizá hoy suene de igual forma hablar de fertilizar el mar u otros cuerpos de agua con el objeto de aumentar las poblaciones de peces. No obstante, esta práctica -que no es tan reciente en Canadá- puede muy pronto ser una realidad en Chile, ya que la fundación Oceaneos se encuentra desarrollando una iniciativa que busca proveer de aquellos nutrientes que escasean en ciertas zonas, en particular, el hierro.

Lo explica Michel Riedijk, presidente de Fundación Oceaneos, quien afirma que “las aguas de la costa central de Chile son ricas en macronutrientes como el nitrógeno y el fósforo, pero son bajas en clorofila, lo que significa que el crecimiento del fitoplancton, y por lo tanto todo el ecosistema, está limitado por algo distinto de los macronutrientes. La limitación es causada por una escasez de hierro (Torres et al, 2009). Si se agrega hierro, este estimulará el crecimiento del fitoplancton, como se ha demostrado en investigaciones previas (Hutchins et al, 2002)”.

-¿Cuáles son esas investigaciones previas que avalan el proyecto de Oceaneos?

La investigación para aumentar la biomasa de peces mediante fertilización con nutrientes no es nueva. Se ha llevado a cabo en los ríos y lagos de British Columbia, Canadá durante más de cuatro décadas. En los años 70, el Dr. Timothy Parsons, profesor emérito de la University of British Columbia en Vancouver, quien también enseñó en la Universidad de Concepción, mostró por primera vez que la creación de floraciones de plancton mediante la fertilización de lagos con macronutrientes faltantes da lugar a un notable aumento de los retornos de salmón silvestre (Parsons, 2001). Debido a su éxito, se ha convertido en una práctica común en muchos sistemas de agua dulce en Canadá, siendo ejecutada por el Departamento de Pesca y Océanos del Gobierno de Canadá. Por ejemplo, después de la fertilización del lago Keogh en British Columbia hubo un aumento de 1.000% en la biomasa del fitoplancton, 130% en la biomasa de trucha arcoiris y 100% en la biomasa de salmón (Slaney et al, 2003). Esta práctica también encontró resultados satisfactorios en varios otros países (Stockner et al, 2003) [3]. El lago Redfish en Idaho experimentó un aumento del 192% de salmón rojo después de la fertilización (Griswold et al, 2003) [4]. Esta investigación, que ahora es una práctica estándar, muestra que la provisión de nutrientes faltantes a un ecosistema acuático produce una cascada a través de los niveles tróficos, desde el fitoplancton al zooplancton, hasta llegar a peces (Hyatt et al, 2004).

La respuesta del ecosistema del océano abierto a la fertilización con hierro es exactamente lo que varios académicos han descrito como la meta de la siguiente generación de experimentos con hierro (Watson et al, 2008).

El hierro es un elemento esencial para los organismos fotosintéticos como el fitoplancton, que son la base de la red alimenticia y, en última instancia, la fuente de energía para las poblaciones de peces (Stock et al, 2017). Cada día la capa superior del océano, iluminada por el sol, es fertilizada de forma natural por los vientos que transportan polvo rico en hierro de los desiertos (Jickells et al, 2005), por los icebergs que liberan hierro atrapado a medida que se derriten (Duprat et al, 2016), por corrientes de surgencia que transportan hierro y otros nutrientes desde el fondo del océano a la superficie (Pollard et al, 2009), y por erupciones volcánicas que hacen llover cenizas ricas en hierro sobre aguas oceánicas (Hamme et al, 2010). Todos estos procesos naturales han estado en curso durante millones de años, y tienen un impacto comparable en el ecosistema oceánico a la fertilización de lagos (Parsons y Whitney, 2012).

La idea de imitar el proceso natural de la fertilización con hierro en los océanos para crecer grandes floraciones de plancton tampoco es nueva, y ya se ha hecho durante dos décadas. Hasta la fecha, 13 proyectos de fertilización de hierro en el océano han tenido lugar en todo el mundo, creados por las principales instituciones de investigación marina del mundo. Se han realizado proyectos en las aguas oceánicas abiertas del Océano Austral, el Atlántico Sur, el Pacífico Norte y el Pacífico Tropical, que son conocidos por ser ricas en nutrientes pero bajas en clorofila. Esta investigación está todavía en curso, como el proyecto coreano KIFES frente a la península antártica (Yoon et al, 2016). Sin embargo, estos proyectos se han centrado principalmente en la medición del secuestro de carbono de las floraciones de plancton. El enfoque de Oceaneos de estudiar la respuesta a la biomasa de peces es nuevo. 

-La zona donde se pretende fertilizar es en la Región de Coquimbo. ¿Por qué ahí?

Las aguas de la región de Coquimbo tienen una combinación correcta de condiciones oceanográficas y biológicas a más de 100 km de la costa. Además, la región ha experimentado una disminución constante de las pesquerías las últimas décadas, lo que resulta en preocupaciones socioeconómicas y de seguridad alimenticia.

