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Alertas tempranas ante las  amenazas a la biodiversidad marino costera

Early warnings on threats to marine-coastal biodiversity

El blanqueamiento de los corales es una de las principales causas de la degradación actual de los arrecifes de coral. Es la pérdida de las zooxantelas simbióticas y/o pigmentos que viven dentro de su tejido, debido al estrés ya sea por temperaturas inusualmente altas o bajas, salinidades altas o bajas o sedimentación excesiva. Los episodios de blanqueamiento a gran escala se han producido debido a incrementos de la temperatura del mar; un aumento de la temperatura del agua de sólo 1 a 2 °C por encima de la temperatura máxima normal por 3 a 4 semanas, es suficiente para inducir blanqueamiento. Cuando las anomalías térmicas son severas, incluso los corales centenarios pueden blanquearse. En contraste, cuando las anomalías térmicas son menos intensas, el blanqueamiento es altamente selectivo, con un amplio espectro de respuestas de los corales resistentes versus especies susceptibles. El blanqueamiento puede inhibir la capacidad del coral para recuperarse del daño tisular a pequeña escala, aumentar la mortalidad parcial o total, reducir el éxito de la reproducción, o aumentar la susceptibilidad a enfermedades u otras tensiones.

Sistema satelital de alerta temprana de blanqueamiento de corales (SATcoral) Satellite-based Early Warning of Coral Bleaching System

El sistema satelital de alerta temprana de blanqueamiento de corales (SATcoral) está basado en el estrés térmico que generan las anomalías de temperatura sobre los corales utilizando imágenes de satélite de la temperatura superficial del mar a 1 km de resolución espacial. El sistema incluye datos desde el 1ro. de octubre de 1981 hasta la actualidad, generando un reporte semanal (7 días)  cada lunes del año natural. 

El SATcoral utiliza el algoritmo desarrollado por NOAA Coral Reef Watch. A partir de la Temperatura superficial del mar nocturna semanal de SIMAR (W-NSST) se calculan las anomalías positivas o  HotSpot semanal de blanqueamiento de corales (WHS), respecto al Máximo de la climatología mensual ajustada de la temperatura superficial del mar nocturna (1985-2012) (NOAA-MxM-NSST-C) de NOAA Coral Reef Watch. Luego se calcula el Grado de calentamiento semanal sobre el coral (DHW) que representa la acumulación de HotSpots durante las 12 semanas anteriores. 

 

Alerta satelital de blanqueamiento de corales (SBA

Considerando cinco combinaciones de los valores de WHS y del DHW se genera el producto de Alerta satelital de blanqueamiento de corales (SBA), el cual constituye un mapa de la distribución espacial de 5 niveles de alerta (ver Tabla).

Alertas tempranas

Alerta satelital de blanqueamiento de corales (SBA)

Alerta Satelital Regional de Blanqueamiento de corales (R-SBA)

El sistema también proporciona semanalmente una Alerta Satelital Regional de Blanqueamiento de corales (R-SBA), a partir del análisis de los valores de SBA para un área buffer (de 20 km) alrededor de los arrecifes de coral, incluyendo las áreas naturales protegidas marino costeras. Para dichas regiones se determina el percentil 90% de la suma acumulativa (del 100%) de los datos válidos del producto SBA. El valor resultante del R-SBA dará un valor entre 1 y 5 similar a los cinco niveles de alerta del SBA (sin estrés, vigilancia, posible blanqueamiento, probable blanqueamiento, y probable mortalidad). Se asocia a una misma escala de colores y no constituye una imágen sino un archivo de filas y columnas. Finalmente para cada R-SBA se puede obtener un boletín (en formato PDF) con información detallada del SATcoral.

Alerta Satelital Regional de Blanqueamiento de corales (R-SBA)

Proyecto de Ciencia Ciudadana NaturaLista: Monitoreo de Arrecifes Coralinos: blanqueamiento y enfermedades Project iNaturalist Citizen Science: Coral Reef Monitoring: Bleaching and Disease

Junto al SATcoral se activó dentro de la aplicación NaturaLista el proyecto “Monitoreo de Arrecifes Coralinos: blanqueamiento y enfermedades”, una red social de ciencia ciudadana de reportes de blanqueamientos de coral que recopila información obtenida por voluntarios y servirá para calibración y validación del sistema de alerta. A través de esta red social de ciencia ciudadana se puede contribuir al conocimiento científico de la naturaleza de México.

