Nuevas pistas sobre el papel de las ballenas en el ecosistema oceánico global

Un estudio publicado en Nature concluye que las ballenas consumen 3 veces más presas de lo estimado. La restauración de sus poblaciones podría mejorar la productividad de los océanos, ya que actúan como plantas gigantes y móviles de reciclaje de nutrientes.

Dos ballenas jorobadas se alimentan en el Santuario Marino Nacional Stellwagen Bank

Dos ballenas jorobadas se alimentan en el Santuario Marino Nacional Stellwagen Bank

Foto: Elliott Hazen

Las ballenas barbadas gigantes como las ballenas azules -Balaenoptera musculus-, el rorcual común -Balaenoptera physalus- o la ballena jorobada -Megaptera novaeangliae- consumen en promedio tres veces más comida al año de lo que los científicos habían estimado previamente. Se trata de una de las principales conclusiones de un estudio que bajo el título Baleen whale prey consumption based on high-resolution foraging measurements, se publica esta semana en la revista Nature. Y es que al subestimar cuánto comen estas ballenas, los científicos también podrían haber subestimado previamente la importancia de estos gigantes submarinos para la salud y la productividad de los océanos.

Dado que las ballenas comen más de lo que se pensaba, también defecan más. No se trata de una cuestión menor, ya que el excremento de ballena es una fuente crucial de nutrientes en el océano abierto. Al alimentarse y esparcir sus excrementos, las ballenas ayudan a mantener los nutrientes clave suspendidos cerca de la superficie, donde pueden impulsar la floración del fitoplancton que absorbe carbono y que forma la base de las redes alimentarias del océano. Sin las ballenas, esos nutrientes se hunden más fácilmente en el fondo marino, lo que puede limitar la productividad en ciertas partes del océano y, a su vez, limitar la capacidad de los ecosistemas oceánicos para absorber el dióxido de carbono que calienta el planeta.

Los hallazgos llegan en un momento crucial en el que el planeta enfrenta a las crisis interconectadas del cambio climático global y la pérdida de biodiversidad. A medida que el planeta se calienta, los océanos absorben más calor y se vuelven más ácidos, lo que amenaza la supervivencia de las fuentes de alimento que necesitan las ballenas.

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Además, muchas especies de ballenas barbadas tampoco se han recuperado de la caza industrial de ballenas durante el siglo XX, permaneciendo su poblaciones en una pequeña fracción del tamaño anterior a la caza de ballenas. “Nuestros resultados dicen qué, si restauramos las poblaciones de ballenas a los niveles previos a la caza de ballenas a principios del siglo XX, restauraremos una gran cantidad de funciones perdidas en los ecosistemas oceánicos”, explica coautor del estudio, Nicholas Pyenson, comisario del departamento de fósiles marinos de Museo Nacional de Historia Natural Smithsonian. "Pueden pasar algunas décadas hasta ver los beneficios, pero es la lectura más clara hasta ahora sobre el papel masivo de las grandes ballenas en nuestro planeta", añade.

Una voracidad exacerbada

Sorprendentemente, algunas preguntas básicas sobre la biología de las ballenas siguen sin respuesta cuando se trata de los animales más grandes del mundo. El ecólogo marino y becario postdoctoral de la Universidad de Stanford, Matthew Savoca, uno de los colaboradores de Pyenson y autor principal del estudio, se encontró con una de las respuestas a estos misterios restantes: cuánto comían las ballenas barbadas que se alimentan por filtración masiva cada día.

Si restauramos las poblaciones de ballenas a niveles previos a la caza deprincipios del siglo XX, restauraremos una gran cantidad de funciones perdidas en los ecosistemas oceánicos

Savoca cuenta que las mejores estimaciones que encontró en investigaciones anteriores fueron conjeturas sostenidas por pocas mediciones reales de cada especie en cuestión. Para resolver el enigma de cuánta comida puede consumir una ballena de entre 10 y 30 metros, Savoca, Pyenson y su equipo se valieron de los datos de 321 ejemplares etiquetados de 7 especies diferentes que viven en los océanos Atlántico, Pacífico y Austral recolectados entre los años 2010 y 2019.

