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Impactosdelaacidificacióndelosocéanossobrelafaunamarinaylosprocesosdel
ecosistema
IreneGallardoSaguéSandraNavarroRojas
Índice
1. Introducción
2. SistemaCarbono–Carbonato
3. Efectosyrespuestasbiológicasalaacidificación
4. Conclusiones
5. Observacionesatenerencuenta
6. BibliograJa
Introducción
LacomposicióndelaatmósferaylasconcentracionesdeCO2:
[CO2]Temperatura
Composicióndelaatmósfera:
1. Nitrógeno78,1%2. Oxigeno20,94%3. Argón0,93%4. CO2:variable,peroalrededorde0,035%5. Vapordeaguayneón0,00182%6. Hielo0,000524%7. Kriptón0,000114%8. Hidrogeno0,00005%9. Ozono0,00116%10. OtroscomometanoyCFC
Introducción
• La combus\ón de los combus\bles fósiles, el cambio de los usos del suelo y ladesforestación, son los factores antropogénicos que han contribuido alincrementadodel CO2en la atmosfera. Este incremento, en losúl\mos250años,representa aproximadamente el 40%. Hemos pasado de unos 280 ppm CO2 delperiodoPre‐industrialaunos380ppmCO2.
• ElaumentodeCO2antropogénicode laatmósferaesatenuadopor laabsorciónoceánica.
¿QuéefectoIeneelincrementodeCO2enelocéano?
SistemaCarbono‐Carbonato
SistemaCarbono‐Carbonato:
AumentodeHCO3‐yH‐
DisminucióndeCO32‐
PorlotantotenemosunincrementodeDICylaacidificacióndelmedio
TheRoyalSociety,(2005)
SistemaCarbono‐Carbonato
ElpHenlasuperficiehastaahorahaaumentado0,1unidades,queequivaleaunincrementodel30%deprotones.
SegúnelestudiodeCaldeira&Wickeh(2003)sees\maqueelpHpodríaincrementarunas0,7unidadesdesdel1750hastaelaño3000
ElcambiodepHvariarálas[DIC]
Caldeira&Wickeh,(2003)
EfectosyRespuestasbiológicasalaacidificación
LosorganismosmarinospuedentenerdiferentesrespuestasenfunciónalincrementodeCO2disueltoenelagua
Doneyetal.,(2009)
Corales
Cocolitofórido
PtreópodoMoluscos
Equinodermo
Crustáceo
Foraminífero
¿Cómoafectalaacidificaciónenelprocesodecalcificacióndelosorganismos?
EfectosyRespuestasbiológicasalaacidificación
Laformacióndelesqueletodecarbonatocálcicodeuncocolitofórido:
Brownleeetal.
Ca2+
EfectosyRespuestasbiológicasalaacidificación
PCC PCC
CaCO3seacumula
CaCO3sedisuelve
LaProfundidaddeCompensacióndeCaCO3(PCC):
EfectosyRespuestasbiológicasalaacidificación
DisuelveCaCO3 PrecipitaCaCO3
Temperatura Bajas Altas
pH Ácido Básico
Presión Alta Baja
CO2 Altaconcentración Bajaconcentración
LosfactoresambientalesquecontribuyenalaprecipitaciónodisoluciónCaCO3:
EfectosyRespuestasbiológicasalaacidificación
CaracterísIcasdelaCalcita:
‐ Menossoluble
‐ Másestable
‐ Másabundante
ElerizodemarEchinusesculentus\eneuncaparazónhechodecalcita
CaracterísIcasdelaAragonita:
‐ Mássoluble
‐ Menosestable
‐ Menosabundante
ElpterópodoCuvierinacolumnella\eneunaconchadearagonita
Feely et al., (2004)
EfectosyRespuestasbiológicasalaacidificación
EvolucióndelaaragonitaydelacalcitaenelOcéanoPacíficodesdelperiodopre‐industrialhastaeldíadehoy:
EfectosyRespuestasbiológicasalaacidificaciónEjemplosdeefectosyrespuestasbiológicas
Calcificación
Emiliania huxleyi Gephyrocapsa oceanica
EfectosyRespuestasbiológicasalaacidificación
Disolucióndelaconchadeunpterópodoenaguaacidificada:
Metodología:
1. Seexpuso48horasapterópodosvivosalniveldeinfra‐saturacióndearagonitoqueseprevéenelOcéanoAntár\coparael2100.
Guinoheetal.,(2008)
Degradacióndelaconcha
EfectosyRespuestasbiológicasalaacidificación
Resultados:
a)ConchacompletadeCliopyramidata
b)Fosasdedisoluciónyexposicióndelasbarrasdearagonita;lacapaprismá\ca
c)Desgastohaciaatrás,aumentodesuperficieenlaqueseproduceladisolución
d)Regióndeabertura,querevelaladisoluciónavanzadaye)C.pyramidatanoexpuestosacondicionesinsaturadas.
