Interactions between climate change, eutrophication and biodiversity on seagrass ecosystems

Resumen

Los ecosistemas dominados por angiospermas marinas están altamente amenazados en todo el mundo, siendo la eutrofización y el cambio climático los principales responsables. La eutrofización puede afectar a las angiospermas marinas de diferentes maneras: produciendo proliferaciones masivas de micro y macroalgas, que pueden atenuar la luz eincrementar la exportación de materia orgánica al sedimento, lo que puede conllevar un incremento de los niveles de anoxia en el sedimento, y por tanto el riesgo de intrusión de sulfhídrico en las plantas. Los procesos de eutrofización también pueden afectar a las angiospermas marinas de un modo directo debido al incremento que se produce en la concentración de nutrientes en la columna de agua, especialmente de las formas reducidas de nitrógeno (amonio). Altas concentraciones de amonio en el agua pueden conllevar a que sea acumule también a altas concentraciones en el interior de las plantas, desencadenando efectos tóxicos. Por otro lado, el cambio climático está causando un aumento en las precipitaciones en latitudes templadas (además del calentamiento del agua), lo cual puede incrementar la descarga de agua por parte de los ríos (agua con alta turbidez y alto contenido en nutrientes) e incrementar potencialmente la intensidad y la frecuencia de los episodios eutróficos. Además, se sabe que el cambio climático y los episodios eutróficos pueden reducir los niveles de diversidad, y como la biodiversidad juega un papel esencial en la resistencia y resiliencia de los ecosistemas a los factores externos, su reducción podría incrementar la vulnerabilidad de estos ecosistemas. El principal objetivo de esta Tesis Doctoral es estudiar los efectos que tienen una serie de factores vinculados con el cambio climático, la eutrofización y los niveles de biodiversidad sobre las comunidades de angiospermas marinas. En el primer capítulo se estudiará la relación entre diferentes factores (incremento en temperatura, condiciones de baja luz y alta disponibilidad de nitrógeno) que están presentes en los diferentes escenarios de eutrofización y cambio climático. Los resultados mostraron que todos los factores estudiados tuvieron efectos negativos sobre las angiospermas marinas, y que la interacción entre estos factores era, en la mayoría de los casos, no sinérgica, sino aditiva. En el segundo y el tercer capítulo, se estudiaron los efectos de los niveles de diversidad de la comunidad en la resistencia de las angiospermas marinas a la alta disponibilidad de amonio. Los resultados demostraron que mayores niveles de diversidad, y principalmente la presencia de diferentes especies de macroalgas, pueden reducir la concentración de amonio en el agua, y de esta manera, disminuir los efectos tóxicos que el amonio tiene en las angiospermas marinas y favorecer su desarrollo y crecimiento. Además, el incremento en el númerode especies también incrementó el número de relaciones que se establecen entre ellas, y por ello, la resistencia y la productividad del sistema. En el cuarto capítulo valoramos la importancia que tiene la diversidad genética de las poblaciones de angiospermas marinas para tamponar los efectos tóxicos causados por concentraciones altas de amonio. Los resultados mostraron que diferentes genotipos de Zostera marina L. tenían diferente grado de sensibilidad a la toxicidad por amonio, lo cual remarca el importante papel de la diversidad genética de las poblaciones de angiospermas marinas para mantener su resistencia y resiliencia ante factores externos. En resumen, esta Tesis enfatiza que los factores relacionados con el cambio climático y la eutrofización afectan negativamente a las angiospermas marinas, y que altos niveles de diversidad pueden reducir estos efectos negativos. Además, hacemos patente la importancia de un enfoque multifactorial en el estudio de cómo los factores ambientales afectan a las angiospermas marinas, debido a la posible aparición de respuestas no aditivas. El mejor conocimiento de las interacciones entre la biodiversidad y los diferentes factores nos podría permitir realizar mejores predicciones y generar políticas de gestión más adecuadas para mantener altos niveles de diversidad, y así, reducir los efectos del cambio climático y la eutrofización en los ecosistemas costeros.