Durante siglos, el sargazo pelágico, la famosa alga marrón flotante que Cristobal Colón y otros navegantes se encontraron en su camino a las Américas, ha crecido en aguas bajas en nutrientes del Océano Atlántico Norte, con el apoyo de fuentes naturales de nutrientes como excreciones de peces e invertebrados, afloramientos y fijación de nitrógeno. Utilizando una línea de base histórica única de la década de 1980 y comparándola con muestras recolectadas desde 2010, un equipo de investigadores de la Universidad Atlántica de Florida ha descubierto cambios radicales en la composición química de estos sargazos, que están transformando este ecosistema vivo y vibrante en un “zona muerta”.

En un trabajo publicado en la revista Nature Communications, el equipo de Brian Lapointe sugiere que una mayor disponibilidad de nitrógeno de fuentes naturales y antropogénicas, incluidas las aguas residuales, está apoyando los afloramientos de sargazos y convirtiendo un hábitat crítico de vivero de algas tóxicas con impactos catastróficos en los ecosistemas costeros, las economías y la salud humana. A nivel mundial, los afloramientos de algas tóxicas están relacionados con una mayor contaminación por nutrientes.

Un sargazo diferente

El estudio fue diseñado para comprender mejor los efectos del suministro de nitrógeno y fósforo en el sargazo. Los investigadores utilizaron un conjunto de datos de tejido de referencia de carbono (C), nitrógeno (N) y fósforo (P) y relaciones molares C: N: P de la década de 1980 y las compararon con muestras más recientes recolectadas desde 2010. Los resultados muestran que el porcentaje de N en el tejido aumentó significativamente (35 por ciento) al mismo tiempo que una disminución en el porcentaje de fósforo (42 por ciento) en el tejido de Sargassum desde la década de 1980 hasta la de 2010. La composición elemental varió significativamente durante el estudio a largo plazo, al igual que las proporciones C: N: P. En particular, el mayor cambio fue la relación nitrógeno: fósforo (N: P), que aumentó significativamente (111 por ciento). Las proporciones de carbono: fósforo (C: P) también aumentaron de manera similar (78 por ciento).

"Los datos de nuestro estudio respaldan no solo un papel principal para la limitación de la productividad del fósforo, sino que también sugieren que el papel del fósforo como un nutriente limitante se está fortaleciendo por los aumentos relativamente grandes en el suministro de nitrógeno ambiental de la escorrentía terrestre, las entradas atmosféricas y posiblemente otras fuentes naturales como la fijación de nitrógeno ", asegura Lapointe.

Sargazos en las playas de Florida | Brian Lapointe, Ph.D.

Para el estudio se recolectaron un total de 488 muestras de tejido de sargazo durante varios proyectos de investigación y cruceros en la cuenca del Atlántico Norte entre 1983-1989 y más recientemente entre 2010-2019. El porcentaje más alto de nitrógeno en los tejidos se encontró en aguas costeras influenciadas por la escorrentía terrestre rica en nitrógeno, mientras que las proporciones C: N y C: P más bajas ocurrieron en invierno y primavera durante las descargas pico de los ríos.  

El aumento de los fertilizantes

Debido a las emisiones antropogénicas de óxidos de nitrógeno (NOx), la tasa de deposición de NOx es aproximadamente cinco veces mayor que la de la época preindustrial, en gran parte debido a la producción de energía y la quema de biomasa. La producción de nitrógeno fertilizante sintético se ha multiplicado por nueve, mientras que la de fosfato se ha triplicado desde la década de 1980, lo que contribuye a un aumento global de las proporciones N: P. En particular, el 85 por ciento de todos los fertilizantes nitrogenados sintéticos se han creado desde 1985.

"En su amplia distribución, el recién formado Gran Cinturón de Sargazo del Atlántico puede recibir el apoyo de aportes de nitrógeno y fósforo de una variedad de fuentes, incluidas descargas de los ríos Congo, Amazonas y Mississippi, afloramientos frente a la costa de África, mezcla vertical, afloramiento ecuatorial, la deposición atmosférica del polvo sahariano y la quema de biomasa de la vegetación en África central y sudafricana”, explica Lapointe.

“Los cambios en el uso de la tierra han aumentado la contaminación por nitrógeno”

Los datos tomados desde el satélite a largo plazo, los modelos numéricos de seguimiento de partículas y las mediciones de campo indican que el Gran Cinturón de Sargazo del Atlántico se ha repetido anualmente desde 2011 y se ha extendido hasta 8.850 kilómetros desde la costa oeste de África hasta el Golfo de México, alcanzando su punto máximo en julio de 2018.

"Teniendo en cuenta los efectos negativos que el Gran Cinturón de Sargazos del Atlántico está teniendo en las comunidades costeras de África, el Caribe, el Golfo de México y el sur de Florida, se necesita con urgencia más investigación para informar mejor la toma de decisiones de la sociedad con respecto a la mitigación y adaptación de las diversas especies terrestres, impulsores oceánicos y atmosféricos de las floraciones de Sargassum", añade Lapointe.

La retirada de sargazo de las playas de Texas durante inundaciones anteriores menos severas se estimó en 2,9 millones de dólares por año y solo el condado Miami-Dade de Florida estimó gastos recientes de remoción de 45 millones por año. La limpieza en todo el Caribe en 2018 costó 120 millones de dólares, lo que no incluye la disminución de los ingresos por la pérdida de turismo. Los varamientos de sargazo también afectan la vida marina y causan problemas respiratorios por el proceso de descomposición y otros problemas de salud humana, como el aumento de bacterias fecales.ç

"Las actividades humanas han alterado enormemente los ciclos globales de carbono, nitrógeno y fósforo, y las entradas de nitrógeno se consideran ahora de 'alto riesgo' y por encima de un límite planetario seguro",  explica Lapointe. "Según investigaciones científicas, el crecimiento de la población y los cambios en el uso de la tierra han aumentado la contaminación por nitrógeno y la degradación de los estuarios y las aguas costeras desde al menos la década de 1950. A pesar de la disminución de la carga de nitrógeno en algunas cuencas hidrográficas costeras, las proporciones N: P siguen siendo elevadas en muchos ríos en comparación a valores históricos”.

Referencia: Nutrient content and stoichiometry of pelagic Sargassum reflects increasing nitrogen availability in the Atlantic Basin (Nature Communications). DOI: 10.1038 / s41467-021-23135-7