Robust empirical evidence of the effects of climate change on polar marine ecosystems (2015)

Actualmente los efectos del cambio climatico se estan observando en numerosos sistemas biologicos, tanto es asi que en los ultimos anos una gran parte de la investigacion en ecologia se ha orientado hacia el estudio de la ecologia del cambio global. Esta disciplina emergente estudia como los organismos y los ecosistemas se ven afectados debido al presente y al futuro cambio climatico. A priori, puede parecer que los ecosistemas marinos responderan al calentamiento global de forma mas lenta que los ecosistemas terrestres debido, no solo a la gran capacidad calorifica del oceano, sino tambien a que la tasa de aumento de la temperatura (Δ°C/decada) en tierra es mayor que en el oceano. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que los gradientes horizontales de temperatura en el oceano son mas homogeneos, lo cual da lugar a que las isotermas en el oceano avancen con la misma rapidez que en tierra (km/decada). Dado que las regiones polares, especialmente el Artico, se estan calentando mas rapidamente que en el resto del mundo, y las isotermas no pueden desplazarse mas al norte, cabe esperar que estos ecosistemas sean los primeros en mostrar los efectos del cambio climatico. De hecho, estudios previos ponen en evidencia que los impactos en ecosistemas polares son en gran medida consecuencia del cambio climatico. En esta tesis investigo los efectos presentes y futuros del cambio climatico en ecosistemas marinos polares con los siguientes objetivos principales: 1) mostrar las evidencias empiricas de los efectos del cambio climatico sobre ecosistemas polares; y 2) demostrar la robustez de estas evidencias. La Seccion I de esta tesis esta centrada en estudiar los indicios de los impactos del cambio climatico en el ecosistema marino de la Antartida, mediante un meta-analisis de la bibliografia cientifica. Las evidencias extraidas de los estudios varian ampliamente en la conviccion de sus conclusiones, por ello, decidimos que era fundamental establecer un indice de confianza objetivo que evaluase la robustez de cada estudio individualmente. Identificamos sesgos hacia determinadas zonas geograficas y hacia determinadas especies, y observamos que la confianza en las conclusiones de los estudios, a la hora de atribuir los impactos biologicos observados al cambio climatico, es moderada. Concluimos que los estudios evaluados pueden mejorar su confianza estableciendo hipotesis basadas en teoria cientifica o en evidencias empiricas cuando se postulan mecanismos de correlacion, teniendo ademas en cuenta motores de cambio alternativos La Seccion II esta centrada en el ecosistema marino del Artico, donde consideramos los futuros efectos de cambio climatico sobre procesos claves del ecosistema y sobre los servicios de los que provee. En particular, estudiamos los efectos del aumento de temperatura y CO2, asi como el aumento de la entrada de agua dulce que proviene del deshielo marino y glaciar, sobre el metabolismo de comunidades planctonicas, debido a su gran papel como organismos reguladores del equilibrio metabolico en el Oceano Artico. 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 concentracion de CO2 en el futuro podria intensificar el papel de la produccion primaria en los afloramientos de primavera en las zonas de hielo estacional en el Oceano Artico, donde las temperaturas permaneceran 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 inhibicion de la produccion primaria. Asi mismo, el deshielo aumentaria el carbono organico disponible para las comunidades procariotas y, junto con el aumento de temperatura, se estimularia el metabolismo heterotrofico, convirtiendo el ecosistema artico en una fuente anual de CO2. Esta tesis presenta con robusta evidencia como los ecosistemas polares se ven afectados por el cambio climatico, contribuyendo al conocimiento de la disciplina ecologia del cambio global, y fomentando el desarrollo de futuros estudios y predicciones de los efectos del cambio climatico sobre ecosistemas polares.