 

 

 

Alertas tempranas

 

 

 

Sargazo pelágico Pelagic sargassum

Llegada masiva del sargazo pelágico a la costa Massive arrival of pelagic sargassum to the coast

El sargazo que llega a las costas del Caribe se compone de las especies de macroalgas pardas Sargassum natans y S. fluitans, estas flotan libremente en la superficie del mar formando parte de la flora oceánica de regiones tropicales y subtropicales. El sargazo es un hábitat de cría y refugio para especies migratorias. Puede albergar a más de 120 especies de peces e invertebrados y provee de alimento a especies en peligro de extinción y de importancia comercial como las tortugas marinas y los atunes. Su origen inicial era el Mar de Sargazos, sin embargo, recientemente se ha observado su desarrollo en el norte del Ecuador, acumulándose frente a las costas de Brasil y África, y gracias a las corrientes marinas, entran al Gran Caribe.

La afluencia masiva inusual de sargazo (mareas doradas) al Caribe en los últimos años, está provocando consecuencias nocivas en la zona costera, con una gama de amplios efectos ecológicos y de gran duración. Su florecimiento inusual en el océano se asocia con un mayor aporte de nutrientes precedente tal vez de ríos y quizás de origen antropogénico (fertilizantes industriales y detergentes). El sargazo crece rápidamente a partir de residuos orgánicos de todo tipo se convierten en nutrientes que fertilizan a la macroalga, lo que provoca que su biomasa se duplique cada 18 días, rebasando por mucho el equilibrio ecológico. Se asocia también al incremento de la  temperatura de los mares, cambios en las corrientes marinas y se especula que nutrientes del polvo del desierto del Sahara podrían igualmente ocasionar su crecimiento acelerado.

Alertas tempranas

El Sargazo que llega de forma natural en cantidades pequeñas a las playas juega un papel en el alimento de las playas y es un elemento importante en la estabilidad de las líneas costeras. Las plantas de las dunas de arena necesitan nutrientes del sargazo y muchas aves marinas dependen de la vida marina acarreada en el sargazo como alimento.

Alertas tempranas

Cuando el sargazo se acumula y descompone en grandes cantidades produce sulfuro de hidrógeno. Exposiciones prolongadas pueden causar efectos al ser humano, como náuseas, lagrimeo en los ojos, dolores de cabeza y pérdida de sueño. Quienes padecen de asma podrían experimentar problemas de aireación. La acumulación masiva y deterioro del sargazo afecta la calidad de las playas y con esto la actividad turística y pesquera. El sargazo tiene impacto en los equipos de pesca y motores, complicaciones de poder o maniobrabilidad, especialmente cuando se pesca de noche.

Su acumulación exagerada y descomposición en la costa (marea marrón) pasa de ser un evento ecológico a una fuente de contaminación nociva para especies y ecosistemas colindantes. La marea marrón puede reducir la luz y el oxígeno en las zonas donde se acumula, y provocar afectación y la muerte de especies marinas. 

Alertas tempranas

Puede causar acidificación del agua favoreciendo la tasa de crecimiento de las algas bentónicas y desfavoreciendo a los corales y el pasto, llegando a causar pérdida de estos últimos y provocando la erosión de playas. También puede afectar a las poblaciones de tortugas marinas, pues no pueden llegar a las playas a desovar. 

Alertas tempranas

Sistema satelital de alerta temprana de Sargazo (SATsum) Satellite-based Early Warning of Sargassum System

El Sistema satelital de alerta temprana de Sargazo (SATsum) está implementado por la CONABIO como parte del SIMAR, sobre la base del conocimiento de algoritmos bio-ópticos y de la caracterización y modelación del clima marino. Se basa en la estimación de áreas con cobertura de sargazo pelágico flotante en la superficie del Mar Caribe y el Golfo de México, a partir de productos satelitales a través de índices de color del océano MODIS/Aqua&Terra a 1 km de resolución espacial. 

