Cómo funcionan las floraciones de algas nocivas y por qué se propagan

Invasores invisibles en el agua

Cada verano, tramos de costa y orillas de lagos se tornan de un verde intenso, rojo óxido o marrón turbio. El culpable es una floración de algas nocivas (FAN): un crecimiento explosivo de algas microscópicas o cianobacterias que pueden envenenar el agua potable, asfixiar los ecosistemas marinos y enfermar a cualquiera que tenga la mala suerte de nadar en ella. Consideradas en su día una molestia regional, las FAN se encuentran ahora entre los peligros ambientales de más rápido crecimiento del planeta.

Qué desencadena una floración

Las algas son organismos fotosintéticos que se encuentran en prácticamente todas las masas de agua. En condiciones normales, forman la base de las redes alimentarias acuáticas. Una floración estalla cuando convergen dos ingredientes: exceso de nutrientes y condiciones físicas favorables.

El nitrógeno y el fósforo, arrastrados a las vías fluviales por los fertilizantes agrícolas, las aguas residuales y la escorrentía de las aguas pluviales, actúan como combustible. El agua cálida y de movimiento lento con abundante luz solar proporciona la incubadora perfecta. Según la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., la contaminación por nutrientes es el principal impulsor de las FAN tanto en sistemas de agua dulce como costeros.

No todas las floraciones son nocivas. De las miles de especies de algas, solo unas pocas docenas producen toxinas. Pero cuando esas especies, como la cianobacteria Microcystis en agua dulce o el dinoflagelado Karenia brevis en el Golfo de México, obtienen una ventaja de nutrientes, pueden dominar una masa de agua en cuestión de días.

Cómo funcionan las toxinas

Los organismos de las FAN fabrican una variedad de productos químicos potentes. Las microcistinas, las toxinas de FAN de agua dulce más comunes en los Estados Unidos, atacan el hígado. La saxitoxina, producida por las especies de Alexandrium, interrumpe la señalización nerviosa y causa intoxicación paralítica por mariscos, que en casos extremos puede provocar insuficiencia respiratoria y la muerte. Las brevetoxinas de las mareas rojas de K. brevis se transmiten por el aire en el rocío marino, lo que provoca tos y dificultades respiratorias en los bañistas incluso a un kilómetro tierra adentro.

Los mariscos filtradores (mejillones, almejas, ostras) concentran estas toxinas en sus tejidos, creando una vía oculta hacia los platos de los humanos. Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades señalan que, si bien las enfermedades humanas relacionadas con las FAN son relativamente raras, los casos pueden ser graves y es probable que estén subnotificados.

Zonas muertas y consecuencias económicas

Cuando una floración masiva muere, las bacterias descomponen la materia orgánica y consumen el oxígeno disuelto. El resultado es una "zona muerta" hipóxica donde los peces, los cangrejos y otras formas de vida marina no pueden sobrevivir. La zona muerta del Golfo de México, alimentada por los nutrientes del río Mississippi, supera regularmente los 15.000 kilómetros cuadrados.

El costo económico es asombroso. La NOAA estima que las FAN cuestan a la economía de los EE. UU. al menos $82 millones por año, pero los eventos individuales pueden empequeñecer ese promedio. Una floración tóxica de Pseudo-nitzschia en 2015 cerró la pesquería de cangrejo Dungeness de la costa oeste, causando $97.5 millones solo en pérdidas de desembarques. La marea roja de Florida en 2018 restó aproximadamente $2.7 mil millones de los ingresos del turismo costero.

Por qué las floraciones están empeorando

Los científicos han documentado un claro aumento en la frecuencia y el alcance de las FAN desde la década de 1980. Dos fuerzas están convergiendo para acelerar la tendencia.

La carga de nutrientes continúa aumentando a nivel mundial a medida que se expande la agricultura intensiva y aumenta la escorrentía urbana. Al mismo tiempo, el cambio climático está calentando las aguas superficiales, extendiendo las temporadas de crecimiento e intensificando las tormentas que arrastran nutrientes a los ríos y lagos. Una investigación publicada en Harmful Algae muestra que las temperaturas más cálidas y una estratificación más fuerte dan a las cianobacterias una ventaja competitiva sobre las especies de algas menos dañinas.

La combinación es especialmente peligrosa en los grandes sistemas de agua dulce. La floración de 2011 en el lago Erie cubrió más de 5.000 kilómetros cuadrados y le costó a la región un estimado de $71 millones. En 2014, una floración obligó a Toledo, Ohio, a cortar el suministro de agua potable a medio millón de residentes.

Contraataque

La prevención comienza aguas arriba. Reducir la escorrentía de fertilizantes a través de franjas de amortiguamiento, cultivos de cobertura y agricultura de precisión reduce el suministro de nutrientes del que dependen las floraciones. El tratamiento mejorado de las aguas residuales puede reducir drásticamente las descargas de fósforo. La NOAA y la EPA operan sistemas de pronóstico de FAN que utilizan imágenes de satélite y sensores de calidad del agua para dar a las comunidades alertas tempranas.

La investigación emergente ofrece nuevas herramientas. Los científicos identificaron recientemente un hongo marino, Algophthora mediterranea, capaz de infectar y matar algas tóxicas formadoras de floraciones, un posible agente de control biológico. Mientras tanto, se están probando sensores de ADN en tiempo real para detectar especies productoras de toxinas antes de que una floración se haga visible.

Las floraciones de algas nocivas se encuentran en la intersección de la agricultura, el clima y la salud pública. Resolver el problema requerirá acciones en los tres ámbitos, pero la ciencia para hacerlo está avanzando rápidamente.