Orretal.2006
Metodología:
1. Introdujeronlospterópdoenunadisolucionacuosadeaguademarinsaturadaporaragonitadurante48horas.
EfectosyRespuestasbiológicasalaacidificación
Metodología:
1. Secogieron30fragmentosdecoraldecincocoloniasdecoralesesclerac\niosdelMediterráneo.2. Sesome\eronavaloresdepHde7,3a7,6y8,0a8,3durante12meses.LoscoralessemantuvieronenunacubiertadeflujoatemperaturaambientedelMediterráneo(17°a30°C)yunfotoperíodo(250fotonesνmolm‐2s‐1)
Fineetal.,(2007)
EfectosyRespuestasbiológicasalaacidificación
Fredericetal.,(2007)
Moluscos: Equinodermos:
Harrould‐Koliebetal.,(2009)
Especies, como mejillones,ostras, estrellas marinas,ofiuras y crustáceos,mostraronunmenor índicede calcificación durante lafase larval en condicionesde incremento de dióxidodecarbono.
ofiura
EfectosyRespuestasbiológicasalaacidificación
Efectosfisiológicosenlavidamarina
Efectosenlosecosistemas
• Lafaselarvariayjuvenilproduciríagrandesimpactosenlaspoblacionesyenlaestructuradelecosistema.
• Hayespeciesquepuedenverseafectadasdeformacrónica,ylasespeciesquenoesténafectadasdirectamenteanivelbiológicoofisiológicopodríansufrirlosefectosnega\vosdebidoaloscambiosenlacadenaalimen\ciayenlaestructuradelecosistema.
• Efectosenlacapacidadreproduc\va
• Efectosenprocesosrespiratorios
• Efectosdeconducta
Conclusiones
1. Con la acidificaciónde losocéanos: disminuyeel pH, aumenta la concentracióndel carbono inorgánico disuelto (CID) y disminuye el estado de saturación delcarbonatodecalcio(CaCO3)enlasaguassuperficiales.
2. Aunqueseconozcanlosprocesosquímicosquehacenquelosocéanosseancadavezmásácidos,nosquedamuchoporconoceracercade losnumerososefectosdelaacidificaciónenlavidamarina.
3. Puedequeunaumentodelaacideznoelimineaquellosorganismosquenoseancapaces de crear estructuras calcáreas, pero su adaptabilidad y capacidad desupervivenciapodríaverseafectada.Sutasadecrecimientopodríadisminuir,asícomo su capacidad reproduc\va, las funciones de su sistema respiratorio ynerviosopodríanalterarseyfinalmentesermássuscep\blesalosdepredadoresylas enfermedades, lo cual podría tener un efecto dominó en las cadenasalimen\ciasyenlospropiosecosistemas.
Conclusiones
4. Losprocesosdeacidificaciónpodríantransformardeformadefini\valosocéanos,mermandosudiversidady suproduc\vidad,por loque lavidayel sustentodeaquellosquedependendelmarpodríansermásincierto.
Observacionesatenerencuentadelpresentetrabajo
1. LasprediccionesdelosefectosyrespuestasdeldiseñodelpHmarinosonapar\rdeexperimentosenellaboratorio.
2. ElprocesodeacidificaciónnoafectaúnicamenteelpH,sinoqueesunproblemadondeinterfierenmuchosfactorescomo:
‐LaconcentracióndeO2 ‐Elincrementodelatemperaturacomoaconsecuenciadeunamayor
concentracióndeCO2enelagua.(Columnadeaguamásestra\ficada,reduccióndelacapademezcla,mediosmásoligotróficos)
3. El conjunto de todas las modificaciones Jsico‐químicas que engloba laacidificacióndelocéano,lasespeciesapartedelpHpodríanestarexpuestasaunmayornumerodeefectos.
Bibliograca
• TakahashiT,BroeckerWS,BainbridgeAE,WeissRF.1980.CarbonatechemistryoftheAtlan\c,Pacific,andIndianOceans:TheresultsoftheGEOSECSexpedi\ons,1973–1978Na\onalScienceFounda\on.WashingtonD.C.
• FeelyRA,SabineCL,LeeK,BerelsonW,KleypasJ,etal.2004.ImpactofanthropogenicCO2ontheCaCO3systemintheoceans.Science305:362–66
• FineM,TchernovD.2007.Sclerac\niancoralspeciessurviveandrecoverfromdecalcifica\on.Science315:1811
• Wolf‐GladrowDA,RiebesellU,BurkhardtS,BijmaJ(1999)DirecteffectsofCO2concentra\onongrowthandisotopiccomposi\onofmarineplankton.TellusBChemPhysMeterol51:461–476
• Gazeau,Fredericetal.(2007)ImpactofElevatedCarbonDioxideonShellfishAcidifica\on,GeophysicalResearchLehers,Vol.34
• ScohC.Doney,VictoriaJ.Fabry,RichardA.Feely,andJoanA.Kleypas(2009).OceanAcidifica\on:TheOtherCO2Problem,Annu.Rev.Mar.Sci.2009.1:169–92
Bibliograca
• ColinBrownlee,AlisonRTaylor.AlgalCalcifica\onandSilifica\on
• Caldeira,K.&M.Wickeh(2003)AntropogeniccarbonandoceanpH.Nature125:365.
• Orr,J….(2005)Anthropogenicoceanacidifica\onoverthetwenty‐firstcenturyanditsimpactoncalcifyingorganisms.Nature437:681‐686
• TheRoyalSociety(2005).Oceanacidifica\onduetoincreasingatmosphericcarbondioxide.ISBN0854036172.
• Guinohe,JohnM.andVictoriaJ.Fabry(2008)OceanAcidifica\onandItsPoten\alEffectsonMarineEcosystems,AnnalsoftheNewYork.
• M.D.Iglesias‐Rodriguezetal.,PhytoplanktonCalcifica\oninaHigh‐CO2World,Science320,336(2008).
• EllyciaHarrould‐Kolieb,JacquelineSavitz,(2009).Laacidificación:¿CómoafectaelCO2alosocéanos?