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Ahora, parece que ni siquiera los lagos y los ríos eran refugios seguros. Un reciente estudio publicado por un equipo internacional de investigadores, entre los que se encuentran la profesora y jefa del Departamento de Geociencias Tracy Frank y el profesor Chris Fielding, ambos recién llegados a la UConn, ha identificado una nueva causa de extinción durante eventos de calentamiento extremo: las floraciones microbianas tóxicas.
En un ecosistema sano, las algas microscópicas y las cianobacterias proporcionan oxígeno a los animales acuáticos como producto de desecho de su fotosíntesis. Pero cuando su número se descontrola, estos microbios agotan el oxígeno libre e incluso liberan toxinas en el agua. Al estudiar los registros fósiles, sedimentarios y químicos de las rocas cercanas a Sidney (Australia), los investigadores descubrieron que se produjeron varios pulsos de floración poco después de los primeros estruendos volcánicos de la extinción masiva de finales del Pérmico. Una vez que los animales que se alimentaban en el fondo, o "detritívoros", murieron, no quedó nadie para mantener a los microbios bajo control. Los sistemas de agua dulce se llenaron de algas y bacterias, lo que retrasó la recuperación de los animales durante millones de años.
Frank y Fielding estudian los sedimentos, y Frank explica que su contribución al trabajo, que se llevó a cabo mientras ambos estaban en la Universidad de Nebraska-Lincoln, consistió en recoger detalles sobre las condiciones del entorno, y la sopa tóxica resultante, a partir de las capas de sedimentos.
"Intentamos entender en qué condiciones vivían estas plantas, por ejemplo si eran depósitos lacustres o fluviales", dice Frank. "Entonces qué podemos determinar detalles sobre la salinidad y las temperaturas de las aguas, esos detalles provienen de la geoquímica".
Los tres ingredientes principales de la sopa tóxica son las emisiones aceleradas de gases de efecto invernadero, las altas temperaturas y la abundancia de nutrientes. Las erupciones volcánicas aportaron los dos primeros, mientras que la repentina deforestación causó el tercero. Cuando los árboles fueron eliminados, los suelos se desangraron en los ríos y lagos, proporcionando todos los nutrientes que los microbios necesitarían. Cuando los investigadores compararon los registros fósiles de diferentes extinciones masivas relacionadas con el calentamiento, el equipo encontró registros fósiles extremadamente similares. Esto implica que las floraciones microbianas mortales son las causantes de las extinciones de agua dulce durante los eventos de calentamiento extremo.
En la actualidad, los seres humanos han seguido esta receta y las floraciones microbianas de agua dulce han aumentado, lo que ilustra la importancia de las geociencias para comprender el pasado de una forma que ofrece un contexto crucial para entender los cambios contemporáneos del clima.
"Vemos cada vez más floraciones de algas tóxicas en los lagos y en los entornos marinos poco profundos, lo que está relacionado con el aumento de la temperatura y los cambios en las comunidades vegetales, que provocan un aumento de la aportación de nutrientes a los entornos de agua dulce", afirma Frank. "Así que hay muchos paralelismos con la actualidad. El vulcanismo fue una fuente de CO2 en el pasado, pero sabemos que la tasa de entrada de CO2 que se observaba entonces era similar a la tasa de aumento de CO2 que estamos viendo hoy en día debido a los efectos antropogénicos".
"Podemos hacernos una idea de cuánto ha cambiado el clima en el pasado, cuáles son los extremos, a qué velocidad puede cambiar, cuáles son las causas del cambio climático y eso nos da un buen telón de fondo para entender lo que está ocurriendo hoy".
Según el informe de este año del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), la influencia de los seres humanos en el cambio climático es "inequívoca", creando condiciones que favorecen la propagación de estos microbios amantes del calor. En combinación con la afluencia de nutrientes procedentes de la contaminación del agua, sobre todo de la agricultura y la deforestación, esto ha provocado un fuerte aumento de las floraciones tóxicas. Los resultados: mortandad masiva de peces, graves efectos sobre la salud humana y del ganado, y un coste anual de miles de millones de dólares.
"El final del Pérmico es uno de los mejores lugares para buscar paralelismos con lo que está ocurriendo ahora", dice Fielding.
"El otro gran paralelismo es que el aumento de la temperatura a finales del Pérmico coincidió con el aumento masivo de los incendios forestales. Una de las cosas que destruyó ecosistemas enteros fue el fuego, y lo estamos viendo ahora mismo en lugares como California". Uno se pregunta cuáles serán las consecuencias a largo plazo de sucesos como ese, ya que se están extendiendo cada vez más".
Estos son síntomas claros de un ecosistema desequilibrado, y el presente estudio indica que los impactos de los eventos de floración pueden tener un eco durante mucho tiempo. Sin embargo, a diferencia de las especies que sufrieron las extinciones masivas del pasado, tenemos la oportunidad de prevenir estas floraciones tóxicas manteniendo limpias nuestras vías fluviales y frenando nuestras emisiones de gases de efecto invernadero.
"Lo que da miedo es que estamos acostumbrados a pensar en términos de escalas de tiempo de años, tal vez decenas de años, si nos ponemos realmente aventureros. La extinción masiva de finales del Pérmico tardó cuatro millones de años en recuperarse. Eso da que pensar", dice Fielding.
Fuentes, créditos y referencias:
Chris Mays et al, Lethal microbial blooms delayed freshwater ecosystem recovery following the end-Permian extinction, Nature Communications (2021). DOI: 10.1038/s41467-021-25711-3
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