Una ballena jorobada se alimenta de la costa de California

Una ballena jorobada se alimenta de la costa de California

Foto: John Durban

El investigador explica que uno de los localizadores empleados es como un teléfono inteligente en miniatura completo con una cámara, micrófono, GPS y un acelerómetro que rastrea el movimiento. Las etiquetas rastrean los movimientos de las ballenas en un espacio tridimensional, lo que permite al equipo buscar patrones reveladores para averiguar con qué frecuencia los animales se alimentan. El conjunto de datos también incluyó fotografías de drones de 105 ballenas de las siete especies que se utilizaron para medir sus respectivas longitudes. La longitud de cada animal podría usarse para crear estimaciones precisas de su masa corporal y el volumen de agua que filtró con cada bocado. Finalmente, los miembros del equipo involucrados en este esfuerzo de recolección de datos de casi una década utilizaron botes pequeños equipados con ecosondas para correr hacia los sitios donde se alimentaban las ballenas. Las ecosondas utilizan ondas sonoras para detectar y medir el tamaño y la densidad de los enjambres de krill y otras especies de presas. Este paso fue una base empírica crucial para las estimaciones del equipo de cuánta comida podrían estar consumiendo las ballenas.

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Así al cruzar los datos de estas tres líneas de investigación (la frecuencia con la que se alimentan las ballenas, la cantidad de presas que podrían consumir mientras se alimentan y la cantidad de presas disponibles), los investigadores pudieron generar las estimaciones más precisas hasta la fecha de cuánto comen estos gigantescos mamíferos al día, y, por extensión, al año.

Por ejemplo, el estudio encontró que una ballena azul adulta del Pacífico norte oriental probablemente consume 16 toneladas métricas de krill diarias durante su temporada de alimentación, mientras que una ballena franca del Atlántico norte come alrededor de cinco toneladas métricas de zooplancton pequeño al día y una ballena de Groenlandia aproximadamente seis

Para cuantificar lo que significan estas nuevas estimaciones en el contexto de un ecosistema más grande, un estudio de 2008 estimó que todas las ballenas en lo que se conoce como el Ecosistema de la Corriente de California (que se extiende desde Columbia Británica hasta México) necesitaban alrededor de dos millones de toneladas métricas de pescado, krill, zooplancton y calamar anual.

Una ballena minke marcada por el equipo de investigación frente a las costas de la Antártida en 2019

Una ballena minke marcada por el equipo de investigación frente a las costas de la Antártida en 2019

Foto: Ari Friedlaender / NOAA / NMFS

Así, los nuevos resultados sugieren que las poblaciones de ballenas azules, los rorcuales o las ballenas jorobadas que viven en el ecosistema actual de California requieren cada una más de dos millones de toneladas de alimentos al año.

Un apetito que lo cambia todo

Para demostrar cómo un mayor consumo de presas por parte de las ballenas aumenta su capacidad para reciclar nutrientes clave que de otro modo podrían hundirse en el fondo del mar, los investigadores también calcularon la cantidad de hierro que toda esta alimentación adicional de las ballenas recircularía en forma de heces.

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En muchas partes del océano, el hierro disuelto es un nutriente limitante, lo que significa que puede haber muchos otros nutrientes clave como nitrógeno o fósforo en el agua, pero la falta de hierro previene posibles floraciones de fitoplancton. Debido a que las ballenas comen tanto, terminan ingiriendo y excretando cantidades sustanciales de hierro. Investigaciones anteriores encontraron que el excremento de ballena tiene alrededor de 10 millones de veces la cantidad de hierro que se encuentra en el agua de mar de la Antártida, y debido a que las ballenas respiran aire, tienden a defecar cerca de la superficie, justo donde el fitoplancton necesita nutrientes para ayudar a impulsar la fotosíntesis.

Usando mediciones anteriores de las concentraciones promedio de hierro en las heces de ballena, los investigadores calcularon que las ballenas en el océano Austral reciclan aproximadamente 1.200 toneladas métricas de hierro cada año. Estos sorprendentes hallazgos llevaron a los investigadores a tratar de averiguar qué podrían decirnos sus resultados sobre el ecosistema marino antes de que la caza industrial de ballenas matara de dos a tres millones de ballenas en el transcurso del siglo XX.

Las ballenas en el océano Austral reciclan aproximadamente 1.200 toneladas métricas de hierro cada año.

