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Ambientes marinos

El cambio climático como una incipiente amenaza para los pingüinos emperador

Bernard W.T. Coetzee* & Steven L. Chown

School of Biological Sciences, Monash University, Victoria, Australia. *bernard.coetzee[at]monash.edu

El pingüino emperador (Aptenodytes forsteri) se adapta para su reproducción exclusivamente en el invierno antártico, principalmente en el hielo marino firme. El cambio climático puede tener un impacto negativo sobre la especie al cambiar la extensión, formación y persistencia del hielo marino. Sin embargo, son muchos los factores que pueden influir en el éxito poblacional del pingüino emperador, y diferentes colonias, ubicadas en zonas diferentes, pueden manifestar cambios poblacionales opuestos. La evidencia publicada en la actualidad señala que aún no se ha comprendido en su totalidad la influencia del cambio climático en las poblaciones de pingüinos emperador. Al presente, de acuerdo a la orientación entregada por el Panel intergubernamental sobre cambio climático (IPCC, por sus siglas en inglés) sobre gestión de la incertidumbre, la evidencia disponible puede considerarse de limitada a media, pero con un alto grado de acuerdo. De esta manera, los impactos negativos asociados al cambio climático que pueden afectar al pingüino emperador pueden considerarse como probables.

El pingüino emperador (Aptenodytes forsteri) se adapta para su reproducción exclusivamente en el invierno antártico: sus huevos y polluelos son incubados y criados principalmente sobre hielo marino firme. El cambio climático está aportando una presión cada vez mayor para la Antártida, y su impacto recae sobre el ambiente físico del cual dependen en gran medida las especies como el pingüino emperador1, 2. La supervivencia del pingüino emperador adulto se relaciona con la extensión y la firmeza del hielo marino durante el invierno3, 4, y se requieren condiciones de hielo firmes para la muda del plumaje5. El cambio climático está alterando la extensión y la composición del hielo marino1, 2, 6. La extensión del hielo recibe la influencia del sistema interconectado compuesto por el océano, la atmósfera, y el hielo del Océano Austral, que es el bioma más complejo y difícil de estudiar de la Tierra1. En general, el área de hielo marino se ha expandido ligeramente en la Antártida desde los años 1970, si bien ha experimentado grandes variaciones regionales tanto en su aumento como en su disminución2. La expansión del hielo marino puede deberse, al menos en parte, al derretimiento de las plataformas de hielo provocado por el cambio climático, lo que a su vez produce una capa superficial de agua fría y dulce en el mar, que retarda el derretimiento del hielo marino6.

Debido a que los pingüinos emperador dependen en gran medida del hielo marino firme para su reproducción, un aumento en el calentamiento regional debido al cambio climático puede tener un impacto negativo en su población al cambiar la extensión, formación y persistencia del hielo5 . En 2001, la investigación demostró que una colonia de pingüinos emperador en Tierra de Adelia era particularmente vulnerable al cambio climático debido a los efectos de la reducción de la extensión del hielo marino3. Un posterior modelado de la población de Tierra de Adelia calculó que la probabilidad de extinción de los pingüinos emperador en la zona puede ser de al menos 36%7, y llegar al 81% en el año 21008. La investigación enfatizó además que la frecuencia de los fenómenos cálidos, con la consiguiente disminución de la extensión del hielo marino, reducirían la viabilidad de la población de pingüinos emperador en ese lugar. Si la temperatura de la Tierra aumenta más de 2 °C por encima de los niveles preindustriales, lo que constituye una situación probable9, se calcula que aproximadamente 40% del total de la población reproductora de pingüinos puede disminuir o desaparecer10. En 2011, se registró la pérdida de una pequeña colonia de pingüinos emperador (alrededor de 150 parejas reproductoras) y el hecho fue atribuido al calentamiento climático global11.

