Vulnerabilidad de las especies marinas a la acidificación oceánica (AO) y al calentamiento oceánico (CO): una visión general exhaustiva

Introducción
La acidificación oceánica (AO) y el calentamiento oceánico (CO) son dos factores de estrés interconectados que están transformando los ecosistemas marinos. La AO reduce la disponibilidad de iones carbonato, necesarios para que los organismos calcificadores formen conchas y esqueletos, mientras que el CO altera las tasas metabólicas, la distribución, la fenología y la estructura de las comunidades marinas. En conjunto, estos factores de estrés pueden amplificar sus efectos mutuamente, amenazando la biodiversidad, los servicios ecosistémicos y los medios de subsistencia vinculados a la salud de los océanos. Este artículo analiza una amplia gama de taxones marinos para identificar qué especies y grupos son más vulnerables a la AO y al CO, los mecanismos que impulsan esta vulnerabilidad y las incertidumbres que condicionan nuestra comprensión. Al sintetizar los hallazgos científicos actuales, el análisis destaca tanto patrones bien establecidos como áreas donde se requiere mayor investigación para fundamentar la conservación y las políticas.

Tabla de contenido

• Vulnerabilidad de las calcificadoras
• Susceptibilidad de las especies dependientes de la pesca
• Vulnerabilidad en las comunidades de arrecifes de coral
• Organismos planctónicos y producción primaria
• Especies pelágicas móviles y migración
• Bentos y fauna que habita en los sedimentos
• Ingenieros de ecosistemas y formadores de hábitats
• Moluscos bajo estrés dual
• Equinodermos en aguas acidificadas
• Crustáceos y consumidores de conchas
• Sensibilidades conductuales y fisiológicas
• Puntos críticos regionales y gradientes climáticos
• Implicaciones socioeconómicas y respuestas adaptativas
• Brechas de conocimiento y necesidades de investigación

Vulnerabilidad de las calcificadoras
Los organismos calcificadores, como los corales, los moluscos (ostras, almejas, mejillones) y algunos equinodermos, se encuentran entre los más vulnerables a la acidificación oceánica (AO) debido a la interferencia química directa con la formación de carbonato de calcio. El estado de saturación de aragonita y calcita disminuye a medida que el CO₂ se disuelve en el agua de mar, lo que encarece energéticamente la producción de conchas y esqueletos, llegando incluso a imposibilitarla en ciertas condiciones. La AO también puede erosionar las conchas existentes mediante una mayor disolución, reducir las tasas de crecimiento y debilitar la estructura esquelética. En muchas regiones, las etapas juveniles son particularmente sensibles, lo que puede alterar los patrones de reclutamiento y la viabilidad de las poblaciones a largo plazo. Además de los desafíos directos para la calcificación, la AO puede interactuar con el estrés térmico, exacerbando la mortalidad, la susceptibilidad a enfermedades y los fallos reproductivos. El calentamiento oceánico agrava estos riesgos al alterar la dispersión larval, las señales de asentamiento y la idoneidad del hábitat, lo que puede acelerar la falta de correspondencia entre las etapas de vida y los hábitats disponibles.

Susceptibilidad de las especies dependientes de la pesca
Una amplia gama de especies objetivo de la pesca —incluidos moluscos, peces con estructuras calcificadas y crustáceos— se enfrentan a un mayor riesgo debido a la acidificación oceánica y el calentamiento global. En el caso de los bivalvos y gasterópodos, la menor integridad de sus conchas puede reducir su supervivencia ante la depredación y las fluctuaciones ambientales, lo que repercute en las capturas. Los peces pelágicos y demersales pueden experimentar alteraciones en sus tasas de crecimiento y metabolismo, así como desajustes en sus épocas de desove con la disponibilidad de presas. En algunas especies, el aumento de las temperaturas favorece el desplazamiento de sus áreas de distribución hacia aguas más frías, lo que conlleva impactos económicos y culturales para las comunidades costeras que dependen de las zonas de pesca tradicionales. Una preocupación fundamental es la posible interacción de la acidificación oceánica y el calentamiento global con la sobrepesca, la degradación del hábitat y la contaminación, lo que agrava los límites de resiliencia y aumenta el riesgo de disminución de las poblaciones.

