Muestras fecales de ballena vinculan el calentamiento de los océanos con el aumento de toxinas algales en aguas árticas

© WHOI

El aumento de toxinas encontradas en las ballenas de Groenlandia, capturadas con fines de subsistencia por las comunidades nativas de Alaska, revela que el calentamiento de los océanos está causando mayores concentraciones de toxinas de algas en las redes alimentarias del Ártico, según una nueva investigación publicada en la revista Nature .

Investigadores del Instituto Oceanográfico Woods Hole (WHOI) participaron en un estudio multiinstitucional de varios años de duración centrado en este problema crítico, que amenaza la seguridad alimentaria de las comunidades costeras que dependen de la vida marina, como almejas, peces y ballenas, para su alimentación y otros recursos. Las comunidades de Alaska solicitan ahora a los investigadores que les ayuden a comprender y monitorear la aparición de toxinas de algas en los ecosistemas árticos de los que dependen.

“Las comunidades nativas conocen a fondo los ecosistemas de los que dependen y fueron de las primeras en reconocer los efectos del calentamiento”, afirmó Raphaela Stimmelmayr, veterinaria de fauna silvestre del municipio de North Slope en Barrow, Alaska, y coautora de la nueva investigación. Stimmelmayr añadió que las comunidades ahora necesitan herramientas fiables, como pruebas de campo, para poder detectar la presencia de toxinas de algas en los alimentos tradicionales en tiempo real. Estas pruebas, así como la información de los programas e instrumentos de monitoreo, también les ayudan a tomar decisiones informadas sobre si los mamíferos marinos u otra fauna marina, como almejas, peces y aves, son seguros para el consumo.

“Es muy difícil renunciar a unos recursos que necesitan y de los que han dependido desde tiempos inmemoriales”, afirmó.

Kathi Lefebvre, investigadora científica del Centro de Ciencias Pesqueras del Noroeste de NOAA Fisheries en Seattle y autora principal del nuevo estudio, también lidera la Red de Investigación y Respuesta a las Toxinas de Algas en la Fauna Silvestre de la Costa Oeste de EE. UU . Esta alianza de agencias e instituciones recolecta muestras de tejido de fauna silvestre desde lugares tan al norte como el Mar de Beaufort en Alaska hasta el sur de California. Luego, los miembros envían las muestras a su laboratorio en Seattle para analizar la presencia de toxinas de algas. El trabajo inicial del laboratorio encontró que muchas especies en Alaska tenían evidencia de exposición, aunque no a niveles lo suficientemente altos como para considerarse dañinos para los animales muestreados.

Durante más de dos décadas, el laboratorio analizó regularmente ballenas de Groenlandia capturadas durante las cacerías anuales de subsistencia de otoño en el mar de Beaufort, frente a la vertiente norte de Alaska. Las ballenas filtran el agua de mar para alimentarse, consumiendo kril que contiene toxinas de algas adquiridas de la red trófica. El equipo de investigación se percató de que las muestras fecales de las ballenas podrían revelar toxinas en el entorno marino del que dependen.

“Nadie contaba con un conjunto de datos como este”, dijo Lefebvre. “En lugar de salir cada año a recolectar muestras del entorno marino, las ballenas lo hicieron por nosotros. Sus muestras nos ofrecen una visión general de lo que hay en la red trófica cada año, según las muestras que recolectan las ballenas”.

Tras realizar pruebas a 205 ballenas de Groenlandia durante 19 años, de 2004 a 2022, el equipo concluyó que contaba con datos suficientes para buscar cambios a lo largo del tiempo. En particular, querían rastrear las concentraciones de ácido domoico, producido por un alga marina llamada Pseudo-nitzschia, y saxitoxina, producida por Alexandrium .

Se encontró saxitoxina en al menos la mitad y el 100 % de las ballenas de Groenlandia muestreadas anualmente durante 19 años. Si bien el ácido domoico fue menos prevalente (en algunos años no se detectó DA), este estudio muestra por primera vez que la exposición al ácido domoico en aguas árticas está aumentando debido al calentamiento y la pérdida de hielo marino.

Los científicos utilizaron datos de un fondeadero de monitoreo en el mar de Beaufort, financiado por la Red de Observación del Ártico de la Fundación Nacional de Ciencias, para comparar las toxinas en las ballenas de Groenlandia con las condiciones ambientales. "Fue una coincidencia que mantuviéramos un fondeadero a largo plazo cerca del sitio de alimentación de las ballenas, lo que nos brindó la oportunidad de investigar el papel de los cambios en la circulación y las propiedades del agua durante este período de dos décadas", declaró Bob Pickart, científico principal del WHOI. Los investigadores descubrieron que los períodos de mayor toxicidad en las ballenas se asociaban con un mayor flujo de calor hacia el norte, impulsado a su vez por patrones de viento específicos.

Estas condiciones más cálidas favorecen el crecimiento de las floraciones de algas nocivas (FAN) y se correlacionan con mayores concentraciones de toxinas en la red trófica. Por lo tanto, las condiciones atmosféricas influyen en la oceanografía, la cual, a su vez, influye en la dinámica de las FAN.

También utilizaron datos climáticos para comparar las muestras de ballenas de Groenlandia con los cambios en el hielo marino. Históricamente, el hielo marino cubría grandes extensiones del Ártico, pero ha disminuido drásticamente en las últimas décadas. Cuando hay menos hielo marino, la luz solar calienta el océano con mayor rapidez y las algas crecen con mayor rapidez. Los años con las mayores reducciones de la capa de hielo marino en junio provocaron un aumento de la temperatura del agua en julio. Esto incrementó la probabilidad de presencia de floraciones de algas nocivas (FAN) y el aumento de los niveles de toxinas en las ballenas. El aumento de las temperaturas oceánicas y la pérdida de hielo marino están relacionados con mayores niveles de toxinas en la red trófica.

Esta extensa investigación se logró gracias a décadas de colaboración entre investigadores de gobiernos tribales, estatales y federales, instituciones académicas y organizaciones privadas. La ciencia ártica se desarrolla mejor cuando existe un trabajo en equipo entre la ciencia nativa y la occidental. El equipo de investigación incluyó especialistas en conocimiento ecológico tradicional ártico, oceanografía, climatología, floraciones de algas nocivas (FAN), ecología de la red trófica y expertos en salud y ecología de la ballena de Groenlandia. Estos investigadores lograron completar una pieza del rompecabezas del riesgo de FAN en el Ártico. Este estudio confirma la necesidad de un monitoreo continuo y reforzado de los riesgos de FAN para la seguridad alimentaria y la inocuidad alimentaria de los recursos marinos de subsistencia utilizados por las comunidades rurales de Alaska.