Muchos factores pueden influir en la viabilidad sostenida de las poblaciones de pingüinos emperador, y se ha demostrado que las colonias de las diferentes zonas pueden tener cambios contrastantes en sus poblaciones12, lo que también ocurre con otras especies de pingüinos (12).Anteriormente ya se había planteado la inquietud acerca de la posibilidad de que el cambio climático acelere la disminución de las poblaciones de pingüinos emperador3, 7, 8, 10-12 (Documento de Información IP 5 de la XXX RCTADocumento de Información IP 45 de la XXXV RCTA, Documento de trabajo WP 16 de la XXXIII RCTA). La evidencia actual sugiere que aún no se ha comprendido a cabalidad la influencia del cambio climático en las poblaciones de pingüinos emperador3, 7, 8, 10-13. Sin embargo, se ha demostrado la disminución de su población3, 14 y se prevé que sea mayor7, 8, 10.

El descubrimiento de nuevas colonias de pingüinos emperador en 2012 implicó una revisión al alza en el cálculo del tamaño de la población total, aumentando desde ~155.000 a ~238.000 parejas reproductoras15. Por otro lado, los estudios aéreos y satelitales documentaron por primera vez a pingüinos emperador reproduciéndose sobre las plataformas de hielo en lugar del hielo marino. Estos hallazgos sugieren la posibilidad de que las poblaciones de esta especie sean mayores de lo pensado, y que pueden ser capaces de adaptar su comportamiento en función de los cambios experimentados por sus principales hábitats de reproducción16. Al presente, de acuerdo a la orientación entregada por el Panel intergubernamental sobre cambio climático (IPCC, por sus siglas en inglés) sobre gestión de la incertidumbre17, la evidencia disponible puede considerarse de limitada a media, si bien hay un alto grado de acuerdo. Es así como los impactos negativos asociados al cambio climático que pueden afectar al pingüino emperador pueden considerarse como probables.

1992

La conexión entre el clima y la extensión del hielo marino en el éxito poblacional de los pingüinos emperador (18) y de barbijo (19) es sugerida por Croxall y Fraser, Trivelpiece y Ainley, con un reconocimiento explícito de la complejidad de la materia y de la necesidad de investigar más.

1999

Un estudio realizado por Smith et al. concluye que es posible que haya una relación entre el cambio climático y la demografía de los pingüinos, aunque no considera al pingüino emperador (20).

2001

Un estudio realizado por Barbraud y Weimerskirch destaca la disminución de la población de pingüinos emperador en una sola colonia (Tierra de Adelia) y supone el contrastante impacto del cambio climático en la demografía por medio de la extensión del hielo marino (3).

Un estudio realizado por Micol y Jouventin plantea que no es clara la influencia del hielo marino sobre las poblaciones de pingüinos emperador, si bien no examina directamente los impactos en la extensión del hielo marino (21).

2002

Un estudio realizado por Croxall, Tranthan y Murphy (5) analiza de manera explícita la posible relación entre la demografía y el cambio climático, y reconoce la complejidad del ecosistema del Océano Austral. El estudio sugiere que los cambios en las características del hábitat del hielo marino pueden causar una disminución en la supervivencia de los pingüinos emperador adultos.

2003

Las tendencias a la disminución de las poblaciones de aves marinas (incluidos los pingüinos emperador) junto a los indicios de una simultánea disminución de la producción secundaria en las aguas subantárticas y a la reducción de la extensión del hielo marino indican que ocurrió un importante cambio, demostrado por Weimerskich et al., en el ecosistema del Océano Austral (22).

2004

La Lista roja de la UICN evalúa al pingüino emperador como una especie “menos afectada”, lo que significa que la especie ha sido evaluada, concluyéndose que su riesgo de extinción es menor (23).

2005

Un modelo demográfico realizado por Jenouvrier, Barband y Weimerskirch de la Tierra de Adelia sugiere que la población de pingüinos emperador está influenciada de manera positiva por el efecto de la extensión del hielo marino en la supervivencia de los ejemplares adultos, y que la población podría verse afectada negativamente por la reducción del hielo marino debida al cambio climático (4).

Ainley et al informan sobre cambios simultáneos, aunque opuestos, en dos poblaciones de la especie de pingüinos a lo largo de una década (incluidos los pingüinos emperador), junto a cambios concomitantes en el clima en el Océano Austral (24).

2006

Un estudio global realizado por Parmesan acerca de las respuestas ecológicas y evolutivas al reciente cambio climático destaca la amenaza que impone el cambio climático al pingüino emperador (25).

