Resumen de investigación: Tendencias de la biomasa del fitoplancton en los últimos 20 años en el lago Erie

Los cambios provocados por el cambio climático en las regiones de los Grandes Lagos han provocado la eutrofización regional en la cuenca occidental del lago Erie. Esta eutrofización se caracteriza por la proliferación de algas que siempre suelen dominar la región. A pesar de los constantes esfuerzos de seguimiento, existe una investigación limitada sobre los efectos de la eutrofización y las floraciones mismas en el resto de la comunidad de fitoplancton.

Con el tiempo, las floraciones han aumentado en frecuencia y gravedad, probablemente como resultado de la escorrentía agrícola, que se ve exacerbada por el aumento de las precipitaciones y las prácticas agrícolas intensivas impulsadas por el cambio climático. Como resultado, el monitoreo de algas es común en el lago Erie, pero persisten lagunas de conocimiento.

Un estudio de 2023 publicado en el Journal of Great Lakes Research examinó los patrones temporales en la estructura de la comunidad de fitoplancton, así como la biomasa de seis grupos principales de fitoplancton desde 1995 en la cuenca occidental o 2000 en la cuenca central hasta 2015 para ambos.¹

El objetivo del estudio fue responder a las siguientes preguntas:

1. «¿Cómo ha cambiado la estructura de la comunidad de fitoplancton durante el período registrado en el BM y CB?
2. ¿Cómo cambió la biomasa de seis grupos taxonómicos principales de fitoplancton durante el período de registro en estas tres estaciones?
3. ¿Qué impacto han tenido estos cambios en la biomasa relativa y los patrones estacionales de los taxones de algas comestibles y menos saludables?¹

Basándose en observaciones anteriores, los investigadores plantearon la hipótesis de que un aumento de la biomasa de cianobacterias en ambas cuencas corresponde a una clara disminución de la biomasa absoluta de otros taxones de fitoplancton debido a la competencia por los recursos.

Métodos

El análisis se realizó utilizando el conjunto de datos existente de 20 años del Estudio de Abundancia de Plancton del Lago Erie (LEPAS), que les permitió cuantificar las tendencias intra e interanuales en la dinámica de seis grupos principales de fitoplancton en la cuenca occidental y central durante 1995-2015. Se eligió el conjunto de datos LEPAS porque observó ambas regiones lacustres durante dos décadas de eutrofización y cambio climático.

De 1995 a 2015, se tomaron muestras de agua integradas en los ocho sitios de monitoreo aproximadamente cada dos semanas.

Lugares de muestreo en la cuenca occidental del lago Erie (1995-2015) y la cuenca central (2000-2015). El muestreo se realizó aproximadamente dos veces por semana en aguas de Ohio de ambas cuencas desde finales de abril hasta principios de octubre como parte del Estudio de Abundancia de Plancton del Lago Erie. Las isoclinas de profundidad (líneas blancas) se muestran a intervalos de 4 metros. (Crédito: O’Donnell et al., 2023)

Resultados

Contrariamente a las predicciones, el conjunto de datos de LEPAS reveló aumentos en la biomasa de varios grupos de fitoplancton no cianobacterianos. Por ejemplo, «la biomasa de fitoplancton comestible aumentó en la cuenca occidental y no mostró cambios de dirección en la cuenca central».¹

En lugar de que se produzca una competencia por los recursos durante las floraciones de Microcystis (lo que resulta en aumentos de Microcystis y disminuciones en otros taxones), los aumentos en la carga anual de nutrientes al lago Erie entre 1995 y 2015 beneficiaron tanto a Microcystis como a otros taxones.¹

Las floraciones aumentaron en frecuencia durante el período observado. Más específicamente, las cianobacterias en la cuenca occidental aumentaron >1000 veces, y todos los demás grupos de taxones principales aumentaron entre 10 y 100 veces. Temporalmente, las comunidades de fitoplancton de principios de verano (junio-julio) y primavera (mayo) vieron un cambio direccional más modesto en la biomasa de taxones comestibles y no comestibles, así como en la estructura dentro de la comunidad.

A diferencia de las floraciones anuales de Microcystis en la cuenca occidental, el conjunto de datos LEPAS muestra que la cuenca central experimentó la primera de muchas durante el período observado en 2008. Sin embargo, la cuenca central enfrentó floraciones menos severas que la cuenca occidental y, como resultado, los impactos en las comunidades de fitoplancton fueron menos dramáticos.

Si bien el análisis reveló más información sobre la dinámica espacial y temporal de las tendencias de la biomasa de fitoplancton en el lago Erie, los mecanismos subyacentes siguen siendo poco conocidos.

Fuente

1. O’Donnell, DR, Briland Ruth, Budnik RR, Ludsin, SA, Hood, JM, 2023. Tendencias en la biomasa de fitoplancton y la estructura comunitaria del lago Erie durante un período de 20 años de cambio ambiental rápido. Journal of Great Lakes Research, volumen 49, número 3, 672-684. ISSN 0380-1330. https://doi.org/10.1016/j.jglr.2022.12.011.