Ocean Sentry
Durante miles de años el petrel hawaiano ha sobrevolado el Océano Pacífico, alimentándose de peces y calamares. Ahora, usando pruebas preservadas en los huesos de las aves, científicos del Museo Nacional Smithsonian de Historia Natural y la Universidad del Estado de Michigan han descubierto que la ave marina en peligro de hoy en día ha experimentado un importante cambio en los recursos alimenticios, probablemente durante los últimos 100 años – una alteración que puede deberse a las prácticas pesqueras industriales.
El estudio, publicado el 28 de marzo en la revista Proceedings of the Royal Society B, ofrece una visión única de los cambios en una cadena alimentaria marina desde el inicio de la pesca industrial y otras influencias humanas importantes en la ecología oceánica. Estudiar enormes extensiones de mar abierto para evaluar cómo las actividades humanas afectan a la vida marina lejos de la costa es difícil, además de que los datos recopilados de los barcos de investigación y pesqueros en las últimas décadas ofrecen visiones incompletas e inconsistentes del estado actual y pasado de los océanos.
“Para comprender el rápido cambio que está ocurriendo globalmente, necesitamos registros históricos para reconstruir estos cambios a lo largo del tiempo,” dice Helen James, directora de la colección de aves del museo. “Pero en los océanos remotos no ha habido una colección sistemática de datos durante un largo periodo de tiempo, en especial antes de la década de 1950.”
Sin embargo, los petreles han estado recogiendo muestras del Pacífico Norte durante miles de años. Las aves vuelan miles de millas en busca de alimento, viajando entre el ecuador y cerca de las islas Aleutianas antes de regresar a las islas hawaianas para reproducirse. James dice que le gusta pensar en cada ave como un dron que toma muestras de la cadena alimentaria por enormes franjas del Pacífico Norte, dejando una “instantánea” de valiosos datos sobre su dieta cuando muere.
James, paleontóloga, viaja a menudo a las Islas Hawaii para recuperar esa información. Junto con la biogeoquímica de la Universidad del Estado de Michigan, Peggy Ostrom, ha usado los huesos de petrel que encuentra allí para saber cómo han cambiado los hábitos forrajeros de las aves desde que los humanos empezaron a influir fuertemente en el océano.
James, Ostrom y sus colaboradores estudiaron los huesos de petreles actuales recogidos en los lugares de reproducción en las islas Hawaii y Maui, así como fósiles de la colección del museo de petreles que vivieron en periodos anteriores a la llegada de los humanos a las islas.
Para evaluar la estructura de las cadenas alimentarias de las aves, analizaron el nitrógeno en los huesos. En los organismos, desde el microscópico plancton en el nivel más bajo de la cadena a los depredadores ápice, existen dos formas, o isótopos, de nitrógeno. Cuando un organismo es consumido por otro, estas dos formas de nitrógeno se incorporan en el cuerpo del depredador a una tasa distinta pero predecible. Como resultado, los científicos pueden analizar los isótopos de nitrógeno para determinar cuántos pasos hay en una cadena alimentaria de depredador.
En un estudio de 2013 conducido por Anne Wiley, estudiante de posgrado en el laboratorio de Ostrom, James y sus colaboradores analizaron los isótopos de nitrógeno en el colágeno de los huesos de cientos de petreles y detectaron una diferencia entre las aves de los últimos 100 años y aquellas que vivieron en periodos anteriores. El equipo sospechó que un cambio reciente en los recursos alimenticios había acortado la cadena alimentaria del petrel – un fenómeno conocido como disminución trófica. Otros científicos señalaron sin embargo que el resultado podía deberse a un cambio en la fuente de nitrógeno en la base de la cadena alimentaria.
Para diferenciar entre las dos posibilidades, James y Ostrom colaboraron con Yoshito Chikaraishi, entonces en la Agencia de Ciencia y Tecnología Marina y Terrestre del Japón, para conducir un análisis más preciso. En el nuevo enfoque, se separó la proteína de los huesos del petrel en aminoácidos individuales, permitiendo a Chikaraishi analizar de forma independiente la fenilalanina – un aminoácido en el cual los isótopos de nitrógeno se asocian con el ciclo de los nutrientes en la base de la cadena alimentaria- , y el ácido glutámico – un aminoácido en el cual los isótopos de nitrógeno cambian con cada eslabón de la cadena alimentaria.
Los resultados fueron claros. En poblaciones de dos islas, el nivel trófico de los petreles había descendido a lo largo del tiempo. No hubo indicios de un cambio en el procesamiento del nitrógeno en la base de la cadena alimentaria.
No está claro si actualmente los petreles hawaianos se están alimentando de animales más pequeños o distintos y no anterior a la influencia humana o si la alteración ocurrió abajo en su cadena alimentaria. Lo que sí está claro es que la estructura de la cadena alimentaria en el Pacífico norte ha cambiado.
“El ave está actuando como un centinela de lo que está ocurriendo en el océano,” dice Ostrom. “La estructura trófica está cambiando. Y dado que es un depredador ápice que vuela por el Océano Pacífico, significa que algo ha ocurrido a gran escala.”
Según la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, en 2014 se extrajeron más de 1,9 millones de toneladas métricas de vida marina del Océano Pacífico oriental central (una región que incluye Hawaii). Tal agotamiento de recursos limitados podría ser responsable del cambio en la cadena alimentaria del petrel, señalan los científicos.
Estudios adicionales de depredadores ápices ofrecerán una imagen más completa de los cambios en los nutrientes de los océanos abiertos y ayudará a los científicos a predecir las consecuencias del aumento continuado en la productividad pesquera global.
“Como directora del museo, el estudio destaca una buena razón por la que preservamos especímenes históricos en los museos de historia natural,” dice James. “Representan un increíble registro de cambios ecológicos que pueden ayudarnos a comprender el futuro.”