Vulnerabilidad en las comunidades de arrecifes de coral
Los ecosistemas de arrecifes de coral son un claro ejemplo de vulnerabilidad a la acidificación oceánica (AO) y al calentamiento oceánico (CO) debido a su dependencia de esqueletos de carbonato de calcio y su sensibilidad a las anomalías de temperatura. El calentamiento oceánico provoca episodios de blanqueamiento de coral al inducir estrés que causa la expulsión de algas simbióticas (zooxantelas), reduciendo el balance energético y aumentando la mortalidad durante las olas de calor. La AO debilita los esqueletos y el crecimiento de los corales, reduciendo la complejidad estructural que sustenta diversas comunidades de peces e invertebrados. La combinación de estos factores de estrés amenaza la formación de arrecifes, su recuperación tras perturbaciones y la provisión de servicios críticos como la protección costera, la pesca y el turismo. Los efectos en cascada se propagan a través de las interacciones tróficas, alterando la dinámica depredador-presa, la competencia y la disponibilidad de hábitat para las especies dependientes.

Organismos planctónicos y producción primaria
El fitoplancton y el zooplancton son fundamentales para las redes tróficas marinas y los ciclos biogeoquímicos. La acidificación oceánica (AO) puede alterar la fotosíntesis y la calcificación en algunos grupos de fitoplancton, con posibles cambios en la composición de especies y la productividad. El plancton calcificante, como los cocolitóforos, los ciliados con estructuras calcáreas y ciertos foraminíferos, puede experimentar una calcificación reducida y cambios en la estructura de la comunidad. Estos cambios pueden propagarse a niveles tróficos superiores, afectando a los herbívoros y a los depredadores que dependen de las vías metabólicas sustentadas por el plancton. Por otro lado, algunos fitoplancton no calcificantes pueden prosperar bajo AO y sobrecalentamiento, lo que podría alterar el ciclo del carbono y la productividad del ecosistema. Los efectos dependen del contexto, variando con los regímenes de nutrientes, la luz y la temperatura, lo que dificulta las predicciones.

Especies pelágicas móviles y migración
Las especies con alta movilidad, como los atunes, los peces espada y los tiburones pelágicos, pueden responder al calentamiento global oceánico (CGO) modificando su distribución para seguir sus nichos térmicos preferidos. Si bien la movilidad ofrece una protección contra los efectos locales del CGO, este aún puede influir en la distribución de las presas, el momento de la migración y el costo energético del desplazamiento. Algunas especies pelágicas podrían experimentar desajustes en la disponibilidad de presas si la producción primaria varía en diferentes regiones o estaciones. Además, el CGO puede afectar el desarrollo y el rendimiento de las larvas y los juveniles en especies con ciclos de vida complejos, influyendo en el éxito del reclutamiento y la evolución de las poblaciones.

Bentos y fauna que habita en los sedimentos
Los organismos bentónicos, como los poliquetos, los bivalvos, las ofiuras y ciertos crustáceos, experimentan la acidificación oceánica directamente en la interfase sedimento-agua. La química del sedimento y las condiciones de oxígeno modulan los impactos de la acidificación oceánica; algunas especies toleran mejor un pH bajo que otras, mientras que otras presentan un crecimiento reducido, una reproducción alterada o una mayor mortalidad. El aumento de la temperatura puede intensificar las demandas metabólicas y las respuestas al estrés. Las comunidades que habitan en el sedimento también influyen en los procesos biogeoquímicos, como el ciclo de nutrientes y el secuestro de carbono, lo que significa que su declive puede alterar el funcionamiento del ecosistema y la estructura del hábitat para otros organismos.

Ingenieros de ecosistemas y formadores de hábitats
Los organismos que crean o modifican hábitats —como los corales, las algas marinas, las praderas marinas y algunos bivalvos— son fundamentales para mantener la biodiversidad y los servicios ecosistémicos. La acidificación oceánica (AO) y el calentamiento global (CG) amenazan la integridad y la persistencia de estos hábitats al debilitar sus componentes estructurales, alterar las tasas de crecimiento y modificar las interacciones entre especies dentro de las comunidades que dependen de estos organismos. La pérdida o degradación de los formadores de hábitat reduce los refugios, las zonas de cría y las áreas de alimentación para numerosas especies, lo que aumenta la vulnerabilidad de todo el ecosistema.

