Durante un mes, el buque científico alemán METEOR —en una de las que serán sus últimas travesías— navegó por las aguas del sur de Chile recolectando muestras de agua y sedimento marino, con el objetivo de investigar la huella ecológica y oceanográfica de la floración de algas nocivas (FAN) que afectó al océano Pacífico en 2016.
Esta cobró notoriedad mundial tras provocar la muerte de toneladas de salmones y la contaminación masiva de moluscos con veneno paralizante de mariscos, así como una prolongada prohibición de extraer recursos marinos. Comúnmente llamado “marea roja”, este tipo de evento extremo se caracteriza por tener consecuencias importantes en la salud pública, el ecosistema marino y la actividad pesquera, especialmente en comunidades donde la última ocupa un lugar protagónico en su economía y cultura. La expedición contó con investigadores de centros científicos chilenos y alemanes, combinando experticia internacional de excelencia a bordo.
A fin de obtener una imagen integral de las aguas marinas comprendidas entre Magallanes y el Biobío, consideraron el estudio de las toxinas producidas por microalgas (ficotoxinas), la identificación de fitoplancton, la caracterización de materia orgánica y las características oceanográficas del ecosistema estudiado.
Esto permitirá comprender las redes microbianas marinas a lo largo del área oceánica estudiada, su conexión con los sistemas de fiordos costeros y cómo impactan a las especies de FAN que habitan dichos ecosistemas. Asimismo, pretenden determinar si estos eventos extremos son influenciados por condiciones locales o externas, la distribución geográfica de las principales especies de FAN y, posiblemente, detectar toxinas desconocidas. Todo con miras a explicar mejor la aparición de dichas floraciones y modelar posibles episodios futuros.
Una travesía interdisciplinaria con sorpresas
El proyecto fue propuesto y liderado por el Dr. Bernd Krock, reconocido especialista en ficotoxinas del Alfred Wegener Institut (AWI) de Bremerhaven y colaborador del Centro de Investigación Oceanográfica COPAS Coastal. Según cuenta, la expedición enfrentó un problema muy específico: a lo largo del trayecto, no avistaron floraciones de algas nocivas en curso. Sin embargo, esto mismo permitió estudiar las distintas especies presentes de forma mucho más clara, ya que, normalmente, un evento FAN implica que una se sobreponga a las demás.
“En las muestras de agua pudimos ver que hay una diversidad bastante grande de especies nocivas, incluso encontramos unas que antes no habían sido reportadas para el área de la Patagonia, así que ya sabemos que tenemos datos muy novedosos”, afirma el jefe científico, quien suma décadas trabajando en diversos proyectos con investigadores chilenos y, en esta oportunidad, colaboró con el Centro i~marCentro i~mar, el Centro de Investigación de Ecosistemas de la Patagonia (CIEP), el Instituto de Fomento Pesquero (IFOP) y el Centro COPAS, entre otros.
El Dr. Iván Pérez-Santos, académico de la Universidad de Los Lagos e investigador asociado de COPAS Coastal, fue el representante nacional a lo largo de la expedición y trabajó personalmente en la caracterización física de las aguas estudiadas. Valga decir, registrando variables como temperatura, conductividad y presión, pero, sobre todo, turbulencia. Según cuenta, este último factor podría estar en estrecha relación con la activación de quistes de microalgas tóxicas —un estado de latencia en el que entran ante la escasez de nutrientes— y, por ende, con eventos FAN.
“Desde la biología, están buscando lugares con bancos de quistes, y desde la oceanografía física, nosotros buscamos si hay alta turbulencia o no en dichos lugares. Si las dos condiciones coinciden, podría ser un área crítica o un área a la que debemos prestar atención”, explica el investigador, al consultarle si este aspecto del estudio podría ayudar, eventualmente, a determinar qué factores activan los quistes de microalgas. “Ahí se une otra vez el significado de esta investigación integral”, agrega, aludiendo al carácter interdisciplinario del equipo a bordo.
En cuanto a los quistes, el Dr. Patricio Díaz, del Centro i~mar, aclara que hasta el momento “lo que tenemos son muestras de sedimentos”. A la fecha, Chile no se caracteriza por formar grandes bancos de ellos, sin embargo, sí existen registros de quistes en cantidades menores. Una realidad que se contrapone a la alta incidencia e intensidad de floraciones algales nocivas en aguas nacionales. “La hipótesis es que la germinación de quistes se da en baja densidad y en forma aislada, y luego son las condiciones de circulación que generan estas floraciones tan intensas en nuestra zona, principalmente en Patagonia Norte”, explica.
Por otra parte, no menos relevante, Díaz se encargó de estudiar el fitoplancton junto a su equipo, recogiendo muestras de agua para identificar todas las especies de microalgas presentes y su densidad. Lo interesante de esto es que no abarcaría sólo aquellas que producen ficotoxinas, sino que también las de naturaleza inocua. “Vamos a estudiar la comunidad fitoplanctónica completa porque, si encontramos una especie tóxica, también nos interesa saber: ¿en qué proporción se encuentra respecto a la comunidad fitoplanctónica total? (…) El impacto que generan las microalgas tóxicas está en función de esa proporción”, explica, señalando que, por ejemplo, si dichas especies tienen baja concentración respecto a otras diatomeas que no dañan al organismo, se produce un efecto de dilución.