2007

Un estudio realizado por Murphy et al. (26) documenta fluctuaciones impulsadas por el clima en el Océano Austral, las cuales causan cambios en la temperatura de la superficie marina, además de fluctuaciones en la extensión del hielo marino invernal.

El SCAR presenta el Documento de información IP5 de la XXX RCTA, que reconoce la potencial amenaza al pingüino emperador generada por el cambio climático.

2008

La Lista roja de la UICN realiza una nueva evaluación del pingüino emperador y lo designa una vez más como una especie “menos afectada” (23).

Barber-Meyer, Kooyman y Ponganis concluyen que la abundancia de polluelos de pingüino emperador se correlaciona con la extensión del hielo marino y la temperatura de la superficie marítima, pero que esto no es uniforme en las diferentes colonias (12).

Los pingüinos emperador son identificados por Boersma como posibles centinelas del cambio global de los ecosistemas marinos (27).

2009

Una nueva evaluación del pingüino emperador de la Lista roja de la UICN vuelve a designarlo como una especie “menos afectada” (UICN 2012), si bien Turner et al. (1) y Forcada y Trathan (28) reconocen las consecuencias potencialmente negativas del cambio climático en la extensión del hielo marino y sus consecuencias negativas para el pingüino emperador.

Un estudio realizado por Jenouvrier et al. combina modelos demográficos y un conjunto de modelos del cambio climático del Grupo intergubernamental de expertos sobre cambio climático, (IPCC), para demostrar que la cuasi extinción de los pingüinos emperador en Tierra de Adelia (una reducción de 95% o más) será de al menos 36% para el año 2100 (7). El documento destaca que la frecuencia aumentada de los fenómenos cálidos, que pueden causar la disminución de la extensión del hielo marino, reducirá la viabilidad de la supervivencia en la población de pingüinos emperador.

Al mismo tiempo, un estudio realizado por Fretwell y Tranthan (29) utiliza datos satelitales para calcular las colonias de pingüinos emperador mediante la detección de las manchas fecales sobre el hielo marino. El estudio documenta 10 colonias de pingüinos emperador antes desconocidas en la Antártida, lo que proporciona un recurso geográfico vital para la realización de futuros estudios. Sin embargo, por razones desconocidas, no fueron encontradas en las imágenes satelitales seis colonias conocidas a partir de registros antiguos y realizados en tierra (29).

Turner et al. informan que se ha registrado un aumento de la principal extensión de hielo marino antártico desde fines de los años 70 (2).

2010

Un estudio mediante modelos realizado por Ainley et al. documenta el destino de los pingüinos emperador en toda la Antártida en caso de que la temperatura de la tropósfera de la Tierra alcance los 2 °C por sobre los niveles preindustriales, lo cual se prevé que ocurra aproximadamente entre 2025 y 2052 (10). En tal escenario, se prevé la desaparición o disminución de aproximadamente 50 % de las colonias establecidas al norte de 70 ° Sur, lo que representa 40 % del total de la población reproductora.

2011

Tranthan, Fretwell y Stonehouse registran la primera pérdida de una pequeña colonia de pingüinos emperador de alrededor de ~150 parejas reproductoras, con la participación del calentamiento regional (islas Dion, Península Antártica Occidental, véase (11)).

2012

La Lista roja de la UICN realiza una nueva evaluación del pingüino emperador, designándolo en esta ocasión como especie “casi amenazada” (26), lo que significa que se puede considerar la especie como bajo amenaza de extinción en el futuro cercano. La evaluación menciona el posible impacto del cambio climático por medio de su impacto en la extensión del hielo marino como su mayor contribuidor, si bien reconoce algunas incertidumbres en su resultado.

Un modelo demográfico-climático combinado actualizado, de Jenouvrier et al., aborda más la incertidumbre en el modelo, y prevé una disminución de 81% para el año 2100 en lo que respecta a la población de pingüinos emperador en Tierra de Adelia (8).

El trabajo sostenido de Croxall (18) utilizando datos satelitales para medir las colonias de pingüinos emperador amplia el anterior cálculo de la población a entre ~60.000 parejas y ~238.000 parejas reproductoras.

