Si ha leído alguno de nuestros blogs, ya conoce la gran cantidad de impactos negativos de los florecimientos de algas nocivas (FANs). Desde la disminución de los niveles de oxígeno hasta la muerte de peces, y desde irritaciones cutáneas hasta daños hepáticos, las consecuencias de estos florecimientos de algas nocivas están bien documentadas.
Pero cuando pensamos en los florecimientos de algas nocivas (FANs), normalmente imaginamos un clima cálido y aguas estancadas, con una espuma azul verdosa que cubre la superficie de lagos, estanques y ríos. La verdad es que esta imagen mental es errónea y, según nuevas investigaciones, estos florecimientos de algas pueden producirse en diversas condiciones ambientales, incluso durante el invierno y en regiones frías. Los florecimientos de algas no son solo un fenómeno propio del clima cálido, sino más bien una grave amenaza durante todo el año para los ecosistemas acuáticos y la salud humana. Comprender cómo pueden desarrollarse los florecimientos de algas nocivas en climas más fríos es fundamental para mitigar su impacto y proteger nuestros cuerpos de agua y recursos naturales.
En este artículo, exploraremos el fenómeno de los florecimientos de algas en climas fríos, incluyendo sus causas, frecuencia y posibles impactos en la vida acuática y en las enfermedades humanas y animales.
¿Con qué frecuencia se producen los florecimientos de algas en climas fríos?
El artículo citado anteriormente ofrece información sobre la aparición de florecimientos de algas en climas fríos. Según el estudio, se han confirmado 37 florecimientos que han tenido lugar en condiciones de frío, de las cuales 19 se han producido en condiciones de hielo. Estos florecimientos de algas verdeazuladas se han registrado principalmente en América del Norte y Europa, aunque es probable que esto se deba a que en estas regiones hay más recursos para el monitoreo y el estudio de las algas.
Aunque aún no se conoce del todo la frecuencia de los florecimientos de algas en climas fríos, el estudio sugiere que los florecimientos de algas nocivas son más comunes de lo que se pensaba. Con el creciente impacto del cambio climático en los ecosistemas acuáticos, es probable que la aparición de estos florecimientos aumente en las regiones más frías. Por lo tanto, es fundamental comprender los factores ambientales subyacentes y el exceso de nutrientes que contribuyen a estos florecimientos y su posible impacto en el medio ambiente.
Hay varios factores que pueden contribuir a la formación de florecimientos de algas en climas fríos, como la disponibilidad de luz, los niveles de nutrientes y las fluctuaciones de temperatura. El estudio destaca que, aunque estos florecimientos pueden producirse en cualquier estación, tienden a ser más frecuentes durante el invierno y principios del otoño. Esto se debe a que la columna de agua se vuelve más estable durante este periodo, lo que provoca la acumulación de nutrientes en el fondo de la columna de agua. Como resultado, cuando la temperatura del agua comienza a subir en primavera, el agua rica en nutrientes del fondo se mezcla con el agua de la superficie, creando las condiciones ideales para el crecimiento de algas y el rápido aumento de organismos microscópicos que producen toxinas.
¿Qué tipos hay?
Se han identificado varios tipos de florecimientos de cianobacterias en aguas frías, cada uno con su propio modo de desarrollo. Los florecimientos invernales son un tipo de florecimiento en aguas frías que se desarrolla bajo la capa de hielo en sistemas de agua dulce y marinos, incluyendo el agua salobre. La acumulación de nutrientes y materia orgánica en exceso bajo el hielo sirve como fuente de alimento para las algas, lo que conduce a su proliferación y a la producción de toxinas. En algunos casos, los florecimientos invernales pueden persistir incluso después de que el hielo se haya derretido, lo que conduce a un crecimiento continuo y a posibles impactos a largo plazo en los ecosistemas acuáticos y efectos en la salud de los animales y las personas.
Otro tipo de florecimiento de cianobacterias en aguas frías es el florecimiento primaveral, que se produce cuando la capa de hielo comienza a derretirse y la luz penetra en la superficie del agua. A medida que el agua se calienta y se estratifica, los nutrientes están más disponibles para las algas, lo que conduce a su rápido crecimiento y proliferación. Los florecimientos primaverales pueden ser especialmente problemáticos en los sistemas de aguas poco profundas, donde pueden reducir la penetración de la luz y el oxígeno disuelto, lo que conduce al crecimiento de macroalgas molestas y otra vegetación indeseable.
Por último, los florecimientos alimentados por glaciares son un tipo de florecimiento en aguas frías que se produce en lagos de alta latitud y altitud alimentados por glaciares. El agua de deshielo de los glaciares contiene altas concentraciones de nutrientes, que alimentan el crecimiento de las cianobacterias. Los florecimientos alimentados por glaciares son una preocupación creciente debido al cambio climático, que está provocando que los glaciares se derritan a un ritmo sin precedentes. A medida que los glaciares continúan retrocediendo, es probable que aumente la frecuencia e intensidad de los florecimientos alimentados por glaciares, lo que plantea importantes retos para la gestión de los sistemas acuáticos y aumenta el riesgo de efectos nocivos, como la muerte de peces y la contaminación del agua potable.
¿Cómo comienzan?
Basándose en las observaciones y los conocimientos sobre los procesos de formación de florecimientos y la limnología invernal/primaveral, se han propuesto tres orígenes para los florecimientos de cianobacterias en aguas frías. Estos florecimientos de algas nocivas pueden producirse por separado, de forma secuencial o simultánea, y pueden durar largos periodos de tiempo.