 

Alerta satelital de presencia de sargazo a 1 km (desde Ene. 2015)

 

La Alerta satelital se basa en la obtención del producto MCS-7days-MODIS y la generación de un Boletín regional (R-SAS):


La Máxima Cobertura diaria del Sargazo acumulado para los 7 días previos (incluyendo el día del cálculo del producto) utilizando MODIS (MCS-7days-MODIS) se determina cada día a partir de la clasificación de los píxeles individuales de dicho producto en tres clases: 

      1. Sin observación satelital (ej. debido a la falta de cobertura, presencia de nubes o reflejo solar, entre otros);
      2. Con observación satelital pero sin la detección de la presencia de sargazo; y 
      3. Con observación satelital y con la detección de la presencia de Sargazo

 

Boletín diario de Alerta Satelital Regional de la presencia de Sargazo flotante en el Golfo de México y el Mar Caribe (R-SAS), un PDF con el área estimada de cobertura de sargazo pelágico:

 

 

Próximamente

  • El índice de abundancia de sargazo flotante semanal basado en sensores MODIS;
  • La estimación diaria aproximada del peso correspondiente de sargazo.
  • Un índice de color del océano con resoluciones espaciales de 300 m, basado en el procesamiento de imágenes SENTINEL 3A/B de la ESA, para calidad del agua y presencia de sargazo.
  • La estimación de sargazo en playas usando SENTINEL 2.

NOTA

El producto MCS-7days-MODIS se obtiene de la estimación del producto satelital de color del océano Max-AFAI-7days-MODIS


El Máximo diario del Índice Alternativo de Algas Flotantes para los 7 días previos (incluyendo el día del cálculo del producto) – MODIS (Max-AFAI-7days-MODIS) se obtiene a partir de los productos: (1) Índice Alternativo de Algas Flotantes diario – Aqua / MODIS (AFAI-Aqua) e (2) Índice Alternativo de Algas Flotantes diario – Terra / MODIS (AFAI-Terra) y se determina cada día partir de la designación del mayor valor de AFAI diario detectado (MODIS/Aqua&Terra combinado) por pixel para los 7 días previos. La designación del valor de AFAI máximo en cada píxel se realiza considerando que:  

   

      1. Si no existen datos satelitales (por nubosidad, sunglint, entre otras causas) en los productos AFAI diarios MODIS (Aqua/Terra) para los 7 días previos analizados, entonces se asignará el valor N/A; 
      2. Si existen datos satelitales solo para uno de los productos AFAI diarios MODIS (Aqua/Terra) para uno de los 7 días previos analizados, entonces se asignará dicho valor; y
      3. Si existe más de un dato satelital de alguno de los productos AFAI diarios MODIS (Aqua/Terra) para los 7 días previos analizados, entonces se asignará el mayor valor.

Síguenos diariamente con cada producto desde @SIMARConabio

Sistema satelital de alerta temprana de Sargazo (SATsum)

Proyecto de Ciencia Ciudadana NaturaLista - Conabio: Monitoreo de sargazo pelágico en el Atlántico mexicano Project Naturalist Citizen Science - Conabio: Pelagic Sargassum Monitoring in the Mexican Atlantic Ocean

Junto con el SATsum se activó dentro de Naturalista el proyecto Monitoreo de sargazo pelágico en el Atlántico mexicano · NaturaLista México, a partir de fotografías geoposicionadas, que permite registrar la presencia de sargazo pelágico en el área marina y sus playas vecinas del Golfo de México y el Mar Caribe mexicano. Las observaciones contribuyen a: enriquecer el Sistema Nacional de Información sobre Biodiversidad (SNIB) de la CONABIO; comprender la variabilidad espacio-temporal del sargazo pelágico en la zona marino-costera; evaluar los impactos en las playas y el ecosistema marino-costero; implementar el Sistema de alerta temprana basado en satélites para Sargassum (SATsum) para apoyar la toma de decisiones.

 

Mareas rojas (Florecimientos fitoplanctónicos) Red tides (Phytoplanktonic Blooms)

Florecimientos fitoplanctónicos

Se les llaman mareas rojas debido a que la mayoría de este tipo de eventos (floraciones de microorganismos) se observan como coloraciones rojizas en el agua, aunque también pueden ser visualizados como manchas de de color amarillo, naranja, pardo o verdoso. Las microalgas presentan cromatóforos que son pequeñas esferas formadas por diversos pigmentos (clorofilas, xantofilas y betacarotenos) que participan indirectamente en la fotosíntesis y que aportan la coloración. Sin embargo, hay eventos de florecimientos algales que no presentan coloración visible.