Fretwell et al. informan que es posible que las dispares tendencias poblacionales documentadas sobre otras especies de pingüinos en el Océano Austral sugieran ciertas limitaciones en la explicación del cambio climático y el hielo marino como causa de la disminución de las poblaciones de pingüinos emperador (16).

Bromwich et al. (30) confirman que la Antártida Occidental es una de las regiones de calentamiento más rápido del planeta, pero que siguen investigándose las causas del calentamiento (31). Stammerjohn et al. informan que es probable que, a nivel regional, el cambio climático provoque un retiro más precoz del hielo en algunas regiones, y más retardado en otras (32).

2013

Bintanja et al. informan que las columnas de agua dulce provenientes de los deshielos bajo las plataformas enfrían el agua del mar, y ayudan a explicar los paradójicos aumentos en la extensión del hielo marino (26).

2014

Fraser et al. utilizan las operaciones satelitales y de reconocimiento aéreo y muestran cuatro nuevas colonias de pingüinos emperador sobre las plataformas de hielo, como alternativa al hielo marino, las cuales pueden mitigar algunas de las consecuencias de la pérdida del hielo marino para los pingüinos emperador (19).

Other information:

  1. J. Turner, R. A. Bindschadler, P. Convey, G. Di Prisco, E. Fahrbach, J. Gutt, D. A. Hodgson, P. A. Mayewski, C. P. Summerhayes, “Antarctic Climate Change and the Environment”  (Scientific Committee on Antarctic Research, Cambridge, Online: http://www.scar.org/publications/occasionals/acce.html, 2009).
  2. J. Turner, J. C. Comiso, G. J. Marshall, T. A. Lachlan-Cope, T. Bracegirdle, T. Maksym, M. P. Meredith, Z. Wang, A. Orr, Non-annular atmospheric circulation change induced by stratospheric ozone depletion and its role in the recent increase of Antarctic sea ice extent. Geophysical Research Letters 36, 1-5 (2009) doi: 10.1029/2009GL037524.
  3. C. Barbraud, H. Weimerskirch, Emperor penguins and climate change. Nature 411, 183-186 (2001) doi: 10.1038/35075554.
  4. S. Jenouvrier, C. Barbraud, H. Weimerskirch, Long-term contrasted responses to climate of two Antarctic seabird species. Ecology 86, 2889-2903 (2005) doi: 10.1890/05-0514.
  5. J. P. Croxall, P. N. Trathan, E. J. Murphy, Environmental change and Antarctic seabird populations. Science 297, 1510-1514 (2002) doi: 10.1126/science.1071987.
  6. R. Bintanja, G. J. Van Oldenborgh, S. S. Drijfhout, B. Wouters, C. A. Katsman, Important role for ocean warming and increased ice-shelf melt in Antarctic sea-ice expansion. Nature Geoscience 6, 376-379 (2013) doi: 10.1038/ngeo1767.
  7. S. Jenouvrier, H. Caswell, C. Barbraud, M. Holland, J. Stroeve, H. Weimerskirch, Demographic models and IPCC climate projections predict the decline of an emperor penguin population. Proceedings of the National Academy of Sciences 106, 1844-1847 (2009) doi: 10.1073/pnas.0806638106.
  8. S. Jenouvrier, M. Holland, J. Stroeve, C. Barbraud, H. Weimerskirch, M. Serreze, H. Caswell, Effects of climate change on an emperor penguin population: Analysis of coupled demographic and climate models. Global Change Biology 18, 2756-2770 (2012) doi: 10.1111/j.1365-2486.2012.02744.x.
  9. R. A. Betts, M. Collins, D. L. Hemming, C. D. Jones, J. A. Lowe, M. G. Sanderson, When could global warming reach 4°C? Philosophical Transactions A 369, 67-84 (2011) doi: 10.1098/rsta.2010.0292.
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  21. T. Micol, P. Jouventin, Long-term population trends in seven Antarctic seabirds at Pointe Géologie (Terre Adélie): Human impact compared with environmental change. Polar Biology 24, 175-185 (2001) doi: 10.1007/s003000000193.
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