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Biodiversidad marina antártica

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Resumen informativo

Versión: 1.0

Publicado: GMT

Revisado: GMT

Autores

H. J. Griffiths (1), B. Danis (2), B. David (3), C. De Broyer (4), C. d’Udekem d’Acoz (4), S. Grant (1), J. Gutt (5), C. Held (5), G. Hosie (6), F. Huettmann (7), P. Koubbi (8), A. Post (9), B. Raymond (6), Y. Ropert-Coudert (10), A. P. Van de Putte (4)

(1) British Antarctic Survey, Cambridge, UK
(2) Université Libre de Bruxelles, Brussels, Belgium
(3) Université de Bourgogne, Dijon, France
(4) Royal Belgian Institute of Natural Sciences, Brussels, Belgium
(5) Alfred Wegener Institute, Helmoltz Centre for Polar and Marine Research, Bremerhaven, Germany
(6) Australian Antarctic Division, Hobart, Australia
(7) University of Alaska, Fairbanks, USA
(8) Université Pierre et Marie Curie, Paris, France
(9) Geoscience Australia, Canberra, Australia
(10) Institut Pluridisciplinaire Hubert Currien, Strasbourg, France

Revisado por expertos tick


Sinopsis

Los últimos dos siglos y medio de labor en materia biológica marina llevada adelante en el océano Austral derivaron en un amplio catálogo de organismos vivos. Durante ese tiempo, hubo varios intentos de clasificar patrones de biodiversidad regionales distintivos en los mares que rodean la Antártida. La reciente publicación del Atlas Biogeográfico del Océano Austral del SCAR representa el esfuerzo internacional más exhaustivo hasta la fecha. La base de datos completa incluye 1,07 millones de registros de presencia (en aguas antárticas y vecinas), correspondientes a 9064 especies reconocidas, tomados en ~434 000 estaciones de muestreo diferentes. El Atlas destaca las zonas críticas de biodiversidad y las áreas con niveles elevados de muestreo y también identifica zonas geográficas y taxonómicas que requieren un volumen sustancial de investigaciones en el futuro. Además, utiliza métodos de modelado de hábitats para predecir las distribuciones de especies y comunidades. Esta compilación sirve como punto de referencia esencial del conocimiento actual sobre biodiversidad y como herramienta significativa para la futura planificación en materia de ciencia, conservación y ordenación de los recursos.  


Resumen

Comenzando con el segundo viaje de James Cook realizado en 1772-1775 [1], varias expediciones exploratorias pioneras a la Antártida revelaron, de manera progresiva, la singular biodiversidad del océano Austral. Entre los primeros que llevaron a cabo un muestreo sistemático del lecho marino (bentos) y del plancton, se encuentran las expediciones de los buques HMS Challenger, Belgica y Discovery. Las descripciones de especies resultantes sirvieron de base para la taxonomía moderna del océano Austral.

La era digital ha llegado con nuevas herramientas para abordar interrogantes sobre biodiversidad. Las bases de datos, tales como el Registro de Especies Marinas Antárticas (RAMS) [2] y la Red de Información del SCAR sobre la Biodiversidad Marina Antártica (SCAR-MarBIN), que ahora es parte del Portal de Biodiversidad Antártica [3], han permitido a los investigadores no solo acceder en línea a información sobre la biodiversidad antártica, sino también contribuir al catálogo más exhaustivo hasta la fecha de organismos vivos del océano Austral. El RAMS se compiló y publicó gracias al esfuerzo colectivo de un grupo de 64 editores taxonómicos. Además, desarrolló el trabajo anterior realizado por Clarke y Johnston [4] y, en la actualidad, ofrece una lista de más de 8300 especies válidas con una clasificación sistemática actualizada que consta de más de 18 450 taxones.