Es muy importante señalar que el ecosistema costero y el ecosistema de mar abierto son muy diferentes. En términos generales, la costa es como un bosque y el mar abierto es como un desierto. La región de océano abierto de 100 a 200 km de la costa de Coquimbo es una zona de alto contenido de nutrientes y baja clorofila, lo que significa que está llena de nutrientes, pero tiene poca vida, lo cual es una paradoja. Estas son conocidas como zonas high-nutrient and low-chlorophyll, o zonas HNLC por sus siglas en inglés. Los oceanógrafos descubrieron que la limitación de hierro es el factor culpable de la baja clorofila. Las aguas de Coquimbo también tienen un mosaico de remolinos, o vórtices de agua, que viajan hacia mar adentro. Nuestro programa de investigación se centra en los primeros niveles tróficos del ecosistema pelágico, contenidos dentro de estos remolinos, que incluyen especies de importancia económica como la anchoveta y el jurel.

-¿Cómo llevan esto a la práctica?

El proyecto se ejecutará en un eddie, a unos 100 a 200 km de la costa. Los eddies son remolinos, o cuerpos de agua semi-contenidos que giran desde la costa y se mueven hacia mar adentro en dirección oeste y noroeste. Buscamos específicamente un remolino que contenga anchoveta juvenil y posiblemente jurel, a medida que se mueve en una zona HNLC.

El proyecto tiene tres fases: análisis de línea de base, ejecución y monitoreo del proyecto. Las observaciones y el muestreo se tomarán antes y después de la adición de hierro, y fuera y dentro del eddie. El proyecto total durará unos 18 meses. El equipo utilizará una combinación de tecnologías como satélites, experimentos con botellas, vehículos submarinos autónomos, sonar multiespectral, fluorometría de frecuencia de repetición rápida (FRRF), muestreo y captura de fitoplancton, zooplancton y peces, muestreo de agua para macronutrientes y oligoelementos, Inductively Coupled Mass Spectrometry (Icpms), gliders submarinos y, por supuesto, el humilde Disco Secchi. El proyecto será ejecutado por un equipo compuesto por científicos y técnicos expertos en variadas disciplinas incluyendo, pero no limitado a botánica marina y zoología, microbiología marina, oceanografía física, química oceánica, ingeniería oceanográfica y biológica de pesquerías.

La información revelada por nuestro proyecto será de gran valor para la comunidad científica. El muestreo a bordo con las técnicas mencionadas ampliará los datos recolectados por nuestras flotas de gliders. Esperamos que la adición de hierro misma tarde entre siete a 10 días, dependiendo de las condiciones climáticas. Durante este tiempo, se llevará a cabo un monitoreo continuo del crecimiento del plancton y de las condiciones nutritivas. Después de completar la aplicación, esperamos realizar varios transectos del remolino para medir las condiciones biológicas y oceanográficas dentro y fuera de la floración del plancton.

Durante la fase de monitoreo, Oceaneos tendrá su flota de gliders operando durante toda la duración del proyecto. Los gliders explorarán con una matriz de transectos el lugar de estudio y sus áreas adyacentes, pues se necesita un control para hacer comparaciones entre la adición de hierro y condiciones sin la adición de hierro. Además de esto, se compararán datos de antes y después de la adición de hierro. Habrá al menos una expedición de vigilancia a bordo cada mes después de la aplicación de la siembra. Respecto a los cambios dinámicos en el medio ambiente oceánico, estos se pueden aislar en contraste a los efectos de la adición de hierro, pero sólo si hay suficiente robustez estadística. Para aumentar la robustez, deben obtenerse conjuntos de datos de gran tamaño y calidad, que tengan en cuenta errores en colección, de instrumentación, estimaciones y circunstancias varias.

-¿Cuáles son los resultados esperados de este proyecto?

En primer lugar, es probable que se observen mejoras en la producción primaria de fitoplancton, que se beneficiarán directamente de la adición de hierro. En segundo lugar, un efecto en cascada sobre la dinámica trófica de los océanos abiertos, ya que el fitoplancton es la base de la red alimenticia. Si se aplica correctamente y en el lugar y tiempo correcto, es posible que los juveniles de anchoveta y otras especies como jurel se beneficien de la mayor biomasa de presa en el medio ambiente, por lo que su mortalidad se reduce y se mejora su supervivencia. El proyecto conducirá a una mejor comprensión científica de la trofodinámica en la corriente de Humboldt. También esperamos que este proyecto conduzca a un aumento en la biomasa de poblaciones de peces, lo que puede beneficiar a la pesca chilena.

Beneficios

-El sector acuícola pesquero seguramente estará expectante de conocer los resultados. Pero ¿en qué se beneficia esta industria con la realización de este proyecto?

