La extinción masiva de los océanos puede evitarse frenando el consumo de combustibles fósiles

Hacia el final del Período Pérmico, hace unos 252 millones de años, un único supercontinente dominaba el planeta. El océano que lo rodeaba estaba atravesado por peces óseos cubiertos de placas acorazadas y escorpiones marinos del tamaño de los humanos modernos. Artrópodos segmentados como los trilobites dominaban las profundidades, junto con toda clase de braquiópodos, que parecían almejas pero que no lo eran, y ammonoideos, que se parecían a los nautilos con caparazón pero que eran más bien calamares y pulpos.

Hoy en día, esas criaturas se conocen gracias al registro fósil: a finales del Pérmico, el 90% de la vida marina fue eliminada por el mayor evento de extinción de la historia de la Tierra. Los científicos sospechan hoy que fue causada por la liberación masiva de dióxido de carbono, probablemente por la actividad volcánica en una región llamada las Trampas de Siberia, en Rusia. La causa más común de la muerte, según demostró un equipo de investigadores en 2018, fue probablemente el estrés fisiológico por el calentamiento de los mares y la pérdida de oxígeno, un subproducto del cambio climático causado por los gases de efecto invernadero.

En un artículo publicado ayer en la revista Science, dos de los científicos que hicieron ese descubrimiento en 2018 sostienen que, si nuestras propias emisiones de efecto invernadero continúan sin control, el calentamiento de las aguas y la pérdida de oxígeno en el mar podrían por sí mismos conducir a una extinción masiva que rivalice con las cinco peores catástrofes del planeta. Sugieren que podría ser lo suficientemente importante como para borrar gran parte de la diversificación de especies que se ha producido desde la extinción del final del Cretácico que acabó con los dinosaurios hace 65 millones de años.

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Pero, según los investigadores, podemos alterar esta trayectoria. Una rápida reducción de las emisiones podría disminuir el riesgo de extinción en un 70%. La combinación de las reducciones de gases de efecto invernadero con los esfuerzos concertados para detener la contaminación de los océanos, la sobrepesca, la destrucción del hábitat y otras tensiones marinas daría a la vida oceánica una oportunidad aún mayor de supervivencia a largo plazo.

"Si cambiamos rápidamente nuestras emisiones, todavía podríamos perder algo así como el 5% de las especies marinas", afirma el coautor Curtis Deutsch, científico del clima de la Universidad de Princeton (Estados Unidos). "Con dos grados de calentamiento, podríamos ver una pérdida del 10 por ciento. Habrá un cambio en la comunidad general de especies que viven en la mayoría de los lugares. Pero se trata de cifras relativamente pequeñas. Estaríamos evitando una extinción masiva".

Denise Breitburg, experta en oxígeno oceánico del Centro Smithsonian de Investigación Medioambiental de Estados Unidos, que no participó en el estudio, califica las conclusiones de "duras pero importantes". Añadió que el trabajo ofrece una "base para la esperanza" de que "podemos preservar gran parte de la vida del océano".

"Este trabajo cristaliza las opciones que tenemos ante nosotros", afirma Malin Pinsky, científica oceánica de la Universidad Rutgers de Nueva Jersey (Estados Unidos), coautora de un artículo de opinión que apareció junto al estudio. "Esto parece un momento único en la humanidad para preservar el futuro de la vida en el planeta".

Agua con poco oxígeno

La clave de la nueva investigación de Deutsch y del autor principal, Justin Penn, investigador asociado de Princeton, no es sólo averiguar cómo el calentamiento de las temperaturas afecta al oxígeno de los mares, sino también cómo la vida marina utiliza ese oxígeno.

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En los últimos 15 años, las nuevas investigaciones han demostrado que las zonas naturales de bajo oxígeno en el océano se están expandiendo rápidamente, pero de manera desigual, empujando gran parte de la vida marina a una banda cada vez más estrecha de agua rica en oxígeno cerca de la superficie. Estas regiones desoxigenadas, desde el Golfo de Bengala hasta un tramo del Atlántico frente a África Occidental y grandes regiones del Pacífico oriental, han crecido en casi 4,4 millones de kilómetros cuadrados desde la década de 1960 y están subiendo hasta un metro por año. Frente al sur de California, a 200 metros de profundidad, el oxígeno ha disminuido casi un tercio en algunos lugares en el último cuarto de siglo. Las zonas del mar completamente desprovistas de oxígeno se han multiplicado por cuatro desde mediados del siglo pasado.

A diferencia de las zonas muertas costeras, como la que aparece periódicamente en el Golfo de México, estas zonas con poco oxígeno no son resultado de la contaminación por nutrientes que escurre de la tierra. Están impulsadas por el aumento de las temperaturas. A medida que las aguas superficiales se calientan, absorben menos oxígeno disuelto del aire superior. Dado que el agua caliente es más ligera que el agua fría de abajo, se reduce la mezcla del océano, lo que significa que hay menos oxígeno en las profundidades.

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Este hecho ya está alterando la vida marina, reduciendo el hábitat de algunas especies y concentrando las presas de otras. Los peces de pico, como el marlín y el pez vela, están acortando en cientos de metros sus inmersiones en busca de alimento. Junto con los tiburones, los atunes, el bacalao del Pacífico, el arenque y la caballa, pasan más tiempo agrupados cerca de la superficie, lo que facilita su captura por las flotas pesqueras, o por las aves y las tortugas marinas.