El Atlas Biogeográfico del Océano Austral del SCAR [5] reunió a expertos de todo el mundo a fin de actualizar nuestra comprensión de los patrones de distribución de la biota en el océano Austral, que antes se basaba en publicaciones como la serie de mapas Antarctic Map Folio Series, que incluía la clasificación zoogeográficade Hedgpeth [6, 7], pero también se adaptó a una nueva clasificación mundial [14]. El Atlas Biogeográfico, uno de los legados importantes del reciente Censo de la vida antártica marina (CAML), utilizó los datos de la SCAR-MarBIN, junto con la compilación de resultados de los relevamientos del CAML y datos históricos validados. Asimismo, representa la culminación de más de un siglo de esfuerzos científicos, lo que incluye grandes colaboraciones internacionales, como la Ecología de la Zona de Hielo Marino de la Antártida (EASIZ), el CAML y la Comisión para la Conservación de los Recursos Vivos Marinos Antárticos (CCRVMA). Conocer las lagunas y las peculiaridades del muestreo es fundamental para identificar tanto patrones de diversidad y riqueza como áreas para exploraciones futuras y zonas críticas de nuestro conocimiento que podrían investigarse en mayor detalle para responder preguntas más específicas. La base de datos utilizada para elaborar el Atlas Biográfico impreso de 2014 incluye 1,07 millones de registros de presencia (en aguas antárticas y vecinas), correspondientes a 9064 especies válidas, tomados en ~434 000 estaciones de muestreo diferentes (Figura 1).

Marine biodiversity Fig 1

Figura 1. Todos los registros de biodiversidad utilizados en el Atlas Biogeográfico del SCAR.

 

Los mapas de distribución de datos muestran con claridad las zonas geográficas donde falta información pública (Figuras 2-4). Estas se encuentran en regiones que tienen altas concentraciones de hielo marino en verano y/o donde faltan estaciones científicas que reciben suministros periódicos por parte de buques. En el segundo caso, los transectos provienen solo de cruceros dedicados y, por lo tanto, son menos frecuentes. A modo de ilustración, la sección del océano Austral que se encuentra frente a la Tierra de Marie Byrd (~100-150° O) no tiene islas ni estaciones nacionales, por lo que la información sobre el sector es escasa. De manera similar, faltan registros del bentos sobre el mar de Amundsen, secciones del mar de Bellingshausen y la mayor parte del mar profundo [8]. La falta de exploración del mar profundo es esperable. Lo que quizás es más sorprendente es que la zona intercotidal antártica tampoco está muy explorada: hasta hace poco, se la consideraba un desierto prácticamente sin vida [9]. El colapso de las plataformas de hielo Larsen en 1995 y 2002 reveló lo poco que se conoce sobre la vida debajo de las plataformas [10]. El conocimiento científico está además muy limitado a la época de primavera y verano. En este contexto, el invierno, que se caracteriza por hielo marino pesado y condiciones climáticas extremas, es definitivamente una de las fronteras pendientes de exploración.

Marine biodiversity Fig 2

Figura 2. Conteo de todas las estaciones de muestreo bentónico por celda de cuadrícula de 3° de latitud por 3° de longitud.

Marine biodiversity Fig 3

Figura 3. Conteo de todas las estaciones de muestreo pelágico de invertebrados por celda de cuadrícula de 3° de latitud por 3° de longitud.

Marine biodiversity Fig 4

Figura 4. Conteo de todas las estaciones de muestreo de vertebrados por celda de cuadrícula de 3° de latitud por 3° de longitud.

Existe una gran variabilidad en el esfuerzo de muestreo a través de la columna de agua: las muestras bentónicas se toman, sobre todo, en la plataforma continental (<700 m), mientras que las muestras pelágicas se toman en aguas tanto superficiales como profundas. De hecho, la gran mayoría de las muestras de todos los taxones se toman a menos de 500 m (Figura 5). Los registros pelágicos tienen una distribución mayor principalmente gracias al registro continuo del plancton [11] y a los relevamientos del kril antártico, pero el nivel de información se reduce con rapidez cuando se trata de las capas más profundas. En la superficie, el avistamiento de aves y mamíferos también tiene limitaciones, pero estas disminuyen con el uso de dispositivos de seguimiento sujetados a animales.

Marine biodiversity Fig 5

Figura 5. Distribución relativa de (A) la intensidad de muestreo bentónico (promedio = 800 m), (B) la intensidad de muestreo pelágico (promedio = 120 m) y (C) el área de lecho marino con profundidad (promedio = 3460 m) en el océano Austral. La línea roja indica una profundidad de 1000 m (borde de la barrera continental), y la línea azul indica una profundidad de 3000 m (llanura abisal).