Dado que Oceaneos Marine Research Foundation está comprometida con datos públicos, todos los datos del proyecto, incluidos los datos brutos, se divulgarán al público, incluida la industria acuícola. Por lo tanto, el primer beneficio serán nuevos datos que se espera que produzcan nuevos conocimientos sobre la ecología de los recursos marinos. En segundo lugar, esperamos un aumento en las poblaciones de peces locales, incluyendo especies como anchoveta y jurel, que son parte importante de la industria de la harina de pescado.

-Al hablar de hierro se piensa en metal pesado, en algo quizás muy contaminante ¿Por qué hierro? ¿Qué tiene de especial?

Hay mucho malentendido sobre esto. El hierro es uno de los elementos más abundantes en la corteza terrestre y toda la vida celular en la tierra lo necesita para crecer, desde el fitoplancton a los seres humanos. Muchos de sus lectores regularmente toman píldoras contra la deficiencia de hierro, lo que en esencia ilustra la solución para el mismo problema.

Desde el punto de vista científico, el hierro es importante debido a la elegante bioquímica del fitoplancton. Por ejemplo, las diatomeas, que son un tipo de fitoplancton grande y nutritivo, están compuestas por cantidades de carbono, nitrógeno, silicio y fósforo en el rango micromolar, pero el hierro está en el rango nanomolar. Esto significa que, para una célula de diatomeas saludable, se requieren cantidades extremadamente pequeñas de hierro. Para poner las cosas en perspectiva, sólo una cantidad muy pequeña de hierro es necesaria para una fertilización del océano para ser eficaz, alrededor de una taza por hectárea. Debido a su gran peso, el hierro sólo estará biodisponible para el fitoplancton por un corto tiempo y rápidamente se hundirá.

Oceaneos utiliza un compuesto natural de material orgánico que contiene partículas de hierro. Este compuesto ha sido probado en el laboratorio como no tóxico y no drena hierro al medio ambiente. El complejo está actualmente en estudio independiente realizado por una universidad canadiense para confirmar sus propiedades. Los resultados se publicarán a finales de este año.

-¿Hay algún riesgo de proliferación de algas nocivas como un resultado potencial de este tipo de trabajo?

El ecosistema pelágico del océano abierto, a más de 100 km de la costa, es donde tenemos la intención de trabajar. Este ecosistema tiene muy poco en común con el medio ambiente cercano a la costa. Hasta donde sabemos, en toda la historia registrada de la investigación en aguas oceánicas abiertas nunca se ha reportado ni observado una sola proliferación de algas dañinas, en cualquier parte del mundo. En al menos un experimento anterior de fertilización oceánica, se tomaron muestras de agua que contenían especies de plancton que podían producir toxinas. Sin embargo, no se observaron efectos tóxicos en el área experimental del océano.

Las floraciones de algas dañinas nunca pueden ser completamente descartadas, aunque es muy improbable que se produzcan en el área de mar abierto donde Oceaneos llevará a cabo su proyecto de investigación. Tomamos muy en serio este asunto y nuestro protocolo tiene estrategias para mitigar este riesgo. En primer lugar, el proyecto se ejecuta en cuerpos de agua que se mueven mar adentro, moviendo las floraciones de algas lejos de la costa, minimizando cualquier interferencia con el ecosistema costero. En segundo lugar, se estarán probando muestras de agua continuamente durante el proyecto, en caso de encontrarse algas nocivas, el proyecto se detendrá inmediatamente.

-¿En qué grado de avance se encuentra el proyecto?

El proyecto ha ganado mucho impulso en los últimos meses. Continuamos colaborando con actores interesados incluidos organismos reguladores.

Chile ha experimentado una disminución del 60% en la captura de peces en solamente la última década, y la solución no está a la vista. Mucho de eso es probablemente debido a la sobrepesca, por lo que es muy importante que Chile implemente prácticas pesqueras sustentables. Sin embargo, esto puede no ser suficiente como hemos visto en otras regiones del mundo. Por ejemplo, a principios de los 90 en la costa este de Canadá, las poblaciones de peces de bacalao fueron destruidas por la sobrepesca, por lo que los reguladores se vieron obligados a detener la pesquería. Más de dos décadas después, las poblaciones de bacalao no se han recuperado, aún con la presión de la industria pesquera comercial levantada.

En tiempos de cambio climático, disminución de peces y una población humana en constante crecimiento, creemos que es vital trabajar juntos para comprender mejor la ecología oceánica. Se espera que el conocimiento resultante del proyecto de Oceaneos ayude a la comunidad científica y a los reguladores a comprender mejor la ecología oceánica y la red de alimenticia. Permitirá una regulación más efectiva en el camino hacia la sustentabilidad y desarrollará nuevos métodos para revitalizar los ecosistemas oceánicos que han sido dañados.