Moluscos bajo estrés dual
Los moluscos como las ostras, las almejas, las vieiras y los mejillones se enfrentan a desafíos directos relacionados con la acidificación oceánica (AO) en la formación de sus conchas, lo que puede reducir su supervivencia, crecimiento y capacidad de filtración. Cuando se combina con la acidificación oceánica (AO), aumentan los costos metabólicos, se puede retrasar el desarrollo larvario y alterar la dinámica de las enfermedades. Esta combinación es particularmente preocupante para las operaciones de acuicultura y las poblaciones naturales que dependen de la integridad de sus conchas para su protección y estabilidad estructural en arrecifes y bancos.

Equinodermos en aguas acidificadas
Los equinodermos —incluidos los erizos de mar, las estrellas de mar y las ofiuras— dependen de componentes endoesqueléticos calcáreos que pueden verse comprometidos por la acidificación oceánica (AO). La AO puede debilitar las estructuras esqueléticas y afectar el desarrollo larvario, el asentamiento y la supervivencia de los juveniles. Algunos equinodermos muestran resiliencia en ciertos contextos, pero en general existe preocupación por la disminución de especies clave que influyen en la estructura de las comunidades y la dinámica depredador-presa, especialmente en áreas con una acidificación pronunciada.

Crustáceos y consumidores de conchas
Los crustáceos, como los cangrejos, las langostas y los camarones, experimentan dificultades relacionadas con la acidificación oceánica (AO) en la calcificación del exoesqueleto y los procesos de muda. Si bien algunos crustáceos pueden mostrar tolerancia a la AO en ciertas etapas de su vida, otros presentan un crecimiento reducido, una muda tardía y una mayor vulnerabilidad a la depredación debido a caparazones más delgados o débiles. La acidificación oceánica puede alterar el uso del hábitat y la disponibilidad de presas, afectando el balance energético y el éxito reproductivo. La interacción de la AO con factores de estrés comunes como la hipoxia y la contaminación influye aún más en los patrones de vulnerabilidad.

Sensibilidades conductuales y fisiológicas
Más allá de los desafíos estructurales, la acidificación oceánica y el calentamiento global influyen en el comportamiento, la percepción sensorial y la fisiología de diversas especies. Los cambios en las señales quimiosensoriales pueden afectar la búsqueda de alimento, la orientación y la evasión de depredadores. Las variaciones en la tasa metabólica, los problemas de regulación ácido-base y las respuestas al estrés pueden influir en el crecimiento, la reproducción y la supervivencia. Estos efectos subletales pueden tener consecuencias a nivel poblacional, especialmente cuando alteran rasgos críticos del ciclo de vida o interrumpen las señales ambientales utilizadas para la selección del hábitat y la reproducción.

Puntos críticos regionales y gradientes climáticos
La vulnerabilidad no es uniforme a nivel mundial. Las regiones con una saturación de carbonatos naturalmente menor, un alto aporte de agua dulce o intensos flujos de CO₂ —como las regiones polares y las zonas de afloramiento— tienden a presentar mayores impactos de acidificación oceánica (AO). Los arrecifes de coral en aguas poco profundas y bien iluminadas pueden experimentar una rápida disminución de la calcificación debido a la AO, mientras que los ecosistemas polares y subpolares se enfrentan a cambios simultáneos de temperatura y hielo marino. Las zonas de afloramiento pueden aportar agua con alto contenido de CO₂ y bajo pH, lo que agrava el estrés en las comunidades locales. La interacción con los factores de estrés locales (contaminación, sobrepesca, destrucción del hábitat) determina la vulnerabilidad neta y la capacidad de adaptación de las especies y los ecosistemas.

Implicaciones socioeconómicas y respuestas adaptativas
La vulnerabilidad de las especies marinas a la acidificación oceánica y al agua oceánica tiene consecuencias directas e indirectas para las comunidades humanas. La producción pesquera, la productividad de la acuicultura, el turismo y la protección costera dependen de ecosistemas resilientes. Las respuestas adaptativas incluyen programas de reproducción asistida y selectiva para especies acuícolas, la restauración de hábitats degradados, la reducción de factores de estrés locales y el desarrollo de una gestión pesquera climáticamente inteligente. Los enfoques integrados que combinan la mitigación de las emisiones de CO₂ con la adaptación y la planificación de la conservación ofrecen la mejor oportunidad para reducir los impactos negativos. La sensibilización pública, los marcos normativos y la colaboración internacional son esenciales para armonizar los conocimientos científicos con la gobernanza práctica.