La alta tecnología del METEOR fue crucial en el desarrollo de esta etapa, ya que sus instalaciones les permitieron cultivar muestras y conservarlas hasta su transporte a tierra. Así lo cuenta Victoria Alfaro, profesional de fitoplancton del Laboratorio de Biotoxinas UdeC, quien trabajó codo a codo con Patricio Díaz, la bióloga Pamela Carbonell (IFOP) y el Dr. Fuat Dursun (AWI). “Cuando tenemos un cultivo de una sola especie, lo podemos usar como control para comparar y confirmar lo que observamos en terreno”, explica respecto a la importancia de este tipo de trabajo en el eventual monitoreo de eventos FAN, agregando que: “En Chile no hay muchos catálogos de fitoplancton, por lo que esto podría ayudar a enriquecer la información disponible”. Ahora bien, la presencia de fitoplancton —ya sea de forma natural o tras un evento FAN— involucra la producción de materia orgánica, que se encuentra en constante transformación y es, a su vez, influenciada por las características oceanográficas que muestra tanto el agua oceánica como el sistema costero de fiordos.
La Dra. Paulina Montero, investigadora de CIEP y COPAS Coastal, estuvo a cargo de este aspecto a bordo, estudiando cuáles son las concentraciones que presentan el carbono orgánico particulado (POC, en inglés) y el carbono orgánico disuelto (DOC, en inglés) a lo largo de la de estaciones bajo estudio “Lo bueno de esta expedición, es la amplitud geográfica que tuvo este crucero, desde Punta Arenas hasta la región de Bío Bío (…) ya que contaremos con una base de datos que permitirá hacer una descripción bastante amplia de las características y concentraciones de la materia orgánica (POC, DOC) presente en el área de estudio dentro de un marcado gradiente ambiental”, comenta la investigadora. Sin embargo, la relevancia de la materia orgánica no se queda sólo en la caracterización del ecosistema, sino que también implica un factor trascendental en su funcionamiento: los niveles de carbono en el océano costero y fiordos.
“Así, el aporte principal de estos datos tiene que ver con evaluar a lo largo del continuo fiordo-océano de la Patagonia Chilena, cómo varían las concentraciones de POC y DOC, así como identificar sus fuentes de origen y composición dentro del sistema acuático, y desde ahí, evaluar el porqué de sus características en función del tipo de influencia que existe en cada zona de estudio, por ejemplo, aguas oceánicas, aporte de agua continental desde el glaciar o desde el río”, explica. “El carbono es la base de la cadena alimenticia. Lo producen principalmente los microorganismos fotosintéticos, y es utilizado por todos los organismos de orden mayor que siguen en la trama trófica (…) Por lo tanto, estudiar el flujo del carbono es importante para conocer el funcionamiento que hoy día tenemos dentro del sistema acuático, y cómo podría responder bajo el escenario de cambio climático en el que estamos viviendo”, concluye.
La fortaleza del trabajo internacional
Para Bernd Krock, con más de 20 años de investigaciones en aguas chilenas, esta expedición supone un aporte considerable al conocimiento de los eventos FAN en un nivel global. “Científicamente, es interesante porque quiero saber qué ocurre en otras partes del mundo, pero es esencial para los científicos de la sociedad chilena que sepan cuáles son, exactamente, las toxinas que se producen en sus propias aguas”, comenta, ya que, en la actualidad, la normativa nacional para el control del marisco y las toxinas sigue lineamientos diseñados en otros países. Esto convierte a la expedición en una oportunidad valiosa para la ciencia y salud pública, tanto de otros países, como el nuestro.
“Creo que todos los grupos de investigación quedamos súper contentos por el acceso a esta plataforma, METEOR, y poder navegar zonas remotas a las que no siempre puedes acceder ni muestrear”, señala por su parte Paulina Montero, agregando que: “El estar a bordo con investigadores de Chile y otros países, con quienes compartes metodología, tecnología y diferente expertise, facilita el abordar el objeto de estudio principal – que en este crucero fueron las microalgas tóxicas – , desde una forma interdisciplinaria que permite explicar desde varias áreas los resultados que se obtengan”.
“Cuando alguien tiene la idea de responder una pregunta científica, lo puede hacer solo o con su grupo de trabajo”, comenta Iván Pérez-Santos al respecto. “Nos sigue costando mucho entender el origen de una floración, cuándo termina, porqué hay quistes aquí o allá, porqué todo nos florece. Entonces, lo que hacemos nosotros ahora es tratar de acercarnos más. ¿Cómo nos acercamos más? Integrándonos más. Ampliando la capacidad de nuestro hermano. Y eso fue lo que permitió esta investigación: una plataforma excelente, bien equipada y con profesionales cubriendo todas las áreas”.
La colaboración, sin embargo, no terminó con la expedición, sino que se prolongará durante los próximos meses mientras analizan las muestras en laboratorios especializados. De acuerdo a lo informado, en cuanto todos los resultados estén listos —dentro de uno a dos meses más— comenzará una nueva etapa para integrar las conclusiones de cada equipo y, eventualmente, traducirlas en un documento de acceso público que oriente tanto a futuras investigaciones, como a los organismos responsables de actuar frente a las amenazas de la marea roja. Amenazas que, a través del conocimiento, se pueden enfrentar. Incluso en un océano cambiante como el que hoy envuelve a nuestro planeta.
