Robust empirical evidence of the effects of climate change on polar marine ecosystems

• Autores: Johnna Michelle Holding
• Directores de la Tesis: Carlos Manuel Duarte Quesada (dir. tes.), Iris Eleine Hendricks (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Internacional Menéndez Pelayo (UIMP) ( España ) en 2015
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Mª Dolors Vaqué Vidal (presid.), Raquel Vaquer Sunyer (secret.), Natalia González Benitez (voc.), María Luz Fernández de Puelles Martínez (voc.), Núria Marbà Bordalba (voc.)
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• Resumen

  • Actualmente los efectos del cambio climático se están observando en numerosos sistemas biológicos, tanto es así que en los últimos años una gran parte de la investigación en ecología se ha orientado hacia el estudio de la ecología del cambio global. Esta disciplina emergente estudia cómo los organismos y los ecosistemas se ven afectados debido al presente y al futuro cambio climático. A priori, puede parecer que los ecosistemas marinos responderán al calentamiento global de forma más lenta que los ecosistemas terrestres debido, no solo a la gran capacidad calorífica del océano, sino también a que la tasa de aumento de la temperatura (Δ°C/década) en tierra es mayor que en el océano. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que los gradientes horizontales de temperatura en el océano son más homogéneos, lo cual da lugar a que las isotermas en el océano avancen con la misma rapidez que en tierra (km/década). Dado que las regiones polares, especialmente el Ártico, se están calentando más rápidamente que en el resto del mundo, y las isotermas no pueden desplazarse más al norte, cabe esperar que estos ecosistemas sean los primeros en mostrar los efectos del cambio climático. De hecho, estudios previos ponen en evidencia que los impactos en ecosistemas polares son en gran medida consecuencia del cambio climático.

    En esta tesis investigo los efectos presentes y futuros del cambio climático en ecosistemas marinos polares con los siguientes objetivos principales: 1) mostrar las evidencias empíricas de los efectos del cambio climático sobre ecosistemas polares; y 2) demostrar la robustez de estas evidencias.

    La Sección I de esta tesis está centrada en estudiar los indicios de los impactos del cambio climático en el ecosistema marino de la Antártida, mediante un meta-análisis de la bibliografía científica. Las evidencias extraídas de los estudios varían ampliamente en la convicción de sus conclusiones, por ello, decidimos que era fundamental establecer un índice de confianza objetivo que evaluase la robustez de cada estudio individualmente. Identificamos sesgos hacia determinadas zonas geográficas y hacia determinadas especies, y observamos que la confianza en las conclusiones de los estudios, a la hora de atribuir los impactos biológicos observados al cambio climático, es moderada. Concluimos que los estudios evaluados pueden mejorar su confianza estableciendo hipótesis basadas en teoría científica o en evidencias empíricas cuando se postulan mecanismos de correlación, teniendo además en cuenta motores de cambio alternativos La Sección II está centrada en el ecosistema marino del Ártico, donde consideramos los futuros efectos de cambio climático sobre procesos claves del ecosistema y sobre los servicios de los que provee. En particular, estudiamos los efectos del aumento de temperatura y CO2, así como el aumento de la entrada de agua dulce que proviene del deshielo marino y glaciar, sobre el metabolismo de comunidades planctónicas, debido a su gran papel como organismos reguladores del equilibrio metabólico en el Océano Ártico. Para aumentar la confianza en nuestras conclusiones confirmamos la consistencia existente entre resultados de estudios in situ y de experimentos. Concluimos que el aumento de la concentración de CO2 en el futuro podría intensificar el papel de la producción primaria en los afloramientos de primavera en las zonas de hielo estacional en el Océano Ártico, donde las temperaturas permanecerán bajas durante la primavera. Con el incremento de las temperaturas a lo largo del verano, y con el consecuente deshielo, es probable que se observe una inhibición de la producción primaria. Así mismo, el deshielo aumentaría el carbono orgánico disponible para las comunidades procariotas y, junto con el aumento de temperatura, se estimularía el metabolismo heterotrófico, convirtiendo el ecosistema ártico en una fuente anual de CO2.

    Está tesis presenta con robusta evidencia cómo los ecosistemas polares se ven afectados por el cambio climático, contribuyendo al conocimiento de la disciplina ecología del cambio global, y fomentando el desarrollo de futuros estudios y predicciones de los efectos del cambio climático sobre ecosistemas polares.