Las mareas rojas pueden ocurrir en cualquier parte, pero se necesita que la concentración de microalgas sea cercana al millón de células por litro para ser visibles. Para lograrlo, son necesarios regímenes adecuados de temperatura, luz, pH, disponibilidad de ciertos nutrientes, y salinidad, además de mecanismos físicos como vientos suaves o ausentes, lluvias y estratificación de la columna del agua. También hay factores antropogénicos como la contaminación orgánica, la cual incrementa anormalmente la cantidad de nutrientes como el nitrógeno y el fósforo. Mayoritariamente coinciden con períodos de temperatura elevada, su incremento brusco aumenta la velocidad de división celular. Otro requerimiento importante para el crecimiento es la disponibilidad de vitaminas. Las tasas de crecimiento también pueden verse afectadas por la luz solar y la sombra puede jugar un papel importante en su desarrollo. Las mareas rojas pueden verse también favorecidas por procesos naturales, como zonas de surgencia.La duración de la floración es extremadamente variable, desde días hasta meses. Diversos factores, especialmente los mencionados anteriormente, pueden actuar como limitantes para interrumpir el proceso, y a ellos se pueden añadir el control que ejercen los organismos depredadores del plancton.

La proliferación de organismos del fitoplancton no necesariamente tiene que ser dañino. Formalmente, cuando las floraciones algales son dañinas se denominan “floraciones algales nocivas” (FAN). Estas son causadas por un grupo de especies de microalgas entre las cuales  se encuentran dinoflagelados, diatomeas y cianobacterias. Las FAN pueden ser consideradas como tóxicas o no tóxicas. Las FAN de tipo no tóxico corresponden a floraciones de microalgas que, debido a su repentino incremento numérico, afectan la disponibilidad y captación de oxígeno, provocando eventos de mortalidad en peces y otros organismos. Las FAN de tipo tóxico corresponden a floraciones de microalgas que generan sustancias altamente tóxicas en su metabolismo, conocidas con el nombre de toxinas marinas. 

Estas sustancias, en su mayoría resistentes al calor de la cocción habitual, pueden interferir, en muy bajas concentraciones, con procesos fisiológicos normales como la conducción de los impulsos nerviosos, la absorción de agua y de alimentos en el intestino o el procesamiento de la memoria. De acuerdo a sus efectos tóxicos estos compuestos se han clasificado como toxinas marinas paralizantes, neurotóxicas, amnésicas, diarreicas y ciguatéricas. 

 

Las biotoxinas que son producidas por los organismos originadores de marea roja pueden ser concentrados por la filtración de mariscos bivalvos y son encontradas en moluscos, crustáceos y peces. Algunas de estas toxinas pueden causar mortandad de peces, como también reacciones extremas de alergia en poblaciones costeras, afectando así a la salud de la población, el turismo y otras actividades económicas. La ingestión de moluscos o peces tóxicos lleva a una intoxicación cuya gravedad dependerá de la cantidad de toxina ingerida. La sintomatología de la intoxicación por consumo de moluscos contaminados está condicionada por algunos factores, entre otros, la cantidad de mariscos consumidos, el nivel de toxinas de éstos, edad, contenido estomacal al momento de la ingesta del paciente, etc.

La aparición de las mareas rojas constituye un problema sanitario al tener efectos nocivos, constituyendo una seria amenaza tanto a la población que habita los litorales de la costa, como al medio ambiente. Pero además la marea roja afecta a actividades económicas importantes como la pesca, la acuicultura, el turismo, la recreación, así como una importante cantidad de áreas de asentamiento de colonias de aves y mamíferos marinos, debido a que la presencia de especies fitoplanctónicas productoras de toxinas, que se acumulan y afectan a todos los eslabones de la cadena trófica, afectan la diversidad biológica.

Sistema satelital de alerta temprana de florecimientos de fitoplancton (SATfit) Satellite-based Early Warning of Phytoplankton Blooms System

Detección satelital de florecimientos algales para las costas del Golfo de México, el Mar Caribe y el Pacífico nororiental tropical, basado en algoritmos desarrollados a partir de la evaluación de productos satelitales que podrían constituir indicadores de la ocurrencia del fenómeno. El sistema se encuentra en desarrollo en la actualidad.

Sistema satelital de alerta temprana de florecimientos de fitoplancton (SATfit)

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