Aunque el Atlas Biogeográfico [5] incluye, en su mayoría, datos de presencia de especies, los avances en las técnicas moleculares están modificando nuestro entendimiento de las especies circumpolares y cosmopolitas, lo que indica que es necesario emprender una labor taxonómica adicional más detallada en relación con especies potencialmente crípticas que no pueden distinguirse de manera morfológica [12]. Si bien el muestreo, los datos moleculares y las publicaciones taxonómicas quizás revelen niveles de biodiversidad más altos en el futuro, parece probable que se mantenga el patrón general de una fauna antártica rica y diversa.

El Atlas Biogeográfico de 2014 [5] resalta la necesidad de considerar grupos de organismos caso por caso, según ciertos factores, como las necesidades de hábitat y las distribuciones espaciales. Las compilaciones de datos biogeográficos, tales como el Atlas y las redes de información (e. g., el Portal de Biodiversidad Antártica), brindan herramientas para ayudar a identificar especies clave que pueden servir como indicadores de cambios en su medioambiente. Sin embargo, es fundamental tener en cuenta las características específicas de cada especie, como la estrategia de reproducción, la historia vital, los límites fisiológicos y la historia evolutiva, así como las interacciones entre especies, a fin de comprender la manera en que los cambios medioambientales afectarán la supervivencia y la distribución de especies y ecosistemas en el futuro [13]. En relación con muchos grupos, todavía debemos adquirir el conocimiento georreferenciado de alta resolución necesario para sacar conclusiones significativas respecto de los patrones biogeográficos. Complementar datos de presencia con datos de abundancia o biomasa, junto con una cuantificación del esfuerzo de relevamiento y los métodos de muestreo normalizados, permitirá que los futuros análisis de biogeografía y diversidad sean más detallados y más significativos desde el punto de vista ecológico. Los enfoques emergentes de modelado de comunidades y especies ofrecen la posibilidad de contribuir al conocimiento generado por los métodos tradicionales. En este contexto, el Atlas Biogeográfico dinámico en línea que se lanzó en 2015 constituirá un recurso vivo cuyos datos y funcionalidad aumentarán con el paso del tiempo. Está preparado para convertirse en una herramienta esencial para científicos, sectores normativos y administradores de recursos. Además, servirá como vidriera para que el público general descubra las maravillas de estas regiones remotas e inaccesibles del mundo.


Eventos clave

A continuación, se enumeran las principales expediciones anteriores al AGI que recolectaron muestras marinas en el océano Austral:

1772-1775 Segundo viaje de James Cook en el Resolution y el Adventure

1837-1840 Dumont d'Urville en el L’Astrolabe y el La Zélée

1839-1842 Expedición exploratoria de los Estados Unidos de Charles Wilkes

1840-1843 Viaje de James Clark Ross al mar de Ross en los buques HMS Erebus y Terror

1872-1876 Viaje del buque HMS Challenger

1897-1899 Primera expedición antártica belga en el Belgica

1898-1899 Expedición alemana en alta mar a bordo del Valdivia

1898-1900 Expedición antártica británica a bordo del Southern Cross

1901-1903 Primera expedición antártica alemana a bordo del Gauss

1901-1904 Expedición antártica nacional británica a bordo del Discovery

1902-1904 Expedición antártica nacional escocesa a bordo del Scotia

1903-1905 Primera expedición antártica francesa a bordo del Français

1907-1909 Expedición antártica británica a bordo del Nimrod

1908-1910 Segunda expedición antártica francesa a bordo del Pourquoi Pas?

1910-1913 Expedición antártica británica a bordo del Terra Nova

1925-1951 Investigaciones Discovery

1980-1985 Investigaciones Biológicas de las Poblaciones y los Sistemas Marinos Antárticos (BIOMASS) del SCAR

1994-2004 Ecología de la Zona de Hielo Marino de la Antártida (EASIZ) del SCAR

2001-Presente Biodiversidad bentónica en los mares profundos de la Antártida (ANDEEP): historia de la colonización y patrones recientes de las comunidades

2005-2010 Censo de la vida antártica marina (CAML)

2005-Presente Registro de Especies Marinas Antárticas (RAMS)

2005-2009 Red de Información del SCAR sobre la Biodiversidad Marina Antártica (SCAR-MarBIN)

2007-2009 Año Polar Internacional

2009-Presente Portal de Biodiversidad Antártica (biodiversity.aq, AntaBIF)