El primer tipo de desarrollo son los florecimientos de cianobacterias en la superficie que comienzan en aguas frías. Pueden producirse en una amplia gama de condiciones de luz, temperatura y nutrientes, y se forman a través de adaptaciones fisiológicas y una lenta acumulación de biomasa en condiciones de crecimiento subóptimas. Los factores físicos, como los fenómenos de afloramiento y mezcla, también pueden favorecer los florecimientos cuando la temperatura del agua es fría.
El segundo tipo son los florecimientos de cianobacterias en aguas frías que comienzan en el metalimnio, que pueden existir como florecimientos metalimnéticos (debajo de la primera capa de agua) o florecimientos en capas profundas de clorofila (DCL). Estos florecimientos pueden emerger directamente de aguas profundas y relativamente frías a la superficie del lago debido a una fuerte dinámica física. A menudo se pasan por alto en los informes sobre florecimientos de cianobacterias y pueden llegar a la superficie, lo que aumenta la probabilidad de que los seres humanos y la fauna silvestre entren en contacto con el agua contaminada.
Por último, algunos florecimientos pueden comenzar en aguas con temperaturas más cálidas y persistir durante el otoño y el invierno o a medida que las temperaturas aumentan en la primavera. Estos florecimientos pueden depender de diversas condiciones biológicas o fisicoquímicas, y comprender su resistencia en aguas frías es importante para entender su formación, persistencia, senescencia y gestión.
Adaptaciones de los florecimientos de algas al clima frío
¿Cómo consiguen las algas no solo sobrevivir en condiciones climáticas casi heladas, sino también prosperar hasta el punto de alterar el equilibrio del ecosistema? Cuentan con una serie de adaptaciones muy específicas que les permiten superar a otras especies de algas menos adaptadas al clima frío.
Durante los meses de invierno, la luz suele ser un factor limitante para el crecimiento del fitoplancton, ya que el fotoperíodo es más corto. Las cianobacterias, conocidas como algas verdeazuladas, tienen varias adaptaciones que les permiten sobrevivir y crecer en condiciones de poca luz. Una de estas adaptaciones, practicada por el conocido género Spirulina, es la capacidad de pasar de un estado fotoquímicamente activo a un estado heterotrófico adaptado a la poca luz, en el que consumen otros organismos o materia orgánica de su entorno, un proceso conocido como mixotrofia.
Las cianobacterias también pueden optimizar su eficiencia de absorción de la luz y su capacidad fotosintética aumentando su contenido de pigmentos y clorofila a (Chl a). Esto maximiza el uso de la luz disponible para la fotosíntesis. Además, algunas cianobacterias pueden desplazar su absorción de luz hacia el extremo azul del espectro, que está más disponible durante los meses de invierno, cuando el ángulo de incidencia de la luz solar es menor.
Además de estas adaptaciones a las condiciones de poca luz, las cianobacterias también han desarrollado mecanismos de supervivencia para las bajas temperaturas, como el desarrollo de membranas biológicas más fluidas mediante la acumulación de cadenas acílicas de ácidos grasos poliinsaturados. Esto permite que las membranas se mantengan flexibles y funcionales a temperaturas más bajas. Las cianobacterias también pueden producir proteínas anticongelantes y de choque frío que las protegen de los efectos dañinos de la formación de cristales de hielo a temperaturas muy bajas.
Además, algunas cianobacterias, como Limnothrix redekei y Pseudanabaena limnetica, pueden crecer activamente a temperaturas relativamente bajas cuando las condiciones de luz o nutrientes son favorables, incluso en entornos ricos en nutrientes o contaminados por escorrentías. Esta capacidad permite la acumulación y agregación de biomasa, lo que puede dar lugar a florecimientos de cianobacterias en aguas frías.
Estudio de caso: Florida
Un ejemplo ilustrativo del impacto destructivo de los florecimientos en aguas frías es la actual «marea roja» que afecta a Florida desde octubre de 2022. Aunque las mareas rojas pueden producirse durante todo el año, son más comunes durante los meses más fríos, de octubre a febrero, cuando las temperaturas cálidas son menos frecuentes, pero siguen influyendo en la dinámica de los florecimientos.
Durante este periodo, el Golfo de México experimenta temperaturas más frías, lo que puede provocar un afloramiento de nutrientes de aguas más profundas, proporcionando las condiciones ideales para que prospere el culpable, Karenia brevis. Además, los vientos y las corrientes invernales también pueden hacer que las algas se acumulen cerca de la costa, lo que da lugar a altas concentraciones que pueden ser tóxicas para la vida marina y los seres humanos, provocando la muerte de peces y otros efectos sobre la salud.
Esto está teniendo efectos devastadores en los ecosistemas marinos, ya que puede provocar la muerte de peces, tortugas marinas, manatíes y otros animales enfermos por las toxinas de las algas. Además, las toxinas producidas pueden causar problemas respiratorios en los seres humanos que simplemente dan un paseo por la playa, como tos, sibilancias y dificultad para respirar, especialmente en aquellos con afecciones respiratorias preexistentes o que entran en contacto con el agua maloliente.
La marea roja de Florida es similar a otros florecimientos de agua fría, ya que ambas se alimentan de la disponibilidad de nutrientes y de las temperaturas más frías. Sin embargo, la marea roja de Florida es única, ya que está causada por una especie específica de dinoflagelado, Karenia brevis, que no suele encontrarse en otros florecimientos de agua fría. La magnitud y el impacto de este florecimiento de algas nocivas dejan claro que debemos estar atentos a los florecimientos de algas en todo momento.