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Hay otros cambios, algunos de ellos extraños. Algunos cangrejos y calamares tienen dificultades para ver en condiciones de poco oxígeno. Muchos zooplancton diminutos, alimento de criaturas más grandes en el mar, ya viven en el límite de su umbral de oxígeno y probablemente no sobrevivirán a más disminuciones sin trasladarse a nuevos lugares. El bajo nivel de oxígeno está reduciendo la reproducción de algunos peces y aumentando las enfermedades en otros.

El cambio más significativo es la respiración. Cuanto más calor hace, más oxígeno necesitan las criaturas para mantener su demanda de energía. Pero esto está ocurriendo mientras se reduce el suministro de oxígeno en el océano.

"Es muy, muy preocupante", dice Matthew Long, científico oceánico del Centro Nacional de Investigación Atmosférica de Estados Unidos. "A medida que el calentamiento global sigue avanzando, estamos cambiando el estado metabólico básico del mayor ecosistema de la Tierra".

Un escenario improbable pero instructivo

Penn y Deutsch recopilaron datos metabólicos de docenas y docenas de especies animales oceánicas, desde mariscos hasta tiburones, de todos los océanos, latitudes y profundidades, para ver cuánto oxígeno necesita cada una para sobrevivir. Recogieron datos sobre cómo están cambiando ya las temperaturas y luego utilizaron simulaciones por ordenador para averiguar cómo cambiarían probablemente la tolerancia crítica al oxígeno y el hábitat mínimo que necesita cada especie a medida que las temperaturas sigan aumentando.

"Hay muchas buenas razones para pensar que estamos representando una mirada global y capturando un amplio espectro aunque sólo estemos observando un número relativamente pequeño de especies", dice Deutsch.

Algunas especies, como el atún, se desplazarían claramente al ver limitado su hábitat, mientras que otras menos móviles, como los corales, no tendrían esa opción". El registro fósil también ayudó al dúo a reconocer cuánta pérdida de hábitat es necesaria para extinguir una especie o una población local. Calibraron los modelos y sus proyecciones con los cambios oceánicos que habían reconstruido en 2018 para el evento de extinción de finales del Pérmico.

Los investigadores descubrieron que, en el escenario de emisiones más elevado (en el que nuestras emisiones siguen aumentando, algo que muchos científicos consideran improbable), el calentamiento del océano y la pérdida de oxígeno acabarían con más especies a finales de siglo que todos los demás factores de estrés oceánicos, como la sobrepesca y la contaminación, juntos. Pero las pérdidas no se distribuirán uniformemente. Los mares tropicales serían los que más especies perderían, pero muchas de ellas sobrevivirían trasladándose a regiones más frías. Las criaturas que se encuentran principalmente en los mares de mayor latitud, como el altamente productivo Pacífico Norte, donde gran parte de América del Norte obtiene sus peces, serían mucho más vulnerables.

"Las especies tropicales tienen más probabilidades de sobrevivir porque a medida que las condiciones cálidas e hipóxicas se generalizan a nivel mundial, estas especies ya están adaptadas a ese tipo de entornos", afirma Penn. "Las especies frías y con alto nivel de O₂ no tienen dónde ir a buscar refugio". Ese mismo patrón (mayor riesgo de extinción para las especies polares) se detectó también en el registro fósil de la extinción de finales del Pérmico.

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A finales de este siglo, concluyen él y Deutsch, los gases de efecto invernadero no disminuidos pondrían al planeta en camino de una extinción masiva al nivel del final del Pérmico para el año 2300. Aunque ese futuro es improbable (se espera que el aumento de la energía solar y eólica empiece a reducir la demanda de combustibles fósiles, aunque muy lentamente) las lecciones aprendidas son relevantes. Incluso si el futuro es menos terrible, los mismos mecanismos que acabaron con la vida marina hace 252 millones de años siguen en juego (las otras cuatro extinciones masivas del pasado se debieron a otro tipo de cambios, desde el enfriamiento global hasta el impacto de asteroides).

El nuevo estudio es "un trabajo impresionante", dice Karen Wishner, oceanógrafa biológica de la Universidad de Rhode Island (Estados Unidos). Los investigadores "tienen una visión global", pero añade que la vida en el océano es compleja y que aún queda mucho por aprender sobre cómo reaccionan los animales a las condiciones cambiantes. "Las especies individuales tienen sus propias maneras de adaptarse", dice Wishner.

Lo importante, según Deutsch, es que estas pérdidas de especies son predecibles. "El cambio es bastante lineal", afirma. Por cada medio grado centígrado de aumento de la temperatura, la extinción de especies aumenta en unos pocos puntos porcentuales.

En otras palabras, aunque controlemos rápidamente las emisiones, algunas pérdidas serán inevitables: la temperatura mundial ya ha aumentado aproximadamente 1 grado centígrado. Pero si limitamos el aumento de la temperatura a lo que los países acordaron en el Acuerdo de París de 2015, no más de 2 grados centígrados, las pérdidas probablemente se mantendrán por debajo del 10%.

En cuanto a los 2,2 millones de especies oceánicas, "sigue siendo un número absoluto grande", dice Penn. "Pero es un orden de magnitud menor de lo que podría ser".