Con base en los registros de caza de la industria ballenera en las aguas que rodean la Antártida, en el Océano Austral, los investigadores estimaron cuántas ballenas solían vivir en la región y combinaron los datos con sus nuevos resultados para estimar cuánto comían aquellos animales. Según el análisis, los rorcuales minke y comunes, así como las ballenas azules den el Océano Austral consumían alrededor de 430 millones de toneladas métricas de krill anualmente a principios del siglo XX. Ese total es el doble de la cantidad de krill en todo el Océano Austral en la actualidad y es más del doble de la captura mundial total de todas las pesquerías de captura silvestre combinadas.

El excremento de ballena y la paradoja del Krill

En términos del papel de las ballenas como recicladoras de nutrientes, los investigadores calculan que las poblaciones de ballenas, antes de las pérdidas por la caza de ballenas del siglo XX, producían un flujo prodigioso de excrementos que contenían 12.000 toneladas métricas de hierro, 10 veces la cantidad que las ballenas reciclan actualmente en el Océano Austral.

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Estos cálculos sugieren que cuando había muchas más ballenas comiendo krill, debió haber mucho más krill para comer. Savoca cuenta que "la disminución del número de krill tras la pérdida de tantos de sus mayores depredadores es conocida por los investigadores como la paradoja del krill". También que "la disminución de las poblaciones de krill es más pronunciada en áreas donde la caza de ballenas fue especialmente intensa, como el mar de Escocia entre el océano Austral y el océano Atlántico al sureste de América del Sur".

Estas ballenas estaban sembrando productividad en el océano Austral abierto. Una vez desaparecidas, el reciclaje de este fertilizante también desapareció

“Esta disminución no tiene sentido hasta que se considera que las ballenas están actuando como plantas de procesamiento de krill móviles”, continúa el investigador. “Estos son animales del tamaño de un Boeing 737, que comen y defecan lejos de la tierra en un sistema que está limitado por el hierro en muchos lugares, es decir, estas ballenas estaban sembrando productividad en el océano Austral abierto. Una vez desaparecidas las ballenas, el reciclaje de este fertilizante también desapareció", añade.

Plantas vivas de reciclaje

El documento postula que la restauración de las poblaciones de ballenas también podría restaurar la productividad marina perdida y, como resultado, aumentar la cantidad de dióxido de carbono absorbido por el fitoplancton que es devorado por el krill. El equipo estima que los servicios de ciclo de nutrientes proporcionados por las poblaciones anteriores a la caza de ballenas a principios del siglo XX podrían impulsar un aumento de aproximadamente el 11% en la productividad marina en el océano Austral y una reducción de al menos 215 millones de toneladas métricas de carbono, absorbido y almacenados en ecosistemas y organismos oceánicos en proceso de reconstrucción.

"La contribución de las ballenas a la productividad global y la extracción de carbono probablemente estuvo a la par con los ecosistemas forestales de continentes enteros"

También es posible que estos beneficios de reducción de carbono se acumulen año tras año. “Nuestros resultados sugieren que la contribución de las ballenas a la productividad global y la extracción de carbono probablemente estuvo a la par con los ecosistemas forestales de continentes enteros, en términos de escala”, agrega Pyenson. "Ese sistema todavía está ahí, y ayudar a las ballenas a recuperarse podría restaurar el funcionamiento del ecosistema perdido y proporcionar una solución climática natural".

Una ballena minke marcada por el equipo de investigación frente a las costas de la Antártida en 2019

Una ballena minke marcada por el equipo de investigación frente a las costas de la Antártida en 2019

Foto: Duke University Marine Robotics and Remote Sensing /NOAA

En la actualidad, el mismo Pyenson, Savoca y otros investigadores están considerando cuál podría ser el impacto de las ballenas si el equipo hubiera sido menos conservador con sus estimaciones, así como una posible línea de investigación que compare las pérdidas relativamente recientes de grandes mamíferos en el mar con las perdidas en tierra, como en el caso del bisonte americano. Aunque tiene su sede en Stanford, Savoca continuará su trabajo este otoño en el Instituto Smithsonian estudiando las muestras de sus extensas colecciones de ballenas barbadas, sin embargo, la conclusión del presente estudio ya se muestra rotunda, y los autores concluyen que si se fomentara la recuperación de las poblaciones de ballenas en todo el mundo, se podría restaurar la función ecosistémica oceánica que se perdió durante el siglo XX y mejorar la productividad global de todos los océanos.

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